FI20205742A1

FI20205742A1 - Device and method for processing a soil material

Info

Publication number: FI20205742A1
Application number: FI20205742A
Authority: FI
Inventors: Juha Leppänen
Original assignee: Betolar Oy
Priority date: 2020-07-09
Filing date: 2020-07-09
Publication date: 2022-01-10
Also published as: SI4179153T1; FI4179153T3; ES2981847T3; BR112023000370A2; EP4179153A1; LT4179153T; ZA202301272B; AU2021303585A1; WO2022008798A1; EP4179153B1; US20230250596A1; PT4179153T; CN115812118A; DK4179153T3

Abstract

Anordning och förfarande för bearbetning av ett jordmaterial. Anordningen (24) är en flyttbar vagn (25) med en bladanordning (26) för att lösgöra jordmaterialet. Det lösgjorda materialet flyttas till ett lastutrymme (28), där materialet homogeniseras. I jordmaterialet blandas ett eller flera bindemedel, varefter det återförs medelst en spridare (34) till jorden. Stabiliseringen av jordmaterialet sker sålunda i en flyttbar anordning.Device and method for processing a soil material. The device (24) is a movable carriage (25) with a blade device (26) for loosening the soil material. The loosened material is moved to a cargo space (28), where the material is homogenized. One or more binders are mixed into the soil material, after which it is returned to the soil by means of a spreader (34). The stabilization of the soil material thus takes place in a movable device.

Description

Laite ja menetelmä maa-aineksen käsittele- miseksi Keksinnön tausta Keksintö koskee uudenlaista ratkaisua kovettuvien materiaalien ja massojen hyödyntämiseen ja käsittelyyn.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a new solution for the recovery and treatment of curable materials and masses.

Täsmällisemmin sanottuna keksintö koskee stabi- loivien materiaalien käyttöä tie- ja pohjarakenteissa sekä tarkoitukseen soveltuvia laitetta ja menetelmää.More specifically, the invention relates to the use of stabilizing materials in road and substructure structures and to a suitable apparatus and method.

Keksinnön kohdetta on kuvattu yksityiskohtaisemmin hakemuksen itsenäisten patenttivaatimusten johdannoissa.The subject matter of the invention is described in more detail in the preambles of the independent claims of the application.

Suomen koko tieverkon pituus on noin 454 000 kilo- metriä.The length of Finland's entire road network is about 454,000 kilometers.

Tieverkko koostuu valtion omistamista maanteistä, kuntien ylläpitämistä kaduista sekä yksityisten ylläpitä- mistä yksityisteistä.The road network consists of state-owned roads, streets maintained by municipalities and private roads maintained by private individuals.

Maantiet luokitellaan merkityksensä mukaan valta-, kanta-, seutu- ja yhdysteihin.Roads are classified according to their importance into main, main, regional and connecting roads.

Suomi on har- vaan asuttu maa, jossa on pitkät maantieteelliset etäisyy- det kuntakeskuksiin.Finland is a sparsely populated country with long geographical distances to municipal centers.

Yleisen tieverkon ylläpidon rahoitus on pienentynyt, jolloin on jouduttu kohdistamaan tienpidon pääpaino päätieverkon kehittämiseen.Funding for the maintenance of the public road network has decreased, which has meant that the main focus of road maintenance has been on the development of the main road network.

Tämä on johtanut alem- piasteisen tieverkon kunnon heikentymiseen.This has led to a deterioration of the lower road network.

Tieverkon yl- läpidon haasteita ovat tiukan rahoituksen lisäksi tieraken- teeseen kohdistuvan liikennekuormituksen kasvu sekä hyvä- laatuisen kiviaineksen saatavuus.In addition to tight financing, the challenges of maintaining the road network are the increase in traffic load on the road structure and the availability of good-quality aggregate.

Pohjoisen kylmissä oloissa routamitoitus muodostuu usein määrääväksi tekijäksi tien päällysrakenteen kokonaispaksuudelle.In the cold conditions of the north, frost dimensioning often becomes the determining factor for the total thickness of the road surface structure.

Vanhoilla alem- N piasteisilla teillä rakenteelliset kerrokset ovat kuitenkin N suhteellisen ohuita ja osittain sekoittuneita maaperään.However, on old lower-grade roads, the structural layers are N relatively thin and partially mixed with the soil.

S Tällaisilla teillä esiintyy yleisesti pehmenemistä, joka on S seurausta toistuvista jäätymis- ja sulamisjaksoista, jol- E 30 loin hienoaines sekoittuu rakenteelliseen kerrokseen ja ra- N kennekerros painuu maaperään.S Such roads generally experience softening as a result of repeated periods of freezing and thawing, whereby the fine material mixes with the structural layer and the structural layer sinks into the soil.

Koska paksut rakennekerrokset = vaativat paljon materiaalia ja kuluttavat luonnonvaroja, on S alempiasteisten teiden kantavuuteen ja routimiseen liitty- i viä ongelmia on pyritty ratkaisemaan stabiloinnilla.As thick structural layers = require a lot of material and consume natural resources, the problems related to the bearing capacity and frosting of lower roads have been solved by stabilization.

Perin- teisesti sorateiden kantavuuden parantamisessa on käytetty sementtiä stabiloivana sideaineena. Nykyisissä teiden kor- jausratkaisuissa on havaittu useita puutteita. Keksinnön lyhyt selostus Keksinnön ajatuksena on saada aikaan uudenlainen ja parannettu laite ja menetelmä tie- ja maarakentamiseen.Cement has traditionally been used as a stabilizing binder to improve the load-bearing capacity of gravel roads. Several shortcomings have been identified in current road repair solutions. Brief description of the invention The idea of the invention is to provide a new and improved device and method for road and civil engineering.

Keksinnön mukaiselle laitteelle tunnusmerkilliset piirteet on esitetty ensimmäisen itsenäisen laitevaatimuk- sen tunnusmerkkiosassa.The characteristic features of the device according to the invention are set out in the characterizing part of the first independent device claim.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle tunnusmerkilliset piirteet on esitetty itsenäisen menetelmävaatimuksen tun- nusmerkkiosassa.The characteristic features of the method according to the invention are set out in the characterizing part of the independent method claim.

Esitetyn ratkaisun ajatuksena on se, että tie- tai pohjarakenteelle tehdään stabilointi liikuteltavan laitteen avulla. Tällöin maasta tai rakenteesta irrotetaan maa-ai- nesta tai kiviainesta ja käsitellään se laitteessa yhdellä tai useammalla sideaineella sen puristuslujuuden paranta- miseksi. laite on liikuteltava vaunu, joka käsittää terä- laitteen maa-aineksen irrottamiseksi maan pinnasta tai tie- rakenteesta. Laitteessa on kuormatila irrotetun maa-ainek- sen vastaanottamiseksi sekä siirtolaite irrotetun maa-ai- neksen siirtämiseksi terälaitteelta kuormatilaan. Kuorma- tilassa olevan tai ylipäänsä laitteen kantamana olevan ir- rotetun aineksen joukkoon voidaan syöttää yhtä tai useampaa sideainetta syöttölaitteen avulla. Kuormatilassa olevia ai- neksia voidaan sekoittaa sekoitinlaitteen avulla tasaraken- N teisen massan muodostamiseksi. Muodostettu sideainekäsi- N telty massa voidaan levittää laitteeseen kuuluvalla levi- S tyslaitteella takaisin maan pintaan, josta se on aiemmin S terälaitteella irrotettu. = 30 Toisin sanoen, laite on sovitettu irrottamaan maa- a ainesta maan, pohjarakenteen tai tien pinnasta, kierrättä- N mään sen sekoitusprosessin läpi sekä asentamaan käsitellyn S maa-aineksen stabiloituna takaisin sinne mistä se on otettu. NN Käsittelyn jälkeen maa-ainekseen voi olla lisättynä vain yksi tai useampi sideaine sekä mahdollinen vesi seoksen kostuttamiseksi. Käsittelyssä ei siis lisätä maa-ainekseen mitään ulkopuolista kiviainesta.The idea of the presented solution is to stabilize the road or substructure by means of a mobile device. In this case, the soil or rock is removed from the soil or structure and treated in the device with one or more binders to improve its compressive strength. the device is a mobile carriage comprising a blade device for removing soil from the ground or road structure. The device has a load compartment for receiving the loosened soil and a transfer device for transferring the detached soil from the blade device to the load compartment. One or more binders can be fed into the detached material in the load compartment or carried by the device in general by means of the feed device. The materials in the load compartment can be mixed by means of a mixing device to form a uniform mass. The formed binder-treated pulp can be applied back to the surface of the ground from which it has previously been removed by the blade device. = 30 In other words, the device is adapted to remove the soil from the surface of the earth, the substructure or the road, to recycle it through the mixing process and to install the treated S soil stabilized back to where it was taken. NN After treatment, only one or more binders may be added to the soil, as well as any water to wet the mixture. Thus, no extraneous aggregate is added to the soil during processing.

