SU755936A1 - Способ термической обработки грунта оснований автомобильных дорог и устройство для его осуществления 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области дорожного строительства, в частности, к технологии укрепления грунта термической обработкой и устройствам для ее выполнения.

Известен способ термической обработки грунта, включающий рыхление грунта, введе- ⁵ ние в него высокотемпературного газового потока и разравнивание и уплотнение обработанного слоя [1].

Данный способ осуществляется устройством для термической обработки грунта, которое ¹⁰ является наиболее близким из известных. Устройство включает раму, размещенные на ней приводной режущий рабочий орган, топливные форсунки, вибровалец, топливопровод и воздуховод.

Недостатком данного способа является высокий расход жидкого топлива и относительно невысокая -температура нагрева грунта, не превышающая 1000-1100°С, при этом требуемое. _м спекание грунта достигается за счет длительного воздействия высокотемпературного газового потока, что снижает производительность и качество основания особенно на тугоплав2

ких грунтах, например, глины и песка, недостаточно высок и коэффициент теплопередачи из-за рассеивания тепла в окружающую среду.

Известен также способ термического укрепления грунта оснований путем профилирования основания и сжигания твердого топлива в смеси с грунтом при температуре 1100—1200° С с образованием расплавленного слоя, который затем подвергают уплотнению [2].

Способ осуществляют устройством для термического укрепления грунта, включающим раму, вертикально установленные на ней керамические трубы с электрическими нагревателями для сжигания в них смеси грунта с твердым топливом и вальцевый уплотнитель.

Недостаток указанного способа заключается в сложности технологического процесса, необходимости применения вспомогательных средств для хранения смеси грунта^- с твердым топливом и подачи ее в устройство в период его движения, и как следствие, низкая производительность и недостаточное качество основания из-за различных условий обжига грунта, его разравнивания и уплотнения.

³ 75593с 4

Таким образом, указанный способ термической обработки грунта позволяет получить требуемое качество обжига грунта по температурному режиму, но принятая технология выполнения работ и их последовательность ограничивают его возможности.

Известно устройство для термического укрепления грунта, включающее раму, размещен-, ные на ней приводной режущий рабочий орган, топливные форсунки, вибровалец, топливопровод и воздуховод [3).

Данное устройство не обеспечивает требуемого качества основания.

Цель изобретения - повышение производительности и качества основания.

Указанная цель достигается новым способом термической обработки грунта путем профилирования основания и сжигания твердого топлива в смеси с грунтом при температуре 1100— 1200°С с образованием расплавленного слоя.

Предложенный способ отличается от известного способа термической обработки грунта тем, чго перед сжиганием топлива последователь но осуществляют укладку в основание слоя смеси топлива с грунтом, образование в слое продольных борозд, размещение в них отсасывающего органа и обратную засыпку борозд, а во время сжигания топлива в смеси ведут засасывание через нее воздуха. При этом после обратной засыпки осуществляют уплотнение слоя смеси.

Такой способ осуществляется устройством новой конструкции для термической обработки грунта, включающим раму, размешенные на ней приводной рабочий орган, топливные форсунки, вибровалец, топливопроводы и воздуховод.

Отличие устройства состоит в том, чго оно снабжено, вертикально переставными горизонтально расположенными перфорированными трубами с отгибами, соединенными с воздуховодом, и изогнутыми углом назад отвалами, а-режущий рабочий орган выполнен в виде баров, вертикально установленных перед каждым отгибом трубы, причем форсунки смонтированы над соответствующими перфорированными трубами, вибровалец размешен перед каждой форсункой, а отвалы - перед вибровальцами. При этом каждая труба выполнена с отверстиями, увеличивающимися к ее наружному торцу.

Сущность изобретения поясняется чертежами, которые изображают: фиг. 1 - устройство для осуществления способа, вид сбоку, на фиг. 2 — то же, вид в плане.

Устройство имеет транспортное средство 1, раму 2, размешенные на ней вакуумагрегат 3, топливный бак 4, насос 5 для подачи жидкого топлива, воздухоочиститель 6, воздушный коллектор 7, заглушенные с горца перфорированные трубы 8, с отгибами 8¹, топливные форсунки 9, виброкатки 10, изогнутые утлом назад отвалы 11, тяги 12, бары 13, держатели

₅ бар 14, гидравлический цилиндр 15, соединительную планку 16 и отверстия 17, размер которых увеличивается к наружному горцу трубы 8.

Вакуумагрегат 3 имеет привод от вала отбора мощности транспортного средства 1 и

10 через воздушный коллектор 7 соединен с отгибами 8* перфорированных труб 8. Бары 13 вертикально установлены перед каждым отгибом 8, топливные форсунки 9 смонтированы над соответствующими перфорированными трубами

и 8, виброкатки 10 с отвалами 11 установлены пфед топливными форсунками 9 за каждым ' отгибом 8 перфорированной трубой 8. Виброкатки 10 соединены с отвалами 11 при помощи консолей 18, связанных с осью виброкатков 10,

₂₀ а также при помощи двух тяг 12 - с рамой 2. Гидроцилиндр 15, укрепленный на раме 2 и управляемый из кабины машиниста, через держатели 14 и соединительную планку 16 осуществляет подъем и опускание бар 13.

