NO841436L

NO841436L - PROCEDURE AND DEVICE FOR REMOVAL OF ROAD LAYERS.

Info

Publication number: NO841436L
Application number: NO841436A
Authority: NO
Inventors: Jarle Wentzel
Original assignee: Nodest Vei As
Priority date: 1984-04-11
Filing date: 1984-04-11
Publication date: 1985-10-14
Also published as: EP0177546A1; WO1985004681A1

Description

En stor del av vårt veinett har enkle belegninger som ottadekke, oljegrus og liknende, ofte lagt på telefårlig og dårlig grusbærelag. Også veier med vanlig asfaltdekke kan ha utilfredsstillende bærelag. I teleperioden blir slikt bærelag meget oppbløtt og store skader oppstår på belegningen. Vedlike-hold av slike veier kan bli meget kostbare med tradisjonelle metoder som masseutskiftinger eller oppbygging med følgende breddeutvidelse og dermed grunnerverv. A large part of our road network has simple pavements such as tarmac, oil gravel and the like, often laid on top of a dangerous and poor gravel bearing layer. Roads with normal asphalt surface can also have an unsatisfactory base layer. During the telecommunications period, such a base layer becomes very wet and major damage occurs to the coating. Maintenance of such roads can become very expensive with traditional methods such as mass replacements or construction with subsequent width expansion and thus land acquisition.

Som et forsøk på å komme frem til en enklere og billigere metode for utbedring av svake bærelag har det vært foreslått å frese dekke samt underliggende gruslag i 10 til 20 cm dybde (avhengig av underlagets tykkelse) samtidig som den oppfreste masse tilsettes et bindemiddel i form av en emulsjon, basert på bitumen, hvoretter massen tilbakeføres i den utfreste fordypning i veibanen. Fresingen kan f.eks. utføres i hovedsaken på samme måte som benyttes ved fresing av asfaltdekke, men med modifisert fresetrommel som tillater større fresedybde. As an attempt to come up with a simpler and cheaper method for improving weak bearing layers, it has been proposed to mill the cover and the underlying gravel layer to a depth of 10 to 20 cm (depending on the thickness of the substrate) while at the same time adding a binder in the form of of an emulsion, based on bitumen, after which the mass is returned to the milled depression in the road surface. The milling can e.g. is carried out in the main in the same way as is used when milling asphalt pavement, but with a modified milling drum that allows greater milling depth.

I praksis har det imidlertid vist seg at den foreslåtte metode ikke gir et fullverdig resultat, idet man ikke får en tilfredsstillende sammenblanding av de oppfreste materialer i den tilbakeførte masse, med det resultat at bæreevnen i det nye bærelag fremdeles blir for dårlig. In practice, however, it has been shown that the proposed method does not give a full-fledged result, as you do not get a satisfactory mixing of the milled materials in the returned mass, with the result that the load-bearing capacity of the new bearing layer is still too poor.

Dette problem er nå ifølge foreliggende oppfinnelse løst ved at der bak fresetrommelen anordnes en blandetrommel som virker til å oppta den i fordypningen tilbakeførte masse og ytterligere sammenblande komponentene i denne før massen igjen tilbake-føres i den utfreste fordypning i veibanen og nedvalses på vanlig måte ved legging av et veidekke. According to the present invention, this problem is now solved by arranging a mixing drum behind the milling drum which works to absorb the mass returned to the recess and further mix the components in it before the mass is again returned to the milled recess in the roadway and rolled down in the usual way by laying of a road surface.

Den tidligere foreslåtte metode blir dermed praktisk gjen-nomførbar, idet man oppnår en meget god sammenblanding av komponentene i utbedringsmassen, og følgelig en bæreevne i det re-sulterende bærelag, som minst tilsvarer den man ville fått ved konvensjonell utbedring av det gamle bærelag. The previously proposed method thus becomes practically feasible, as one achieves a very good mixing of the components in the repair mass, and consequently a bearing capacity in the resulting base layer, which is at least equivalent to that which would be obtained by conventional improvement of the old base layer.