Esitetyn ratkaisun eräänä etuna on se, että lait- teella voidaan käsitellä maa-ainesta merkittävästi nopeam- min ja tehokkaammin verrattuna stabilointikäsittelyyn, jossa stabilointiaine levitetään maan pinnalle ja sekoite- taan pintamaahan. Esitetyssä ratkaisussa käsittely voidaan tehdä yhtenäisenä ja jatkuvatoimisena prosessina, jossa maa-aines irrotetaan, otetaan laitteen kyytiin käsiteltä- väksi ja lasketaan stabiloituna takaisin. Ratkaisun avulla maa-aineksen käsittely on sujuvaa ja se tarjoaa kustannus- tehokkaan tavan teiden, katujen, ratojen, kenttien ja pe- rustusten perusparannukseen ja rakentamiseen. Edelleen on esitetty ratkaisu logistisesti tehokas ja siten ympäris- töystävällinen.One advantage of the proposed solution is that the device can treat the soil significantly faster and more efficiently than the stabilization treatment, in which the stabilizer is applied to the surface and mixed with the topsoil. In the presented solution, the treatment can be performed as a continuous and continuous process, in which the soil is removed, picked up for treatment and counted back stabilized. With the solution, the soil is handled smoothly and provides a cost-effective way to renovate and build roads, streets, tracks, fields and foundations. The solution is further logistically efficient and thus environmentally friendly.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että laite on itsestään liikkuva vaunu, jossa on oma ajolaitteisto ja voimalähde. Laite voi siten olla itsenäisesti toimiva mo- biili yksikkö tai liikkuva työkone.The idea of one embodiment is that the device is a self-propelled carriage with its own driving equipment and power source. The device can thus be a stand-alone mobile unit or a mobile work machine.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että laite on perässä vedettävä vaunu, hinattava vaunu, jota voidaan liikuttaa erillisen työkoneen, kuten traktorin tai kauha- kuormaajan avulla.The idea of one embodiment is that the device is a towed trailer, a towed trailer that can be moved by a separate work machine, such as a tractor or a bucket loader.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että laite on sovitettu käsittelemään maa-ainesta jatkuvatoimisena o prosessina ja jossa maa-aineksen käsittely tapahtuu vaunun N liikkuessa eteenpäin maan pinnan suhteen. Prosessin vaiheet . irrotus, sekoitus, sideaineen syöttö ja takaisinlevitys P tehdään vaunun liikkuessa.The idea of one embodiment is that the device is adapted to process the soil as a continuous process and in which the processing of the soil takes place as the carriage N moves forward with respect to the ground surface. Process steps. removal, mixing, feeder application and re-application P are performed while the wagon is moving.

3 30 Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että laite E käsittää lisäksi tiivistyslaitteen. Tiivistyslaitteen N avulla voidaan tiivistää käsitelty ja uudelleen maahan asen- = nettu maa-aines heti levityslaitteen jälkeen. Tiivistys- N laite voi olla esimerkiksi tärytin.The idea of one embodiment is that the device E further comprises a sealing device. The compaction device N can be used to compact the treated and re-installed soil immediately after the application device. The sealing device can be, for example, a vibrator.

OF

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että terä- laite käsittää leikkaavan terän. Terä on sovitettu kaapi- maan valitun syvyisen osuuden pois maan pinnasta vaunun ja maan pinnan välisen liikkeen vaikutuksesta. Terä voi siis toimintaperiaatteeltaan muistuttaa höylää, jossa on rungon suhteen aseteltava terä.The idea of one embodiment is that the blade device comprises a cutting blade. The blade is adapted to scrape a selected portion of the depth away from the ground due to movement between the carriage and the ground. Thus, the operating principle of the blade may resemble a planer with a blade adjustable relative to the body.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että liik- kumattomalla leikkuuterällä varustettu laite on eräänlainen kaavinvaunu.The idea of one embodiment is that the device with a stationary cutting blade is a kind of scraper carriage.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että terä- laite käsittää jyrsinlaitteen, jossa on useita pyöriviä te- riä.The idea of one embodiment is that the blade device comprises a milling device with a plurality of rotating blades.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että terä- laite voi myös käsittää liikkuvia kaapimia, ketjuja, kup- pimaisia elimiä tai vastaavia maa-ainesta irrottavia ulok- keita.The idea of one embodiment is that the blade device can also comprise movable scrapers, chains, cup-like members or similar protrusions for removing the soil.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että terä- laite on sovitettu irrottamaan maa-ainesta 200 - 1000 mm paksuudelta laitteen koko työskentelyleveydeltä.The idea of one embodiment is that the blade device is adapted to remove the soil from a thickness of 200 to 1000 mm over the entire working width of the device.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että terä- laite on sovitettu irrottamaan maa-ainesta laitteen koko työskentelyleveyttä kapeammalta rajatulta osuudelta. Täl- löin laite on tarkoitettu uran käsittelemiseksi laitteen kulkemalle osuudelle. Laite voi myös olla sovitettu muodos- tamaan sen työskentelyleveydelle kaksi tai useampia eril- o lisiä pituussuuntaisia käsiteltyjä osuuksia. Tällaisten ka- O peampien käsittelykohtien syvyys maan pinnasta voi olla N suurempi kuin edellä mainitussa koko leveydeltä tehtävässä P käsittelyssä. Kaivanne voi olla syvyydeltään 300 — 1000 mm. 3 30 Laite voi myös olla sovitettu irrottamaan tien ojamaan, E stabiloimaan ojamaan maa-aineksen sekä muotoilemaan sen ta- N kaisin ojaksi.The idea of one embodiment is that the blade device is adapted to remove the entire working width of the device from a narrower delimited portion. In this case, the device is intended for handling a groove in the section traveled by the device. The device may also be adapted to form two or more separate longitudinally treated sections on its working width. The depth of such narrower treatment points above the ground may be N greater than in the above-mentioned full-width P treatment. The trench can be 300 to 1000 mm deep. 3 30 The device may also be adapted to detach the road to Ojamaa, to stabilize the soil in Ojamaa and to shape it back into a ditch.

5 Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että terä- N laite on sovitettu irrottamaan maa-ainesta laitteen koko N 35 työskentelyleveydeltä tai muutoin leveältä osuudelta, mutta niin, että käsiteltävän osuuden pohjalla on haluttu pro- fiili. Profiilin muoto voi käsittää esimerkiksi aaltomaisen pohjan tai siinä voi olla useita pituussuuntaisia syvennyk- siä etäisyyden päässä toisistaan. Kun sideaineella käsi- 5 telty massa sovitetaan tällaiseen profiloituun muodostel- maan, voidaan rakennetta jäykistää entisestään.The idea of one embodiment is that the blade N device is adapted to detach from the soil the entire working width of the device N 35 or an otherwise wide section, but with a desired profile at the bottom of the section to be treated. The shape of the profile may comprise, for example, a corrugated base or may have a plurality of longitudinal recesses spaced apart. When the binder-treated mass is applied to such a profiled formation, the structure can be further stiffened.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että se- koitinlaite käsittää useita liikkuvia teriä ja on sovitettu murskaamaan irrotettua maa-aineista kuormatilassa. Toisin sanoen, sekoittimen murskauslaitteet voivat rikkoa maa-ai- neksen sisältämiä kiviä pienemmäksi sekä murskata mahdol- lisen asfaltin, jotka tulevat irrotetuksi ja laitteen kä- siteltäviksi.The idea of one embodiment is that the agitator device comprises a plurality of moving blades and is adapted to crush the loose soil in the load compartment. In other words, the crushing equipment of the mixer can break up the stones contained in the soil into smaller pieces and crush any asphalt that becomes detached and the equipment can be handled.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että se- koitinlaite käsittää ainakin yhden liikkuvan tai pyörivän sekoitusvarren, ulokkeen tai siiven maa-aineksen sekoitta- miseksi.The idea of one embodiment is that the mixing device comprises at least one movable or rotating mixing arm, protrusion or vane for mixing the soil.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että syöt- tölaite on sovitettu levityslaitteen yhteyteen, jolloin si- deaine syötetään maa-aineksen sekoituksen jälkeen. Toisin sanoen, sideaine syötetään käsiteltyyn maa-ainekseen vasta juuri ennen sen asentamista takaisin maan pinnalle.The idea of one embodiment is that the feed device is arranged in connection with the application device, whereby the binder is fed after mixing the soil. In other words, the binder is not fed into the treated soil until just before it is re-installed on the ground.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että levi- tyslaite käsittää alaspäin viettävän kaltevan tason, jota pitkin maa-aines siirtyy sekoittimelta maahan. Maa-aines o voidaan käsitellä sinä aikana, kun se siirtyy kaltevaa pin- O taa pitkin. Kaltevan levityspinnan yläpuolella voi olla N useita suuttimia tai levitysyksiköitä, joista sideainetta P voidaan applikoida maa-aineskerroksen pintaan.The idea of one embodiment is that the application device comprises a downwardly sloping plane along which the soil moves from the mixer to the ground. The soil o can be treated as it moves along the inclined surface O. Above the inclined application surface there may be N several nozzles or application units from which the binder P can be applied to the surface of the soil layer.

