SE512058C2 - Förfarande för markstabilisering vid vägbyggnation - Google Patents

Description

10 (TI -..x FO (D (fl ()O Emellertid innebär detta att urschaktade massor belastar mil- jön eftersom de måste deponeras i sidotippar och tjänliga massor hämtas från sidotag. Därtill belastas miljön av om- fattande transporter av urgrävda respektive tjänliga massor.

Vid rekonstruktion av befintliga vägar är problemet oftast vägens bärighet. Detta gäller främst när grusväg skall upp- graderas till belagd väg. I dylika fall utbytes vanligen vä- gens överbyggnad. Alternativt utökas överbyggnaden med en ny överbyggnad så att avsedd bärighet uppnås. Ãven detta kräver att massor tas från en lämplig täkt och att omfattande trans- porter normalt krävs.

Föreliggande uppfinning minskar behovet av urschaktning, àterfyllning och transporter avsevärt både vid anläggande av ny väg och vid ökning av en befintlig vägs bärighet.

Föreliggande uppfinning hänför sig således till ett förfaran- de för markstabilisering vid vägbyggnation, där cement blan- das med åtminstone något av materialen jord, lera eller sten samt eventuellt vatten och utmärkes av att cementblandningen erhålles genom att cement blandas intensivt med mikrofyllme- del och eventuellt vattenreduktionsmedel för att erhålla en högreaktiv torr cementblandning så att den har en endags- tryckhàllfasthet för en kub av cementpasta med 20 mm sida, som har komprimerats under vibrering och härdats vid +20°C under slutna betingelser av åtminstone 60 MPa och av att cementblandningen efter blandning med nämnda material utläg- ges på marken till en tjocklek av åtminstone 15 - 30 centime- ter och av att den utlagda blandningen innehåller tillräck- ligt med cementblandning för att efter kompaktering erhålla en tryckhållfasthet efter 28 dagar av åtminstone 5 MPa samt 1999- l 0-08 75 (fl -..x BO (D (TI OO av att en vägkropp är avsedd att läggas ovanpå den utlagda blandningen efter att denna härdat.

Nedan beskrives uppfinningen närmare, delvis i samband med pà bifogade ritning visade utföringsexempel av uppfinningen, där - figur 1 visar en uppgraderad befintlig väg enligt uppfin- ningen - figur 2 visar ett tvärsnitt av en nyanlagd väg enligt upp- finningen.

Föreliggande uppfinning avser ett förfarande för markstabili- sering vid vägbyggnation, både för nya vägar och befintliga vägar där bärigheten i marken inte är tillräcklig eller där tjälfarligheten är stor.

Enligt uppfinningen blandas cement intensivt med mikrofyllme- del och eventuellt vattenreduktionsmedel för att erhålla en högreaktiv torr cementblandning. Därefter blandas cement- blandningen med åtminstone något av materialen jord, lera eller sten samt eventuellt vatten, där nämnda material tas från marken där vägen skall anläggas eller av ytlagret hos en befintlig väg. Den sålunda erhållna blandningen utlâgges pä marken till en tjocklek av åtminstone 15 - 30 centimeter. En- ligt uppfinningen bringas den utlagda blandningen innehålla tillräckligt med cementblandning för att efter kompaktering erhålla en tryckhållfasthet efter 28 dagar av ätminstone 5 MPa. Vidare är en vägkropp av konventionellt material avsedd att läggas ovanpå den utlagda blandningen efter att denna härdat.

Med en högreaktiv torr cementblandning ovan och i patentkra- ven menas en cementblandning som erhålles genom det förfaran- de som beskrives i Europapatentet nr. EP 0696262 eller en l999-10-08 70 75 cementblandning som behandlats enligt ett motsvarande för- farande sä att en motsvarande tryckhällfasthet som den som anges i nr. EP 0696262 erhålles.

I Europapatentet nr. EP 0696262 beskrives ett sätt att fram- ställa cement som är användbart för att framställa pastor, murbruk, betong och andra cementbaserade material, som har hög bearbetbarhet med reducerad vattenhalt, hög hällfasthet och densitet och snabb utveckling av styrka. Sättet omfattar en mekanisk-kemisk behandling av cement, där sättet omfattar en tvàstegs mekanisk behandling av en blandning av cement och minst en komponent av två komponenter, varvid den första komponenten är ett SiO2 - innehållande mikrofyllmedel och den andra komponenten är en polymer i form av ett pulverformigt vattenreduktionsmedel. Cementen och nämnda första och/eller andra komponent blandas i det första steget i torrt till- stånd, varvid partiklarna i den första och/eller den andra komponenten adsorberas pä cementpartiklarna. Den blandning som erhållits i det första steget behandlas i det andra ste- get i en malutrustning där partiklarna i blandningen erhàller ett stort antal stötimpulser med förändrad riktning i snabb följd vilka leder till modifiering av cementpartiklarnas ytegenskaper i form av väsentlig ökning av ytenergi och ke- misk reaktivitet. Behandlingen i det andra steget utförs un- der tillräckligt läng tid för att en endagstryckhällfasthet för en kub av cementpasta 20 mm sida, som har komprimerats ordentligt under vibrering och härdats vid +20°C under slutna betingelser, skall vara minst lika med 60 MPa.

