RU2187594C1

RU2187594C1 - Road member and method of laying and repair of road pavement using this member

Info

Publication number: RU2187594C1
Application number: RU2001100979A
Authority: RU
Inventors: С.С. Томских
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Приморнефтегаз"; Томских Светлана Сергеевна
Priority date: 2001-01-09
Filing date: 2001-01-09
Publication date: 2002-08-20

Abstract

FIELD: road building; road pavement made up of separate ready-made blocks. SUBSTANCE: proposed road member is made in form of solid block of polymer concrete with modified products of pyrolysis of solid fossil fuels containing epoxy-, hydroxyl, carbonyl and carboxyl functional groups containing phenols and alkyl phenols, 5 to 50 mass % used as binder and containing filler with friction properties. Novelty is that binder includes up to 30 mass% of liquid oil processing wastes. Oil slime can be used for this purpose. Method of laying and repair of road pavements by means of preliminarily made blocks of polymer concrete provides placing block has not yet hardened to tack-free state. Then connection of surfaces of installed block and surfaces of adjacent block and/or road cushion, and/or road coating occurs owing to adhesion and subsequent hardening of binder. EFFECT: improved workability and increased service life of pavement, reduced cost of pavement. 22 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области дорожного строительства, а именно к дорожному покрытию, собираемому из отдельных готовых блоков. The invention relates to the field of road construction, namely to the road surface assembled from individual finished blocks.

Известны дорожные элементы в виде взаимосоединяющихся твердых блоков из композиционного материала, в состав которого наряду с асфальтом входит полиэтилен или фенолформальдегидная смола и эластомерный материал [1]. Согласно изобретению в качестве эластомерного материала могут использоваться измельченные отработанные автомобильные покрышки. Известный элемент имеет высокую стоимость, т. к. фенолформальдегидная смола - целевой дорогостоящий продукт, или небольшую долговечность, т.к. полиэтилен является питательной средой многих бактерий и подвержен старению. Known road elements in the form of interconnected solid blocks of composite material, which along with asphalt includes polyethylene or phenol-formaldehyde resin and elastomeric material [1]. According to the invention, crushed waste automobile tires can be used as an elastomeric material. A well-known element has a high cost, because phenol-formaldehyde resin is an expensive target product, or low durability, because polyethylene is a breeding ground for many bacteria and is prone to aging.

Известен строительный элемент для дорожного покрытия в виде твердой плиты из полимербетона, армированной по всей массе древесной щепой, а в верхнем и нижнем слоях - стеклосеткой [2]. Внутри элемента размещен армирующий многослойный каркас из досок, брусьев или их комбинаций. Для соединения строительных элементов между собой при установке на боковых и торцевых гранях выполнены клиновидные выступы и пазы. Известный элемент недостаточно надежен и долговечен, т.к. древесина не отвечает необходимым требованиям при воздействии плесени, агрессивных сред, динамических нагрузок. Known building element for the road surface in the form of a solid slab of polymer concrete, reinforced throughout the mass with wood chips, and in the upper and lower layers - fiberglass [2]. Inside the element is placed a reinforcing multilayer frame of boards, beams or their combinations. To connect the building elements with each other when installed on the side and end faces, wedge-shaped protrusions and grooves are made. The known element is not reliable and durable, because wood does not meet the necessary requirements when exposed to mold, aggressive environments, dynamic loads.

