BR112016023075B1

BR112016023075B1 - Agente de estabilização de solo, e processo para compactação permanente do solo

Info

Publication number: BR112016023075B1
Application number: BR112016023075-2A
Authority: BR
Inventors: Terje Mikkelsen
Original assignee: Terje Mikkelsen
Priority date: 2014-04-05
Filing date: 2015-03-28
Publication date: 2022-02-15
Also published as: BR112016023075A2; ES2683863T3; EP3134581A1; PL3134581T3; EP3134581B1; DE102014004936A1; WO2015149924A1

Abstract

processo e agente de estabilização do solo para a estabilização permanente de solos minerais finos e mistos, expostos à geada para uso como camadas com alta capacidade de carga e à prova de geada para fundação, suporte, assentamento e enchimento na construção acima do solo, na construção de estradas e caminhos e na construção ao nível do solo e construção subterrânea a presente invenção refere-se a um processo para a compactação do solo permanente de solos minerais de grãos finos e mistos, ameaçados por geada, como camadas de fundação, suporte, assentamento e enchimento na construção acima do solo, na construção de estradas e caminhos e na construção ao nível a terra e subterrânea, com alta capacidade de carga e à prova de geada, sendo que para produção de uma ou mais camadas de construção (5,8) de uma infraestrutura (1), permanentemente estáveis, à prova de geada e com alta capacidade de carga, uma agente de estabilização de solo (3) líquido é misturado intensivamente com pelo menos a camada da infraestrutura (1) e, subsequentemente, é compactada, a um teor de água ótimo para a compactação, com aparelhos de compressão pesados.

Description

[0001] É objeto da invenção uma tecnologia de sistema, que consiste nas instruções de processo e em uma substância ativa usada para estabilização, doravante chamada de "agente de estabilização do solo", para uso de solos minerais finos e de granulação mista, ameaçados por geada, não apropriados para fins de construção e sua transformação em camadas permanentemente estáveis + à prova de geadas + de alta capacidade de carga no setor de construção civil.

[0002] O DE 26 33 749 A1 descreve um agente de estabilização do solo para estabilização do solo na base de ésteres de resina de epóxido. Como plastificante é indicado éster alquilsulfônico.

[0003] O DE 44 28 269 A1 descreve um agente de impregnação-estabilização do solo para estabilização do solo na base de ésteres de polivenileno. Esse documento descreve plastificantes na base de ácidos alquilsulfônicos.

[0004] O DE 195 09 085 A1 descreve uma composição de plastisol. São descritos plastificantes na base de ésteres de ácido alquilsul- fônico, e está descrito que com esse tipo de uma composição de plastisol podem ser realizados revestimento de qualquer tipo.

[0005] No WO 1996/28505 A1 é descrito o uso do ácido alquilsul-fônico e seus ésteres como plastificante para agentes de revestimento- estabilização do solo.

[0006] Os agentes de estabilização do solo para estabilização do solo têm, no entanto, a desvantagem de que até agora não pôde ser comprovado um aperfeiçoamento indestrutível, permanente, das propriedades do solo de solos coesivos de grãos finos e grãos mistos, ameaçados por geada.

[0007] Por esse motivo, a invenção tem por base a tarefa de de- senvolver uma tecnologia de sistema para estabilização do solo, qu consiste em uma instrução de processo e em um agente de estabilização do solo para o aperfeiçoamento permanente, indestrutível, das propriedades de solo de solos coesivos de grãos finos e grãos mistos.

[0008] Para solução da tarefa proposta, é sugerido um agente de estabilização de solo de acordo com a concepção técnica da reivindicação independente 7. O processo para aplicação do agente de estabilização do solo é objeto da reivindicação independente 1.

[0009] Uma área de aplicação preferida da invenção é a realização do processo e a aplicação do agente de estabilização do solo como camadas com alta capacidade de carga e à prova de geada para construções de fundação, suporte, assentamento e enchimento na construção acima do solo, na construção de estradas e caminhos e na construção a nível do solo e subterrânea.

[0010] A aplicação vale, em geral, para construções novas e também para saneamentos.

[0011] Um caso de aplicação particularmente favorável da invenção se refere não apenas à construção de estradas, mas também à construção acima do solo. Na construção acima do solo são usadas camadas de fundação que são usadas como almofadas de fundação para placas de solo de edifícios. Quando no plano da fundação de um edifício não existe uma camada com capacidade de carga, o agente de estabilização de acordo com a invenção também é usado para a estabilização da subestrutura.

[0012] Pela preparação especial das camadas de fundação, suporte, assentamento e enchimento com o agente de estabilização do solo existe a outra vantagem de que umidade ascendente do subsolo e umidade que penetra lateralmente são impedidas. Camadas de água de infiltração são impedidas com segurança. Assim, também podem ser produzidas camadas de enchimento estáveis na construção acima do solo, que servem, por exemplo, para enchimento de fossos de construção escavados.

[0013] Essas camadas de enchimento estabilizantes também são usadas na construção de tubulações, para cobertura das tubulações embutidas no solo.

[0014] Com isso, existe a vantagem de que o solo removido do fosso de construção ou do canal de tubulação não precisa ser removido sem substituição, mas, sob tratamento posterior com o agente de estabilização de solo de acordo com a invenção, ele pode ser novamente incorporado.

[0015] Também construções existentes podem ser drenadas, pelo fato de que o solo anteriormente embutido na região do fosso de construção é escavado em partes e, depois do tratamento realizado com o agente de estabilização do solo, é novamente embutido.

[0016] Um outro caso de aplicação da presente invenção reside no tratamento de canais de água, nos quais o fundo ou os barrancos estão ameaçados por erosão. Também nesse caso, o fundo ou os barrancos de canais de água podem ser protegidos e vedados contra erosão por tratamento com o agente de estabilização do solo de acordo com a invenção.

[0017] O agente de estabilização do solo de acordo com a invenção é até mesmo apropriado para produção de blocos ou outros corpos de construção sólidos em modo de construção modular. Assim, de acordo com um aprimoramento da invenção está previsto que um solo tratado com o agente de estabilização é prensado em moldes e, a seguir, os tijolos, corpos de construção ou outros elementos de construção modulares são usados para construção adicional na construção acima do solo ou subterrânea. Esses elementos estão depois particu-larmente estanques para água, têm alta capacidade de carga e estão protegidos contra penetração de umidade.

[0018] O uso do agente de estabilização do solo de acordo com a invenção também é apropriado para a construção de uma represa ou para o saneamento da represa. Pode ser protegido todo o corpo de construção de uma represa ou também apenas partes solicitadas com água de uma represa (por exemplo, também a saia de vedação) contra penetração de água sob pressão.

[0019] Uma característica importante do agente de estabilização do solo é que é obtida uma redução permanente das forças de ligação da água dos componentes de solo finos desses solos por um agente de estabilização de solo, que atua como trocador de íons e catalisador.

[0020] No agente de estabilização de solo usado trata-se de um líquido transparente, facilmente solúvel em água cuja composição química é uma mistura de diversos ácidos sulfônicos + aditivos especiais +água. A viscosidade é oleosa.

[0021] Um componente principal das substâncias ativas do agente de estabilização de solo é uma mistura de diversos ácidos sulfônicos, que têm como característica em comum o grupo funcional -SO3H, conectado com um componente orgânico repelente de água R. A representação é: R-SO3-H.

[0022] Os ácidos sulfônicos dissociam-se em água. O agente de estabilização de solo atua no solo como trocador de íons e catalisador.

[0023] O agente de estabilização de solo faz com que os íons de hi drogênio H+, ligados adesivamente na superfície das partículas desolo (e, assim, a água depositada nesses íons através de pontes de hidrogênio) são deslocados e substituídos por íons metálicos (+) existentes no envoltório de água, por exemplo, Na+; K+; Mg++; Ca++; Al+++;

[0024] Assim uma grande parte da água de adesão ligada fixamente é removida da superfície das partículas de solo, pelo fato de que ela é convertida em água isenta de poros. Essa água livre pode escapar facilmente do solo por secagem ou migrar para o espaço de poros entre as partículas de solo.