Cementen är företrädesvis Portlandcement. Mikrofyllmedlet kan exempelvis vara flygaska eller annat kommersiellt mikrofyll- medel. Vattenreduktionsmedlet kan vara vilket som helst kom- 1999-10-08 75 (D .A TO CD (D (x) mersiellt vattenreduktionsmedel, exempelvis det som marknads- föres under namnet "Mighty 100".

Ovan angavs att eventuellt vatten tillsätts. Den erforderliga vattentillsatsen beror givetvis av vattenhalten i det ytlager som avlägsnas och blandas med cementblandningen. Det bereder inte fackmannen några svårigheter att tillsätta rätt mängd vatten för att erhålla ett korrekt förhållande mellan vatten och cement.

Enligt en föredragen utföringsform bringas viktförhållandet mellan cement och övrigt material i den utlagda blandningen vara från 5% 95% till 30% 70%.

Enligt ett utförande avlägsnas en befintlig vägkropps övre skikt. Detta skikt innehåller normalt grus och sand. Avlägs- nandet sker lämpligen medelst en väghyvel eller ett fräsagg- regat anordnat att riva upp ytskiktet på vägen. Fräsaggrega- tet kan dragas av en traktor eller motsvarande. Det ytskikt som avlägsnas kan vara mellan 15 centimeter och 50 centimeter tjockt. Det avlägsnade ytskiktet blandas med nämnda cement- blandning och eventuellt vatten, varefter den erhållna bland- ningen utlägges på vägkroppen. Detta illustreras i figur 1.

Blandningen med det avlägsnade materialet kan ske i en blan- dare av typen cementblandare. Appliceringen av det sålunda erhållna materialet på vägen kan ske genom att materialet hälls ut på vägen, där vid vâgsidorna någon typ av enkel gjutform begränsar bredden och längden på den utlagda bland- ningen.

Det âr föredraget att den utlagda blandningen kompakteras för att erhålla en tillräcklig hàllfasthet hos denna. Denna kom- 1 999- 1 0-08 (TI ._\ FO (Û (fl OO paktering kan ske genom att på känt sätt vibrera den utlagd blandningen.

Enligt en föredragen utföringsform sker nämnda kompaktering i en gjutform form så att blandningen bildar ett skivformigt element, och av att elementet därefter utlâgges pà marken.

I figur 1 visas ett tvärsnitt av en befintlig väg efter be- handling enligt föreliggande förfarande. Siffran I betecknar fast botten, exempelvis berg, och siffran 2 undergrunden som behöver stabiliseras samt siffran 3 den gamla vägkroppen.

Undergrunden kan bestå av sand, lera, olika jordar eller annat förekommande material. I figur 1 anger vidare siffran 4 den pà vägen utlagda blandningen av cementblandningen och vägens tidigare ytskikt. Siffran 5 anger en konventionell vägkropp som pålagts efter det att det utlagda materialet 4 härdat.

Enligt ett annat utförande avlägsnas vid anläggande av en ny väg befintligt markmaterial, såsom jord, lera och sten, vil- ket material blandas med nämnda cementblandning och eventu- ellt vatten, varefter den erhàllna blandningen utlâgges på marken till bildande av ett underlag för en blivande ovanpå- liggande vägkropp. Avlägsnandet och blandningen liksom kom- pakteringen och appliceringen av blandningen pà marken kan ske pà motsvarande sätt som ovan beskrivits.

I figur 2 visas ett tvärsnitt på en nyanlagd väg där före- liggande uppfinning tillämpats. Siffran 6 betecknar fast bot- ten, exempelvis berg, och siffran 7 marken som behöver stabi- liseras samt siffran 8 ett ytskikt av marken. Undergrunden kan bestå av sand, lera, olika jordar eller annat förekomman- de material. I figur 2 anger vidare siffran 9 den pà marken 1 999- l 0-08 (Ü ...x TO CD (fl (ß utlagda blandningen av cementblandningen och markens tidigare ytskikt. Siffran 10 anger en konventionell vägkropp som pá- lagts efter det att det utlagda materialet 9 härdat.