Metoden innebærer en rekke fordeler. En benytter de materialer som allerede finnes i veien og oppgraderer disse til høyverdige masser som ikke lenger er telefarlig samtidig som en får betydelig økt bæreevne. Breddeutvidelse er ikke nødven-dig, nye materialer trengs ikke tilført, med andre ord en meget resursvennlig utførelse. The method entails a number of advantages. One uses the materials that are already found in the road and upgrades these to high-quality masses that are no longer dangerous, while at the same time significantly increasing the load-bearing capacity. Width expansion is not necessary, new materials do not need to be added, in other words a very resource-friendly design.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere i til-knytning til tegningen, hvor figur 1 og 2 i henholdsvis oppriss og grunnriss, delvis i snitt og med enkelte deler fjernet, viser en anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, fig. 3 og 4 i større målestokk viser en foretrukket utførelse av et blandeorgan i henholdsvis oppriss og grunnriss, og fig. 5 viser skjematisk et foretrukket arrangement av blandeorganene. In the following, the invention will be explained in more detail in connection with the drawing, where figures 1 and 2, respectively in elevation and ground plan, partly in section and with some parts removed, show a device for carrying out the method according to the invention, fig. 3 and 4 on a larger scale show a preferred embodiment of a mixing device in elevation and ground view, respectively, and fig. 5 schematically shows a preferred arrangement of the mixing means.

Anordningen kan være innbygget i en fortrinnsvis selvdrevet veimaskin av hvilken som helst hensiktsmessig type egnet for bruk i forbindelse med foreliggende oppfinnelse, såsom en scraper, f.eks. av typen Caterpillar 613 Scraper, som er funnet særlig egnet til formålet. Selve maskinen utgjør således ingen del av oppfinnelsen, og den er på tegningen bare vist som en hoveddel eller rammekonstrukksjon 1 (i grunnrisset på fig. 2 antydet med strek-punktert linje for klarere å vise de underliggende deler) som bæres av fremre og bakre hjulpar henholdsvis 2 og 2', sett i forhold til maskinens 1 bevegelsesretning som antydet med pil. The device can be built into a preferably self-propelled weighing machine of any suitable type suitable for use in connection with the present invention, such as a scraper, e.g. of the Caterpillar 613 Scraper type, which has been found particularly suitable for the purpose. The machine itself thus forms no part of the invention, and it is only shown in the drawing as a main part or frame construction 1 (indicated in the ground plan in Fig. 2 with a dashed-dotted line to show the underlying parts more clearly) which is carried by the front and rear pairs of wheels 2 and 2' respectively, seen in relation to the machine's 1 direction of movement as indicated by the arrow.

På maskinrammens 1 underside, mellom det fremre og bakre hjulpar 2, 2', er på i og for seg kjent måte anordnet en ved hjelp av en kraftsylinder 3 hev- og senkbar, roterende fresetrommel 4 som er innrettet til å nedpresses mot eksisterende veidekke 5, f.eks. asfalt, for oppfresing av dette samt i det minste et øvre parti, f.eks. i en dybde av 15 cm, av det underliggende bærelag 6 som skal utbedres, og som normalt vil bestå av grus. On the underside of the machine frame 1, between the front and rear pair of wheels 2, 2', a rotating milling drum 4, which can be raised and lowered by means of a power cylinder 3 and is arranged to be pressed down against the existing road surface 5, is arranged in a manner known per se , e.g. asphalt, for milling this as well as at least an upper part, e.g. in a depth of 15 cm, of the underlying bearing layer 6 which is to be improved, and which will normally consist of gravel.

I avstand over fresetrommelen 4 er anordnet en halvsirkelformet skjerm 7 som den av trommelen 4 oppfreste masse M slynges mot og ledes rundt til den på motsatt side av trommelen 4 faller ned i det av trommelen utfreste spor 8 i veibanen, idet trommelen 4 under arbeidet roterer i den med pil viste rotasjonsretning. At a distance above the milling drum 4, a semi-circular screen 7 is arranged against which the mass M milled by the drum 4 is flung and guided around until it falls on the opposite side of the drum 4 into the groove 8 milled by the drum in the roadway, as the drum 4 rotates during the work in the direction of rotation shown by the arrow.