[0025] Além disso, o agente de estabilização de solo de acordo com a invenção faz com que os íons metálicos (+) ligados nas partículas de solo não podem mais acumular água hidratada, pelo fato de que os íons de radicais de ácido contidos no agente de estabilização de solo conectam-se com os íons metálicos (+). Trata-se, portanto, de uma redução do envoltório de água de absorção por um mecanismo de troca de íons.

[0026] Um outro efeito ocorre por uma hidrofobização ("impregnação repelente de água") das partículas do solo.

[0027] Os íons de radicais de ácido contidos no agente de estabilização do solo e que se acumulam nos íons metálicos estão ligados com uma proporção orgânica hidrófoba. Os componentes hidrófobos fazem com que no solo compactado não pode mais ser transportada no espaço dos poros.

[0028] O íons de hidrogênio H+, que ficam liberados na dissociação no agente de estabilização do solo de acordo com a invenção reagem diretamente com os íons de hidroxila OH- existentes no envoltório de água para íons de hidrônio H3O+ e em um outro passo, para água H2O. Assim, o efeito de ácido está eliminado e ocorreu uma neutralização.

[0029] As reações químicas, que são causados pelo agente de estabilização do solo de acordo com a invenção, são irreversíveis. A modificação das propriedades do solo é, portanto, permanente. Os envoltórios de água de adsorção reduzidos pela ação do agente de estabilização do solo não podem mais ser formados.

[0030] Devido aos envoltórios de água em torno das partículas do solo, reduzidos permanentemente, os solos tratados com o agente de estabilização do solo, no estado do teor de água no solo ótimo, necessário para a compactação, com o mesmo trabalho de compactação, podem ser compactados para uma densidade a seco mais alta do que o solo não tratado com o agente de estabilização.

[0031] Pela posição mais próxima das partículas do solo uma da outra, forças de efeito próximo moleculares entre as partículas do solo são reforçadas, que levam a um aumento da resistência e, com isso, da capacidade de carga. Esse efeito não é perdido e, portanto, permanece permanentemente.

[0032] Os componentes hidrófobos do agente de estabilização do solo fazem com que em um solo tratado e compactado com o agente de estabilização do solo de acordo com as instruções de uso, a subida de água capilar está impedida e a penetração de água no corpo de solo compactado é impedida por completo.

[0033] No congelamento do solo, falta, com isso, o avanço da água de baixo para a zona de congelamento, a geada não pode causar mudanças de estrutura, o solo está á prova de geada.

[0034] A pluralidade das pedras soltas que ocorrem na superfície da terra em muitos países do mundo são solos minerais de grãos finos e mistos, que devido ao seu teor de materiais finos e da sensibilidade à água e à geada associada a isso não são apropriados para fins de construção e, por esse motivo precisam ser trocados para fins de construção, mas particularmente, na construção convencional de estradas e caminhos, por misturas de minerais à prova de geada e insensíveis à água.

[0035] Isso se refere aos tipos de solo: argila, lodo (também designado como lodo ou areia em pó), misturas minerais de pedras, brita ou areia, em cada caso, com misturas de mais de 15% em massa de lodo e/ou argila, tal como, por exemplo, areia argilosa, areia lodosa, areia argilosa-lodosa, areia de brita argilosa, areia de brita lodosa, areia de brita argilosa-lodosa, barro (mistura de areia fina + lodo + argila), misturas de pedras naturais ou fragmentadas.

[0036] O agente de estabilização do solo de acordo com a inven- ção pode ser usado em geral no setor de construção, particularmente, na construção de estradas e caminhos na construção ao nível da terra e na construção de fundações, para fins de compactação das pedras soltas de grãos finos e grãos mistos. Esses solos minerais não precisam mais ser removidos do local da construção e substituídos por mis-turas minerais (como camada de proteção contra geada, camada de suporte de cascalho, camada de suporte de brita). Pelo contrário, o solo existente no local da construção é tratado no local com o agente de estabilização de solo e, depois de subsequente compactação, transformado em camadas de construção permanentemente estáveis + à prova de geada + com alta capacidade de carga.

[0037] Classificação mecânica do solo dos solos apropriados a ser tratados com os agentes de estabilização do solo:

[0038] Para o sucesso ótimo na aplicação do agente de estabilização do solo, os solos minerais usados precisam possuir as seguintes propriedades mecânicas do solo A + B + C + D, que são determinados em exames laboratoriais de mecânica do solo. Os solos predominantemente encontrados são apropriados para a compactação com o agente de estabilização do solo.

[0039] Solos com valores característicos divergentes podem ser tratados previamente de modo seletivo e depois ser igualmente compactados com o agente de estabilização do solo.

[0040] A proporção das partículas de solo finas com D eq < 0,06 mm : > 15% em massa, com relação à massa seca; medição da proporção por peneiramento ou pela determinação da distribuição dos tamanhos de grãos no âmbito fino, por exemplo, por análise de sedimentação no laboratório ou por outros processos usuais para determinação da distribuição dos tamanhos de grãos.

[0041] Em solos minerais, nos quais a proporção das partículas finas perfaz menos de 15% em p=massa, podem ser misturados outros solos minerais com proporções nitidamente maiores de materiais finos, por exemplo, argila ou barro, que precisam ser descartados em outros locais de obra, de modo que a proporção de materiais finos na massa total dos solos misturados perfaz, como resultado mais de 15% em massa. Como aditivos também são apropriados materiais de reciclagem com alta proporção de substância fina, por exemplo cinzas de usinas elétricas. A vantagem reside no fato de que esses materiais não utilizáveis para outros fins de construção podem ser adquiridos a custos muito favoráveis e, portanto, não precisam ser descartados como lixo por outros usuários.

[0042] B) Plasticidade > 10

[0043] Plasticidade na mecânica dos solos é a diferença entre o teor de água no limite da fluência (=liquid limit) e o teor de água no limite da laminação (= plastic limit). Quando a plasticidade é < 10, podem ser misturados aditivos apropriados de acordo com a parte A, até ser alcançada a aptidão.

[0044] C) A proporção de misturas orgânicas (por exemplo, húmus) precisa ser menor do que 4% em massa, com relação à massa seca.

[0045] D) O valor de pH do solo precisa ser maior do que pH 6, se ele for menor do que pH 6, o solo pode ser tornado apropriado por tratamento prévio especial.

[0046] Função das partículas do solo

[0047] Todas as partículas estão circundadas por um envoltório de água. Partículas de solo grossas têm uma superfície especifica pequena e para cada unidade de massa só podem ligar uma quantidade de água pequena na superfície. Predominam pressão, fricção e enden- tação na transmissão de força entre os grãos.

[0048] Partículas de solo finas têm uma superfície específica grande e, por unidade de massa podem ligar uma quantidade de água grande na superfície das partículas. Predomina a coesão dependente de teor de água. Na entrada de água ampliam-se os envoltórios de água em torno das partículas de solo e afastam as partículas reciprocamente uma para longe da outra e, com isso, as forças de ligação diminuem, a resistência e capacidade de carga de solos de grãos finos é perdida com crescente teor de água.

[0049] Em solos de grãos mistos, com uma proporção de materiais finos de > 15% em massa, as propriedades do solo são determinadas predominantemente pelas propriedades com atividade de superfície das sustâncias finas.

[0050] As proporções e distribuição as massas individuais das fra ções de tamanhos de grãos individuais na massa total de uma amostra de solo de um solo mineral são designadas como distribuição de tamanhos de grãos.

[0051] Ele é um meio de trabalho importante para avaliação e solos minerais no que se refere à suas propriedades mecânicas do solo para fins de construção.

[0052] A separação da fração de grãos ocorre em solos inteiramente de grãos grossos por análise granulométrica e em solos de grãos finos pela análise de sedimentação.

[0053] A distribuição da fração de grãos é determinada para solos de grãos mistos, que contêm tanto proporções de grãos grossos como também proporções de grãos finos, com uma combinação de análise granulométrica e análise de sedimentação.

[0054] A representação gráfica da distribuição de tamanhos de grãos ocorre, de preferência, por linha de soma.

2. Sobre o modo de ação da água em solos de grãos finos

[0055] A secagem causa uma redução dos envoltórios de água em torno das partículas de solo, que é designada como uma "contração " do solo, o que corresponde a uma aproximação das partículas do solo.

