DE19612074A1 - Mobile Vorrichtung zur Verbesserung von Bodenmaterial - Google Patents
Mobile Vorrichtung zur Verbesserung von BodenmaterialInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine mobile Vorrichtung zur
Verbesserung von Bodenmaterial nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Ein übliches und vielfach angewendetes Verfahren der Bo
denverbesserung besteht darin, lagenweise eingebauten Bo
den durch Einfräsen von Bindemitteln wie Kalk, Flugasche,
Zement usw. oder durch Zumischen von Sand, Kiessand,
Brechkorn, Recycling Material usw. zu verbessern. Die ver
bessernde Wirkung beruht bei der Zugabe von Bindemitteln
in der Bindung von Porenwasser und in der Veränderung der
Struktur und der Eigenschaften des Bodens, insbesondere in
Hinsicht auf die Verdichtbarkeit und Einbaufähigkeit. Bei
der Zumischung von Sand kann eine verbessernde Wirkung da
durch erreicht werden, daß der mittlere Wassergehalt des
Bodengemisches herabgesetzt wird, eine stützende Wirkung
des zugemischten Korns und eine günstige Bodenstruktur
entsteht.
Bei der bekannten Bodenverbesserung wird in folgender
Weise vorgegangen: Der Boden wird an der Einbaustelle in
der Lagenstärke eingebaut, anschließend wird mit Hilfe
einer Fräsvorrichtung, die an einem Raupenfahrzeug ange
baut sein kann, der Boden bis zu einer vorgegebenen Tiefe
gefräst und gemischt. Der Rotor des Fräswerkzeugs wirkt
entgegen der Fahrtrichtung von unten nach oben. Eine opti
male Misch- und Zerkleinerungswirkung mit Hilfe der Fräs
vorrichtung wird erreicht, wenn der eingebaute Boden vor
dem Fräsgang verdichtet wird. Diese Verdichtung kann zum
Beispiel dadurch erfolgen, daß die Kippe systematisch Spur
an Spur von den beladenen Dumpern überfahren wird und der
Boden durch die knetende und walkende Wirkung der Nieder
druckreifen nahezu optimal verdichtet wird. Die Tiefenwir
kung begrenzt sich jedoch auf etwa 50 cm bei bindigen
Böden. Selbst mit schweren Stammfußrüttelwalzen läßt sich
darunter keine wirksame Verdichtung erreichen. Ist der
Boden nicht ausreichend verdichtet und in sich nicht sta
bil, wird der Boden in Klumpen und Schollen von der Fräse
hochgerissen, ohne daß eine ausreichende Zerstückelung und
Zerkleinerung des Bodens erreicht wird.
Eine ungenügende Zerkleinerung des Materials kann auch da
durch eintreten, daß der Fräsrotor mit reduzierter Dreh
zahl gefahren werden muß, weil in dem aufzufräsenden Mate
rial Steine enthalten sind, die bei höherer Drehzahl zu
überproportionalem Verschleiß und Bruch eines Fräsrotors
führen würden. Eine optimale Zerkleinerung, Vermischung
und Vergleichmäßigung ist andererseits maßgeblich und ent
scheidend für die Bodenverbesserung bei möglichst gering
zu dosierender Zugabe von Bindemitteln oder Kornverbesse
rungsmaterial. Ist eine optimale Zerkleinerung des Bodens
in einem Fräsgang nicht erreichbar, muß notwendigerweise
ein zweiter Fräsgang durchgeführt werden. In diesem Fall
ist es zweckmäßig, den ersten Fräsgang ohne Zusatz von
Bindemittel auszuführen und erst vor zweiten Fräsgang das
Bindemittel auszustreuen.
Das bekannte Verfahren ist mit einigen Nachteilen behaftet.
Die bisherige Ausführung erfordert große Einbauflächen.
Auf einem ersten Teilbereich wird der Boden lagenweise
eingebaut und verdichtet. In einem zweiten Teilbereich
wird das Bindemittel ausgestreut. In einem dritten Teilbe
reich wird gefräst und in einem vierten Teilbereich wird
der gefräste Boden verdichtet, planiert und die Oberfläche
mit einer Glattwalze geschlossen.
Die einzelnen Teilflächen werden wechselweise bearbeitet,
so daß insgesamt große Flächen bearbeitet und befahren
werden müssen. Dieser Umstand erhöht die Witterungsemp
findlichkeit und erschwert die Wiederaufnahme der Arbeiten
nach Regenfällen.