В качестве прототипа выбран строительный элемент, который может использоваться для дорожного покрытия, представляющий собой твердый блок из полимербетона, в качестве связующего которого используются модифицированные продукты пиролиза твердых горючих ископаемых, содержащие эпокси-, гидроксильные, карбонильные и карбоксильные функциональные группы с содержанием фенолов и алкилфенолов 5-50 маc.%, содержащего наполнитель с фрикционными свойствами, например измельченные отработанные автомобильные покрышки [3]. Связующее отверждается гомополиконденсацией при взаимодействии с кислородом. Элемент содержит стеклонаполнитель в виде стеклоткани, которая может выступать за края элемента. В качестве порошкового наполнителя могут использоваться оксиды металлов или неметаллов в дисперсной форме. При установке элементов они могут скрепляться между собой с помощью связующего. Известный элемент обладает недостаточной морозоустойчивостью и технологичностью при использовании для дорожного покрытия. As a prototype, a building element that can be used for paving is used, which is a solid block of polymer concrete, the binder of which is used modified pyrolysis products of solid fossil fuels containing epoxy, hydroxyl, carbonyl and carboxyl functional groups containing phenols and alkyl phenols 5 -50 wt.%, Containing a filler with frictional properties, for example, crushed waste automobile tires [3]. The binder is cured by homopolycondensation by reaction with oxygen. The element contains a glass filler in the form of fiberglass, which can protrude beyond the edges of the element. As a powder filler can be used oxides of metals or non-metals in dispersed form. When installing elements, they can be bonded to each other using a binder. The known element has insufficient frost resistance and manufacturability when used for road surface.

Решаемые задачи - повышение технологичности и долговечности, уменьшение стоимости дорожного покрытия из отдельных элементов. The tasks to be solved are improving manufacturability and durability, reducing the cost of paving from individual elements.

Предлагаемый дорожный элемент выполнен в виде твердого блока из полимербетона, в качестве связующего которого используются модифицированные продукты пиролиза твердых горючих ископаемых, содержащие эпокси-, гидроксильные, карбонильные и карбоксильные функциональные группы, с содержанием фенолов и алкилфенолов 5-50 маc. %, и содержащего наполнитель с фрикционными свойствами. Новым является то, что с целью достижения противоморозного эффекта и модификации продуктов пиролиза, в связующее входят жидкие отходы нефтепереработки до 30 мас.%, в качестве которых лучше использовать нефтяной шлам, имеющий температуру застывания не выше - 40^oС, плотность при температуре 20^oС не более 0,88 г/см³ и условную вязкость при температуре 50^oС не более 1,5 сек.The proposed road element is made in the form of a solid block of polymer concrete, the binder of which is used modified pyrolysis products of solid fossil fuels containing epoxy, hydroxyl, carbonyl and carboxyl functional groups, containing phenols and alkyl phenols of 5-50 wt. %, and containing filler with frictional properties. New is that in order to achieve the antifreeze effect and the modification of the pyrolysis products, the binder includes liquid waste oil up to 30 wt.%, Which is better to use oil sludge having a pour point not higher than 40 ^o C, density at a temperature of 20 ^o With not more than 0.88 g / cm ³ and the conditional viscosity at a temperature of 50 ^o With no more than 1.5 seconds.

Лучше использовать продукт пиролиза твердых горючих ископаемых и/или его температурную фракцию с содержанием гидроксильных групп до 4,50 мг-экв/г, а карбонильных групп до 1,90 мг-экв/г, например, продукты пиролиза углей, содержащих биохимически устойчивые компоненты, преимущественно смолы. It is better to use the product of the pyrolysis of solid fossil fuels and / or its temperature fraction containing hydroxyl groups up to 4.50 mEq / g, and carbonyl groups up to 1.90 mEq / g, for example, pyrolysis products of coal containing biochemically stable components mainly resin.

Наполнитель с фрикционными свойствами, например резиновая крошка, может содержаться только в верхнем слое элемента. Возможно использование измельченных отработанных автомобильных покрышек. A filler with frictional properties, such as crumb rubber, can only be contained in the top layer of an element. It is possible to use shredded used car tires.

Боковая поверхность элемента может иметь фигурную форму, соответствующую форме боковой поверхности соседнего элемента дорожного покрытия. The lateral surface of the element may have a curved shape corresponding to the shape of the lateral surface of an adjacent paving element.

