Способ гидрофобизации и стабилизации грунтов всех слоев дорожного грунта

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для стабилизации грунтов при создании оснований автомобильных и железных дорог, вертолетных площадок, взлетно-посадочных полос, площадок различного назначения, а так же дорожек в парках и садах. Способ гидрофобизации и стабилизации грунтов всех слоев дорожного грунта заключается в профилировании, последующей нарезке грунта грунтовой фрезой, последующим перемешиванием грунта фрезой с добавлением цемента, обработке грунтоцементной смеси гидрофобизатором на основе природного минерала монтмориллонита, перешивании фрезой обработанной грунтоцементной смеси, уплотнении тяжелыми виброкатками до максимального уплотнения и последующем открытии движения, причем состав для стабилизации грунта содержит воду, цемент и минеральную добавку, в качестве минеральной добавки вводится концентрат монтмориллонита, причем массовая доля воды является варьируемой величиной в зависимости от влажности почвы. Технический результат заключается в укреплении грунта, как в качестве основного дорожного покрытия, так и в качестве основания при строительстве асфальтового дорожного покрытия, а также в получении более высокого уровня качества готового объекта строительства при применении и соблюдении данной технологии. 2 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для стабилизации грунтов при создании оснований автомобильных и железных дорог, вертолетных площадок, взлетно-посадочных полос, площадок различного назначения, а так же дорожек в парках и садах. Область применения заявленного изобретения относится к использованию заявленного способа гидрофобизации и стабилизации грунтов, в частности, на переувлажненных суглинках и глинистых грунтах с низкой несущей способностью.

Наиболее близким к заявленному изобретению является изобретение, известное из патента RU 2281356 C1 (опублик. 10.08.2006), которое относится к дорожному строительству и может быть использовано для стабилизации грунтов при создании оснований автомобильных и железных дорог, площадок различного назначения, дорожек в парках и садах. Используемый состав для стабилизации грунта содержит цемент, минеральную добавку, а в качестве минеральной добавки вводится сажа.

Задача, решаемая заявляемым техническим решением, заключается в укреплении грунта как в качестве основного дорожного покрытия, так и в качестве основания при строительстве асфальтового дорожного покрытия. А также - в изготовлении многослойного дорожного основания (подушки) с толщиной слоя 20-25 см, любой глубины, при этом обеспечивая экологическую чистоту, безопасность для человека, не токсичность и безопасность для зеленых насаждений (см. фиг. 1).

Поставленная задача решается благодаря заявляемому способу гидрофобизации и стабилизации грунтов всех слоев дорожного грунта, который заключается в профилировании, последующей нарезке грунта грунтовой фрезой, последующим перемешиванием грунта фрезой с добавлением цемента, обработке грунтоцементной смеси гидрофобизатором на основе природного минерала монтмориллонита, перешивании фрезой обработанной грунтоцементной смеси, уплотнении тяжелыми виброкатками до максимального уплотнения и последующем открытии движения, причем состав для стабилизации грунта содержит воду, цемент и минеральную добавку, в качестве минеральной добавки вводится концентрат монтмориллонита при следующем соотношении компонентов, мас. %:

- цемент - 5-7%

- концентрат монтмориллонита (R-SO3H, где R - углеводород) - 4%

- вода, причем массовая доля воды является варьируемой величиной в зависимости от влажности почвы.

Так, влажность, при которой производятся оптимальные работы, является не выше влажности воздуха +1%.

Изготовленное по данной технологии дорожное полотно имеет несущую способность выше стандартной асфальтобетонной дороги в 1,5-4 раза. Использование данной технологии предусматривает присутствие специально обученных сотрудников для соблюдения технологии. Однако при этом обеспечивается безопасность не только для окружающей среды, но и для персонала, работающего с вышеуказанной технологией.

Основным элементом технологического процесса является гидрофобизация и стабилизация грунтов всех слоев дорожного покрова, с добавлением 5-7%. Принцип вытеснения молекул свободной воды водным раствором гидрофобизатора и заполнения высвободившегося пространства частицами вяжущего позволяет уплотнить грунт до состояния камня, при этом эффективно препятствуя возможному проникновению воды, в обработанный и уплотненный слой в будущем (см. фиг. 1).