[0056] Desse modo, ocorre uma ampliação das forças de ligação entre as partículas pela distância diminuída entre as mesmas e por aumento da tensão de aspiração da "água de menisco" nos pontos de contato das partículas A isso está associado um aumento da resistência e capacidade de carga dos solos de grãos finos.

[0057] Na entrada de água ocorre uma ampliação dos envoltórios de água - o chamado "intumescimento" do solo e, portanto, um "afastamento recíproco uma da outra" das partículas do solo através dos envoltórios de água. Daí segue-se uma redução das forças de ligação entre as partículas por distância ampliada uma da outra e por redução da tensão de aspiração da água nos pontos de contato das partículas. Daí segue-se uma perda da resistência e capacidade de carga dos solos de grãos finos e mistos.

[0058] Aqui entra a invenção, que na mistura do agente de estabilização do solo no solo obtém uma redução permanente dos envoltórios de água. Não ocorre nenhuma ampliação desses envoltórios de água no caso de uma nova entrada de água.

[0059] Desse modo está garantida uma apropriação recíproca melhor das partículas do solo por compactação, devido a envoltórios reduzidos.

[0060] Igualmente ocorre uma ampliação das forças de ligação entre as partículas por distância diminuída uma da outra e por aumento da tensão de aspiração da "água de menisco" nos pontos de contato das partículas. Daí resulta um aumento da resistência e capacidade de carga dos solos de grãos finos.

[0061] Daí resultam uma compactação mais densa das partículas,devido aos envoltórios de água reduzidos e mais nenhuma modificação de densidade e nenhuma perda de resistência, na entrada de água e no caso de geada.

3. Sobre o modo de ação do agente de estabilização do solo em solos de grãos finos como catalisador e trocador de íons

[0062] O agente de estabilização de solo não é um aglutinante, tal como cal ou cimento. No uso do agente de estabilização de solo no solo, não são formadas estruturas cristalinas entre as partículas do solo. O aumento de resistência no uso do agente de estabilização de solo resulta de uma aproximação mais estreita das partículas do solo na compressão do solo, por uma redução considerável e irreversível do tamanho dos envoltórios de água adsorvedora, que circundam as partículas.

[0063] Existem, nesse caso, três mecanismos de funcionamento diferentes:

3.1 Redução do envoltório de água adsorvedora por mecanismo de troca 1

[0064] O agente de estabilização de solo faz com que uma grande parte dos íons de hidrogênio H+ ligados na superfície das partículas de solo (e a outra água acumulada através das pontes de hidrogênio nesses íons) são substituídos por íons metálicos (+) existentes no envoltório de água, por exemplo, Na+; K+; Mg++; Al+++.

[0065] Com isso, uma grande parte da água de adesão ligada fixamente é desprendida da superfície das partículas de solo, pelo fato de que é convertida em água isenta de poros. Essa água livre pode escapar facilmente do solo por secagem ou distribuir-se no espaço de poros entre as partículas de solo.

3.2 Redução do envoltório de água adsorvedora por mecanismo de troca 2

[0066] O agente de estabilização ainda faz com que os íons metálicos (+) ligados nas partículas de solo não possam mais acumular água hidratada, pelo fato de que, em vez disso, os íons de radicais de ácido (grupo sulfato) contidos no agente de estabilização de solo se conectam com os íons metálicos (+).

3.3 Hidrofobização ("impregnação repelente de água")

[0067] Os íons de radicais de ácido (grupo sulfato), que estão contidos no agente de estabilização do solo e que se acumulam nos íons metálicos, estão conectados com uma proporção orgânica hidrófoba. A mesma faz com que as partículas de solo finas percam a capacidade de absorver água na superfície das partículas e que o solo tratado com o agente de estabilização perca a capacidade de transportar água nos capilares.

3.4 Neutralização

[0068] Os íons liberados na dissociação de íons de hidrogênio H+,liberados no agente de estabilização do solo, reagem diretamente com os íons de hidroxila OH- existentes no envoltório de água para íons de hidrônio H3O+ e em um outro passo, para água H2O. Assim, o efeito do ácido está eliminado.

4. Sumário da tecnologia de sistema de acordo com a invenção, para a compactação permanente e à prova de geada de solos minerais de grãos finos e mistos no exemplo da construção de estradas e caminhos 4.1 Testar o solo no que se refere à aptidão para aplicação da tecnologia de sistema 4.2 Abrir e desintegrar a superfície da plataforma de terraplanagem 4.3 Introduzir e misturar no solo em várias etapas de trabalho o agente de estabilização do solo diluído com água 4.4 Compactar o solo no estado ótimo de teor de água para a compactação 5. Tecnologia de sistema detalhada de acordo com a invenção, para a compactação permanente e à prova de geada de solos minerais de grãos finos e mistos no exemplo da construção de estradas e caminhos 5.1 Pesquisa de informações sobre o solo

[0069] Para as estradas e caminhos a ser construídos, execução do teste de aptidão desenvolvido para o teste de aptidão desenvolvido para essa tecnologia de sistema e de exames selecionados de mecânica do solo no laboratório, especialmente para determinação da proporção de materiais finos no solo, com um diâmetro de partícula < 0,06 mm, para definição da quantidade de aplicação do agente de estabilização do solo, bem como para determinação de um teor de água ótimo, necessário para a compactação do solo.

5.2 Demarcar gradientes e perfil da estrada (do caminho)

[0070] Equipamentos necessários: equipamentos de medição

5.3 Remover vegetação, húmus + camadas de solo com uma proporção > 4% de misturas orgânicas.

[0071] Equipamentos necessários, por exemplo, esteira niveladora, ou bulldozer, ou niveladora ou fresadora da placa de fundação.

5.4 Análises do solo no local da construção

[0072] Retirada de uma amostra de solo para determinação do teor de água momentâneo do solo. A profundidade da retirada abaixo da plataforma de terraplanagem corresponde à profundidade de trabalho da fresadora mista de solo, em geral, até uma profundidade de 30 cm

[0073] Equipamentos necessários: dispositivo apropriado para determinação rápida do teor de água de solos minerais

[0074] Resultado do teste é o teor de água momentâneo w no soloaté a profundidade da fresadora e serve para cálculo da quantidade de água, com a qual o agente de estabilização de solo é diluído e introduzido no solo.

5.5 Produzir a plataforma bruta de terraplanagem dac as especificações do plano, equipamentos necessários: niveladora

[0075] A inclinação transversal precisa estender-se paralelamente à inclinação da camada de cobertura futura. Posteriormente, depois de o agente de estabilização de solo tiver sido distribuído sobre a plata- forma desintegrada, não devem mais ocorrer maiores movimentos do solo ou deslocamentos do solo, para que a profundidade do tratamento do solo com o agente de estabilização de solo não seja reduzida em alguns pontos.

5.6 Abrir e desintegrar a plataforma de terraplanagem

[0076] Cerca de 10 cm de profundidade para absorção uniforme do agente de estabilização de solo

[0077] Equipamentos necessários: escarificador ou ripper ou cultivador ou grade de dentes de mola ou grade de discos ou fresadora até 10 cm de profundidade. 5.7 Medição do teor de água momentâneo no solo, determinação da quantidade de água com a qual o agente de estabilização de solo é diluída, para ser introduzida no solo, para que depois da introdução da solução de trabalho, que consiste no agente de estabilização de solo + água, o teor de água no solo não se situa em mais do que 2% acima teor de água ótimo w, necessário para a melhor com-pactação do solo possível, esse teor de água foi determinado no laboratório, antes do início da construção.

5.8 Produzir em um tanque a 1a quantidade parcial de uma solução de trabalho, constituída do agente de estabilização do solo + água. E misturar a mesma para a 1a etapa de trabalho, determinar a quantidade do agente de estabilização na dependência da proporção dos componentes finos D > 0,06 mm no solo.

[0078] Alternativamente: colocar à disposição a quantidade calculada do agente de estabilização de solo + água separadamente, para mistura só durante a introdução no solo.

5.9 introduzir no solo a 1a quantidade parcial da solução de trabalho do agente de estabilização + água uniformemente sobre a plataforma de terraplanagem desintegrada previamente.