Es müssen zwangsläufig Schüttflächen von den Dumpern über
fahren werden, die noch nicht verbessert und verdichtet
worden sind. Dies kann bei sehr weichem, nassen Boden dazu
führen, daß das Arbeitsprinzip dahingehen umgestellt wer
den muß, daß der Bodentransport und der Bodeneinbau von
schon verbesserten und verdichteten Einbauflächen aus er
folgen muß. Das bedeutet, daß der Bodeneinbau von der dem
Einschnitt- oder Abbaubereich am entferntesten liegenden
Stelle her erfolgen muß und die Einbaufläche dann in Rich
tung auf den Abtragbereich vorgezogen, stabilisiert und
verdichtet werden muß. Dies führt zu einer zusätzlichen
Einengung und Abhängigkeit bei der Ausführung.
Nachteilig ist ferner, daß Bindemittel, zum Beispiel Kalk,
auf offenen Flächen ausgestreut werden muß. Es kommt daher
zu Verlusten an Bindemittel durch Verwehen und zu einer
Staubbelastung benachbarter Flächen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zur Verbesserung von Bodenmaterial zu schaffen, bei der
die Bodenverbesserung im Abtragbereich vor sich gehen kann
bei gleichzeitiger Einsparung von Zusatzmitteln.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs
1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung findet eine zweistu
fige Behandlung des zu verbessernden Bodenmaterials statt.
In einer ersten Stufe erfolgt eine Vorsortierung und Zer
kleinerung mit Hilfe eines "Mehrwellensortierers und -zer
kleinerers". Dieser besteht aus Paaren von parallel zuein
ander angeordneten Walzen, wobei eine Walze eines Paares
eine schraubenlinienförmige Vertiefung am Umfang aufweist.
Durch die drehend angetriebenen Walzen wird das oberhalb
der Walzen aufgegebene Material durch den Walzenspalt hin
durchgepreßt und zerkleinert. Größere feste Stoffe, zum
Beispiel Steine, werden durch die schraubenlinienförmige
Umfangsvertiefung zur Seite abgefördert.
Das bereits zerkleinerte und von größeren Steinen befreite
Bodenmaterial gelangt auf eine Fördervorrichtung, welche
das Material zum Fräsrotor transportiert. Dieser weist
eine Fräswalze in einem Gehäuse auf, welche das angeför
derte Material erfaßt und bei relativ hoher Drehzahl auf
lockert, zerkleinert und mischt. Das auf diese Weise auf
bereitete Material wird mit Hilfe eines Förderbandes oder
dergleichen abgesetzt.
Die beschriebenen Teile zur Bearbeitung des Bodens sind
nach einer Ausgestaltung der Erfindung Teile einer mobilen
Einheit, die vorzugsweise ein Kettenfahrwerk aufweist. Die
Teile sind vorzugsweise auf einem Oberwagen angeordnet,
der um eine vertikale Achse schwenkbar auf dem Rahmen des
Fahrwerks angeordnet ist.
Wie schon erwähnt, kann dem zu verbessernden Material ein
Zusatzstoff zugeführt werden, beispielsweise ein geeigne
tes Bindemittel, wie Kalk oder Zement oder ein bituminöses
Bindemittel. Zu Verdichtungszwecken können auch Bentonite
zugesetzt werden. Ferner kann Flugasche oder es können hy
draulische Bindemittel zugesetzt werden. Die Zusatzstoffe
werden nach einer Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßi
gerweise in das geschlossene Gehäuse des Fräsrotors ein
getragen. Dort findet eine gründliche Vermischung des
Zusatzstoffes mit dem aufbereiteten Boden statt, ohne daß
Teile des Zusatzstoffes verloren gehen. Auch eine Staubbe
lastung ist dadurch ausgeschlossen.
Der Fräsrotor bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann
hochtourig gefahren werden, wobei das zu mischende und zu
zerkleinernde Material bereits vorzerkleinert ist und grö
ßere Steine aussortiert wurden. Die Zuführung des vorzer
kleinerten Bodens zum Fräsrotor erfolgt gemäß einer Ausge
staltung der Erfindung mit Hilfe eines Plattenbandes,
oberhalb dessen ein Abdeckgehäuse angeordnet ist zur Bil
dung eines Kanals. Der Fräsrotor kann den zwischen Plat
tenband und Abdeckblech gebildeten Materialstrang abfräsen.