Før massen faller ned i sporet 8 blir den tilsatt et bindemiddel, fortrinnsvis en bitumenholdig emulsjon, som likeledes på i og for seg kjent måte, sprøytes radielt inn mot trommelen 4, f.eks. ved hjelp av et antall hensiktsmessig fordelte dyser som antydet med pilen 9 på fig. 2. Before the mass falls into the groove 8, a binder is added to it, preferably a bitumen-containing emulsion, which is likewise sprayed radially towards the drum 4 in a manner known per se, e.g. by means of a number of appropriately distributed nozzles as indicated by arrow 9 in fig. 2.

Trommelen 4 har skråstilte fresetenner 10 som på respektive sider av et tverrplan gjennom trommelmidten på kjent måte er anordnet i et mønster av motsatt forløpende skruelinjer som under freseoperasjonen virker til å presse den oppfreste masse M innover mot trommelmidten, hvorunder en viss blandevirkning mellom fragmentene i den oppfreste masse finner sted, i tillegg til blandevirkningen idet massen M slynges mot og føres langs skjermen 7. På grunn av denne sammentrengning som følge av fresetennenes mot trommelmidten konvergerende skruelinjemønster vil massen M forlate fresetrommelen 4 i en bredde b^ som er vesentlig smalere enn lengden av trommelen 4, som antydet på fig. 2. The drum 4 has inclined milling teeth 10 which are arranged on respective sides of a transverse plane through the center of the drum in a known manner in a pattern of oppositely running screw lines which during the milling operation act to press the milled mass M inwards towards the center of the drum, during which a certain mixing effect between the fragments in the milled mass takes place, in addition to the mixing effect as the mass M is flung towards and guided along the screen 7. Due to this compression as a result of the spiral line pattern of the milling teeth converging towards the center of the drum, the mass M will leave the milling drum 4 in a width b^ which is significantly narrower than the length of the drum 4, as indicated in fig. 2.

Fresetennene 10 kan være utformet i alt vesentlig som på kjente fresetromler til oppfresing av asfaltdekker, men større og kraftigere dimensjonert med sikte på en fresedybde på 10 - The milling teeth 10 can be designed essentially like those of known milling drums for milling asphalt surfaces, but larger and more powerfully dimensioned with a view to a milling depth of 10 -

20 cm.20 cm.

Mellom maskinens 1 bakre hjulpar 3 og fresetrommelen 4 er det ifølge oppfinnelsen anordnet en ytterligere hev- og senkbar, roterbar trommel, nemlig en blandetrommel 11, som er innrettet til å senkes ned i fresesporet 8 bak fresetrommelen 4. Blandetrommelen 11 har fortrinnsvis en mindre diameter og lengde enn fresetrommelen 4, men lengden er noe større enn bredden b^ av massen M i sporet bak fresetrommelen. Between the rear wheel pair 3 of the machine 1 and the milling drum 4, according to the invention, a further raiseable and lowerable, rotatable drum is arranged, namely a mixing drum 11, which is designed to be lowered into the milling groove 8 behind the milling drum 4. The mixing drum 11 preferably has a smaller diameter and length than the milling drum 4, but the length is somewhat greater than the width b^ of the mass M in the groove behind the milling drum.

