автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Исследование известняков низкой прочности как материала (применительно к условиям Египта)

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА

I

ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТА

на правах рукописи

Бадр Эль-Дна Агеф Мусса

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗВЕСТНЯКОВ НИЗКОЙ ПРОЧНОСТИ КАК МАТЕРИАЛА

/

дан ПРОИЗВОДСТВА АСФнЛЬТОБЕТОА

(применительно к условиям Египта)

(05.23.05 - Строительные материалы и изделия)

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Москва 1992 г.

УДК 625. 855. 3

Работа выполнена в'псковском ордена Трудового Красного Зна.ме;:.я автоуобпльЕэ-доролном институте на кафедре "Дорож-но- стоительные- материалы".

Еаучньй руководитель - доктор технических наук, профессор

И. В. Королев

Официальные сшокенты -- доктор технических наук, профессор

Б. Г. Печеный — кандидат технических наук, „ додеят М. Е. Сокальская

Ведущая органнзация - Управление автошбильых дорог -

Московской области "МОСАВТОДОР"

Защита состойся " 1992 г. в 13 часов

на заседании спецяализированого совета Е 053.30.13 ВАК при Московском ордена Трудового Красного Знамени автомобильно-дорожном институте по адресу: 125829, Москва, ГСП-47, Ленинградский проспект, 64, МАДй. Телефон для справок: 155-03-28.

С диссертацией можно озншсомиться в библиотеке псковского автомобильно-дорохаого института Отзывы на автореферат с подписью, заверенной печатью, просим направлять в специализированный- совет институте. ^

Автореферат разослан " 2.3" ССН ЪлЬрЛ. 1992 г.

.Ученый секретарь

специализированного совета

К 053.30.13.

к. т. н., доцент Л. И Бессонова

__БИБЛИО'£:ХА .....•-■

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЕОГЫ Актуальность работы. Каменные материалы относятся к основному -"виду дорокностроительных материалов. О* их технических свойств во многом зависит прочность и долговечность дорожных сооружений. Пэ объему каменные материалы составляют 70-90% всех применяемых материалов' для сооружений дорожных одежд. Расходы на производство каменных материалов и их транспортировку к объектам строительства составляют значительную долю всех затрат на постройку автомобильных дорог, достигая .50% их-стииомости.

Для условий Египта актуальной темой да дорожного строительства является использование малопрочных известняков для приготовления асфальтобетона. В Египте в значительных количествах имеются месторождения нестандартных известняков, которые обладают износом в полочном барабане 40% и более и не находят применения в дорожном строительстве, это приводит к необходимости разрабатывать ' пути повышения их прочности да использования в асфальтобетоне.

Цель работы. Является разработка оптжиальной технологии производства асфальтобетонных смесей с примезеяием малопрочного щебня, обеспечивающей его упрочнение, а также снижение расхода битума и разработка рекомендаций рационального использования малопрочных известняковых материалов Египта

Научная новизна работы. Заключается в теоретическом обосновании' новой технологии производства асфальтобетонных смесей, распространение механизма упрочнения низкопрочного известняковому го щебня при смешивании компонентов.

К результатам характеризующим научную новизну относим:

- процесс гидрофобиэации известняковых «етериалов осуществляется в одном цикле с приготовлением асфальтобетонной смеси путем обработки зерен крупнее 1,25 мм. битумом и последующей по-<ачей в смеситель минерального порошка и песка;

- рассмотрена технология производства асфальтобетонной смеси в установке периодического действия принудительного пере!_I |_а_1

гмер8МеШ1ваН'-:Н, каг.: рак с ч; око испода>з..-.тса в Египте показана! 'возможность прокэ •лс.етвб с -«си по ступенчато-совмеценкой технло-гки на ней;

- с целью уменьшен!!?, дробимости зерен при уплотнении и в период экс-ллуатещи макс-шадьная крупность зерен не должна превышать 20 , а содержание фракции 20-5 мм. в смеси не должно превышать 35/»;

- доказана технико-экономическая эффективность новой ступенчато-совмещенной технлогии производства асфальтобетона с использованием щебня из известняков низкой прочности, повзоляю-щая как повысить срочность щебня в асфальтобетоне, так и снизи-нить себестоимость выпускаемой продукции за счет экономии битума и использования иэбня из известняков низкой прочности.

Практическая значимость работы, состоит в следующем:

обоеновада новая технология производства асфальтобетонной смеси и даны рекомендации по ступенчато-совмещенной технологии, позволяющие использовать никопрочный известняковый щебень и уменьшить на 10.. 15% расход битума.