Лучше так подбирать состав связующего, чтобы оно могло отверждаться гомополиконденсацией, в этом случае до установки лучше покрыть боковые и/или нижнюю поверхности элемента съемной пленкой из воздухонепроницаемого материала. It is better to select the composition of the binder so that it can be cured by homopolycondensation, in this case it is better to cover the side and / or lower surfaces of the element with a removable film of airtight material before installation.

Элемент может содержать порошковый и/или кусковой, и/или волокнистый, и/или листовой наполнитель. В качестве порошкового наполнителя могут использоваться оксиды металлов и/или неметаллов в дисперсной форме, в частности оксиды-красители. Возможен вариант исполнения, когда верхний слой элемента содержит оксиды-красители в местах, соответствующих дорожной разметке поверхности места дорожного покрытия, для установки в которое предназначен элемент. В качестве листового наполнителя может использоваться стеклоткань, в том числе несколько ее слоев, причем стеклоткань может выступать за края элемента. The element may contain powder and / or lump and / or fibrous and / or sheet filler. As a powder filler, oxides of metals and / or non-metals in dispersed form, in particular dye oxides, can be used. An embodiment is possible when the top layer of the element contains dye oxides in places corresponding to the road marking of the surface of the pavement for installation in which the element is intended. As a sheet filler can be used fiberglass, including several of its layers, and fiberglass can protrude beyond the edges of the element.

Способ укладки и ремонта дорожных покрытий с помощью отдельных предварительно изготовленных блоков из полимербетона предусматривает установку в дорожное покрытие блока, связующее которого еще не отвердело до состояния отлипа. Тогда соединение поверхностей установленного блока с поверхностями соседних блоков и/или дорожной подушки, и/или покрытия дороги осуществляется за счет адгезии и последующего отверждения связующего. The method of laying and repairing pavements using separate prefabricated blocks of polymer concrete involves the installation of a block in the pavement, the binder of which has not yet hardened to the state of tack. Then the connection of the surfaces of the installed block with the surfaces of adjacent blocks and / or the road cushion, and / or road cover is carried out due to adhesion and subsequent curing of the binder.

Поверхности предварительно изготовленного блока, связующее которого отверждается гомополиконденсацией за счет кислорода воздуха и еще не отвердело до состояния отлипа, можно покрыть воздухонепроницаемым материалом, который снимается с этих поверхностей непосредственно перед установкой блока в дорожное покрытие. The surfaces of a prefabricated block, the binder of which is cured by homopolycondensation due to atmospheric oxygen and has not yet hardened to a tack condition, can be coated with an airtight material that is removed from these surfaces immediately before the block is placed in the road surface.

На верхнюю поверхность блока можно предварительно нанести элементы дорожной разметки места дорожного покрытия, для установки в которое предназначен блок. После установки блока в дорожное покрытие к его верхней поверхности лучше приложить усилие, направленное вниз, с давлением до 0,3 МПа, причем усилие лучше прикладывать таким образом, чтобы обеспечить требуемый дорожный уклон. On the upper surface of the block, you can previously apply the road marking elements of the pavement for installation in which the block is intended. After installing the unit in the pavement, it is better to apply a downward force to its upper surface with a pressure of up to 0.3 MPa, and it is better to apply a force in such a way as to provide the required road gradient.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен поперечный разрез блока дорожного покрытия с поднутренными боковыми поверхностями, на фиг.2 - поперечный разрез блока с выпусками стеклоткани, на фиг.3 - вид блока сверху. The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 is a cross-sectional view of a pavement block with undercut lateral surfaces, Fig. 2 is a cross-sectional view of a block with fiberglass outlets, and Fig. 3 is a top view of a block.

