DE19612074A1 - Preparation of e.g. road foundation by mixing in chalk, cement etc. - Google Patents
Preparation of e.g. road foundation by mixing in chalk, cement etc.Info
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine mobile Vorrichtung zur Verbesserung von Bodenmaterial nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a mobile device for Improvement of soil material according to the generic term of Claim 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.A common and widely used Bo The improvement consists of layered Bo by milling in binders such as lime, fly ash, Cement etc. or by adding sand, gravel sand, Improve crushed grain, recycling material, etc. The ver Improving effect is due to the addition of binders in binding pore water and in changing the Structure and properties of the soil, especially in Regarding the compressibility and installability. At The addition of sand can have an improving effect can be achieved by that the average water content of the Soil mixtures are reduced, a supportive effect of the mixed grain and a favorable soil structure arises.
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.In the known soil improvement is as follows Proceeded way: The floor is in place at the layer thickness is installed, then with the help a milling device attached to a caterpillar can be built, the floor to a predetermined depth milled and mixed. The rotor of the milling tool works against the direction of travel from bottom to top. An opti Male mixing and crushing effect with the help of the milling device is reached when the built-in floor in front the milling passage is compacted. This compression can Example take place in that the tipping systematically track on track is run over by the loaded dumpers and the Soil through the kneading and walking effect of the low tire is almost optimally compressed. The depths kung is limited to about 50 cm for binding Floors. Even with heavy log foot rollers below that do not achieve effective compaction. Is the Soil not sufficiently compacted and not stable in itself bil, the soil in clumps and clods from the tiller pulled up without sufficient dismemberment and Soil crushing is achieved.
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.Insufficient shredding of the material can also be there by entering that the milling rotor with reduced rotation number must be driven because in the mate to be milled rial stones are included, which at higher speed too disproportionate wear and breakage of a milling rotor would lead. An optimal crushing, mixing and equalization, on the other hand, is authoritative and ent decisive for soil improvement with as little as possible dosing of binders or grain improvements material. Is an optimal shredding of the soil cannot be reached in one milling process, must necessarily a second milling cycle can be carried out. In this case it is advisable to start the first milling cycle without adding Execute binders and only before the second milling cycle Sprinkle binders.
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.The known method has some disadvantages. The previous version requires large installation areas. In a first section, the floor is layered installed and compacted. In a second area the binder is sprinkled. In a third part rich is milled and is in a fourth section the milled soil compacted, leveled and the surface closed with a smooth roller.
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.The individual partial areas are processed alternately, so that a total of large areas are processed and driven on Need to become. This fact increases the weather temp sensitivity and complicates the resumption of work after rains.
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. Inevitably, dumping areas have to go over from the dumpers be driving that has not yet improved and condensed have been. This can be the case with very soft, wet floors lead that the working principle go to whoever must be that the ground transportation and the installation of already improved and compacted installation areas from it must follow. This means that the floor installation of the Cutting or removal area most distant Make her must be done and then the installation area in Rich moved to the removal area, stabilized and must be compressed. This leads to an additional one Constriction and dependency in execution.
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.Another disadvantage is that binders, for example lime, must be spread over open areas. It comes from that to loss of binder due to blowing away and to one Dust pollution from neighboring surfaces.
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.The invention has for its object a device to improve soil material at which the soil improvement in the removal area can go on while saving on additives.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved through the features of the patent claim 1 solved.
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. In the device according to the invention there is a two stage treatment of the soil material to be improved instead. The first stage is pre-sorting and cutting reduction with the help of a "multi-shaft sorter and smaller ". This consists of pairs of parallel to each other other arranged rollers, one roller of a pair has a helical depression on the circumference. The rotating driven rollers make this above of the material fed through the nip pressed through and crushed. Larger solid substances, for Example stones are made by the helical Circumferential recess conveyed to the side.
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.The already crushed and freed of larger stones Soil material gets onto a conveyor, which the material is transported to the milling rotor. This points a milling drum in a housing, which the supplied derte material detected and at a relatively high speed loosens, crushes and mixes. That way prepared material is using a conveyor belt or the like.
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.The parts described for working the floor are According to an embodiment of the invention, parts of a mobile Unit, which preferably has a chain undercarriage. The Parts are preferably arranged on an uppercarriage, which is pivotable about a vertical axis on the frame of the Chassis is arranged.
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.As already mentioned, the material to be improved can Additive are added, for example a suitable t binder, such as lime or cement or a bituminous Binder. Bentonites can also be used for compaction purposes be added. Furthermore, fly ash or hy draulic binders can be added. The additives are made according to an embodiment of the invention in some cases in the closed housing of the milling rotor carried. There is a thorough mixing of the Additive with the processed soil instead of Parts of the additive are lost. Also a stamen This eliminates the burden.