[0079] Variante de introdução 1: o agente de estabilização de solo é primeiramente misturado com água em um tanque deslocável e em queda livre aplicado através de um tubo de distribuição com bocais de saída, aplicado sobre a plataforma de terraplanagem, a quantidade de escoamento do tubo de distribuição é determinada pela velocidde do deslocamento.

[0080] Variante de introdução 2: o agente de estabilização de solo é primeiramente misturado com água em um tanque deslocável e através de bombas e, ainda, através de um tubo de distribuição com bocais de saída é aplicado sobra a plataforma de terraplanagem, a quantidade transportada pela bomba e a velocidade de deslocamento são reguladas de acordo com a quantidade de aplicação prevista.

[0081] Variante de introdução 3: o agente de estabilização de solo é primeiramente misturado com água em um tanque deslocável e através de bombas e, ainda, através de um tubo de distribuição com bocais de saída dentro do da fresadora de mistura de solo, é introduzido no solo durante o processo de fresagem, a quantidade transportada pela bomba e a velocidade de deslocamento são reguladas de acordo com a quantidade de aplicação prevista.

[0082] Variante de introdução 4: a quantidade de água necessária para diluição é posta à disposição em um tanque deslocável, o agente de estabilização de solo no recipiente de fornecimento (barril de 200 litros ou Eurocontainer de 1000 litros) é colocado sobre o veículo de tanque ou sobre um reboque acoplado com o veículo de tanque. Através de bombas separadas, os dois componentes são transportados separadamente a um recipiente de mistura e, ainda, através de um tubo de distribuição com bocais de saída, introduzidos no solo, as quantidades transportadas pelas bombas e a velocidade de deslocamento do veículo de tanque são reguladas de acordo com as quantidades de aplicação previstas, sendo que a relação e diluição entre o agente de estabilização de solo e água pode ser modificada durante a introdução no solo..

[0083] Variante de introdução 5: misturar o agente de estabilização de solo e cerca de dez vezes a quantidade de água em um injetor de pressão portável e introduzir manualmente no solo a ser tratado, para áreas pequenas e quantidades de solo pequenas e para regiões selecionadas com teor de água natural extremamente alto.

5.10 Esmigalhar o solo e misturar intensivamente com o agente de estabilização de solo. A profundidade de trabalho da fresa- dora de mistura de solo, no mínimo, até 30 cm abaixo da plataforma de terraplanagem, com sobreposição de pista.

[0084] Equipamentos necessários: fresadora de mistura de solo apropriada

5.11 Uniformizar a superfície, aplainar as ondas das pistas de trabalho da fresadora, desintegrar pontos compactados na camada subjacente, especialmente, nas bordas das pistas de trabalho da fre- sadora de mistura de solo, nesse caso, misturar adicionalmente o solo, em várias passagens.

[0085] Equipamentos necessários: ripper ou cultivador ou grade de dentes de mola ou grade de discos ou fresadora de mistura de solo 5.12 produzir e misturar a 2a quantidade parcial de uma solução de trabalho, que consiste no agente de estabilização de solo + água em um tanque para a 2a etapa de trabalho, determinar a necessidade de agente de estabilização de solo + água, na dependência da proporção de componentes finos D < 0,06 no solo.

5.13 introduzir a 2a quantidade parcial da solução de trabalho de agente de estabilização de solo + água uniformemente sobre a plataforma de terraplanagem desintegrada no solo.

[0086] Variantes para introdução, tal como sob o ponto 5.9.

5.14 Misturar adicionalmente o solo, intensivamente, profundidade de trabalho, até 30 cm abaixo da plataforma de terraplana-gem, com sobreposição de pistas.

[0087] Equipamentos necessários: fresadora de mistura de solo apropriada.

5.15 Uniformizar a superfície, aplainar as ondas das pistas de trabalho da fresadora, desintegrar pontos compactados na camada subjacente, especialmente, nas bordas das pistas de trabalho da fre- sadora de mistura de solo, nesse caso, misturar adicionalmente o solo, em várias passagens.

[0088] Equipamentos necessários: ripper ou cultivador ou grade de dentes de mola ou grade de discos ou fresadora de mistura de solo 5.16 Controle do teor de água momentâneo w no solo, antes da compactação, o teor de água momentâneo w é mais alto do que o teor de água ótimo determinado w opt, para a compactação, é necessária uma secagem e mistura adicional do solo, até w = w opt. Se o teor de água w for menor do que o teor de água ótimo para a compactação, é necessária uma umectação e uma mistura adicional do solo, até w=w opt.

5.17 produzir uma plataforma de terraplanagem fina.

[0089] Equipamento necessário: niveladora e dispositivo para medição da inclinação. 5.18 Compactar os solos a partir da superfície da plataforma de terraplanagem. O curso da compactação é sempre da borda para o centro da estada/do caminho, de preferência, por introdução gradual da energia de compactação. Isso é realizado, incialmente, com equipamentos de compactação leves, por exemplo, com compactado- res de placas de vibração. A seguir, com equipamentos de compactação pesados, por exemplo, por meio de cilindros com > 15 t de massa própria sem vibração, depois compactação adicional com cilindros com > 15 t de massa própria com vibração e compactação final com cilindro de roda de borracha pesado.

5.19 Durante a compactação com cilindros com 15 t de massa própria com vibração, é aplicada uma camada de nivelamento de cerca de 5 cm de uma mistura de pedras fragmentadas, à prova de geada, sem proporções finas D < 0,06 mm, por exemplo, brita 16/32 mm, aplicada sobre a plataforma de terra e distribuída em espessura de camada uniforme.

[0090] Isso deve dar-se em um momento, quando as partículas grossas, fragmentadas, ainda podem ser comprimidas, em parte, na plataforma de terraplanagem da camada de estabilização.

[0091] (A camada de nivelamento tem a tarefa de garantir em es tradas e caminhos trafegados diretamente, sem uma camada de cobertura ligada adicional, a fricção entre as rodas dos veículos e a superfície compactada lisa, sólida da camada de estabilização.

[0092] Em estradas e caminhos, que em um passo de trabalho adicional são cobertos com uma camada de cobertura adicional, essa camada de nivelamento garante a fricção e endentação entre camada de cobertura e a superfície da camada de estabilização compactada.)

5.20 Aplicar a 3a quantidade parcial da solução de trabalho do agente de estabilização de solo +água uniformemente sobre a camada de nivelamento, sem misturar. 5.21 Término da compactação, quando as medições depois de 5.21; 5.22 e 5.23 comprovam uma compactação suficiente, senão compactação adicional com equipamentos de compactação pesados de acordo com 5.18. 5.22 Determinação da densidade a seco obtida com o cilindro de

[0093] Punçoar (em solos de grãos finos, sem pedras) ou, por exemplo, com o densitômetro de solo ou outros processos de medição apropriados (em solos com peras).

5.23 Medição da capacidade de carga obtida sobre a plata- forma de terraplanagem compactada, 24 h depois do término da com-pactação, com o equipamento de pressão de placa estática.

[0094] Determinação da curva de assentamento de carga, introdução de carga gradual das cargas estáticas sobre uma placa de carga de 30 cm de diâmetro. Resultado da medição = EV2[Mpa]

5.24 Medição da capacidade de carga obtida sobre a plataforma de terraplanagem compactada, 24 h depois do término da compactação, com o equipamento de pressão de placa dinâmica, determinação da profundidade de fundamento e velocidade de afundamento de uma placa de carga com 30 cm de diâmetro, no impacto de um peso de queda. Resultado de medição = EV dyn [Mpa]

[0095] Com essas etapas de trabalho, é produzida do solo de granulação fina e mista, ameaçados por geada, do subsolo, uma camada de suporte inferior com permanente alta capacidade de carga e à prova de geada na construção de estradas, preparada para a aplicação de uma camada de cobertura ligada de asfalto u concreto. Em estradas secundárias e caminhos de uso doméstico, essa camada compactada, produzida desse modo, pode ser trafegada diretamente, sem camada de cobertura.

6. Efeitos da aplicação do agente de estabilização de solo

[0096] As novas propriedades dos solos tratados com o agente de estabilização de solo, depois da compactação para camadas de construção na construção d estradas e caminhos, levam a uma resistência e capacidade de carga durável e indestrutível, bem como a uma resistência permanente contra ação de água e geada.