Одной из главных причин возникновения и развития деформаций дорожного полотна является резкое снижение несущей способности грунта при увеличении влажности выше объема пор. Так, вода, окружающая частицу грунта, не дает грунту уплотниться. Плотность грунта: +-1800 кг/м3 (Dc) (см. фиг. 2). После удаления воды частицы грунта уплотняются. Плотность увеличивается с 1800 до 2200 кг/м3 (Df) (см. фиг. 2).

Заявленный способ включает следующие этапы работ:

- профилирование (с использованием грейдера, бульдозера);

- нарезку грунта грунтовой фрезой;

- перемешивание фрезой грунта с добавлением до 5-7% цемента от объема грунта в дорожном слое;

- обработку грунтоцементной смеси гидрофобизатором на основе водного раствора природного минерала монтмориллонита;

- перешивание фрезой обработанной грунтоцементной смеси;

- уплотнение тяжелыми виброкатками более 16 тонн (рекомендуется с вибропластинами) до максимального уплотнения;

- открытие движения через 3 дня.

Асфальтовое покрытие укладывается (при необходимости) без дополнительной подготовки или обработки изготовленного дорожного полотна. При использовании технологии, толщина асфальтового покрытия может быть минимальна, 4 см. Изготовленное дорожное полотно по данной технологии не теряет основных эксплуатационных свойств, даже при полном и длительном затоплении (более 90 дней). Эти данные получены из опыта эксплуатации дороги в Юго-Восточной Азии, а так же в России, город Темрюк, контейнерная площадка.

Основным преимуществом данной технологии является возможность получать более высокий уровень качества готового объекта строительства при применении и соблюдении данной технологии. При этом технология использует результаты многолетних исследований физико-химических свойств (ионный обмен) различных грунтов, подтвержденных многолетней практикой применения во многих странах мира. Также от реализации заявленного способа гидрофобизации и стабилизации грунтов всех слоев дорожного грунта обеспечивается повышенная долговечность потребительских и эксплуатационных свойств готового объекта строительства. Коэффициент удельной нагрузки готового объекта строительства - до 80 т/кв.м. Заявленная технология не требует никаких дополнительных сложных технических средств. Более того, она позволяет минимизировать использование сложной и тяжелой техники при строительстве, что в свою очередь радикально сказывается, как на повышении скорости проведения строительных работ без потери качества, так и на оптимизации финансовых затрат.

Скорость проведения работ в 3-5 раз быстрее, чем при использовании старых технологий. Так, для изготовления 1 км дорожного полотна одной технической бригаде (грейдер, виброкаток более 12 тонн с вибропластинами, грунтовая фреза) требуется 2-3 дня, в то время как при использовании старой технологии требуется - 10-15 дней.

Это обусловлено следующим:

- технология минимизирует количество операций при проведении строительных работ;

- необходимостью меньшего количества тяжелой спецтехники;

- возможностью использования в качестве основного строительного материала - грунт на месте проведения строительных работ (обычно он снимается и вывозится);

- также технология позволяет открыть движение транспорта в течение 2-3 дней после окончания работ (в качестве основного слоя покрытия).

При применении заявленного способа гидрофобизации и стабилизации грунтов всех слоев дорожного грунта отсутствует необходимость доставки к месту проведения строительных работ таких фракций, как песок и щебень. Технология позволяет укладывать асфальтовое покрытие сразу же на подготовленный по данной технологии участок без потери качества, как самого подготовленного покрытия, так и асфальтового покрытия. При этом обеспечивается универсальность технологии.

Данная технология может применяться:

- как частичная, либо полная замена старой технологии (дороги 3-й и 4-й категории);

- в качестве дополнительной опции совместно со старой технологией строительства для улучшения потребительских и эксплуатационных характеристик готового объекта (дороги 1-й, 2-й, 3-й категории, железнодорожные пути, взлетно-посадочные полосы);

- может применяться везде, где есть почва (исключение - сплошной песок);

- изготовление основания под силовую плиту промышленных полов;

- изготовление фундаментной плиты для малоэтажного строительства.