Показана возможность комплектного повышения качества асфальтобетона за счет интенсификации процесса фильтрации компонентов битума в зерне низкопрочного щебня и формирование прочной пленки и формирование прочной пленки на них.

Апробация работ Основные положения и результаты диссертационной работы были доложены на ежегодных научно-исследовательских конференции МАДИ в 1991-1992 гг. и на заседаниях кафедры "Дорожно-строительные материалы" МАДИ.

Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов и содержит 221 страницу машинописного текста, включая 46 рисунков, 37 таблиц, список литературы из 145 наименований и 6 приложений.

СОСТОЯНИЕ ВОГРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ Проблема использования низкопрочных известняковых материалов для строительства асфальтобетонных покрытий получила отражение в

!_4_1 I-1

гработах А. II Еируля, Е Е Иванова, Б. И. Ладыг^а. К К. Некрасо-""1 ва, Е К Горелышева, И. А. Рыбьева, Ф. К Ломаноза, С. М. Атояна и .др. Большое количество исследователей свидетельствует о сложности и актуальности рассматриваемого вопроса.

Как..известно в ГОСТе 9128-34 .предусмотрено применение щебня марки "400" только для смесей 2-й марки для нижгэго слоя и для смесей 3-й марки типа "В". По нормам Египта для.горячего асфальтобетона, предназначенного для верхнего слоя, допускается известняковый щебень с износом в полочном барабане до 40 .% и водо-поглощением до 5 %.

В Египте месторождения прочных магматичееах пород распространены редко, а известняковых с различной прочностью пород распространены весьма широко. Поэтому возникла необходимость в решении проблемы обеспечения производства асфальтобетона местными известняковыми материалами.

Исходя из поставленной цели, сформулирована следующие задачи диссертационного исследования:

1. Обосновать и выбрать пути эффективного способа упрочнения известнякового щебня в асфальтобетоне.

2. Обосновать эффективные методы упрочнгзия известнякового щебня в асфальтобетоне и оптимизировать техножгический процесс производства асфальтобетонных смесей с этой целью.

3. Разработать технологию производства асфальтобетонных смесей, обеспечивающую упрочнение известнякового щебня, повышающую технические свойства асфальтобетона и сниягющую расход битума.

4. Оценить экономическую эффективность и разработать рекомендации для Египта по применению низкопрочных известняков в асфальтобетоне.

ПУТИ УПРОЧНЕНИЯ ЩЕБНЯ ИЗ НИЗКОЛРОЧНЬК ИЗВЕСТНЯКОВ В АСФАЛЬТОБЕТОНЕ.

Как показали исследования, которые выполним Алиев Р. М. , Атоян

С. М., Бунин Е. Д., Гезенцвей А. Л., Диасамидзе 0. Г., Зелейщиков I-1 ;5_1

ГМ.А., Ладыгин , йшо-ий Г. Е., Лэманов Ф..К., Матросов А. П. Ик>в-ченко Ей. и другими щебень в асфальтобетоне неизменно упрочняется за счет хемосорбционных процессов происходящих на границе раздела фаз. Однако традиционная технология не дает большого эффекта. Поэтому. многие исеггдователи предлагали различные пути предварительт ного упрочнения известняков.

На кафедре Автомобильные Дороги МАЩ Сухановым С. В. выполнены работы по укреплению щебня из низкопрочных известняков кремнийор-ганическими снопами. Этот новый путь приемлем, однако он доро-. гостоящ.

Второй путь - это предварительная обработка щебня органическими вяжущими и поверхностно-активными векэствами. Этот путь имеет следующее теоретическое обоснование:

При обработке пористых известняков битумом происходит адсорбция биту},¡а поверхностью зерен щебня и кальматация пор щебня битумом. В случае мелкопористого строения возможно проявление "фильтрационного эффекта", который приводит к проникновению вглубь масел, ближе к поверхности смол и на поверхности асфальтенов. Такое распределение компонентов битума в поверхностном слое в наибольшей степени упрочняет зерна щебня. Кроме этого битумы, которые содержат асфалмогеновые кислоты, способны химически взаимодействовать с известняком с образованием водонерастворимых мыл.

Все это приводит к упрочнению зерен щебня. Шханизм упрочнения известнякового щебня различной текстуры битумом взаимосвязан прежде всего с величиной пористости и характером пор (рис. 1).

В плотных известняках проникновение битума вглубь породы незначительное, что указывает на малое упрочнение зерен. В пористых известняках наблюдается фильтрация битума внутрь зерен с селективным распределением битума, что и обусловит наибольший эффект от обработки зерен битумом. Высокопористые (пемзоподобные) яввестняки фильтруют битум без его селекции, практически на всю глубину зерен. Упрочнение зерен имеется, но вызывает повышенный расход битума.