₂₅ В транспортном положении перфорированные трубы 8, топливные форсунки 9, виброкатки 10 и отвалы 11 демонтируются, а бары 13 поднимаются вверх гидроцилиндром 15.

Технология строительства основания авто50 мобильных дорог следующая. После выполнения корыта в него укладывают слой 19 гранулированного материала, содержащее 8-10% топлива, например, шлак, шахтные породы и золы уноса^смешанные с глиной, имеющей

₃₅ любое число пластичности , слой 19 слегка

уплотняют. Затем начинает двигаться транспортное средство 1 с навесным оборудованием, при этом баровые фрезы 13 выполняют в уложенном и подлежащем термообработке материале продольные борозды 20, равные по ширине диаметру перфорированных труб 8, а по глубине - заданной толщине спекаемого основания. Материал, извлеченный из щелей барами 13, располагается по обеим сторонам борозд 20 в виде валиков. Траснпортное средство 1, передвигаясь, тянет перфорированные трубы 8 по дну борозд 20, которые при помощи отвалов 11 засыпаются извлеченным из борозд 20 материалом и уплотняются виброкатками Ю. После того, как перфорированные трубы 8 на вещ свою длину (3^4 м) войдут в борозды 20, а последние будут засыпаны материалом и уплотнены, включаются топливные форсунки 9. Одновременно с этим

₅₅ включается вакуумагрегат 3, вследствие чего

в перфорированных трубах 8 создается разрежение 60—300 мм водяного столба, благодаря которому через материал засыпается воздух,

обеспечивая интенсивное сжигание топлива,

755936

содержащегося в спекаемом материале. При этом создается плоская зона горения 21 толщиной около 20 мм с температурой 1100--1200°С, которая медленно со скоростью 13-25 мм/мин опускается вниз. Получаемый в результате ₅

спекания материал 22 имеет прочность 66120 кг/см².

Воздух, отсосанный вакуумагрегатом 3, попадает в очиститель 6 для осаждения пыли и выходит в атмосферу. Ю

Пример.

Проводилось спекание материала, состоящего из 80% золы уноса с содержанием 15% топливами 25%. глины. В смесь золы уноса и глины добавляли 18% воды, после чего с ,5 помощью известного гранулятора осуществляли гранулирование, затем гранулы подсушивали до содержания влаги равным 5% и засыпали в чаши с толщиной слоя 250 мм.

Вместо форсунок поверх гранулированного 20 материала применяли засыпку слоя кокса 7 мм, а поверх него слой стружек, которые поджигались факелом. Одновременно включали вентилятор для создания под слоем материала разрежения, равного 100 мм вод. ст. Постоян- 25 но поступающий через слой материала воздух обеспечивал сжигание содержащегося в нем топлива. Слой горения имел толщину 20 мм и опускался со скоростью 19 мм/мин.

Из термически отработанного грунта изготав- 30 ливали образцы, которые в последствии подвергали испытаниям.

Результаты испытаний образцов показали следующие значения: сопротивление сжатию 100-160 кгс/см², модуль упругости Е = ₃₅

= 65—100,0 тыс. кгс/см², сопротивление на из гиб 25-50 кгс/см². Было проведено 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания образцов, при этом следов разрушения не обнаружено. Дф

Тепловой КПД устройства составляет 7585%, а расчетная его производительность — до 2000 м² в смену. Расход топлива, нужного для спекания материала, на один порядок ниже, чем при его расплавлении, а с учетом использования отходов топлива, содержащегося в шламах, шлаках или отходах горнодобывающей промышленности, уменьшается более чем на два порядка. Экономия от применения предложенных способа и устройства · составит: ₅θ

9-15 тыс. рублей на 1 км покрытия.

Проведенные испытания показали, что данный способ применим для строительства осно ваний проезжей части дорог всех категорий.

Claims (4)

1. Формула изобретения

   1. Способ термической обработки грунта оснований автомобильных дорог, включающий профилирование основания и сжигание твердого топлива в смеси с грунтом при 1100— 1200° С с образованием расплавленного слоя, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и качества основания, перед сжиганием топлива последо- . вательно осуществляют укладку на основание слоя смеси топлива с грунтом, образование

   в слое продольных борозд, размещение в них отсасывающего органа и обратную засыпку борозд, а во время сжигания топлива в смеси ведут засасывание через нее воздуха.
2. 2. Способ поп. 1, отличающийс я тем, что после обратной засыпки осуществляют уплотнение слоя смеси.
3. 3. Устройство для осуществления способа по π. 1, включающее раму, размещенные на ней приводной "режущий рабочий орган, топлив·, ные форсунки, вибровалец, топливопровод и . воздуховод, отличающееся тем, что, оно сна&'жено вертикально переставными горизонтально расположенными перфорированными трубами с отгибами, соединенными с воздуховодом, и изогнутыми углом назад отвалами,

   а режущий рабочий орган выполнен в виде баров,вертикально установленных перед каждым отгибом трубы,, причем форсунки смонтированы над соответствую(цими перфорированными трубами, вибро валец размешен перед каждой форсункой, а отвалы — перед вибровальпами.
4. 4. Устройство по п. 3, о т л и ч а ю ш ее с я тем, что каждая труба выполнена с отверстиями, увеличивающимися к ее наружному торцу.