Объекты, построенные с применением данной технологии гидрофобизации и стабилизации грунтов всех слоев дорожного грунта, имеют уникальные эксплуатационные характеристики (см. табл. 1, 2):

- повышенная удельная нагрузка грунтового полотна до 80 т/кв.м, позволяет применять данную технологию при строительстве не только автодорог, но и более сложных объектов, таких как взлетно-посадочных полос и вертолетных площадок, а также железнодорожных путей и объектов железнодорожного транспорта;

- под воздействием усиленной эксплуатации коэффициент удельной нагрузки готового объекта строительства не уменьшается, а продолжает увеличиваться;

- отсутствует появление «колейности» дорожного покрытия;

- готовый объект, построенный с применением данной технологии (например, дорожное полотно), отлично выдерживает полное затопление в течение длительного срока без его размыва и потери основных эксплуатационных свойств;

- готовый объект, построенный с применением данной технологии (например, дорожное полотно), выдерживает температурный режим ниже - 50°С, что позволяет использовать данную технологию и эксплуатировать эти объекты во всех климатических зонах от Крайнего севера до Черного моря. При этом обеспечена экологическая чистота и не токсичность технологии и продукции.

Области применения способа гидрофобизации и стабилизации грунтов всех слоев дорожного грунта:

- Строительство и ремонт дорог 1-й, 2-й, 3-й и 4-й категории;

- Строительство и ремонт железных дорог и инфраструктурных объектов железнодорожной отрасли;

- Строительство аэродромов и взлетно-посадочных полос, вертолетных площадок;

- Строительство трубопроводов (нефте- и газо- проводов) и инфраструктурных объектов отрасли;

- Строительство линий электропередач (ЛЭП) и инфраструктурных объектов отрасли;

- Строительство спортивных сооружений;

- Строительство промышленных и сельскохозяйственных объектов;

- Строительство объектов (в том числе инфраструктурных) специальных ведомств;

- Строительство объектов городского хозяйства;

- Строительство любых других объектов, требующих проведения работ укреплению (уплотнению) грунтовой подосновы.

Примеры.

Способ гидрофобизации и стабилизации грунтов всех слоев дорожного грунта, заключающийся в профилировании, последующей нарезке грунта грунтовой фрезой, последующим перемешиванием грунта фрезой с добавлением цемента, обработке грунтоцементной смеси гидрофобизатором на основе природного минерала монтмориллонита, перешивании фрезой обработанной грунтоцементной смеси, уплотнении тяжелыми виброкатками до максимального уплотнения и последующем открытии движения, причем состав для стабилизации грунта содержит воду, цемент и минеральную добавку, в качестве минеральной добавки вводится концентрат монтмориллонита при следующем соотношении компонентов, мас. %:

- цемент -5-7%

- концентрат монтмориллонита (R-SO3H, где R - углеводород) - 4%

- вода, причем массовая доля воды является варьируемой величиной в зависимости от влажности почвы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области дорожного и аэродромного строительства и может быть использовано для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов.

Изобретение относится к области строительства и может быть применено при инженерной подготовке строительных площадок для нового строительства. В способе объемной цементации песчаных, супесчаных, суглинистых грунтов и легких глин, включающем приготовление водной суспензии портландцемента с водопоглощающим минеральным компонентом и введение в грунт приготовленной суспензии, предварительно осуществляют удаление грунта, содержащего органические примеси, в образовавшемся котловане осуществляют приготовление водной суспензии равномерным перемешиванием портландцемента и воды в соотношении 1:1,2, введение в указанную суспензию при перемешивании супеси или суглинка с получением пасты, введение в нее водопоглощающего минерального компонента – сталеплавильного, или доменного, или фосфорного шлака, причем состав жесткой твердеющей смеси содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.%: портландцемент 5-20, шлак не более 40, вода 6-20, супесь или суглинок - остальное, при этом при объемной цементации указанных грунтов используют одноковшовые экскаваторы.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог, а также для закрепления грунтов оснований зданий и сооружений.

Группа изобретений относится к области грунтоведения и инженерной геологии, в частности к улучшению механических свойств несвязных грунтов за счет микробиологического образования кальцитового цемента.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для сооружения земляного полотна и устройства укрепленных дорожных оснований на дорогах I-V категорий.

Группа изобретений относится к дорожному строительству, а именно к укреплению грунта с помощью органических и неорганических составов, используемых в строительстве дорог для стабилизации и укрепления пластичных, переувлажненных, засоленных грунтов, и способам укрепления грунтов.

