PL218447B1 - Sposób wykonywania wzmocnień podłoża gruntowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wykonywania wzmocnień podłoża gruntowego.

Szczegółowe opisy stabilizacji gruntów cementem opisane są między innymi w skryptach Politechniki Lubelskiej: „Drogi, ulice, węzły - nawierzchnie drogowe” z 1975 r., „Konstrukcje jezdni drogowych” z 1983 r. i rozprawa habilitacyjna „Sztywność podbudów z gruntów stabilizowanych cementem i kryteria jej oceny”, których autorem jest Jan Kukiełka.

Według Dz. U. nr 43 poz. 430 z 02.03.1999 r., zawierającego Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie, obecnie stosuje się stabilizację gruntów cementem głównie do wzmacniania podłoża pod nawierzchnię drogową lub do podbudów o ruchu bardzo lekkim.

W tabeli 4.1.2.3/1 normy PN-EN 14227-1 z 2005 r. podane są charakterystyczne wytrzymałości na ściskanie próbek z gruntów lub kruszyw stabilizowanych spoiwami hydraulicznymi, które mogą być ulepszane wapnem, popiołami lotnymi lub chlorkiem wapniowym, jak podano w normie.

Miał gumowy był dodawany dotychczas tylko do modyfikacji mieszanek betonowych, których jamistość jest mała w porównaniu z jamistością np. piasku. W materiałach konferencyjnych LIII Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN oraz Komitetu Nauki PZITB, Krynica 2007 podany jest referat P. Radziszewskiego i E. Ołdakowskiej pt. „Wpływ dodatku rozdrobnionych opon samochodowych na właściwości betonów cementowych” z którego można wnioskować, że względnie mały dodatek gumy nie wpływa nadmiernie na obniżenie wytrzymałości betonu. Wadą praktycznego wykorzystania dodatku gumy do betonów cementowych jest niedokładność wymieszania składników, której znaczenie jest wielokrotnie mniejsze w przypadku stabilizacji cementem gruntów piaszczystych, w których występowanie rys i pęknięć jest ich cechą o korzystnym znaczeniu dla ograniczenia skutków pęknięć termicznych o względnie dużej rozwartości.

Istotą wynalazku jest sposób wykonywania wzmocnień podłoża gruntowego przy użyciu piasku ulepszonego dodatkiem miału gumowego pochodzącego z recyklingu opon samochodowych i cementu w postaci kompozytu mineralno-cementowego charakteryzujący się tym, że kompozyt mineralnocementowy służący do wzmacniania podłoża gruntowego pod nawierzchniami drogowymi lub do poprawy przejezdności po gruntach piaszczystych bez dodatku cementu, uzyskuje się sposobem mieszania składników „in situ” lub w urządzeniach stacjonarnych poprzez dodawanie miału gumowego o uziarnieniu najkorzystniej D < 2 mm do piasku, żwiru lub pospółki w stosunku wagowym do 10%, które miesza się z optymalną ilością wody tak aby wskaźnik wodno-cementowy wynosił 0,4 < w/c < 0,8 i następnie zagęszcza się konwencjonalnymi metodami w temperaturze > 5°C, najkorzystniej > 15°C.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że miał gumowy wypełniający wolne przestrzenie w piasku, żwirze lub pospółce zapobiega nadmiernemu przesączaniu się wody po skropieniu warstwy w czasie mieszania „na mokro” lub zmianie wilgotności mieszanki przygotowanej w urządzeniach stacjonarnych w czasie transportu i wbudowania w warstwę oraz zapobiega szybkiemu odparowaniu wody w czasie pielęgnacji, dojrzewającej warstwy kompozytu mineralno-cementowego. Uzyskuje się oszczędność w dozowaniu wody do mieszanki i w czasie pielęgnacji. Najkorzystniejszym efektem jest jednak tzw. wytrzymałość resztkowa na zginanie, podobna do tej, którą posiadają fibrobetony. Dodatek miału gumowego do mieszanek stabilizowanych cementem zapobiega powstawaniu złomu kruchego w warstwach z kompozytu mineralno-cementowego, który charakteryzuje konwencjonalnie wykonywane warstwy. Warstwy z kompozytu mineralno-cementowego są bardziej oporne na degradację pod wpływem powtarzalnych obciążeń pojazdami ciężarowymi od wykonywanych dotychczas warstw z gruntów lub kruszyw stabilizowanych cementem. Ponadto warstwa z piasku ulepszonego miałem gumowym charakteryzuje się kohezją i tarciem wewnętrznym, ułatwiając przejazd roboczy pojazdów dowożących cement, przy realizacji warstwy sposobem „in situ”. Korzystnym efektem ekologicznym według wynalazku jest recykling odpadów gumowych z przemysłu jak również zużytych opon samochodowych.