På blandetrommelens 11 omkretsflate er der anordnet et antall blandeorganer 12, som på vesentlig samme måte som tennene 10 på fresetrommelen 4 er generelt anordnet i et mot trommelmidten konvergerende skruelinjemønster. Blandetrommelen 11 roterer som antydet med pil i samme retning som fresetrommelen 4, og dens blandeorganer 12 vil derved løfte massen M opp igjen fra fresesporet 8 og herunder bevirke en ytterligere sammenblanding av massepartikler og bindemiddel, idet massen samtidig, på grunn av blandeorganenes konvergerende skruelinjemønster, sammentren-ges til en smalere bredde b2idet den forlater blandetrommelen. En skjerm 13 som er anordnet i avstand over blandetrommelen 11, bidrar på samme måte som fresetrommelskjermen 7 til å lede den oppslyngede masse videre rundt trommelomkretsen. Skjermen 13 kan være halvsirkelformet som fresetrommelskjermen 7 for derved å lede den ytterligere sammenblandede masse ned i det åpne fresespor 8 bak blandetrommelen. I en foretrukket utføringsform er imidlertid blandetrommelskjermens utløpsparti stort sett horisontalt rettlinjet,idet der umiddelbart bak blandetrommelen 11 på kjent måte er anordnet en skrått oppadløpende beltetran-sportør 14 som opptar massen fra blandetrommelen 11 og fører den ferdig blandede masse videre til en konvensjonell asfalterings- maskin antydet ved 15. Fra asfalteringsmaskinen 15 blir så den ferdig blandede masse M' lagt ned i fresesporet 8 og bearbeidet på konvensjonell måte. On the circumferential surface of the mixing drum 11, there are arranged a number of mixing devices 12, which are arranged in substantially the same way as the teeth 10 on the milling drum 4 in a helical line pattern converging towards the center of the drum. The mixing drum 11 rotates as indicated by the arrow in the same direction as the milling drum 4, and its mixing elements 12 will thereby lift the mass M back up from the milling track 8 and thereby cause a further mixing of pulp particles and binder, as the mass at the same time, due to the converging spiral pattern of the mixing elements, is compressed to a narrower width by the time it leaves the mixing drum. A screen 13, which is arranged at a distance above the mixing drum 11, contributes in the same way as the milling drum screen 7 to guide the thrown-up mass further around the drum circumference. The screen 13 can be semi-circular like the milling drum screen 7 in order to thereby guide the further mixed mass down into the open milling track 8 behind the mixing drum. In a preferred embodiment, however, the outlet portion of the mixing drum screen is largely horizontally straight, as immediately behind the mixing drum 11 there is arranged in a known manner an obliquely upward belt conveyor 14 which receives the mass from the mixing drum 11 and carries the finished mixed mass on to a conventional paving machine indicated at 15. From the paving machine 15, the ready-mixed mass M' is then laid down in the milling track 8 and processed in a conventional manner.

Trommelen 11 kan hensiktsmessig være opplagret i en i føringer 16 høyderegulerbart bevegelig vugge 17 som på hver side av blandetrommelen er forsynt med en meie eller ski 18 som hviler på bunnen i fresesporet 8 i blandetrommelens nedsenkede stilling eller arbeidsstilling. Derved vil blandetrommelen kunne holdes med blandelabbene i konstant ønsket klaring over fresesporbunnen. Vuggen 17 med blandetrommelen 11 er da hev- og senkbart opphengt i maskinrammen 2, f.eks. via en kraftsylinder 24, og transportø-rens 14 nedre ende er hengslet til vuggen og følger dennes beve-gelser, idet transportøren på kjent måte ved hjelp av en dreibar sleideinnretning (ikke vist) kan forskyves i lengderetningen. The drum 11 can conveniently be stored in a height-adjustable movable cradle 17 in guides 16 which is provided on each side of the mixing drum with a scythe or ski 18 which rests on the bottom in the milling groove 8 in the mixing drum's lowered position or working position. Thereby, the mixing drum will be able to be held with the mixing paws at a constant desired clearance above the bottom of the milling track. The cradle 17 with the mixing drum 11 is then hung up and down in the machine frame 2, e.g. via a power cylinder 24, and the lower end of the conveyor 14 is hinged to the cradle and follows its movements, as the conveyor can be displaced in the longitudinal direction in a known manner by means of a rotatable slide device (not shown).