Enligt ett föredraget utförande både vid förbättring av be- fintlig våg och anläggande av ny väg utlágges den kompakte- rade blandningen pä marken i en bredd som överstiger den blivande körbanans bredd.

Det har visat sig att både vid användande av ett ytskikt frän en befintlig väg och vid användande av det material marken består av vid nyanläggning av våg medför föreliggande uppfin- ning att dessa material reagerar med den högreaktiva cement- blandningen så att en platta 4, 9 bildas med tillräckligt hög hállfasthet för att tillräcklig stabilisering av undergrunden skall ske. Härigenom undvikas de ovan beskrivna omstàndliga och ofördelaktiga metoderna för stabilisering.

Genom att stabilisera i vâglinjen befintliga massor förändras massornas egenskaper så att tjâlfarligheten minskar och bâ- righeten ökar markant, varmed icke tjânliga massor blir tjän- liga för vâgbyggnadsândamål.

Vidare reduceras ojämna sättningar i vàgkroppen. Vid mycket svag undergrund kan det stabiliserade materialet kompletteras med en armering, exempelvis i form av kända armeringsnät.

Således kan genom stabilisering väg anläggas pà en mycket svag undergrund utan miljöpäfrestande utskiftning och pà ett kostnadseffektivt sätt.

Befintliga vägar med dålig bärighet kan stabiliseras så att med endast pàförande av ett tunt bârlager uppnås avsedd bä- 1999-10-08 (fl __; FO (Û (fl OO righet utan utskiftning eller påförande av tjocka överbyggna- der av föràdlat naturgrus eller berg från sidotäkt.

Det är uppenbart att visst nytt material, såsom sand eller grus, kan inblandas vid behov i det ytmaterial som blandas med cementblandningen.

Ovan har ett antal utföringsformer beskrivits. Emellertid kan uppfinningen varieras vad avser uppbyggnaden av en väg. Exem- pelvis kan ett tunt lager sand, grus eller singel utläggas på den blivande vägen som avjàmnas till att bilda en plan yta för den blandning som skall utläggas pà vägen.

Föreliggande uppfinning skall därför inte anses begränsad till de ovan angivna utföringsformerna utan kan varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna ram. 1999-10-08

Claims (7)

10 15 20 25 30 9 Patçgtkrav

1. Förfarande för markstabilisering vid vägbyggnation, där cement blandas med åtminstone något av materialen jord, lera eller sten samt eventuellt vatten, k à n n e t e c k n a t av att cementblandningen erhålles genom att cement blandas intensivt med mikrofyllmedel och eventuellt vattenreduktions- medel för att erhålla en högreaktiv torr cementblandning så att den har en endagstryckhållfasthet för en kub av cement- pasta med 20 mm sida, som har komprimerats under vibrering och hårdats vid +20°C under slutna betingelser av åtminstone 60 MPa och av att cementblandningen efter blandning med nämn- da material utlâgges på marken (3,8) till en tjocklek av åt- minstone 15 - 30 centimeter och av att den utlagda blandning- en (4,9) innehåller tillräckligt med cementblandning för att efter kompaktering erhålla en tryckhållfasthet efter 28 dagar av åtminstone 5 MPa samt av att en vägkropp (5,l0) är avsedd att läggas ovanpå den utlagda blandningen (4,9) efter att denna härdat.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v, att en befintlig vägkropps (3) övre skikt avlägsnas och blan- das med nämnda cementblandning och eventuellt vatten, varef- ter den erhållna blandningen utlägges på vägkroppen (3).

3. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v, att vid anläggande av en ny väg befintligt markmaterial (8), såsom jord, lera och sten avlägsnas och blandas med nämnda cementblandning och eventuellt vatten, varefter den erhållna blandningen utlâgges på marken till bildande av ett underlag (9) för en blivande ovanpåliggande vâgkropp (10). k å n n e t e c k -

4. Förfarande enligt krav 1, 2 eller 3, I 999- 1 0-08 10 15 20 (H .4 PO CD (fl OO 10 att viktförhàllandet mellan cement och övrigt 95% till n a t a v, material i den utlagda blandningen är från 5% 30% 70%.

5. Förfarande enligt krav 1, 2, 3 eller 4, k ä n n e - t e c k n a t a v, att nämnda kompaktering sker så att blandningen bildar ett skivformigt element och av att ele- mentet (4,9) utlàgges på marken.

6. Förfarande enligt krav 1, 2, 3, 4 eller 5, k à n n e - t e c k n a t a v, att den kompakterade blandningen utlâgges pà marken i en bredd som överstiger den blivande körbanans bredd.

7. Förfarande enligt något av föregående krav, k à n n e - t e c k n a t a v, att den utlagda blandningen armeras med armeringsnât eller motsvarande armering. 1999-10-08