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано для подготовки оснований автомобильных дорог путем укрепления грунта. Укрепленный грунт для дорожного строительства содержит, мас.%: природный грунт 50-60, цемент 10-15, зола-унос 15-20, водный раствор поливинилового спирта 5-7% концентрации 1-2, вода - остальное.

Предложен способ закладки открытого забоя эоловым песком в угольном пласте неглубокого залегания в западных опустыненных районах горных работ, который подходит для очистного забоя добычи угля, имеющего улучшенную самостабилизацию кровли и обладающего функциональными возможностями формирования открытого забоя определенной величины в задней части.

Настоящее техническое решение относится к области дорожного строительства и может быть использовано для укрепления слабых грунтов при возведении оснований автомобильных и железнодорожных дорог, аэродромов и других подобных сооружений.

Изобретение относится к области реконструкции строительных сооружений, а именно к ликвидации их общих деформаций. Раствор для компенсационного нагнетания в грунты оснований при устранении деформаций зданий и сооружений содержит, %: бентонит 60–80, портландцемент 10–30, ускоритель твердения до 10, пластификатор до 2.

Группа изобретений относится к дорожному строительству, а именно к укреплению грунта с помощью органических и неорганических составов, используемых в строительстве дорог для стабилизации и укрепления пластичных, переувлажненных, засоленных грунтов, и способам укрепления грунтов.

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог. Автомобильная дорога состоит из грунта земельного полотна, слоя песка, слоя щебня, асфальтобетонного покрытия и укрепительных полос.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в дорожном строительстве для устройства оснований автомобильных дорог. Технический результат - повышение прочности при сжатии укрепленного грунта.

Изобретение относится к дорожному строительству местных и грунтовых дорог, в том числе на переувлажненных суглинках и глинистых грунтах с низкой несущей способностью.
Изобретение относится к строительной промышленности и может быть использовано для устройства дорожной одежды автодорог. Технический результат - повышение водоотталкивающих и теплоизоляционных свойств.
Изобретение относится к способу закрепления грунтов и фундаментов. Способ заключается в обработке последних содержащим латексный полимер закрепителем, применяемым в смеси с водой.
Изобретение относится к области дорожного и аэродромного строительства и может быть использовано для устройства водо- и морозозащитных слоев дорожных одежд и земляного полотна.
Изобретение относится к составам для химического закрепления почв и грунтов и может быть использовано в сельском хозяйстве для борьбы с водной и ветровой эрозией, а также при строительстве дорог и других земляных сооружений.
Изобретение относится к способу получения состава для химического закрепления почв и грунтов и может быть использовано в сельском хозяйстве для борьбы с водной и ветровой эрозией, а также при строительстве дорог и других земляных сооружений.
Изобретение относится к области строительства и предназначено, например, для изготовления оснований автомобильных и железных дорог, аэродромов, оснований промышленных и муниципальных свалок, площадок различного назначения, ядер плотин, фундаментов зданий и сооружений, а также строительных материалов типа безобжигового кирпича и блоков.

Изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано для стабилизации грунтов при создании оснований автомобильных и железных дорог, вертолетных площадок, взлетно-посадочных полос, площадок различного назначения, а так же дорожек в парках и садах. Способ гидрофобизации и стабилизации грунтов всех слоев дорожного грунта заключается в профилировании, последующей нарезке грунта грунтовой фрезой, последующим перемешиванием грунта фрезой с добавлением цемента, обработке грунтоцементной смеси гидрофобизатором на основе природного минерала монтмориллонита, перешивании фрезой обработанной грунтоцементной смеси, уплотнении тяжелыми виброкатками до максимального уплотнения и последующем открытии движения, причем состав для стабилизации грунта содержит воду, цемент и минеральную добавку, в качестве минеральной добавки вводится концентрат монтмориллонита, причем массовая доля воды является варьируемой величиной в зависимости от влажности почвы. Технический результат заключается в укреплении грунта, как в качестве основного дорожного покрытия, так и в качестве основания при строительстве асфальтового дорожного покрытия, а также в получении более высокого уровня качества готового объекта строительства при применении и соблюдении данной технологии. 2 табл., 2 ил.

Наверх