Предлагаемый блок дорожного покрытия выполнен двухслойным из полимербетона. Верхний слой 1 армирован слоями стеклоткани 2 и включает крошку 3 из измельченных отработанных автомобильных покрышек (размером до 5 мм). Нижний слой 4 содержит кусковой наполнитель 5 (щебень, керамзит, отработанный асфальт), а также может содержать металлическую арматуру и песок. По периметру блока могут быть предусмотрены выпуски стеклоткани 2 в виде стеклополимерных анкерных пластин 6 для герметичного соединения с другими, рядом расположенными строительными элементами. Анкерные пластины 6 пропитаны тем же связующим. The proposed block of pavement is made of two-layer polymer concrete. The top layer 1 is reinforced with layers of fiberglass 2 and includes crumbs 3 of crushed waste automobile tires (up to 5 mm in size). The lower layer 4 contains lump filler 5 (crushed stone, expanded clay, waste asphalt), and may also contain metal reinforcement and sand. Along the perimeter of the block, fiberglass fabric outlets 2 may be provided in the form of fiberglass anchor plates 6 for tight connection with other adjacent building elements. Anchor plates 6 are impregnated with the same binder.

В качестве связующего используется смесь отходов производства - смолы пиролиза каменных углей и нефтяного шлама при соотношении компонентов 7-10: 0-3 маc. ч. и следующего состава, мас.%: фенолы и алкилфенолы - до 50; нейтральные соединения - до 95. Лучше использовать смолу пиролиза резинитовых углей с содержанием гидроксильных групп до 4,50 мг-экв/г, а карбонильных групп до 1,90 мг-экв/г, и нефтяной шлам, имеющий температуру застывания не выше - 40^oС, плотность при температуре 20^oС не более 0,88 г/см³ и условную вязкость при температуре 50^oС не более 1,5 сек. Смесь предварительно модифицируют путем термической обработки в присутствии до 1 мас.% аминного соединения, например гексаметилентетрамина. Отверждение полученного связующего происходит за счет гомополиконденсации при взаимодействии с кислородом воздуха. Отвердевшее связующее имеет глубокий черный цвет. Для придания поверхности блока определенного цвета в связующее слоя 1 вводится соответствующий мелкодисперсный пигмент, например, красно-коричневый - сурик свинцовый; синий - лазурь железная; зеленый - оксид хрома. На поверхность блоков предварительно могут быть нанесены элементы дорожной разметки 8, путем введения в соответствующие участки связующего слоя 1 мелкодисперсного пигмента соответствующего цвета, например, белый - диоксид титана, желтый - крон свинцовый желтый (лимонный). Боковые и нижние поверхности предварительно изготовленных блоков могут быть покрыты полиэтиленовой пленкой 7, предотвращающей гомополиконденсацию. Пленка снимается непосредственно перед установкой блока. После установки блока в необходимый участок дороги, к его верхней поверхности прикладывают кратковременное усилие с давлением до 0,3 МПа для формирования необходимого дорожного уклона и лучшей адгезии связующего блока с соседними поверхностями. Дорожное покрытие может использоваться после отверждения связующего (около 24 час.).As a binder, a mixture of production waste is used - coal tar and oil sludge pyrolysis resins with a component ratio of 7-10: 0-3 wt. hours and the following composition, wt.%: phenols and alkyl phenols - up to 50; neutral compounds - up to 95. It is better to use a resin of pyrolysis of rubber coals with a hydroxyl content of up to 4.50 mEq / g, and carbonyl groups of up to 1.90 mEq / g, and oil sludge having a pour point of not higher than 40 ^o C, density at a temperature of 20 ^o C not more than 0.88 g / cm ³ and conditional viscosity at a temperature of 50 ^o C not more than 1.5 seconds. The mixture is pre-modified by heat treatment in the presence of up to 1 wt.% Of an amine compound, for example hexamethylenetetramine. The curing of the obtained binder occurs due to homopolycondensation in the interaction with oxygen. The hardened binder has a deep black color. To give the surface of the block a certain color, a corresponding finely dispersed pigment is introduced into the binder layer 1, for example, red-brown - lead red lead; blue - iron blue; green is chromium oxide. Elements of road marking 8 can be preliminarily applied to the surface of the blocks by introducing finely dispersed pigment of the appropriate color into the corresponding sections of the bonding layer 1, for example, white — titanium dioxide, yellow — lead yellow (lemon). The lateral and lower surfaces of the prefabricated blocks can be covered with a plastic film 7, which prevents homopolycondensation. The film is removed immediately before installing the unit. After installing the block in the required section of the road, a short-term force is applied to its upper surface with a pressure of up to 0.3 MPa to form the necessary road slope and better adhesion of the connecting block to adjacent surfaces. Pavement can be used after curing the binder (about 24 hours).