3 30 Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että syöt- E tölaite sideaineen syöttämiseksi on järjestetty kuormatilan N yhteyteen.The idea of one embodiment is that the supply device E for supplying the binder is arranged in connection with the load space N.

= Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että syöt- N tölaite on järjestetty osaksi sekoitinlaitetta. Tällöin si- N 35 deaine sekoitetaan käsiteltävän maa-aineksen joukkoon se- koituksen aikana.= The idea of one embodiment is that the feed device N is arranged as part of a mixer device. In this case, the binder is mixed with the soil to be treated during mixing.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että syöt- tölaite on järjestetty siirtolaitteen yhteyteen, jolloin se on sovitettu syöttämään sideaineen irrotetun maa-aineksen joukkoon ennen sen päätymistä kuormatilaan.The idea of one embodiment is that the feed device is arranged in connection with a transfer device, whereby it is adapted to feed the binder into the detached soil before it ends up in the load space.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että syöt- tölaite on sovitettu laitteen kulkusuunnassa tarkasteltuna ennen terälaitetta, jolloin syöttölaite on sovitettu käsit- telemään maa-aineksen sideaineella juuri ennen sen irrot- tamista ja siirtämistä laitteen käsittelemäksi.The idea of one embodiment is that the feeder is arranged in the direction of travel of the device before the blade device, the feeder being adapted to treat the soil with a binder just before it is removed and transferred to the device for handling.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että syöt- tölaite käsittää paineistuslaitteen sideaineen paineista- miseksi ja ainakin yhden suuttimen paineistetun sideaineen ruiskuttamiseksi maa-ainekseen. Mainittu paineistuslaite voi olla pumppu. Mikäli sideaine on rakenteeltaan pulveri- maista, voidaan sideaine syöttää jauhesyöttöyksikön avulla.The idea of one embodiment is that the feed device comprises a pressurizing device for pressurizing the binder and at least one nozzle for injecting the pressurized binder into the soil. Said pressurization device may be a pump. If the binder has a powdery structure, the binder can be fed by means of a powder feed unit.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että laite voi käsittää sideaineen syötön kahdessa tai useammassa edellä mainituista syöttöpaikoista. Tällöin syöttöpaikka voidaan valita kulloinkin tehtävän maa-aineskäsittelyn mu- kaan sopivammalla tavalla. Edelleen on mahdollista syöttää sideainetta samanaikaisesti kahdesta tai useammasta syöt- töpaikasta. Silloin, kun syötetään maa-ainekseen kahta tai useampaa sideainetta, on mahdollista syöttää nämä eri si- deaineet samassa syöttöpaikassa tai eri syöttöpaikoissa.The idea of one embodiment is that the device may comprise the supply of a binder at two or more of the above-mentioned supply locations. In this case, the feed point can be selected in a more suitable manner according to the soil treatment to be carried out. Furthermore, it is possible to feed the binder simultaneously from two or more feed points. When two or more binders are fed into the soil, it is possible to feed these different binders at the same feed point or at different feed points.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että laite o käsittää ainakin yhden säiliön sideainetta varten. Toisin N sanoen, laite on sovitettu kuljettamaan käsittelyssä tar- . vittavan sideaineen mukanaan vaunussa. <Q Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että säi- 3 30 liö on nestetankki nestemäisen sideaineen varastoimiseksi. E Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että säi- N liö on tarkoitettu jauhemaisen sideaineen varastoimiseksi. = Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että säi- N liö on irrotettava ja vaihdettava yksikkö. Tällöin säiliö N 35 voidaan vaihtaa nopeasti uuteen sen tyhjennyttyä tai kun vaihdetaan sideaineesta toiseen. Laite voi käsittää säiliön yhteydessä vaihtolaitteiston, joka voi käsittää säiliön me- kaanisen pikakiinnityksen sekä pikaliitännät syöttölait- teistoon.The idea of one embodiment is that the device o comprises at least one container for the binder. In other words, the device is adapted to carry the processing required. with a binder in the carriage. The idea of one embodiment is that the container is a liquid tank for storing a liquid binder. E The idea of one embodiment is that the container N is intended for storing a powdered binder. = The idea of one embodiment is that the container N is a removable and replaceable unit. In this case, the tank N 35 can be replaced quickly after it has been emptied or when it is changed from one binder to another. The device may comprise, in connection with the tank, a replacement device, which may comprise a mechanical quick-release of the tank and quick connections to the supply equipment.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että laite on tarkoitettu tien kerrosstabilointiin, jossa tien kanta- van rakenteen maa-aineista homogenoidaan ja stabiloidaan. Toisin sanoen, laite on tarkoitettu stabiloivaan tiekor- jaukseen, jossa tien olemassa olevaa kantavaa rakennetta käsitellään sen lujuuden ja kantavuuden parantamiseksi.The idea of one embodiment is that the device is intended for layer stabilization of the road, in which the soils of the road load-bearing structure are homogenized and stabilized. In other words, the device is intended for stabilizing road repair, in which the existing load-bearing structure of the road is treated to improve its strength and load-bearing capacity.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että laite on mitoitettu tiekaistan levyiseksi.The idea of one embodiment is that the device is dimensioned for the width of the road strip.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että laite on sovitettu syöttämään maa-ainekseen ainakin yhtä akti- vaattoriainetta, joka on yhdessä käsiteltävän maa-aineksen kanssa sovitettu muodostamaan kovettuvan geopolymeerisen tai alkaliaktivoituvan seoksen. Toisin sanoen, käytettävä sideaine on geopolymeerin tai alkaliaktivoidun materiaalin kovetuksessa käytettävä aktivaattori.The idea of one embodiment is that the device is adapted to supply to the soil at least one activator substance which, together with the soil to be treated, is adapted to form a curable geopolymeric or alkali-activatable mixture. In other words, the binder used is an activator used in the curing of the geopolymer or alkali-activated material.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on sivuvirroista ja jätteistä tehtyjen sideaineiden ja sideaineseoksien käyttö tierakentamisessa. Tällaisilla teollisuuden sivu- virta- ja jätepohjaisilla sideaineseoksilla stabiloitujen kantavien kerrosten sisältämien päällysrakenteiden elinkaa- rikustannukset voivat olla merkittävästi alhaisemmat luon- nonkiviaineksista rakennettuihin päällysrakenteisiin ver- o rattuna. Edelleen voi esitetyn uudenlaisen ratkaisun etuna N olla se, että hankalasti käsiteltävät sivuvirtamateriaalit . voidaan prosessoida ja hyötykäyttää tie- ja maarakennuskoh- <Q teessa tehokkaasti ja turvallisesti. Menetelmässä massa 3 30 voidaan tehdä tienrakennuskohteessa kerralla valmiiksi va- E lettavaksi massapanokseksi ja sovittaa tien päällysraken- AV teeseen. 5 Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että esi- N tetty laite soveltuu myös stabilointikäsittelyyn, jossa N 35 käytetään tuhkia, kuten lentotuhkaa ja sementtiä tai len- totuhkaa ja kalkkia. Myös muita biopoltossa muodostuvia tuhkia voidaan hyödyntää sideaineina tai stabiloinnin osa- komponentteina.The idea of one embodiment is the use of binders and binder mixtures made from by-products and waste in road construction. The life cycle costs of superstructures contained in load-bearing layers stabilized with such industrial sidestream and waste-based binder mixtures can be significantly lower compared to superstructures constructed of natural aggregates. Furthermore, the advantage N of the proposed new type of solution may be that the side-flow materials are difficult to handle. can be processed and utilized efficiently and safely in a road and construction site. In the method, the mass 3 30 can be made into a ready-to-cast pulp feed at one time at the road construction site and adapted to the road superstructure. The idea of one embodiment is that the device shown is also suitable for a stabilization treatment in which ash is used, such as fly ash and cement or fly ash and lime. Other ashes from biofuels can also be used as binders or as components of stabilization.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että levi- tyslaite käsittää välineet massan syöttämiseksi geotuubin tai vastaavan vaipparakenteen sisään.The idea of one embodiment is that the application device comprises means for feeding the pulp inside the geotube or similar jacket structure.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että levi- tyslaite käsittää välineet massan syöttämiseksi yhden tai useamman maanrakennuskalvon tai kankaan päälle tai alle, tai vaihtoehtoisesti kahden tai useamman kalvon tai kankaan väliin.The idea of one embodiment is that the application device comprises means for feeding the pulp on or under one or more earthworks films or fabrics, or alternatively between two or more films or fabrics.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että laite käsittää applikointilaitteen, jolla voidaan järjestää edellä mainitun geotuubin, vaipparakenteen, maanrakennus- kalvon tai kankaan pintaan eristävää materiaalia. Mainittu eristävä materiaali voi olla esimerkiksi maalia tai maalin tapaista siveltävää, telattavaa tai ruiskutettavaa ainetta, jolla on hyvä lämmöneristyskyky. Materiaali voi käsittää esimerkiksi nanomateriaalia tai nanohiukkasia.The idea of one embodiment is that the device comprises an application device with which an insulating material can be provided on the surface of the above-mentioned geotube, sheath structure, earth film or fabric. Said insulating material may be, for example, a paint or paint-like brushable, rollable or sprayable material having good thermal insulation properties. The material may comprise, for example, nanomaterial or nanoparticles.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että laite käsittää pinnoituslaitteen, jolla geotuubin, vaipparaken- teen tai vastaavan pintaan voidaan suoraan järjestää kulu- tuspintakerros tai vastaava ylin pintakerros. Pinnoite voi olla esimerkiksi asfalttia, betonia tai geopolymeerimate- riaalia. Pinnoituslaite voi laskea pinnoitteen samanaikai- sesti edellä mainitun stabiloidun rakennekerroksen kanssa.The idea of one embodiment is that the device comprises a coating device with which a tread layer or a corresponding top surface layer can be arranged directly on the surface of the geotube, the shell structure or the like. The coating can be, for example, asphalt, concrete or a geopolymer material. The coating device can lower the coating simultaneously with the above-mentioned stabilized structural layer.

