Способ возведения дорожного основания

 

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и может быть использовано при устройстве оснований автодорог 3-5-й категорий. Способ возведения дорожного основания заключается в покрытии земляного полотна нефтешламом, содержащим 20-70 мас. % нефтепродуктов, в количестве 0,3-0,7м³ на 1м² полотна, укатывании земляного полотна с нефтешламом, нанесении минерального материала и второго слоя нефтешлама в количестве 0,5-1,1м³ на 1м² полотна, укатывании и выдерживании в течение времени, определяемого формулой: t= 180-4,1Т, где t - время выдержки, ч, Т - температура окружающей среды, ^oС. Технический результат: основание обладает высокими прочностными и гидроизоляционными свойствами. 1 табл.

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и может быть использовано при устройстве оснований автодорог 3 - 5-й категорий.

Известен способ возведения дорожной одежды (авторское свидетельство СССР 1539248, Е 01 С 3/00,1987г. ), включающий подготовку основания путем распределения щебня и фосфогипсдигидрата на подготовленном земляном полотне, нанесения каменноугольного дегтя с добавкой 0,6-1,0 мас. % кубовых остатков синтетических жирных кислот и 0,06-0,1 мас. % хлорного железа, распределения щебня и фосфогипса, увлажнения их, перемешивания, уплотнения и нанесения второго слоя каменноугольного дегтя с добавками.

Недостатком данного способа являются низкая прочность полученного таким образом основания и большое количество операций по укатке, подготовке гидроизоляционного материала и увлажнения минерального материала.

Наиболее близким по технической сущности является способ возведения дорожной и аэродромной одежды (авторское свидетельство СССР 1712519, 5 Е 01 С 3/00, 1990г. ), включающий подготовку основания путем нанесения на укатанное земляное полотно гидроизоляционного слоя, в качестве которого используют битум, битумную эмульсию или полимерную пленку, укладывания минерального материала, его увлажнения и уплотнения, выдержки и повторного увлажнения.

Недостатком данного способа является низкая прочность полученного по этому способу основания и большое количество операций по уплотнению и увлажнению полотна.

Предлагаемый способ возведения дорожного основания заключается в покрытии земляного полотна нефтешламом, содержащим 20-70 мас. % нефтепродуктов, в количестве 0,3-0,7 м³ на 1 м² полотна, укатывании земляного полотна с нефтешламом, нанесении минерального материала и второго слоя нефтешлама в количестве 0,5-1,1 м³ на 1 м² полотна, укатывания и выдерживания в течение времени, определяемого формулой: t= 180-4,1T, где t - время выдержки, ч; Т - температура окружающей среды, ^oС.

Предлагаемый способ возведения дорожного основания позволяет получать основания с высокой прочностью и снизить количество операций по уплотнению и увлажнению полотна.

В предлагаемом способе в основу гидроизоляционного и твердеющего слоя положен нефтяной шлам. Нефтешламы представляют собой темную вязкую жидкость с плотностью 0,86-0,97 г/см³. Это смесь нефти, нефтепродуктов и продуктов переработки нефти, собранная при очистке сточных технологических и канализационных вод. Нефтешламы имеют различный состав в зависимости от технологической схемы нефтеперерабатывающего завода и качества перерабатываемой нефти, который колеблется в пределах, мас. %: Нефтепродукты - 10-70 Вода - 10-85 Механические примеси - 1-50 В его состав входят смолы, асфальтены, тяжелые ароматические и парафиновые углеводороды, которые окисляются на воздухе и твердеют, образуя хороший гидроизоляционный слой и обеспечивая прочность связи частиц минерального материала.

Способ осуществляют следующим образом.

На земляное полотно наносят нефтешлам из расчета 0,3-0,7 м³ на 1 м² полотна и уплотняют. Затем укладывают щебень или гравий, или их смесь, наносят нефтешлам из расчета 0,5-1,1 м³ на 1 м² полотна, уплотняют и выдерживают в течение времени, зависящего от температуры окружающей среды. При этом часть воды испаряется, а прочность основания возрастает.

Для определения свойств получаемого основания после его выдержки брали образцы и испытывали их на прочность и водопоглощение.

Способ возведения дорожного основания иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1 На участок земляного полотна длиной 500 м и шириной 7 м наносят 1750 м³ нефтешлама, содержащего 50 мас. % нефтепродуктов, и с помощью катка уплотняют земляное полотно. Затем на него наносят щебень, представляющий собой смесь фракций 40-70 мм (60%) и 20-40 мм (40%), и с помощью автогрейдера распределяют слоем 16-18 см. На слой щебня наносят 2800 м³ нефтешлама, уплотняют катками на пневматических шинах за 10 проходов по одному следу. Температура окружающей среды была 25^oС. Подготовленное таким образом основание оставили на выдержку: t= 180-4,1•25= 77,5 ч
Результаты испытания образцов основания приведены в таблице.