[0097] Não ocorre nenhum intumescimento ou contração mensurável, nem quaisquer alterações de volume ou deformações das camadas de construção. Um teor de água pequeno, uniforme, no solo compactado, independente da umidade do ambiente, está garantido. A subida de água capilar está permanentemente impedida. Assim, é da-da uma resistência permanente contra geada.

[0098] As outas vantagens da tecnologia de agente de estabilização solo na construção de estradas e caminhos são as seguintes: • não é necessária nenhuma troca de solos não ameaçadas por geada não apropriados . Assim, são suprimidos o desprendimento, obtenção, carga, transporte, de solo não aproveitável, inclusive o descarte em um aterro de materiais de terra. • É suprimida a obtenção carga, transporte e a introdução de misturas de pedras certificadas, à prova de geada, para o uso como camadas de suporte. • Essas duas economias resultam em uma redução dos custos de construção e em uma redução do tempo de construção, bem como em uma redução do consumo de energia/redução da emissão de CO2. • Além disso, resultam vantagens consideráveis para a economia política, porque, devido à supressão dos transportes consideráveis, os caminhos de tráfego existentes estão menos carregados e, assim, permanecem por mais tempo aptos para uso.

[0099] A aplicação do agente de estabilização do solo pode ser usada com grande vantagem em áreas que não dispõem de jazidas de rochas apropriadas, para obter misturas de rochas aptas para carga, à prova de geada, para camadas de suporte.

[00100] A tecnologia pode ser usada de modo igualmente vantajoso para fixação de caminhos de tráfego em áreas com solos de geada permanente, que no verão degelam até a profundidades maiores e, nesse caso amolecem e, com isso, perdem sua capacidade de suporte no subsolo.

[00101] O objeto de invenção da presente invenção não resulta apenas do objeto das reivindicações de patente individuais, mas também da combinação das reivindicações de patente individuais entre si.

[00102] Todas as indicações e características descritas nas documentações, inclusive no resumo, particularmente, a formação física, são reivindicadas como da essência da invenção, desde que, individualmente ou em combinação, sejam novas em relação ao estado da técnica.

[00103] A seguir, a invenção é explicada mais detalhadamente por meio de desenhos que representam apenas um caminho de execução. Nesse caso, evidenciam-se dos desenhos e de sua descrição outras características e vantagens da invenção.

[00104] Mostram: Figura 1: a produção de uma infraestrutura de estrada de acordo com a tecnologia básica da invenção. Figura 2: a produção de uma infraestrutura de estrada,tal como de acordo com a Figura 1, sendo que no solo a ser estabilizado, com pequena proporção de material fino, adicionalmente é adicionado solo com alta proporção de material fino. Figura 3: a produção de uma infraestrutura de estrada com incorporação de uma camada de cobertura danificada, existente. Figura 4: a produção e uma infraestrutura de uma estrada com a incorporação adicional de solo, obtido de uma retirada lateral, na proximidade do local de construção. Figura 5: a produção de uma infraestrutura de estrada, com adição de solo sem materiais finos ou com uma pequena proporção dos mesmos, de menos de 15% em massa, sendo que o solo adjacente tem uma proporção muito alta de materiais finos. Figura 6: a produção de uma infraestrutura de estrada, com a adição de material de construção reciclado. Figura 7: a produção de uma infraestrutura de estrada com incorporação de solo tratado previamente com o agente de estabilização de solo do depósito de material de terra. Figura 8: os passos de processo de acordo com a invenção, para produção de uma subestrutura de estada. Figura 9: os passos de processo para produção de uma in- fraestrutura de estrada de acordo com o estado da técnica.

[00105] Na Figura 1 está representado nos passos de processo a-j, a formação gradual e a produção de uma superfície subjacente de estrada para produção de uma estrutura, com a tecnologia de sistema de acordo com a invenção.

[00106] Partindo de uma borda superior 31 da infraestrutura, a in- fraestrutura deve estar formada como solo de grãos finos e mistos na superfície subjacente. A proporção de partículas de solo finas com D < 0,06 mm, perfaz, por exemplo, mais de 15% da massa seca. Essa in- fraestrutura 1 estaria ameaçada da influência de geada e água e, por esse motivo, não é possível aplicar sobre uma infraestrutura desse tipo uma camada de cobertura 10, por exemplo, de asfalto.

[00107] Por essa razão, de acordo com o passo de processo b a in- fraestrutura 1 é primeiramente aberta e desintegrada até uma profundidade de camada 2, de preferência de 10 cm abaixo da plataforma de terraplanagem nas direções das setas 6, associado uma ampliação de volume pela desintegração.

[00108] Sobre essa camada é aplicada em grande superfície, no passo de processo c, o agente de estabilização de solo 3 (abreviatura BSM) na direção da seta 4, e absorvido pela camada desintegrada. No passo de processo d, a infraestrutura empregada agora desse modo com o agente de estabilização de solo 3 na região da superfície, e fre- sada nas direções das setas 6, até uma profundidade de camada, de preferência, de 30 cm, e misturada, de modo que o agente de estabilização de solo está distribuído uniformemente até a profundidade de 30 cm na superfície subjacente.

[00109] Sobre a superfície desintegrada, no passo de processo e, mais uma vez o agente de estabilização de solo 3 é distribuído uniformemente, na direção da seta 4, sobre a superfície, e absorvido na região próxima da superfície do solo.

[00110] No passo de processo f, toda a camada de estabilização 5 impregnada com o agente de estabilização de solo 3, é novamente misturada e secada, com o que a quantidade total introduzida do agente de estabilização de solo 3 está distribuída uniformemente até uma profundidade de 30 cm na superfície subjacente.

[00111] No passo de processo g, a camada de estabilização 5, agora convertida, é fortemente comprimida com um compressor, com o que ocorre uma compactação de volume e resulta uma nova superfície subjacente, apta para carga, na forma de camada de estabilização 5, agora presente.

[00112] No passo de processo h é aplicada uma camada de nivelamento 8 sobre a camada de estabilização 5 convertida e no passo de processo em pulverizada em grande superfície na direção de seta 4 impregnada com o agente de estabilização de solo 3 de acordo com a invenção.

[00113] Pela compactação adicional com o compressor 7, no passo de processo j, a camada de nivelamento é parcialmente comprimida na camada de estabilização 5 subjacente e comprimida. Desse modo, é formada uma infraestrutura altamente resistente, à prova de geada e estável para a subsequente formação de uma cobertura de estrada, que consiste em uma superfície de suporte 34 ligada e uma camada de cobertura 10 (veja as figuras posteriores).

[00114] A Figura 2 parte de uma outra situação inicial, onde é presumido que, partindo de uma infraestrutura 1 com menos de 15% em massa de proporções finas com D < 0,06 mm, agora no passo de processo b, ocorre uma aplicação de solo mineral trazido, com alta proporção de material fino (por exemplo, argila, barro),doravante designa- do como camada de barro 9, sobre a infraestrutura.

[00115] No passo de processo c, essa camada de barro 9 é pulverizada em grande superfície na direção da seta 4, com o agente de estabilização de solo 3, de modo que o agente de estabilização de solo 2 penetra na camada desintegrada.

[00116] No passo de processo d, ocorre a fresagem e mistura até uma profundidade de 30 cm nas direções das setas 6, com o que é produzida uma camada de estabilização coesa, uniforme e homogênea.

[00117] A camada de estabilização 5 é tratada novamente no passo de processo e com o agente de estabilização de solo 3 e, no passo de processo f, novamente misturada e secada nas direções das setas 6.

[00118] No passo de processo g, a compactação e compressão da camada de estabilização impregnada através do compressor 7, e no passo de processo h, é aplicada uma camada de nivelamento 8, que no passo de processo i, é novamente pulverizada em grande superfície com o agente de estabilização de solo 3 na direção da seta 4.

[00119] No passo de processo j, é depois compactada com ocomr- pessor7 a camada de nivelamento 8 e, com isso, é produzida uma combinação com a camada de estabilização 6 compactada.