P r z y k ł a d 1. Istniejące podłoże piaszczyste wyrównano w profilu podłużnym i poprzecznym ₂ konwencjonalnym sposobem, rozłożono następnie miał gumowy 0/2 mm w ilości 10 kg/m² i wymieszano z pomocą frezy gruntowej do głębokości 15 cm, zagęszczono sposobem wałowania i wyrówna₂ no przed rozłożeniem cementu w ilości 15 kg/m², odpowiadającej klasie wytrzymałości C1,5/2,0 wymie₂ szano składniki „na sucho” i polano wodą w ilości 5 l/m² natychmiast mieszając „na mokro”, powtórnie ₂ polano wodą w ilości do 5 l/m² w celu uzyskania wilgotności optymalnej mieszanki i ponownie wymieszano „na mokro”. Po wyrównaniu stabilizowanej warstwy cementem do profilu projektowanego,

PL 218 447 B1 zagęszczono za pomocą walca samobieżnego ogumionego, wyrównując dodatkowo po wstępnym zagęszczeniu oraz pielęgnowano wykonaną warstwę przez 7 dni konwencjonalnym sposobem.

P r z y k ł a d 2. Na istniejącym, wyrównanym gruncie wysadzinowym o grupie nośności G3, wykonano warstwę mrozochronną z piasku o grubości 45 cm i po jej zagęszczeniu i wyrównaniu roz₂ łożono miał gumowy 0/2 mm w ilości 12 kg/m² i wymieszano „na sucho” z piaskiem za pomocą zestawu sprzętu rolniczego, składającego się z glebogryzarki, pługofrezy i brony aktywnej. Po polaniu wodą wymieszano ponownie sposobem „na mokro”, zagęszczono i wyrównano, a następnie udostępniono do ruchu technologicznego w celu transportu materiałów na dalsze odcinki drogi. Po zakończeniu ruchu technologicznego, także w trudnych warunkach atmosferycznych, wyrównano profil, rozło₂ żono cement w ilości 20 kg/m², odpowiadającej klasie wytrzymałości C3/4, wymieszano składniki na sucho i kontynuowano czynności jak w przykładzie 1.

P r z y k ł a d 3. Mieszankę kompozytu mineralno-cementowego z pospółki, miału gumowego, cementu i wody przygotowano w urządzeniach stacjonarnych konwencjonalnym sposobem, dodając w stosunku wagowym 6% miału gumowego, 5% cementu odpowiadającą klasie wytrzymałości C5/6 i 8% wody. Mieszankę kompozytu mineralno-cementowego przewożono samochodami ciężarowymi i układano na przełomowym odcinku drogi powiatowej, charakteryzującym się ugięciami sprężystymi

U_m = 1,5:3 mm w celu jej wzmocnienia i wyrównania profilu w warstwie o grubości h = 15:25 cm.

Claims (1)

1. Sposób wykonywania wzmocnień podłoża gruntowego przy użyciu piasku ulepszonego dodatkiem miału gumowego, pochodzącego z recyklingu opon samochodowych i cementu w postaci kompozytu mineralno-cementowego, znamienny tym, że kompozyt mineralno-cementowy służący do wzmacniania podłoża gruntowego pod nawierzchniami drogowymi lub do poprawy przejezdności po gruntach piaszczystych bez dodatku cementu, uzyskuje się sposobem mieszania składników „in situ” lub w urządzeniach stacjonarnych poprzez dodawanie miału gumowego o uziarnieniu najkorzystniej D < 2 mm do piasku, żwiru lub pospółki w stosunku wagowym do 10%, które miesza się z optymalną ilością wody tak aby wskaźnik wodno-cementowy wynosił 0,4 < w/c < 0,8 i następnie zagęszcza się konwencjonalnymi metodami w temperaturze > 5°C, najkorzystniej > 15°C.