o Vaihtoehtoisesti pinnoituslaite voi laskea pinnoitteen N edellä mainitun stabiloidun rakennekerroksen päälle välit- . tömästi sen jälkeen, kun tämä rakennekerros on laskettu pois <Q laitteesta. Molemmissa tapauksissa stabiloitava tie tai muu S 30 maarakennuskohde tulee yhdellä kertaa valmiiksi pintaker- E rosta myöten.o Alternatively, the coating device can place the coating N on the above-mentioned stabilized structural layer. immediately after this structural layer has been removed from the <Q device. In both cases, the road to be stabilized or another S 30 construction site will be completed in one go along the surface layer.

N Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että esi- = tetty ratkaisu soveltuu teiden peruskorjaamisen ja raken- N tamisen lisäksi myös katujen, kenttien, pihojen ja raken- N 35 nusten ja rakennelmien perustusten stabilointiin.N The idea of one embodiment is that the presented solution is suitable not only for the renovation and construction of roads, but also for the stabilization of the foundations of streets, fields, yards and buildings.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että rat- kaisu liittyy menetelmään maa-aineksen stabiloimiseksi si- deaineella. Menetelmässä käsitellään maa-ainesta ainakin yhdellä sideaineella sen puristuslujuuden parantamiseksi.The idea of one embodiment is that the solution relates to a method for stabilizing the soil with a binder. The method comprises treating the soil with at least one binder to improve its compressive strength.

Lisäksi menetelmässä tehdään maa-aineksen käsittely liiku- teltavassa laitteessa. Toisin sanoen, stabilointikäsittely tehdään laitteen liikkuessa ajosuunnassaan eteenpäin.In addition, the method involves treating the soil in a mobile device. In other words, the stabilization treatment is performed as the device moves forward in its direction of travel.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että sta- bilointi tehdään yhtenä jatkuvana prosessina ja kerralla valmiiksi.The idea of one embodiment is that the stabilization is performed as one continuous process and completed at once.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että teh- dään tien kantavan rakenteen homogenointi ja stabilointi- käsittely liikuteltavassa laitteessa. Toisin sanoen, käsi- teltävä maa-aines on tällöin tien runkoainetta.The idea of one embodiment is to homogenize and stabilize the road load-bearing structure in a mobile device. In other words, the soil to be treated is then road aggregate.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että teh- tävässä stabiloivassa tienkorjausmenetelmässä ei lisätä tien runkoaineeseen tai päällysrakenteeseen mitään uutta luonnonkivimateriaalia. Näin voidaan säästää luonnonkivi- materiaaleja ja vähentää kuljetuksia.The idea of one embodiment is that in the stabilizing road repair method, no new natural stone material is added to the road aggregate or superstructure. This saves natural stone materials and reduces transport.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että sta- biloivassa käsittelyssä lisätään olemassa olevaan tiemate- riaaliin pelkästään yhtä tai useampaa nestemäistä tai jau- hemaista sideainetta.The idea of one embodiment is to add only one or more liquid or powdered binders to the existing road material in the stabilizing treatment.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että teh- dään tien kantavan rakenteen stabilointi yhdellä kertaa ja o yhtä laitetta käyttäen.The idea of one embodiment is to stabilize the load-bearing structure of the road at one time and using one device.

S Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että esi- . tetty laite ja menetelmä soveltuvat myös uuden tien kantavan P rakenteen stabilointiin. Tällöin otetaan halutulta tielin- 3 30 jalta maa-ainesta ja stabiloidaan se liikkuvan laitteen E liikkuessa valittua tielinjausta pitkin.S The idea of one embodiment is that the pre-. The device and method are also suitable for stabilizing the load-bearing structure of the new road. In this case, soil is taken from the desired road and stabilized as the mobile device E moves along the selected road alignment.

N Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että esi- = tetty laite ja menetelmä soveltuvat kertakäyttöisen tai ti- N lapäisen tierakenteen tai alueen stabilointiin. Esitetyn N 35 ratkaisun avulla voidaan nopeasti ja edullisesti rakentaa esimerkiksi kiertotie, pelastustie, metsätie, lastaus- paikka, kääntöpaikka tai vastaava.The idea of one embodiment is that the device and method shown are suitable for stabilizing a disposable or temporary road structure or area. With the aid of the N 35 solution presented, it is possible to quickly and advantageously construct, for example, a detour, a rescue road, a forest road, a loading place, a turning place or the like.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että sta- biloidaan esitetyn laitteen avulla maa-aines ainakin 0.1 MPa puristuslujuuteen. Tällöin käsitellyn maa-aineksen muutkin geotekniset ominaisuudet yleensä paranevat.The idea of one embodiment is to stabilize the soil to a compressive strength of at least 0.1 MPa by means of the device shown. In this case, the other geotechnical properties of the treated soil also tend to improve.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että sta- biloidaan esitetyn laitteen avulla käsiteltävä materiaali puristuslujuuteen 0,1 - 100 Mpa.The idea of one embodiment is to stabilize the material to be treated by the device shown to a compressive strength of 0.1 to 100 MPa.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että sta- biloidaan tien kantavaa runko ainakin 4 MPa puristuslujuu- teen käyttämällä sideaineena aktivaattoria, joka muodostaa yhdessä tien runkoaineen kanssa kovettuvan geopolymeerisen tai alkaliaktivoituvan seoksen.The idea of one embodiment is to stabilize the road load-bearing body to a compressive strength of at least 4 MPa by using an activator as a binder, which together with the road body material forms a curable geopolymeric or alkali-activatable mixture.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että sta- biloidaan tien runkoaine puristuslujuuteen 0,1 - 100 Mpa.The idea of one embodiment is to stabilize the road aggregate to a compressive strength of 0.1 to 100 MPa.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että sta- biloidaan tien runkoaine puristuslujuuteen yli 6 Mpa.The idea of one embodiment is to stabilize the road aggregate to a compressive strength of more than 6 MPa.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että irro- tetaan maa-ainesta liikkuvan irrotuslaitteen avulla ja siirretään irrotettu maa-aines liikkuvan laitteen kuorma- tilaan; käsitellään irrotettua maa-ainesta liikkuvan lait- teen sekoituslaitteen avulla sen homogenoimiseksi; syöte- tään maa-ainekseen ainakin yhtä sideainetta; ja palautetaan irrotettu maa-aines käsittelyn jälkeen takaisin maahan le- o vityslaitteen avulla. Toisin sanoen, menetelmässä kierrä- N tetään maa-ainesta liikkuvan laitteen prosessointilaittei- . den kautta ja palautetaan takaisin sinne, mistä se on ? otettu. 3 30 Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että teh- E dään tielle kerrostabilointi irrottamalla tien maa-ainesta N ennalta määritetyn paksuinen kerros ja käsittelemällä ir- = rotettu kerros tuomalla siihen pelkästään sideainetta ole- N massa olevan maa-aineksen puristuslujuuden lisäämiseksi. N 35 Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että ana- lysoidaan tien runkoaineen koostumus ja valitaan käytettävä sideaine ja sideaineen annostusmäärä analysoinnin perus- teella.The idea of one embodiment is to remove the soil from the soil by means of a mobile release device and to transfer the removed soil to the load space of the mobile device; treating the detached soil with a mixing device of the mobile device to homogenize it; feeding at least one binder to the soil; and returning the loosened soil back to the ground after treatment by means of an application device. In other words, the method recycles the soil from the processing equipment of the mobile device. den and returned back to where it is from? assumed. The idea of one embodiment is to provide layer stabilization on the road by removing a layer of a predetermined thickness from the road soil N and treating the detached layer by introducing only a binder to increase the compressive strength of the existing soil. The idea of one embodiment is to analyze the composition of the road aggregate and to select the binder to be used and the amount of binder to be used on the basis of the analysis.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että ana- lysoidaan käsiteltävän maa-aineksen koostumus ennen tien stabiloinnin aloittamista.The idea of one embodiment is to analyze the composition of the soil to be treated before starting to stabilize the road.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että ana- lysoidaan käsiteltävän maa-aineksen koostumusta stabiloin- nin aikana ja säädetään analysoinnin perusteella sideaineen syöttöä.The idea of one embodiment is to analyze the composition of the soil to be treated during stabilization and to adjust the binder feed based on the analysis.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että mää- ritetään käsiteltävän maa-aineksen kosteus ja lisätään kä- siteltävään maa-ainekseen tarvittaessa vettä halutun kos- teuspitoisuuden saamiseksi.The idea of one embodiment is to determine the moisture of the soil to be treated and, if necessary, to add water to the soil to be treated to obtain the desired moisture content.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että se- koitetaan liikuteltavassa laitteessa maa-aineksen sekaan ainakin yhtä teollisuuden sivuvirtamateriaalia tai sivuvir- tamateriaalista valmistettua tuotetta.The idea of one embodiment is to mix at least one industrial by-product material or a product made of by-product material in the mobile device with the soil.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että se- koitetaan liikuteltavassa laitteessa maa-aineksen sekaan sideaineen lisäksi ainakin yhtä kuitumateriaalia. Kuitu- materiaali voi olla sellupohjaista kuitua, kuten ligniiniä. Vaihtoehtoisesti kuitumateriaali voi olla kierrätettyä tekstiilikuitua.The idea of one embodiment is to mix at least one fibrous material in addition to the binder in the mobile device in addition to the binder. The fibrous material may be a pulp-based fiber such as lignin. Alternatively, the fibrous material may be recycled textile fiber.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että se- koitetaan liikuteltavassa laitteessa maa-aineksen sekaan o sideaineen lisäksi ainakin yhtä murskattua ei-kivimateri- N aalia täyteaineeksi, lämmöneristekerrokseksi ja/tai sala- . ojituskerrokseksi. Murskattu materiaali voi olla esimer- ? kiksi rengasrouhetta, betonimurskaa, asfalttimurskaa tai 3 30 vaahtolasimurskaa.The idea of one embodiment is to mix at least one crushed non-aggregate material as a filler, a thermal insulation layer and / or a secret in a mobile device in addition to the binder. as a drainage layer. Crushed material can be ex-? crushed stone, crushed concrete, asphalt crushed stone or crushed foam glass.

E Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että se- N koitetaan liikuteltavassa laitteessa maa-aineksen sekaan = sideaineen lisäksi lujite-elementtejä, jotka voivat olla N esimerkiksi tankomaisia tai verkkomaisia kappaleita. Sta- N 35 biloitavaan rakenteeseen voidaan syöttää liikkuvassa lait-E The idea of one embodiment is to mix N reinforcing elements in the mobile device with the soil in addition to the binder, which can be, for example, rod-like or reticulated bodies. The static N 35 can be fed into a mobile device

teessa olevan syöttölaitteiston avulla esimerkiksi harja- teräksiä tai teräsverkkoja raudoituksen muodostamista var- ten. Vaihtoehtoisesti voidaan työkoneessa syöttölaitteiston avulla syöttää muodostettavaan rakenteeseen geosynteettisiä lujitteita, kuten tankoja, profiileita tai verkkoja. Liik- kuva laite voi siten tehdä samalla kertaa sekä massan sta- bilointikäsittelyn että lujite-elementtien asennuksen. Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että teh- dään liikkuvan laitteen avulla stabilointikäsittely tien reunaosuudelle.such as brush steels or steel mesh to form reinforcement. Alternatively, geosynthetic reinforcements, such as bars, profiles or nets, can be fed into the structure to be formed in the working machine by means of the feeding equipment. The mobile device can thus perform both the mass stabilization treatment and the installation of the reinforcement elements at the same time. The idea of one embodiment is to perform a stabilization treatment on the edge of the road by means of a mobile device.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että sta- biloidaan tien piennar.The idea of one embodiment is to stabilize the small part of the road.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että sta- biloidaan ja muotoillaan tien reunan tieoja.The idea of one embodiment is to stabilize and shape roadside information.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että sta- biloidaan ja muotoillaan tien vastapenkka tierakenteen tu- kemiseksi. Edelleen voidaan stabiloidusta massasta muodos- taa reunaosuus tien reunaan estämään kasvillisuuden kasvua lähelle tietä. Stabiloitu reunaosuus voi toimia myös perus- tuksena tierakenteen installaatioille, kuten esimerkiksi liikennemerkeille, opasteille, katuvaloille ja kaiteille.The idea of one embodiment is to stabilize and shape the opposite side of the road to support the road structure. Furthermore, the stabilized mass can be formed into an edge portion at the edge of the road to prevent the growth of vegetation near the road. The stabilized edge section can also serve as a basis for road structure installations, such as traffic signs, signs, street lights and railings.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että rat- kaisu soveltuu alemman luokituksen ja sorateiden kunnostuk- seen ja rakentamiseen. Esitettyä ratkaisua voidaan kuiten- kin käyttää myös valtateiden ja muiden suurempien teiden o kunnostuksessa ja perustamisessa.The idea of one embodiment is that the solution is suitable for the renovation and construction of lower grade and gravel roads. However, the proposed solution can also be used for the rehabilitation and construction of highways and other major roads.

N Mainittakoon, että tässä hakemuksessa geopolymeeri . voi tarkoittaa myös alkaliaktivoitua materiaalia. Tällai- <Q sessa materiaalissa piioksidi Si0, ja alumiinioksidi Al,03 3 30 ovat reagoineet ja muodostaneet puristuslujan kiinteän ra- E kenteen. Toisinaan geopolymeereihin viitataan kirjallisuu- N dessa myös alkaliaktivoituneiden materiaalien alaryhmänä. = Tällaisessa materiaalissa piioksidi SiO; ja alumiinioksidi N Al20; ovat keskeisessä osassa ns. geopolymeerisementin muo-N It should be mentioned that in this application a geopolymer. may also mean an alkali activated material. In such a material, silica SiO 2 and alumina Al 3 O 3 3 30 have reacted to form a compressive strength solid structure. Geopolymers are sometimes referred to in the literature as a subset of alkali-activated materials. = In such a material, silica SiO; and alumina N Al 2 O; are in the central part of the so-called. geopolymer cement

N dostumisessa, joka on sementin kaltainen sidosaine. Geopo- lymeerisementtiä voidaan hyödyntää puristuslujan, betonin kaltaisen materiaalin valmistuksessa.N in the formation, which is a cement-like binder. Geopolymer cement can be utilized in the manufacture of a compressive, concrete-like material.