[00120] Finalmente, no passo de processo k, sobre a camada de estabilização 5 produzida desse modo, com uma camada de nivelamento 8 situada sobre a mesma, é aplicada uma camada de suporte superior 34 ligada e uma camada de cobertura 10, que corresponde a um revestimento de estrada usual.

[00121] Observa-Se que nos exemplos de moda precedente 1 a 2 e em todos os outros exemplos de modalidade 3 a 7 descritos a seguir, para a partes iguais são usados os mesmos sinais de referência e as mesmas etapas de trabalho.

[00122] Por esse motivo, o exemplo de modalidade de acordo com a Figura 3 diferencia-se dos exemplos de modalidade precedentes de acordo com as Figuras 1 e 2, apenas pelo fato de que na Figura 3 parte-se do fato de que uma estada existe com uma borda superior 32 e uma camada de cobertura 10, sendo que essa camada de cobertura 10 pode consistir em asfalto ou concreto. Essa camada de cobertura 10 está danificada e dessa estrada danificada deve ser produzida uma estrada nova, com a infraestrutura de acordo com a invenção.

[00123] Na Figura 3, no passo de processo a (situação inicial) parte-se do fato de que abaixo da camada de cobertura 10 danificada está presente uma camada de suporte 11 convencional e essa camada de suporte 11 está assentada sobre uma camada subjacente 1 usual.

[00124] Para produção de uma estrada nova, no passo de processos b, primeiramente a camada de cobertura 10 danificada 10 e a camada de suporte 11, junto com a camada subjacente 1, aberta e misturada. A profundidade de camada 2, nesse caso, está indicada, por exemplo, em 30 cm abaixo da borda superior da camada de cobertura antiga.

[00125] No passo de processo c, depois da camada do agente de estabilização do solo, misturada e homogeneizada desse modo, é aplicada em grande superfície na direção da seta 4, que é absorvida na região de superfície pelo solo desintegrado.

[00126] No passo de processo d, a camada de estabilização 5 é fresada e misturada nas direções das setas 6,com o que o agente de estabilização de solo está distribuído uniformemente na camada.

[00127] No passo de processo e, mais uma vez o agente de estabilização de solo 3 é aplicado em grande superfície sobre a camada de estabilização preparada desse modo na direção da seta 4,e no passo de processo f, ocorre novamente uma mistura e secagem simultânea da camada de estabilização 5 homogeneizada e impregnada com o agente de estabilização de solo.

[00128] No passo de processo g, ocorre agora uma compactação com o compressor 7 e no passo de processo h, ocorre uma aplicação de uma camada de nivelamento 8.

[00129] No passo de processo i, ocorre uma nova aplicação de um agente de estabilização de solo 3, na direção da seta 4, sobre a camada de nivelamento 8, para vedação da superfície.

[00130] No passo de processo j, com o compressor 7 é causada uma compressão da camada de nivelamento 8 e uma compressão parcial na camada de estabilização 5 e a infraestrutura, agora acabada de ser preparada, é coberta no passo de processo k com uma camada de suporte superior ligada, usual, e uma camada de cobertura de asfalto ou concreto ou similar. Assim, está criada uma nova estrada, com uma infraestrutura altamente resistente, à prova de geada e estável.

[00131] No exemplo de modalidade de acordo com a Figura 4, parte-se do fato de que na camada subjacente 1 ameaçada de geada, tal como de acordo com as Figuras 1 a 3, ainda estão presentes, adicionalmente pedras 12 e blocos grandes. Os mesmos estão fixamente embutidos nas partículas de solo finas e não devem ser trituradas, para não destruir a estrutura densa na camada subjacente e para proteger a fresadora. No caso dessa camada subjacente, tal como nas Figuras 1 a 3, trata-se de um solo de grãos finos e mistos, ameaçado de geada, no qual a proporção das partículas de solo finas perfaz com D < 0,06 mm, > como 15% da massa seca.

[00132] A alta permeabilidade à água da camada subjacente, existente nesse exemplo, permite que o agente de estabilização de solo 3 seja distribuído uniformemente sem mistura mecânica na região inferior da camada de estabilização 5.

[00133] Pela razão citada, no passo de processo b, inicialmente ocorre uma desintegração da superfície com um abridor 14, que se move na direção da seta 15 ao longo da superfície da infraestrutura, até uma profundidade de camada 13 de, por exemplo, 5 cm abaixo da borda superior 31.

[00134] No passo de processo c, sobre a superfície desintegrada é pulverizado o agente de estabilização de acordo com a invenção de solo 3 na direção da seta 4. Por ação da gravidade, ele penetra na direção da seta 17 para dentro da infraestrutura 1 cm as pedras e impregna o mesmo uniformemente no passo de processo d, sem destruir a estrutura densa na camada subjacente.

[00135] No passo de processo e, um solo apropriado é obtido de uma retirada lateral e passado por uma peneira 19,com uma largura de malha de 50 mm, na direção da seta 18, sendo que as pedras 12, com D > 50 mm são retida e, posteriormente não precisam ser trituradas. Só ainda as proporções de solo com diâmetro < 50 mm deixam a peneira.

[00136] O produto da passagem pela peneira, com D < 50 mm, no passo de processo f é despejado na direção da seta 21 sobre a plataforma de terraplanagem existente, previamente desintegrada e tratada com o agente de estabilização de solo e distribuído em uma espessura de camada uniforme.

[00137] No passo de processo g, a camada despejada é impregnada na direção da seta 4 com o agente de estabilização de solo de acordo com a invenção, sendo que o agente de estabilização de solo é absorvido na região superior do enchimento pelos poros do solo.

[00138] No passo de processo h, essa camada 22 despejada e impregnada com o agente de estabilização de solo é misturada e secada e no passo de processo i, compactada com o compressor 7. No passo de processo j, é depois aplicada uma camada de nivelamento 8, que, ainda, no passo de processo, é impregnada e embebida na direção da seta 4 com o agente de estabilização de solo 3 de acordo com a invenção.

[00139] Finalmente, no passo de processo l, as camadas 8 + 22 + 5, preparadas desse modo e impregnadas com o agente de estabilização de solo 3, são compactadas com um compressor 7, com o que é formada uma infraestrutura à prova de geada e com alta capacidade de carga, para a aplicação de uma camada de suporte 34 superior, por exemplo, camada de suporte de asfalto, e uma camada de cobertura 10, por exemplo, de asfalto ou concreto.

[00140] No exemplo de modalidade de acordo com a Figura 5, parte-se do fato de que em uma camada subjacente 1, que consiste em um solo de grãos finos e mistos, está presente uma proporção muito alta das partículas de solo finas, com D < 0,06 mm e consideravelmente mais do que 15% da massa seca. Por exemplo, pode estar presente uma alta proporção de argila. Essa camada subjacente estaria ameaçada por influência de geada e água.

[00141] Por essa razão, a invenção prevê de acordo com o exemplo de modalidade de acordo com a Figura 5, passo de processo b, que primeiramente, acima da borda superior 31 seja aplicada uma camada de formação 23,com uma proporção de material fino pequena. Essa camada de formação tem, de preferência, partículas com um diâmetro D < 0,06 mm e proporção < do que 15% em massa, para baixar a con-centração do solo existente na camada subjacente, com proporção de material fino muito alta.

[00142] Sobre essa camada de formação presente, desintegrada, é aplicado no passo de processo c, na direção da seta 4, o agente de estabilização de solo 3, que na direção da set 17, impregna a camada de formação 23 e, no passo de processo d, a camada de formação impregnada com o agente de estabilização de solo, é misturada até a profundidade 2 na camada subjacente e toda a camada de estabilização é misturada e triturada.

[00143] No passo de processo e, ocorre uma aplicação repetida do agente de estabilização de solo 3 na direção da seta 4 sobre a superfície desintegrada.

[00144] Depois, no passo de processo f, a camada de estabilização 5 é novamente misturada e, nesse caso, secada, de modo que a quan- tidade total de agente de estabilização e solo está distribuída uniformemente na camada de estabilização e no passo de processo g é compactada com o compressor 7.

[00145] No passo de processo h, '-e aplicada uma camada de nivelamento 8, e no passo de processo i, é novamente embebida e impregnada com o agente de estabilização de solo 3 na direção da seta 4.