Durch das Abfräsen bei hoher Rotordrehzahl und entspre
chend hoher Umfangsgeschwindigkeit wird eine optimale Zer
kleinerung und Vergleichmäßigung des Bodens erreicht. Das
Zusatzmittel kann in exakter Dosierung und bestmöglicher
Gleichmäßigkeit in dem Gehäuse des Fräsrotors dem darin
befindlichen Bodenmaterial zugeführt werden.
Wie erwähnt, wird das aufbereitete Material über ein Ab
setzband auf eine Halde gesetzt. Das aufbereitete Material
wird also in lockerster Lagerung mit großem Hohlraumanteil
abgelagert. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Abdun
stung von Feuchtigkeit und damit die Austrocknung ver
stärkt wird, da eine erheblich verbesserte Belüftung er
reicht wird.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Bo
denaufbereitung von dem eigentlichen Erdbau, d. h. dem Ab
trag, dem Transport und dem Einbau des Bodens entkoppelt
werden. Die Bodenaufbereitung kann mit entsprechendem
zeitlichen Vorlauf erfolgen, so daß die Abtrocknung des
aufgesetzten Bodens und die Reaktion von Bindemittel abge
wartet werden kann. Der Erdbau erfolgt danach mit dem ver
besserten Boden, der sich besser einbauen und verdichten
läßt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen nä
her erläutert.
Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine Vorrichtung nach der
Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig.
1.
Fig. 3 zeigt in Seitenansicht das Konzept der Bodenaufbe
reitung mittels Hilfe der erfindungsgemäßen Vor
richtung.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die Darstellung nach Fig.
3.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung 10
weist einen Oberwagen 12 und einen Unterwagen 14 auf. Der
Unterwagen 14 weist ein Kettenlaufwerk 16 auf. Der Ober
wagen 12 ist um eine vertikale Achse auf dem Unterwagen 14
schwenkbar, wie durch Doppelpfeil 18 in Fig. 2 angedeutet.
Der Oberwagen weist einen Rahmen 20 auf, der einen Mehr
wellenzerkleinerer 22 trägt, oberhalb dessen ein Aufgabe
trichter 24 angeordnet ist. In Fig. 2 ist zu erkennen, daß
der Mehrwellenzerkleinerer 22 aus drei Paaren von Walzen
besteht, die parallel in relativ engem Abstand voneinander
angeordnet sind. Die Wellen 26 der Walzen sind zum Bei
spiel mit Kettenrädern 28 versehen zum Antrieb über eine
nicht gezeigte Kette. Eine Walze 30 eines Paars der Walzen
ist jeweils mit einer schraubenlinienförmigen Vertiefung
32 am Umfang versehen. Die andere Walze 34 eines Paars
weist achsparallele Vertiefungen am Umfang auf.
Unterhalb des Walzenzerkleinerers 22 ist ein Plattenband
förderer 36 angeordnet, der das vom Zerkleinerer 22 herab
fallende Material schräg nach oben fördert. Oberhalb des
oberen Trumms des Plattenbandes ist eine haubenförmige
Abdeckung 38 angeordnet. Das Abgabeende des Plattenband
förderers 36 mündet bei 40 im Gehäuse 42 einer Fräsvor
richtung 44, in der ein Fräsrotor 46 um eine horizontale
Achse drehbar gelagert und mit Hilfe eines nicht gezeigten
Antriebsmotors angetrieben ist. Der Antrieb erfolgt zum
Beispiel über einen Hydraulikmotor. Der Fräsrotor 46 weist
am Umfang geeignete Zerkleinerungswerkzeuge auf, wie sie
an sich bekannt sind. Das Gehäuse 42 ist nach unten geöff
net zum Austrag des aus dem Gehäuse 42 austretenden Mate
rials auf dem Aufgabebereich eines normalen Förderbandes
48. Das Förderband 48 kann in seinem Anstellwinkel verän
dert werden.
Die Drehrichtung des Rotors 46 ist so, daß das Material
von dem zwischen Plattenband und Abdeckung 38 gebildeten
sich vorwärts bewegenden Strang von unten nach oben abge
fräst wird. Bei diesem Vorgang wird das bereits vorzer
kleinerte Material weiter zerkleinert und gemischt.