Vielä voidaan todeta, että geopolymeeri on sement- timäinen sideaine, jota voidaan hyödyntää betonimaisen ai- neen valmistamiseksi, ja joka syntyy pii- ja alumiinipitoi- sesta aineesta, esimerkiksi sivuvirtamateriaalista alkali- sissa tai happamissa olosuhteissa. Teollisuuden mineraalis- ten sivuvirtojen ja alkaalisten ainesosien reaktiona syn- tyvästä betoninomaisesta lujasta materiaalista käytetään myös yleisesti nimitystä geopolymeeri. Reaktiivisina ai- neina valmistuksessa käytetään alkaalisia ainesosia kuten esim. natriumpohjaisia liuoksia.It can also be seen that the geopolymer is a cementitious binder which can be used to make a concrete-like material and which is formed from a silicon- and aluminum-containing material, for example a side-flow material under alkaline or acidic conditions. The concrete-like rigid material resulting from the reaction of industrial mineral by-products and alkaline constituents is also commonly referred to as a geopolymer. Alkaline ingredients such as sodium-based solutions are used as reactive substances in the preparation.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että esi- tetyssä ratkaisussa voidaan soveltaa edellä mainittujen si- deaineiden lisäksi kaikenlaisia muita saatavilla olevia ja tarkoitukseen sopivia sideaineita ja aktivointiaineita.The idea of one embodiment is that in addition to the above-mentioned binders, all kinds of other available and suitable binders and activators can be used in the presented solution.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että esi- tetty laite ja menetelmä on suunniteltu ja tarkoitettu eri- tyisesti teollisuuden sivuvirtamateriaalien hyödyntämiseen ja käyttöön kerrosstabiloinnissa.The idea of one embodiment is that the device and method shown are designed and intended especially for the utilization and use of industrial by-product materials in layer stabilization.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että esi- tetty laite, menetelmä ja edellä esitetyt lukuisat sovel- lutukset soveltuvat teiden ja katujen lisäksi myös raken- nusten perustusmaiden käsittelyyn ja geoteknisten ominai- o suuksien parantamiseen. N Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että esi- . tetty laite, menetelmä ja edellä esitetyt lukuisat sovel- <Q lutukset soveltuvat teiden ja katujen lisäksi myös parkki- 3 30 alueiden, varastointialueiden, altaiden, aumojen, terminaa- E lien, urheilukenttien ja teollisuuspuistojen maapohjien kä- N sittelyyn ja niiden maa-ainesten geoteknisten ominaisuuk- = sien parantamiseen. N Edellä esitettyjä sovellutusmuotoja ja niissä esi- N 35 tettyjä piirteitä voidaan yhdistellä haluttujen ratkaisujen aikaansaamiseksi.The idea of one embodiment is that the presented device, method and the numerous applications described above are suitable not only for roads and streets but also for the treatment of the foundations of buildings and for the improvement of geotechnical properties. N The idea of one embodiment is that the pre-. The equipment, method and numerous applications described above are suitable not only for roads and streets but also for the treatment of soils in parking areas, storage areas, basins, ponds, terminals, sports grounds and industrial parks. to improve properties. The embodiments described above and the features set forth therein can be combined to provide the desired solutions.

Kuvioiden lyhyt selostus Esitetyn ratkaisun joitakin sovellutusmuotoja esi- tetään yksityiskohtaisemmin seuraavissa kuvioissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisena ja yksinkertaistettuna kaaviona tierakenteen eri kerroksia, kuvio 2 esittää kaavamaisena ja yksinkertaistettuna kaaviona erään sideaineella stabiloidun rakennekerroksen koostumusta, kuvio 3 esittää kaavamaisena ja yksinkertaistettuna kaaviona eräitä lisäpiirteitä ja aineosia, joita stabi- loidussa rakennekerroksessa voi olla, kuvio 4 esittää kaavamaisesti erään tierakenteen poikkileikkausta tien pituussuunnasta päin nähtynä, kuvio 5 esittää kaavamaisesti erään tierakenteen ja sen reunojen poikkileikkausta tien pituussuunnasta päin nähtynä, kuvio 6 esittää kaavamaisesti ja pituussuunnasta päin nähtynä erästä stabiloitua rakennekerrosta jäykistei- neen, kuviot 7 ja 8 esittävät kaavamaisesti ja sivulta nähtynä eräitä laitteita maa-aineksen stabiloimiseksi, kuvio 9 esittää kaavamaisena ja yksinkertaistettuna kaaviona vielä erään stabilointiin käytettävän laitteen piirteitä, ja kuvio 10 esittää kaavamaisena ja yksinkertaistet- o tuna kaaviona maa-aineksen analysointiin liittyviä piir- O teitä. K Selvyyden vuoksi esitettyjen ratkaisujen eräät to- = teutusmuodot ovat esitetyt kuvioissa yksinkertaistettuina. O 30 Kuvioissa on käytetty samoja viitenumeroita viittaamaan sa- E moihin elementteihin ja piirteisiin.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Some embodiments of the presented solution are shown in more detail in the following figures, in which Figure 1 shows various layers of a road structure as a schematic and simplified diagram, Figure 2 shows a schematic and simplified diagram of the composition of a binder stabilized structure layer and Figure 3 shows Fig. 4 schematically shows a cross-section of a road structure seen from the longitudinal direction of the road, Fig. 5 schematically shows a cross-section of a road structure and its edges seen from the longitudinal direction of the road, Fig. 6 shows schematically a longitudinal section , Figures 7 and 8 show schematically and from the side some devices for stabilizing the soil, Figure 9 shows in a schematic and simplified diagram another features of the stabilization apparatus, and Fig. 10 is a schematic and simplified diagram of features related to soil analysis. K For the sake of clarity, some embodiments of the presented solutions are shown in simplified form in the figures. O 30 The same reference numerals are used in the figures to refer to the same elements and features.

N = Eräiden sovellutusmuotojen yksityiskohtainen kuvaus N Kuviosta 1 nähdään, että tierakenne 1 käsittää tyy- N pillisesti pohjamaan 2, jonka päällä on tien päällysrakenneN = Detailed Description of Some Embodiments N It can be seen from Figure 1 that the road structure 1 typically comprises N a subsoil 2 on which the road surface structure

3. Päällysrakenne 3 käsittää useita päällekkäisiä kerroksia3. The cover structure 3 comprises a plurality of overlapping layers

3a, joita voivat olla kulutuskerros 4, kantava kerros 5, jakava kerros 6 ja suodatinkerros 7. Rakennekerroksia 3a voi olla tilanteesta riippuen enemmän tai vähemmän. Raken- nekerrokset 3a voivat olla sinänsä tunnettuja rakenteeltaan ja ominaisuuksiltaan. Yksi tai useampi näistä rakenneker- roksista voidaan käsitellä kovettuvalla sideaineella raken- nekerroksen stabiloimiseksi. Tällöin on kyseessä ns. ker- rosstabilointi. Kuviossa 2 on esitetty, että stabiloitu rakenneker- ros 8 käsittää kovettuvaa sideainetta 9, jolla rakenneker- roksen 8 kiviaines 10 on lujitettu. Kiviaines 10, voi olla esimerkiksi hiekkaa, soraa, sepeliä, mursketta tai vastaa- vaa. Stabiloitu materiaali tai massa voidaan lisäksi sovit- taa vaipparakenteen 11 rajaamaan tilaan. Vaipparakenne 11 voi olla putkimainen rakenne. Vaihtoehtoisesti voidaan sta- biloitu rakennekerros sovittaa yhden tai useamman suodatin- kankaan tai maanrakennuskalvon päälle tai väliin. Kuviossa 3 on listattu lisäpiirteitä, joita sideai- neella stabiloidussa rakennekerroksessa voi olla. Kuten edellä tässä dokumentissa on mainittu, voi stabiloitu massa käsittää kuitulujitetta 12 ja massa voi olla vaahdotettu3a, which may be a wear layer 4, a support layer 5, a dividing layer 6 and a filter layer 7. Depending on the situation, there may be more or fewer structural layers 3a. The structural layers 3a may be known per se in terms of their structure and properties. One or more of these structural layers may be treated with a curable binder to stabilize the structural layer. In this case, the so-called layer stabilization. Figure 2 shows that the stabilized structural layer 8 comprises a curable binder 9 with which the aggregate 10 of the structural layer 8 is reinforced. The aggregate 10 may be, for example, sand, gravel, crushed stone, crushed stone or the like. The stabilized material or mass can furthermore be adapted to the space delimited by the jacket structure 11. The jacket structure 11 may be a tubular structure. Alternatively, the stabilized structural layer may be applied over or between one or more filter cloths or earth membranes. Figure 3 lists additional features that may be present in the binder-stabilized structural layer. As mentioned above in this document, the stabilized pulp may comprise fiber reinforcement 12 and the pulp may be foamed

13. Edelleen voidaan kiviaineksen stabilointiin käyttää esimerkiksi geopolymeeriä tai alakaliaktivoituvaa seosta13. Furthermore, for example, a geopolymer or a subcalial activating mixture can be used to stabilize the aggregate.

14. lisäksi voi massaan olla sekoitettuna täyteainetta 15 ja sen lujuutta voidaan parantaa käyttämällä erillisiä jäy- o kiste-elementtejä 16. Massa voi olla sähköä johtavaa 17 ja S varaavaa. Stabiloitu massa voidaan sovittaa suojaavien ker- . rosten 18 väliin, päälle tai alle, jotka suojaavat kerrokset <Q voivat olla tuubi tai vaipparakenne, suodatinkangas ja eri- 3 30 laiset muut kalvot ja kudokset. Vielä voidaan stabiloituun E massaan ja rakenteeseen sovittaa erilaisia inserttejä 19, N kuten esimerkiksi teknisiä installaatioita, laitteita, sen- = soreita, kaapeleita, ankkurointivälineitä ja kytkentäväli- N neitä. Rakenteen pintaan voidaan applikoida lämpöä eristä- N 35 vää materiaalia, massaa tai maalia.14. in addition, the mass may be mixed with a filler 15 and its strength may be improved by using separate stiffening elements 16. The mass may be electrically conductive 17 and S-charge. The stabilized mass can be matched with protective co. between, above or below the ridges 18, the protective layers <Q may be a tube or jacket structure, a filter cloth and various other membranes and fabrics. Furthermore, various inserts 19, N can be fitted to the stabilized mass and structure E, such as technical installations, devices, sensors, cables, anchoring means and coupling means. Heat-insulating material, mass or paint can be applied to the surface of the structure.