Пример 2
Дорожное основание готовили по примеру 1 с той разницей, что для покрытия земляного полотна брали 1050 м³ нефтешлама, а для покрытия щебня - 3850 м³. Температура окружающей среды была 30^oC и
t= 180-4,1•30= 57 ч
Результаты испытания образцов приведены в таблице.

Пример 3
Способ осуществляли по примеру 1 с той разницей, что при нанесении нефтешлама на земляное полотно брали 2450 м³, а при нанесении на щебень - 1750 м³. Температура окружающей среды была минус 10^oС, тогда
t= 180-41•(-10)= 221 ч
Результаты испытания образцов приведены в таблице.

Пример 4
Способ осуществляли по примеру 1 с той разницей, что используемый нефтешлам содержал 20 мас. % нефтепродуктов.

Результаты испытания образцов приведены в таблице.

Пример 5
Способ осуществляли по примеру 1 с той разницей, что используемый нефтешлам содержал 70 мас. % нефтепродуктов.

Результаты испытания образцов приведены в таблице.

Пример 6 (сравнительный)
Способ осуществляли по примеру 1 с той разницей, что используемый нефтешлам содержал 18 мас. % нефтепродуктов. Результаты испытания образцов приведены в таблице.

Пример 7 (сравнительный)
Способ осуществляли по примеру 1 с той разницей, что на земляное полотно наносили 700 м³ нефтешлама, а на щебень 3850 м³.

Результаты испытания образцов приведены в таблице.

Пример 8 (сравнительный)
Способ осуществляли по примеру 1 с той разницей, что на земляное полотно наносили 2800 м³ нефтешлама, а на щебень 1750 м³.

Результаты испытания образцов приведены в таблице.

Пример 9 (сравнительный)
Способ осуществляли по примеру 1 с той разницей, что на щебень наносили 1400 м³ нефтешлама.

Результаты испытания образцов приведены в таблице.

Пример 10 (сравнительный)
Способ осуществляли по примеру 1 с той разницей, что на щебень наносили 4200 м³ нефтешлама.

Результаты испытания образцов приведены в таблице.

Пример 11 (по прототипу)
Земляное полотно уплотняли катками и наносили на него битумную эмульсию. Затем на земляное полотно укладывали смесь белитового шлама и щебня при оптимальной влажности и уплотняли ее катками. После уплотнения основание выдерживали в течение 5 сут и снова увлажняли до оптимальной величины.

Результаты испытания образцов приведены в таблице.

Как видно из таблицы, дорожные основания, возведенные по предлагаемому способу, обладают высокими прочностными и водопоглощающими свойствами. Количество операций при их возведении значительно сократилось. Однако это возможно только при использовании нефтешлама, содержащего не менее 20 мас. % нефтепродуктов. Так, при использовании нефтешлама, содержащего 18 мас. % нефтепродуктов (пр. 6), прочностные и водопоглощающие свойства образцов падают. При уменьшении количества нефтешлама, наносимого на земляное полотно (пр. 7) и на щебень (пр. 9), наблюдается то же снижение показателей. Напротив, увеличение количества нефтешлама, наносимого на земляное полотно (пр. 8), не меняет качества основания и, следовательно, не рационально. Кроме того, при завышении заявленной нормы количества нефтешлама его избыток может растекаться за края земляного полотна. Что же касается увеличения количества нефтешлама, наносимого на минеральный материал (пр. 10), то наблюдается небольшое снижение показателей, что можно объяснить нехваткой времени выдержки для отверждения завышенного количества нефтешлама.

Формула изобретения

Способ возведения дорожного основания, включающий нанесение гидроизоляционного слоя на земляное полотно и укладку минерального материала, отличающийся тем, что в качестве гидроизоляционного слоя используют нефтяной шлам, содержащий 20-70 мас. % нефтепродуктов, в количестве 0,3-0,7 м³ на 1 м² полотна, а земляное полотно укатывают вместе со шламом, наносят минеральный материал и второй слой нефтешлама в количестве 0,5-1,1 м³ на 1 м² полотна, укатывают и выдерживают в течение времени, определяемого формулой
t = 180 - 4,1 T,
где t - время выдержки, ч;
Т - температура окружающей среды, ^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1