En hensiktsmessig utførelse av blandeorganene 12 er vist i fig. 3 og 4. Blandeorganene 12 er her i form av "segmenter" som hvert består av en rektangulær, i lengderetningen buet fotplate 19 som ved boltehull 20 er innrettet til å festes på blandetrommelens 11 omkretsflate. På fotplatens 19 utside, dvs. kon-vekse side, er tre stort sett rektangulære ryggplater 21 fastsveiset på høykant langs sin ene lengdekant og vesentlig paral-lelt med fotplatens lengdekanter. Ryggplatene 21 er anordnet butt i butt på fotplaten 19, men innbyrdes forskjøvet i fotplatens 19 tverretning, slik at de stort sett ligger an mot hver-andre i hjørnene som best vist i fig. 4. Ryggplatene 21 bærer i sin tur hver sin "blandelabb" 22 i form av et rektangulært plate- eller flattstålelement som er fastsveiset med innbyrdes avstand på høykant langs sin ene kortside på toppen av ryggpla-ten 21, men vridd stort sett i dennes diagonalretning gjennom ryggplatenes sammenfallende hjørner. Hver blandelabb 22 kan være forsynt.med boltehull 23 for eventuell befestigelse av en beskyttende plate av slitefast materiale (ikke vist). An appropriate embodiment of the mixing means 12 is shown in fig. 3 and 4. Here, the mixing members 12 are in the form of "segments", each of which consists of a rectangular, longitudinally curved foot plate 19 which, by means of a bolt hole 20, is arranged to be attached to the circumferential surface of the mixing drum 11. On the outside of the foot plate 19, i.e. the convex side, three largely rectangular back plates 21 are welded on a high edge along their one longitudinal edge and essentially parallel to the longitudinal edges of the foot plate. The back plates 21 are arranged butt in butt on the foot plate 19, but offset from each other in the transverse direction of the foot plate 19, so that they mostly lie against each other in the corners as best shown in fig. 4. The back plates 21 in turn each carry their own "mixer lobe" 22 in the form of a rectangular plate or flat steel element which is welded at a distance from one another on a high edge along one short side on top of the back plate 21, but twisted mostly in its diagonal direction through the overlapping corners of the back plates. Each mixing tab 22 can be provided with a bolt hole 23 for possible attachment of a protective plate of wear-resistant material (not shown).

På fig. 5 er blandeorganenes eller -segmentenes 12 plasse-ring på blandetrommelens 11 omkrets skjematisk vist, idet trommelomkretsen er tenkt utfoldet i tegningsplanet. Som det frem-går av figuren er segmentene 12 fastskrudd med sin lengdeakse stort sett vinkelrett på blandetrommelens lengderetning, men slik innbyrdes forskjøvet i trommellengderetningen at ryggplatene 21 med blandelabbene 22 danner et mot trommelmidten konver gerende skruelinjemønster. Ved dette arrangement av blande-segmentene 12 blir den oppfreste masse i fresesporet 8 som tidligere forklart skrudd innover mot trommelmidten samtidig som den blandes. In fig. 5, the location of the mixing elements or segments 12 on the circumference of the mixing drum 11 is schematically shown, the drum circumference being thought to be unfolded in the drawing plane. As can be seen from the figure, the segments 12 are screwed with their longitudinal axis largely perpendicular to the longitudinal direction of the mixing drum, but are mutually offset in the longitudinal direction of the drum in such a way that the back plates 21 with the mixing blades 22 form a helical line pattern converging towards the center of the drum. With this arrangement of the mixing segments 12, the milled mass in the milling groove 8, as previously explained, is turned inwards towards the center of the drum at the same time as it is mixed.

Ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen kan imidlertid annenhver blandelabb, i det minste over et midtparti av blandetrommelen, være vridd i motsatt diagonalretning, som antydet ved strek-punktlinje 12' i fig. 4 og 5. Derved oppnås en ytterligere blandeeffekt ved at massen blir skjøvet frem og tilbake mellom blandelabbene 12, 12' under sin bevegelse langs blandetrommelomkretsen. According to a preferred embodiment of the invention, however, every other mixing blade, at least over a central part of the mixing drum, can be twisted in the opposite diagonal direction, as indicated by dash-dotted line 12' in fig. 4 and 5. A further mixing effect is thereby achieved by the mass being pushed back and forth between the mixing blades 12, 12' during its movement along the circumference of the mixing drum.