Kuviossa 4 on esitetty eräs tierakenne 1, jossa sideainestabiloitu rakennekerros 8 on kantava kerros 5, jonka päälle on sovitettu vielä tasaava kerros 20. Tasaava kerros 20 voi olla suojakerros tai kerros, joka mahdollistaa tienpinnan muotoilun ja suojaa stabiloitua kerrosta 8. Ta- saava kerros 20 voi olla mursketta. Ylimpänä on kulutusker- ros 4, joka voi olla mursketta, öljysoraa, betonia tai as- falttia. Rakennekerroksen 8 alapuolella voi olla normaalit päällysrakenteeseen 3 kuuluvat jakava kerros 6 ja suodatin- kerros 7 sekä tietysti päällysrakenteen 3 alapuolinen poh- jamaa 2. Edelleen voi stabiloitu rakennekerros 8 olla jär- jestetty vaipparakenteen 11 rajaamaan tilaan. Vaipparakenne 11 voi suojata rakennekerrosta 8 kosteusrasitukselta ja se voi olla eräänlainen geotuubi, joka osallistuu rakenneker- roksen poikkileikkauksen muotoiluun. Kuvio 5 esittää erästä tierakennetta 1, jonka pääl- lysrakenteessa 3 on sideainestabiloitu rakennekerros 8. Li- säksi on myös tierakenteen 1 reunoissa sideainestabiloidut reunaosat 8c, 8d. Nämä reunaosat 8c, 8d voivat muodostaa tierakenteen penkan tai pientareen ja voivat sillä tavoin nopeuttaa tien rakentamista ja helpottaa tienpitoa. Edel- leen voi reunaosissa 8c, 8d olla valmis ojaprofiili 21 tai ojapalkki, teknisiä installaatioita 22 tai kannattimia 23. Tekniset installaatiot 22 voivat olla esimerkiksi johtimia, mittauslaitteita ja kiinnitysosia. Kannattimet 23 voivat o olla esimerkiksi kaiteiden, valaisinpylväiden, liikenne- N merkkien ja vastaavien tukemiseen ja kiinnittämiseen tar- . koitettuja elimiä. Edelleen voi reunaosissa 8c, 8d olla <Q integroidut tai erilliset laajennusosat 8e, jotka myös kä- 3 30 sittavat sideainestabiloidun rakenteen. laajennusosan E avulla voidaan tukea tierakenteen vastapenkkaa ja nopeuttaa N tien rakentamista. Edelleen voidaan helpottaa tien kunnos- = sapitoa ja parantaa turvallisuutta kun tien reunojen kas- N villisuutta voidaan ehkäistä.Figure 4 shows a road structure 1 in which the binder-stabilized structural layer 8 is a load-bearing layer 5 on which a further leveling layer 20 is arranged. may be crushed. At the top is the wear layer 4, which can be crushed stone, oil gravel, concrete or asphalt. Below the structural layer 8 there may be normal dividing layer 6 and a filter layer 7 belonging to the superstructure 3 and, of course, a subsoil 2 below the superstructure 3. Furthermore, the stabilized structural layer 8 may be arranged in the space delimited by the jacket structure 11. The jacket structure 11 can protect the structural layer 8 from moisture stress and can be a kind of geotube which participates in the shaping of the cross-section of the structural layer. Fig. 5 shows a road structure 1, the superstructure 3 of which has a binder-stabilized structural layer 8. In addition, there are also binder-stabilized edge parts 8c, 8d at the edges of the road structure 1. These edge portions 8c, 8d can form a bank or a small slope of the road structure and can thus speed up the construction of the road and facilitate road maintenance. Furthermore, the edge parts 8c, 8d may have a finished ditch profile 21 or a ditch beam, technical installations 22 or supports 23. The technical installations 22 may be, for example, conductors, measuring devices and fastening parts. The supports 23 can be used, for example, for supporting and fixing railings, light poles, traffic signs and the like. organs. Furthermore, the edge portions 8c, 8d may have <Q integrated or separate extension portions 8e, which also comprise a binder-stabilized structure. the extension part E can be used to support the opposite bank of the road structure and to speed up the construction of the N road. It is further possible to facilitate road maintenance and improve safety when vegetation at the edges of the road can be prevented.

OF

Kuviossa 6 on esitetty sideainestabiloitu rakenne- kerros 8, jonka pohjan P puolelle on sovitettu useita pi- tuussuuntaisia jäykiste-elementtejä 16. Rakenteen pohjan P puolelle kohdistuu taivutuksen vuoksi vetorasitusta, jonka jäykisteet 16 ottavat hyvin vastaan.Fig. 6 shows a binder-stabilized structural layer 8, on the side P side of which a plurality of longitudinal stiffening elements 16 are arranged.

Jäykisteillä 16 voi olla haluttu profiili ja ne ovat kiinnittyneitä ympäröivään kovettuneeseen massaan.The stiffeners 16 may have a desired profile and are attached to the surrounding cured mass.

Kuviossa 7 on esitetty laite 24 tierakenteen 1 ra- kennekerroksen tai minkä tahansa maassa olevan maa-aineksen käsittelemiseksi.Figure 7 shows a device 24 for treating the structural layer of the road structure 1 or any soil in the ground.

Laite 24 käsittää liikuteltava vaunun 25, jossa on terälaite 26 maa-aineksen irrottamiseksi tieraken- teen 1 tai maan pinnasta samalla kun laitetta 24 liikutetaan ajosuunnassa A.The device 24 comprises a movable carriage 25 with a blade device 26 for removing the soil from the surface of the road structure 1 or the ground while the device 24 is moved in the direction of travel A.

Terälaite 26 voi olla esimerkiksi jyrsin.The blade device 26 may be, for example, a cutter.

Vaihtoehtoisesti terälaite 26 käsittää terälevyn 26a, joka laitteen 24 liikkuessa työntyy maa-ainekseen ja irrottaa maata kaapimalla.Alternatively, the blade device 26 comprises a blade plate 26a which, as the device 24 moves, protrudes into the soil and removes the ground by scraping.

Maata voidaan leikata esimerkiksi 200 - 400 mm syvyydeltä.The ground can be cut, for example, from a depth of 200 to 400 mm.

Irrotettu maa-aines siirtyy siirtolait- teen 27 avulla laitteen kuormatilaan 28, jossa on sekoitin- laite 29. Sekoitinlaite 29 voi paitsi sekoittaa maa-ainesta niin myös murskata siinä olevia suurempia aineosia, kuten kiviä.The detached soil is transferred by means of a transfer device 27 to the load space 28 of the device, which has a mixing device 29. The mixing device 29 can not only mix the soil but also crush the larger components therein, such as rocks.

Sekoitinlaite 29 voi käsittää useita liikkuvia teriä 29a.The agitator device 29 may comprise a plurality of movable blades 29a.

Siirtolaite 27 voi olla kuljetin tai kalteva pinta.The transfer device 27 may be a conveyor or a sloping surface.

Syöttölaite 30 on sovitettu syöttämään yhtä tai useampaa stabilointiainetta maa-aineksen joukkoon.The feed device 30 is adapted to supply one or more stabilizers to the soil.

Laite 24 voi kä- sittää yhden tai useamman säiliön 31 stabilointiainetta o varten.The device 24 may comprise one or more containers 31 for the stabilizer o.

Sekoituksen ja homogenisoinnin jälkeen massa voi- N daan siirtää kuljettimien 32 ja 33 avulla kuormatilasta 28 . levityslaitteelle 34, joka levittää massan halutun kerros- <Q paksuuden ja leveyden omaavaksi rakennekerrokseksi maan 3 30 pinnalle.After mixing and homogenization, the pulp can be transferred from the load compartment 28 by means of conveyors 32 and 33. an application device 34 which applies the pulp to the surface of the ground 3 as a structural layer having the desired layer thickness and width.

Massaa voidaan tiivistää täryttimen V avulla.The mass can be compacted with a vibrator V.

E Kuten kuviosta 7 havaitaan, voidaan stabiloinnissa N käytettävä sideaine tai sideaineseos syöttää syöttölait- = teesta 30 kuormatilaan 28, syöttölaitteesta 30a kuljetti- N melle 33 tai syöttölaitteesta 30b levitinlaitteelle 30b.As can be seen from Figure 7, the binder or binder mixture used in the stabilization N can be fed from the feeder 30 to the load compartment 28, from the feeder 30a to the conveyor 33 or from the feeder 30b to the applicator 30b.