[00146] No passo de processo, a formação produzida desse modo é novamente compactada com o compressor 7, de modo que a camada de nivelamento é parcialmente comprimida na camada de estabilização previamente compactada e, no fim, no passo de processo k, é aplicada sobre a camada de nivelamento 8, que agora está conectada de modo fixo e homogêneo com a camada de estabilização 5, é apli-cada uma camada de suporte 34 ligada superior, usual, por exemplo, como camada de asfalto, e uma camada de cobertura 10, por exemplo, de asfalto ou concreto.

[00147] O exemplo de modalidade de acordo com a Figura 6 diferencia-se dos exemplos de modalidade de acordo com as Figuras 1 a 5, citados previamente, apenas pelo fato de que sobre a plataforma de terraplanagem da camada subjacente 1 ainda é adicionado, adicionalmente, material de reciclagem. Esse material de reciclagem pode ser, por exemplo, entulho de construção, cinzas de filtro, tijolos fragmentados, fragmentos de concreto ou blocos erráticos.

[00148] Por esse motivo, no passo de processo a parte-se de uma infraestrutura 1 ameada por geada, tal como também está indicada como ponto de saída nos exemplos de modalidade citados previamente.

[00149] No passo de processo b ocorre uma aplicação do material de reciclagem 24, que opcionalmente também pode conter pedras 12, tijolos fragmentados, concreto fragmentado e blocos erráticos.

[00150] No passo de processo c, sobre a camada de material de reciclagem 24 é induzida uma primeira aplicação do agente de estabi lização de solo 3 na direção da seta 4, sendo que o agente de estabilização de solo nas direções das setas 7 penetra na camada desintegrada aplicada e, assim, gera uma camada de estabilização 5 homogênea no passo de processo d, quando essa camada de estabilização é fresada e misturada.

[00151] No passo de processo e, sobre a camada de estabilização 5 homogeneizada desse modo, é aplicado um agente de estabilização de solo 3 na direção da seta 4, e no passo de processo f, essa camada embebida com o agente de estabilização de solo é novamente misturada e secada.

[00152] No passo de processo g, ocorre a compactação com o compressor 7, e, subsequentemente, no passo de processo h, é aplicada uma camada de nivelamento 8. No passo de processo i, é aplicado pela terceira vez o agente de estabilização de solo 3, que embebe a camada de nivelamento 8 e veda a superfície.

[00153] Finalmente, no passo de processo j é realizada uma compactação da camada de estabilização 5 e da camada de nivelamento 8, de modo que no passo de processo k pode ser aplicada sobre a in- fraestrutura 5, 8 homogeneizada desse modo uma camada usual de suporte 34 superior, ligada, por exemplo, como camada de suporte de asfalto, e uma camada de cobertura 10, por exemplo, de asfalto ou concreto.

[00154] O exemplo de modalidade de acordo com Figura 7 parte do fato de que todo o solo para uma infraestrutura nova a ser formada é produzida em um depósito de material de terra. Trata-se, por conseguinte, de um solo de grãos finos e mistos, ameaçado por geada, que é fornecido a um depósito de material de terra ou em um galpão de armazenamento. A proporção das partículas de solo finas D < 0,06 situa-se, de preferência, em uma proporção de > 15% da massa seca. Esse solo como infraestrutura prevista para uma estrada estaria seri- amente ameaçada por influências de geada e água e, com isso, não seria apropriado.

[00155] Por essa razão, primeiramente, no passo de processo b, é providenciada uma primeira aplicação do agente de estabilização de solo 3 sobre o solo fornecido, espalhado para ser trabalhado, e no passo de processo c, o solo é fresado e misturado.

[00156] No passo de processo da ocorre uma segunda aplicação do agente de estabilização de solo 3, com subsequente mistura repetida no passo de processo e, e o solo homogeneizado desse modo para uma camada de estabilização 5 posterior é armazenado em uma atmosfera protegida, que está dotada, por exemplo, de uma cobertura 27, como proteção conta precipitações e umidade, até o processamento adicional. Assim, um solo preparado para uma incorporação como camada de estabilização 5,com teor de água ótimo para a compactação, está à disposição, por exemplo, em um galpão de armazenamento, que, depois, caso necessário, pode ser usado para construção de uma estrada. Isso ocorre no passo de processo f, onde sobre uma camada subjacente 28 ocorre uma incorporação em camadas da camada de estabilização 5, de acordo com o passo de processo e.

[00157] A altura da carga da incorporação correspondente à profundidade de ação do compressor 7 usado no passo de processo g. Pressupõe-se que o compressor 7 em uma profundidade de ação tal que a compactação da camada de estabilização 5, no passo de processo g, também se dá para dentro da camada subjacente 28.

[00158] Finalmente, no passo de processo h, sobre a camada de estabilização 5, homogeneizada desse modo, que foi compactada, é aplicada uma camada de nivelamento 8 e no passos de processo i, ocorre a terceira aplicação do agente de estabilização de solo 3 sobre a camada de nivelamento 8.

[00159] Finalmente, no passo de processo j, é feita a compactação e no passo de processo k, sobre a formação 5, 8 compactada desse modo pode ser aplicada uma camada de suporte 34 usual, superior, ligada e uma camada de cobertura 10 de asfalto ou concreto.

[00160] A Figura 8 mostra a construção e o processo de construção para produção de uma infraestrutura de acordo com a invenção, com o agente de estabilização desolo 3 de acordo com a invenção. Abaixo de uma camada de cobertura 10 e camada de suporte 34 superior, ligada, está disposta uma camada de nivelamento 8 e o solo adjacente da camada subjacente, que foi impregnado e misturado múltiplas vezes com o agente de estabilização de solo 3 e desse modo foi transformado em uma camada de estabilização 5, está apoiado sobre uma camada subjacente 1, que está presente no local da construção. Essa camada subjacente 1 pode consistir em pedras soltas naturalmente armazenadas e, em geral, é sensível à geada. Pelas medidas de acordo com a invenção, essa camada subjacente 1 existente é convertida da superfície existente até a profundidade de trabalho da fresadora, em uma camada de estabilização 5 impregnada e, assim, tem ala capacidade de carga e está protegida contra influência de geada e água.

[00161] Está representado esquematicamente que no passo de processo (1) ocorre um desmonte de solo superior, no passo de pro-cesso (2), uma desintegração da camada subjacente e uma trituração e mistura com uma fresadora de solo.

[00162] No passo de processo (3), é produzida a plataforma de terraplanagem bruto e no passo de processo (4) é introduzida uma mistura de água e o agente de estabilização de solo 3 (BSM) de acordo com as instruções do fabricante e misturada intensivamente com o solo. Nesse caso, são usadas, de preferência, fresadoras de solo. A introdução do agente de estabilização de solo pode dar-se repetidas vezes de acordo com os passos de processo (4a) e 4b), sendo que, de preferência, ocorrem pelo menos duas etapas de trabalho.

[00163] Assim, depois do passo de processo (4), existe uma camada de estabilização 5 completamente homogeneizada, preparada para compactação.

[00164] No passo de processo (5), sobre a superfície dessa camada é produzida uma plataforma de terraplanagem fina.

[00165] No passo d processo (6), é controlado se essa camada de solo prevista como camada de estabilização 5 tem o teor de água ótimo, para garantir, subsequentemente, uma compactação ótima.

[00166] Se o teor de água momentâneo for mais alto do que o teor de água ótimo, necessário para a compactação, o solo precisa ser secado.

[00167] Se o teor de água momentâneo for menor do que o teor de água ótimo, necessário para a compactação, o solo tem de ser ume- decido.

[00168] No passo de processo (7) ocorre uma compactação, de preferência, com um cilindro (compressor 7), sendo que esse compressor deve ter, de preferência, mais de 15 t de peso próprio. Isso assegura uma compactação intensiva da camada de estabilização 5.

[00169] No passo de processo (8) é embutida uma camada de nive-lamento 8.

[00170] Finalmente, no passo de processo (9), a camada de suporte 34 superior é embutida, por exemplo, como camada de suporte de asfalto e, subsequentemente, no passo de processo (10), a camada de cobertura 10, por exemplo, como camada de cobertura de asfalto, e a estrada é produzida, portanto, com as etapas de trabalho descritas acima.