Bei der Bodenaufbereitung, wie diese anhand der Fig. 3
und 4 näher dargestellt ist, wird mit Hilfe eines Baggers
50 im Einschnittbereich aufzubereitendes Material entnom
men und über den Aufgabetrichter 24 der Vorrichtung 10 zu
geführt. Das Material wird vorzerkleinert und vorgemischt,
wobei größere Steine und andere Teile seitlich mit Hilfe
der Walzen 30 abgeführt werden. Das zerkleinerte und vor
gemischte Material gelangt auf den Plattenbandförderer 36
und wird von dort dem Fräsrotor 42 zugeführt, der es wei
ter zerkleinert. Außerdem wird in das Gehäuse 44 ein Zu
satzstoff eingetragen, beispielsweise ein Bindemittel oder
dergleichen, das wirksam zugemischt wird. Die Zufuhr des
Bindemittels erfolgt zum Beispiel von einem Silofahrzeug
52.
Das verbesserte Material wird auf eine Halde 54 abgesetzt
und kann dann mit Hilfe von Fahrzeugen 56 zur Einbaustelle
transportiert werden, wie rechts in Fig. 3 und 4 darge
stellt. Anschließend kann es dann mit Hilfe von Planier
fahrzeugen 58 eingebaut und mit Hilfe von Walzenfahrzeugen
60 verdichtet werden.
Nur der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen,
daß das Profil der Darstellung nach den Fig. 3 und 4
links von Fig. 4 zu erkennen ist.
Wie zu erkennen, wird der aufbereitete Boden in verbesser
tem Zustand aufgenommen, transportiert und ohne weitere
Arbeitsgänge eingebaut. Der Einbau kann mithin auf kurzen
Einbauabschnitten in schräggestellten Lagen erfolgen. Dies
vermindert die Witterungsabhängigkeit. Niederschläge kön
nen nicht in das Material eindringen, da es alles Oberflä
chenwasser unmittelbar ableitet. Die Oberflächen können
nach kurzer Ablüftzeit überkippt und überbaut werden. Der
Einbau erfolgt wie mit einem normalen einbaufähigen Boden.
Die Verwendung des beschriebenen Gerätes ist u. a. für den
Straßenbau, den Bau von Dämmen, den Bau von Dichtungs
schichten, der Immobilisierung von Boden oder dergleichen
gedacht. Andere Anwendungszwecke sind denkbar.
Claims (6)
1. Mobile Vorrichtung zur Verbesserung von Bodenmaterial
zwecks Einbau in Erdbauwerken oder dergleichen, mit
einer auf einer mobilen Einheit angeordneten Fräsvor
richtung, die einen motorisch angetriebenen, Fräsele
mente aufweisenden Rotor in einem Gehäuse enthält, der
das Material auf der sich aufwärts bewegenden Seite des
Rotors zugeführt wird zur Zerkleinerung und Auflocke
rung des Bodenmaterials, dadurch gekennzeichnet, daß
die Fräsvorrichtung (44) am Ende einer Fördervorrich
tung (36) angeordnet ist, deren Aufgabeende unterhalb
eines Mehrwellensortierers und -zerkleinerers (22) an
geordnet ist, der Paare von parallel und in engem Ab
stand voneinander angeordneten motorisch antreibbaren
Walzen aus hartem Material aufweist, wobei eine Walze
(30) eines Paares eine schraubenlinienförmige Vertie
fung (32) aufweist, oberhalb des Sortierers und Zer
kleinerers (22) ein Aufgabetrichter (24) angeordnet ist
und unterhalb der Fräsvorrichtung (44) das Aufgabeende
eines Förderbandes (48) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß Sortierer und Zerkleinerer (22), Fördervorrichtung
(36), Fräsvorrichtung (46) und Förderband (48) Teile
der mobilen Einheit (10) sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die mobile Einheit (10) ein Kettenfahrwerk (16)
aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Teile auf einem Aufbau oder
Oberwagen (12) angeordnet sind, der um eine vertikale
Achse schwenkbar auf dem Rahmen des Fahrwerks (16) bzw.
Unterwagen (14) gelagert ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung (36) einen
Plattenbandförderer aufweist, oberhalb des Plattenband
förderers ein Abdeckgehäuse (38) angeordnet ist zur
Bildung eines Kanals, der oberhalb der Achse des Fräs
rotors (46) dem Fräsrotor (46) unmittelbar benachbart
mündet.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens eine Zuführvorrichtung
für einen Zusatzstoff vorgesehen ist, die mit dem Ge
häuse (42) der Fräsvorrichtung (44) verbunden ist.
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DE1996112074 DE19612074C2 (de) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | Mobile Vorrichtung zur Verbesserung von Bodenmaterial |
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DE19612074C2 DE19612074C2 (de) | 1999-01-21 |
Family
ID=7789562
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DE1996112074 Expired - Fee Related DE19612074C2 (de) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | Mobile Vorrichtung zur Verbesserung von Bodenmaterial |
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