Источники информации
1. Заявка РФ 94035745, 1996.Sources of information
1. Application of the Russian Federation 94035745, 1996.

2. Патент РФ 2117119, 1998. 2. RF patent 2117119, 1998.

3. Полезная модель РФ 15687, 2000. 3. Utility model of the Russian Federation 15687, 2000.

Claims

1. The road element in the form of a solid block of polymer concrete, the binder of which is used modified products of the pyrolysis of solid fossil fuels containing epoxy, hydroxyl, carbonyl and carboxyl functional groups, with a content of phenols and alkyl phenols of 5 to 50 wt. %, containing a filler with frictional properties, characterized in that the binder of the polymer concrete includes liquid refinery waste up to 30 wt.%.

2. The element according to claim 1, characterized in that the product of the pyrolysis of solid fossil fuels and / or its temperature fraction is used with a hydroxyl group content of up to 4.50 mEq / g, and carbonyl groups of up to 1.90 mEq / g .

3. The element according to claim 1, characterized in that oil sludge having a pour point of not higher than -40 ^° C, a density at a temperature of 20 ^° C of not more than 0.88 g / cm ³ and conditional viscosity at a temperature of 50 ^o With no more than 1.5 s.

4. The element according to claim 1, characterized in that the products of the pyrolysis of solid fossil fuels are the products of the pyrolysis of coal containing biochemically stable components, mainly resins.

5. The element according to claim 1, characterized in that the filler with frictional properties is contained only in the upper layer.

6. The element according to claim 1, characterized in that the side surface of the element has a figured shape corresponding to the shape of the side surface of an adjacent pavement element.

7. The element according to claim 1, characterized in that a binder is used that is cured by homopolycondensation in reaction with oxygen.

8. An element according to claim 1, characterized in that rubber crumb is used as a filler with frictional properties.

9. The element according to claim 1, characterized in that it contains powder, and / or lump, and / or fibrous filler, and / or sheet filler.

10. The element according to claim 7, characterized in that the side and / or lower surface of the block is covered with a removable film of airtight material.

11. The element according to claim 8, characterized in that the crushed waste automobile tires are used as rubber crumb.

12. The element according to claim 9, characterized in that fiberglass is used as the sheet filler.

13. The element according to claim 9, characterized in that the oxide of metals and / or non-metals in dispersed form are used as a powder filler.

14. The element according to p. 12, characterized in that it contains at least two layers of fiberglass.

15. The element according to item 12, wherein the fiberglass protrudes beyond the edges of the element.

16. The element according to item 13, wherein the dye oxides are used.

17. The element according to claim 16, characterized in that the top layer of the element contains dye oxides in places corresponding to the road marking of the surface of the pavement for installation in which the element is intended.

18. A method of laying and repairing road surfaces using separate prefabricated blocks of polymer concrete, characterized in that a block is installed in the road surface, the binder of which has not yet hardened to a tack condition.

19. The method according to p. 18, characterized in that the surface of the prefabricated block, the binder of which is cured by homopolycondensation due to atmospheric oxygen and has not yet hardened to a tack condition, is coated with an airtight material that is removed from these surfaces immediately before installing the block in the road surface.

20. The method according to p. 18, characterized in that on the upper surface of the block previously applied elements of the road marking places of the pavement for installation in which the block is intended.

21. The method according to p. 18, characterized in that after installing the unit in the road surface, a downward force is applied to its upper surface with a pressure of up to 0.3 MPa.

22. The method according to p. 21, characterized in that the force is applied in such a way as to provide the required road slope.