[00171] Em comparação com isso, a Figura 9 mostra uma sequência de construção convencional e uma construção de uma estrada convencional.

[00172] Incialmente, pode ser visto da figura que uma estrada convencional de acordo com o estado da técnica consiste em uma camada de cobertura e duas camadas de suporte situadas abaixo, a saber uma camada de suporte ligada superior (oTS) e uma camada de transporte inferior, não ligada (uTS), sendo que a camada de suporte inferior está formada, de preferência, como camada de proteção contra geada.

[00173] A camada subjacente 1 existente, que perde sua capacidade de carga sob influência de água e geada, na sequência de construção convencional precisa ser removida e substituída por misturas de pedras à prova de geada, a ser fornecidas, sem proporções finas. Daí já resulta o dispêndio de trabalho consideravelmente maior na produção de uma in- fraestrutura de estrada de acordo com o estado da técnica.

[00174] Além disso, da Figura 9 é visível que a infraestrutura existente, opcionalmente, é submetida múltiplas vezes a uma compactação de solo, associada à introdução de geotêxtil e/ou geograde para aumento da capacidade de carga.

[00175] Os passos de processo (1) a (11), mostra a produção da construção de estrada de acordo com a Figura 9, de acordo com o estado da técnica.

[00176] A complexidade mais alta em relação ao processo de acordo com a Figura 8 reside no fato de que precisa ocorrer um aperfeiçoamento da camada subjacente com processos de estabilização convencionais (por exemplo, estabilização com cal ou estabilização com cimento, que componentes necessários (geotêxtil, geograde), mas, sobretudo: que um solo com capacidade de carga deficiente, ameaçado por geada, da camada subjacente precisa ser escavado e removido e, com isso, substituído, por misturas de pedras à prova de geada, caras, a ser fornecidas, que como camada de suporte inferior precisam embutidas, aplainadas e compactadas.

[00177] Finalmente, só depois, no passo de processo (10), pode dar-se a incorporação de uma camada de suporte 34 ligada, superior, por exemplo, como camada de suporte de asfalto e, no passo de processo (1) a incorporação de uma camada de cobertura 10, por exem- plo, como camada de cobertura de asfalto.

[00178] A comparação da sequência de processo de acordo com a Figura 9 com a sequência de processo de acordo com a Figura 8 mostra as vantagens da presente invenção. A presente invenção dispensa a formação em camadas múltiplas de uma infraestrutura por misturas de pedras à prova de geada, fornecidas, como substituição para o solo removido da camada subjacente, porque, com a introdução múltipla de agente de estabilização de solo na camada subjacente existente e por repetida mistura e subsequente compactação, é produzida uma camada de estabilização homogênea e, portanto, pode ser dispensada uma formação de camadas múltiplas de acordo com a Figura 9 (estado da técnica). Legendas do desenho 1 camada subjacente existente 2 profundidade de camada 2’ 3 agente de estabilização de solo BSM 4 direção da seta 5 camada de estabilização 6 direção da seta 7 equipamento de compactação 8 camada de nivelamento 9 camada de barro 10 camada de cobertura, por exemplo, camada de cobertura de asfalto 11 camada de suporte inferior, não ligada 12 pedras 13 profundidade de camada 14 abridor 15 direção da seta 16 camada da borda 17 direção da seta 18 direção da seta 19 peneira 20 produto de passagem pela peneira 21 direção da seta 22 produto de passagem pela seta 20 tratado com agente de estabilização de solo 3 23 camada de formação 24 material de reciclagem 25 infraestrutura 26 camada subjacente 27 cobertura 28 camada subjacente 29 solo fornecido 30 solo fornecido misturado com BSM 31 superfície da plataforma de terraplanagem da camada subjacente existente 32 superfície da camada de cobertura 33 superfície da camada de suporte, compactada com BSM 34 camada de suporte superior, ligada, por exemplo, camada de suporte de asfalto

Claims

1. Processo para compactação permanente do solo de solos minerais de grãos finos e mistos, ameaçados por geada, como camadas de fundação, suporte, assentamento e enchimento em engenharia estrutural, na construção de estradas e caminhos e n e na terraplanagem e engenharia civil, com alta capacidade de carga e à prova de geada, para produção de uma ou mais camadas de construção (5,8) de uma infraestrutura (1), permanentemente estáveis, à prova de geada e com alta capacidade de carga, o referido processo sendo caracterizado pelo fato de que um agente de estabilização de solo (3) líquido é misturado intensivamente com pelo menos uma camada da infraestrutura (1) e subsequentemente é compactado, sendo que como agente de estabilização de solo (3) é usada exclusivamente uma mistura aquosa de diferentes ácidos sulfônicos, os quais apresentam como característica em comum o grupo funcional -SO3H, ligado com um componente orgânico R, repelente de água, de acordo com a representação R-SO3-H.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: (1) remover o solo superior (camada de vegetação), se existir; (2) desintegrar, triturar e misturar o subsolo; (3) produzir uma plataforma de terraplanagem bruta; (4) introduzir mistura de água e agente de estabilização de solo (3) e misturar com o solo; (5) produzir uma plataforma de terraplanagem fina; (6) controle do teor de água necessário à compactação; (7) compactar com equipamentos de compressão (7) pesados; (8) incorporar uma camada de nivelamento; (9) compactação com equipamentos de compressão (7) pesados; e (10) incorporação de uma camada de cobertura (10).

3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que em seguida à etapa de processo (4), a camada de estabilização (5) produzida desse modo é misturada, e, depois, ocorre uma segunda mistura e impregnação da camada de estabilização (5) com o agente de estabilização de solo (3).

4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que depois da segunda introdução do agente de estabilização de solo (3) no solo, a camada de estabilização (5) é compactada, na que, subsequentemente, é aplicada uma camada de nivelamento (8) superior, e, subsequentemente, ocorre uma terceira impregnação no lado da superfície da camada de estabilização (5) com o agente de estabilização de solo (3).

5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que como última etapa de trabalho para produção da plataforma de terraplanagem ocorre uma compactação da camada de nivelamento (8) com a camada de estabilização (5) subjacente, impregnada múltiplas vezes.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que na medida em que o solo a ser compactado apresentar materiais finos insuficientes, é efetuada, como primeira camada sobre a infraestrutura (1), uma aplicação de uma camada de solo com maior proporção de materiais finos, por exemplo, de argila e/ou lodo e/ou barro e/ou pedras soltas argilosas e/ou cinzas de filtro.

7. Agente de estabilização de solo (3) para compactação permanente do solo de solos minerais de grãos finos e mistos, como camadas de fundação, suporte, assentamento e enchimento em enge- nharia estrutural, na construção de estradas e caminhos e na terraplanagem e engenharia civil, com alta capacidade de carga e à prova de geada, caracterizado pelo fato de que consiste exclusivamente em uma mistura aquosa de diversos ácidos sulfônicos, que apresentam, como características em comum, o grupo funcional -SO3H, ligado com um componente orgânico R repelente de água, de acordo com a representação R-SO3-H.

8. Agente de estabilização de solo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que assegura que os íons de hidrogênio H+, ligados adesivamente na superfície das partículas de solo (e, com isso, à água adicional ligada a estes íons através de pontes de hidrogênio), são deslocados por íons metálicos (+) existentes no envoltório de água, por exemplo, Na+; K+; Mg++; Ca++; Al+++.

9. Agente de estabilização de solo, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que utilizando o agente de estabilização de solo (3), uma grande parte da água de adesão firmemente ligada é deslocada da superfície das partículas do solo e convertida em água isenta de poros.

10. Agente de estabilização de solo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que pela aplicação do agente de estabilização de solo (3), os íons metálicos (+) ligados nas partículas do solo não podem mais se ligar à água hidratada, na qual os íons de radicais de ácido presentes no agente de estabilização de solo (3) se ligam aos íons metálicos, de modo que ocorre uma redução do envoltório de água de adsorção por um mecanismo de troca.

11. Agente de estabilização de solo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo fato de que os íons de radicais de ácido (grupo sulfato), presentes no agente de estabilização de solo (3) e que estão ligados aos íons metálicos, estão ligados a um componente orgânico hidrófobo.