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.The milling rotor in the device according to the invention can be driven at high speed, whereby the to be mixed and shredding material is already shredded and larger Outer stones have been sorted out. The feeding of the vorzer smaller bottom to the milling rotor is done according to a staltung the invention with the help of a plate belt, above which a cover housing is arranged for bil channel. The milling rotor can move the between plat Mill off the strip of material and cover sheet formed. By milling at high rotor speed and corresponding chend high peripheral speed is an optimal Zer reduction and leveling of the soil achieved. The Additive can be in the exact dosage and best possible Uniformity in the housing of the milling rotor existing soil material are supplied.
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.As mentioned, the processed material is processed via an Ab set tape on a heap. The processed material is therefore in the loosest storage with a large proportion of voids deposited. In this way it is achieved that the Abdun formation of moisture and thus drying out is strengthened because he has significantly improved ventilation is enough.
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.With the help of the device according to the invention, the Bo preparation of the actual earthwork, d. H. the Ab decoupled from transport and installation of the floor will. The soil preparation can be done with the appropriate lead time, so that the drying of the attached soil and the reaction of binder abge can be waited. Earthwork is then carried out with the ver better soil that is better built in and compacted leaves.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen nä her erläutert.The invention is based on drawings ago explained.
Fig. 1 zeigt in Seitenansicht eine Vorrichtung nach der Erfindung. Fig. 1 shows a side view of a device according to the invention.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1. FIG. 2 shows a top view of the device according to FIG. 1.
Fig. 3 zeigt in Seitenansicht das Konzept der Bodenaufbe reitung mittels Hilfe der erfindungsgemäßen Vor richtung. Fig. 3 shows a side view of the concept of Bodenaufbe preparation by means of the device according to the invention.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die Darstellung nach Fig. 3. FIG. 4 shows a top view of the illustration according to 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.The device 10 shown in FIGS. 1 and 2 has an uppercarriage 12 and an undercarriage 14 . The undercarriage 14 has a chain drive 16 . The upper carriage 12 is pivotable about a vertical axis on the undercarriage 14 , as indicated by double arrow 18 in Fig. 2.
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.The superstructure has a frame 20 which carries a multi-shaft shredder 22 , above which a funnel 24 is arranged. In Fig. 2 it can be seen that the multi-shaft shredder 22 consists of three pairs of rollers, which are arranged in parallel at a relatively close distance from each other. The shafts 26 of the rollers are provided for example with sprockets 28 for driving via a chain, not shown. A roller 30 of a pair of the rollers is each provided with a helical recess 32 on the circumference. The other roller 34 of a pair has axially parallel depressions on the circumference.
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.Below the roller crusher 22 there is a plate conveyor 36 which conveys the material falling from the crusher 22 at an angle upwards. A hood-shaped cover 38 is arranged above the upper run of the plate belt. The discharge end of the plate conveyor 36 opens at 40 in the housing 42 of a Fräsvor direction 44 , in which a milling rotor 46 is rotatably mounted about a horizontal axis and driven by a drive motor, not shown. For example, it is driven by a hydraulic motor. The milling rotor 46 has suitable comminution tools on the circumference, as are known per se. The housing 42 is opened to the bottom for discharging the material emerging from the housing 42 onto the feed area of a normal conveyor belt 48 . The conveyor belt 48 can be changed in its angle of attack.
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.The direction of rotation of the rotor 46 is such that the material is milled from the upward moving strand formed between the plate belt and cover 38 from below. In this process, the material that has already been shredded is further crushed and mixed.
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.In the soil preparation, as this is shown in more detail with reference to FIGS . 3 and 4, material to be prepared in the incision area is removed with the aid of an excavator 50 and fed to the device 10 via the feed hopper 24 . The material is pre-shredded and premixed, larger stones and other parts being removed laterally with the aid of the rollers 30 . The shredded and mixed material before reaches the plate conveyor 36 and is fed from there to the milling rotor 42 , which shreds it ter. In addition, a substance is added to the housing 44 , for example a binder or the like, which is effectively mixed. The binder is supplied, for example, from a silo vehicle 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.The improved material is deposited on a stockpile 54 and can then be transported to the installation site with the aid of vehicles 56 , as shown on the right in FIGS . 3 and 4. Then it can then be installed with the help of leveling vehicles 58 and compacted with the help of roller vehicles 60 .
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.For the sake of completeness, it is pointed out that the profile of the representation according to FIGS. 3 and 4 can be seen to the left of FIG. 4.
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.As can be seen, the processed soil will improve recorded, transported and without further ado Work steps installed. The installation can therefore be short Installation sections take place in inclined positions. This reduces the dependence on the weather. Precipitation can Do not penetrate the material as it is all surface drains water immediately. The surfaces can can be tipped over and built over after a short flash-off time. Of the Installation is the same as with a normal built-in floor. The use of the device described is u. a. for the Road construction, the construction of dams, the construction of sealing layers, the immobilization of soil or the like thought. Other uses are conceivable.
Claims (6)
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1996
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