Blandetrommelens og fresetrommelens rotasjon kan frembringes på hvilken som helst hensiktsmessig, konvensjonell måte, f.eks. ved overføring fra maskinens 1 fremdriftsmaskineri, eventuelt via en utveksling, eller ved en separat forbrenningsmotor, hydraulikkmotor eller annen motor. The rotation of the mixing drum and milling drum can be produced in any convenient, conventional way, e.g. by transmission from the machine's 1 propulsion machinery, possibly via a gearbox, or by a separate internal combustion engine, hydraulic engine or other engine.

Noen nærmere forklaring av tromlenes 4 og 11 opplagring i veimaskinen 1 er ikke ansett nødvendig, idet dette menes å høre inn under det en vanlig maskinkonstruktør uten problemer kan utføre med konvensjonelle midler. Any further explanation of the storage of the drums 4 and 11 in the road machine 1 is not considered necessary, as this is believed to be part of what a normal machine designer can carry out without problems using conventional means.

Passende omdreiningshastighet for fresetrommelen 4 og blandetrommelen 11 vil bl.a. avhenge av veidekkets beskaffenhet, men som en gjennomsnittsverdi vil en omdreiningshastighet på 70 o/min. og 140 o/min. for henholdsvis fresetrommel og blandetrommel i alminnelighet gi det beste resultat. Appropriate rotation speed for the milling drum 4 and the mixing drum 11 will, among other things, depend on the nature of the road surface, but as an average value a revolution speed of 70 rpm. and 140 rpm. for milling drum and mixing drum, respectively, generally give the best results.

En beholder (ikke vist) for bindemiddel som skal tilføres massen ved 9 kan hensiktsmessig være anordnet på maskinen 1 sammen med en egen bindemiddelpumpe med telleverk. I tillegg kan fresetrommelen 4 være tilknyttet en hastighetsmåler slik at en kan kontrollere tilført emulsjonsmengde (forhold mengde til dybde og framdrift). A container (not shown) for binder which is to be added to the mass at 9 can suitably be arranged on machine 1 together with a separate binder pump with counter. In addition, the milling drum 4 can be connected to a speedometer so that the quantity of emulsion supplied can be checked (ratio of quantity to depth and progress).

Claims

1. Procedure for improving the base layer for road surface, where a rotating milling drum (4) while moving along the roadway penetrates into the road surface (5) and at least partially into the underlying base layer (6), under which the milled mass (M) is mixed and binder is added, after which it is fed back into the milled recess (8) in the roadway behind the milling drum, characterized in that the mass (M) fed back into the recess (8) is further mixed by means of a mixing drum (11) that follows the milling drum ( 4).

2. Device for improving the bearing layer for the road surface, comprising a rotatable milling drum (4) which is designed to penetrate into this, through the existing road surface (5) and at least partially into the bearing layer (6) during advancement along the road ), a device (9) for injecting binding agent into the milled mass (M), as well as a screen device (7) arranged above the milling drum (4) which acts to lead the milled mass mixed with binder back to the milled mass in the roadway track (8), characterized in that it includes a mixing drum (11) arranged behind the milling drum (4) which is designed to carry the mass returned to the milling track (8) and further mix the components in it before the mass is fed back into the milling track in the roadway .

3. Device according to claim 2, characterized in that the mixing drum (11) is height-adjustable stored in a cradle (17) provided with a ski (18) which is arranged to rest against the bottom of the milling groove (8).

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the mixing drum (11) on its circumference carries a number of mixing segments (12) including substantially rectangular plate elements (22) which are generally oriented in a helical pattern converging towards the center of the drum, in the direction of rotation of the drum.

5. Device according to claim 4, characterized in that every other plate element (22'), the smallest above a central part of the mixing drum (11), is twisted in a divergent direction in relation to the neighboring plate elements (22).