N 35 Irrotettavan maa-aineksen analysointia varten voi laite 24 käsittää anturin S1 sekä optisen mittauslaitteenN 35 For the analysis of removable soil, the device 24 may comprise a sensor S1 and an optical measuring device

35 tai kameran.35 or camera.

Kuormatilan 28 yhteydessä voi olla anturi 52 tunnistamassa massan ja maa-aineksen ominaisuuksia.In connection with the load compartment 28, there may be a sensor 52 for detecting the properties of the mass and the soil.

An- tureita ja mittauslaitteita voi olla järjestetty myös siir- tolaitteen 27 ja kuljettimien 32, 33 yhteyteen.Sensors and measuring devices can also be arranged in connection with the transfer device 27 and the conveyors 32, 33.

Mittausdata välitetään laitteen 24 ohjausyksikölle CU.The measurement data is transmitted to the control unit CU of the device 24.

Vaihtoehtoisesti tai sen lisäksi voidaan mittausdataa välittää myös yhdelle tai useammalle ulkopuoliselle ohjausyksikölle CU', palve- limme tai elektroniselle päätelaitteelle.Alternatively or in addition, the measurement data can also be transmitted to one or more external control units CU ', our server or an electronic terminal.

Laite 24 voi käsittää syöttölaitteen 36 kalvon, kan- kaan, geotuubin tai vastaavan syöttämiseksi yhdessä stabi- loidun massan Kanssa.The device 24 may comprise a feed device 36 for feeding the film, fabric, geotube or the like together with the stabilized mass.

Edelleen voi laite 24 käsittää syöt- tölaitteen 37 jäykisteiden tai kaapeleiden syöttämiseksi yhdessä massan kanssa maan pinnalle.Furthermore, the device 24 may comprise a feed device 37 for feeding the stiffeners or cables together with the mass to the ground surface.

Kuviossa 8 on esitetty eräs toinen laite 24, jolla on hieman erilainen konstruktion kuin kuviossa 7 esitetyllä kaavinvaunulla.Fig. 8 shows another device 24 with a slightly different construction than the scraper car shown in Fig. 7.

Pääkomponentit ja toimintaperiaate ovat kuitenkin samat.However, the main components and operating principle are the same.

Erona on se, että sekoituksen jälkeen massa syötetään kuormatilasta kahden kalvon 38a, 38b väliin.The difference is that after mixing, the pulp is fed from the load space between the two membranes 38a, 38b.

Täl- löin levityslaite 34 käsittää kalvonsyöttölaitteet 39a, 39b ja kytkentälaitteen 40 kalvojen reunojen liittämiseksi toi- siinsa.In this case, the application device 34 comprises film supply devices 39a, 39b and a coupling device 40 for connecting the edges of the films to each other.

Vaihtoehtoisesti käytetään yhtä kalvoa, jonka pi- tuussuuntaiset reunat ohjataan massan yläpinnan puolelle ja kytketään toisiinsa.Alternatively, a single film is used, the longitudinal edges of which are guided towards the upper surface side of the pulp and connected to each other.

Molemmissa tapauksissa levityslaite 34 syöttää tuubimaisen rakenteen kuljetinpintaa 32 pitkin maan pinnalle.In both cases, the applicator 34 feeds the tube-like structure along the conveyor surface 32 to the ground.

Tuubimainen rakenne on geotuubi tai vaipparakenne o 11, joka suojaa stabiloitua rakennekerrosta 8. N Kuvioissa 7 ja 8 on vielä esitetty vaahdotuslaite . 41, jolla massa voidaan vaahdottaa sen tiheyden pienentä- ? miseksi. 3 30 Kuviossa 9 on vielä listattuna erään laitteen 24 E piirteitä. laite poikkeaa kuvioissa 7 ja 8 esitetystä siinä, N että terälaite 26 käsittää puomin ja kauhan.The tube-like structure is a geotube or jacket structure o 11, which protects the stabilized structure layer 8. N Figures 7 and 8 still show the flotation device. 41, with which the mass can be foamed to reduce its density-? to make. 3 Figure 9 further lists the features of a device 24E. the device differs from that shown in Figures 7 and 8 in that the blade device 26 comprises a boom and a bucket.

Puomi voi olla = kytketty liikuteltavasti laitteen 24 alustalle 25 ja sen N uloimpaan päähän voidaan kytkeä erilaisia kauhoja.The boom may be movably connected to the base 25 of the device 24 and various buckets may be connected to its outermost end N.

Terä- N 35 laite 26 voi siten olla kaivukoneen puomi.The blade N 35 device 26 may thus be an excavator boom.

Kuviossa 10 on havainnollistettu käsiteltävän maa- aineksen analysointiin liittyviä vaiheita, välineitä ja piirteitä. Näitä asioita on selostettu jo edellä tässä do- kumentissa.Figure 10 illustrates the steps, means, and features associated with analyzing the soil being treated. These issues have already been described above in this document.

Vaikka kuvioissa on keksintöä selostettu tieraken- teeseen liittyen, soveltuu laite myös muuhun maa- ja poh- jarakentamiseen. Tästä on esitetty useita esimerkkejä se- litysosan kappaleessa keksinnön lyhyt selitys.Although the invention has been described in the figures in connection with the road structure, the device is also suitable for other civil engineering. Several examples of this are given in the Brief Description of the Invention section of the specification.

Kuviot ja niiden selitys ovat tarkoitetut ainoas- taan havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Keksinnön suoja-ala on kuitenkin määritelty hakemuksen patenttivaa- timuksissa.The figures and their description are only intended to illustrate the idea of the invention. However, the scope of the invention is defined in the claims of the application.

oOoO

OF O OF

K <Q oK <Q o

O

I jami aI Jami a

N +N +

PP LO O OF O OF

Claims

A device for handling soil, which device (24) is a mobile carriage (25); characterized in that the device (24) comprises: a blade device (26) for removing soil from the ground; a load compartment (28) for receiving the loosened soil; a transfer device (27) for transferring the loosened soil to the load compartment (28); a feed device (30) for feeding at least one binder to the soil; a mixing device (29) adapted to mix the soil in the load compartment (28); and an application device (34) for applying the binder-treated soil back to the surface of the soil from which it has been removed by the blade device (26).

Device according to claim 1, characterized in that the blade device (26) comprises a cutting blade (26a), which blade (26a) is adapted to scrape a selected depth section away from the ground by the movement (A) between the carriage and the ground. N A device according to claim 1 or 2,. characterized in that the mixing device (29) P comprises a plurality of movable blades 3 30 (29a) and is adapted to crush the detached earth E in the load compartment (28).

Device according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that

The feed device (30b) is arranged in connection with the application device (34), whereby the binder is fed after mixing the soil.

Device according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the device (24) comprises at least one container (31) for the binder.

Device according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the device (24) is intended for layer stabilization of the road, in which the soils of the road load-bearing structure are homogenized and stabilized.

Device according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the device (24) is adapted to supply to the soil at least one activator which, together with the soil to be treated, is adapted to form a curable geopolymeric or alkali-activatable mixture.

A method of treating a soil, the method comprising treating the soil with at least one binder to improve its compressive strength; o characterized in that O treats the soil in the mobile device S (24). 3 30

Method according to Claim 8, characterized in that N is subjected to homogenization and = stabilization treatment of the road load-bearing structure in the mobile device (24). oO

O N 35

Method according to Claim 8 or 9, characterized in that the road load-bearing frame is stabilized to a compressive strength of at least 0.1 MPa by using as activator an activator which, together with the road substrate, forms a curable geopolymeric or alkali-activatable mixture.

Method according to one of the preceding claims 8 to 10, characterized in that the soil is removed from the soil by means of a mobile release device (26) and the removed soil is transferred to the load compartment (28) of the mobile device (24); treating the removed soil with a mixing device (29) of the mobile device (24) to homogenize it; feeding at least one binder to the soil; and returning the loosened soil back to the ground after treatment by the application device (34).

Method according to one of the preceding claims 8 to 11, characterized in that the road is layer stabilized by removing a layer of a predetermined thickness from the road soil and treating the detached layer by adding a binder to increase the compressive strength of the existing soil.

o

Method according to one of the preceding claims 8 to 12, characterized in that. the composition of the road aggregate is analyzed and the binder to be used and the amount of binder to be used are selected on the basis of the analysis. j N

Method according to one of the preceding claims 8 to 13, characterized in that at least one industrial by-product material or a product made of by-product material is mixed with the soil N 35 in a mobile device.

Method according to one of the preceding claims 8 to 14, characterized in that a stabilization treatment is carried out on the edge of the road by means of a mobile device (24). oO

OF

O

OF

K <Q o

O

I Jami a

N <r

KK

LO

O

OF

O

OF