■ 6 I I_I

вмтуитя Г/7УЯЯ& ФМЫГ/ЭДМШ

ХЗВрСТНЯКОЗОВ . -3£РУО ,

ТВкетую зт» тяття

ЯШОЩ'АНЯЯ СР££ШЯ - ОЧШ;Ъ ВОШ'МЯ

Ц&ЯА'Г/АЪ ТЁП&тр

Рис. 1. Механизм упрочнения известнякового щебня различной текстуры битумом.

Изломанные теоретические положения реализуются при производстве гпдрофсбизированного щебня, который в дальнейшем используют для приготовления бктукошшералвных смесей холодным способом. Для горячего способа приготовления асфальтобетонной смеси метод предварительной гидрсфобизэции не пригоден, тгк как по технологической схеме цебень нагревается до 220"С. Эта температура приводит к разрушению гидрофобизированного слоя. Поэтому нами были высказаны соображения о возможной гидоофобицации. зереа щебня за счет изменения технологической ехеьи подачи компонентов смеек в мешалку асфальтосмесителя.

Упрочнение щебня может происходить если в мешалку асфаль-Ч1 тоемесителя подавать сначала цебень, затем битум. Смесь перемешивать до полного распределения битума на поверхности зерен щебня. После чего з мешалку одновременно вводится горячий песок и холодный минеральный порошок. Смесь перемешивается . до однородного состояния я выгружается в автосамосвал.

Предложенная.технологическая схема может варьироваться в зависимости от составов смесей и применяемых материалов. В связи с этим необходимо' определить, при какой минимальной крупности шебня

получки !Г . . эффета • результате предварительной обработки

щебня би?у,.:ом. йжтино '¡фпные зерна необходимо обрабатывать лишь частью битума, а вторую часть подавать на песок и минеральный порошок.

Есе высказанные соображения потребовали проведения зкеперимен- .. тальных исследований по следующим предлагаемым технологическим схемам, (рис.2). При традиционной технологии сначала подаются горячие щебень, песок и холодный минеральный порошок-, затем подается битум (1+2+3)+4. В предлагаемых технологиях предусмотрена подача сначала горячего Ербкя и битума, затем, после перемешивания добавляется горячий песок и холодный минеральный порошок (1+4) +(2+3). Эта технология предусматривает предварительное укрепление щебня битумом, так как при традиционной технологии битум более активно взаимодействует с минеральным порошком имеющим огромную удельную поверхность по сравнению с поверхностью щебня. Тачав можно добится упрочнения щебня за счет обволакивания зерен щебня пленкой асфаль-товяжущего при подаче на щебень и песок предварительно подготовленного асфальтовягущего (1+2)+(3+4). Предлагаемые варианты технологий вероятнее всего будут в большей степени упрочнять известняковый щебень по сравнению с традиционной технологией.

1 п

Для подтверждения высказанных предположений была принята еле-• дующая программа экспериментальных исследований:

1. Изучить свойства известнякоз Египта е сравнить их со свойствами -известняков, принятых к исследованию. ....

2. Определить степень упрочнения щебня в результате обработки его битумом и анионактмвяым ПАВ и определить опгимальное количество добавки.

3. Исследовать изменения свойств известнякового щебня в результате его гидрофобизацки.

4. Разработать" технологические схемы производства асфальтобетонных смесей, позволяющие обеспечить упрочнение известнякового щебня.

5. Провести исследования асфальтобетонов на известняковом щебне, приготовленных по различны),! технологиям.

• 6. ПроЕести сравнение испытаний асфальтобетонных смесей на известняковом щебне по стандартам России и Египта.

7. Разработать рациональные составы асфальтобетонных смесей для условий Египта с максимальным использованием деиевых материалов.

8. Разработать оптимальную технологическую схему производства асфальтобетонной смеси, позволяющей упрочнять известняковый щебень (применительно к асфапьтосмесигелям,работающих в Египте).

9. Определить эффективность использований низкопрочных известняков в асфальтобетоне в условиях Египта.

\ 10. Разработка рекомендаций по приготовлении асфальтобетонных смесей на низкопрочном известняковом щебне.

ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗВЕСТНЯКОВ ЕГИПТА И ПУТИ УВЕЛИЧЕНИЯ ИХ ПРОЧНОСТИ

В Египте имеются большие запасы известняков и -доломитов; в то время, как магматических высокопрочных пород запасы ограничена

1-1 I Э I

Для производсжа асфальтобетона, идущего на верхний слой по нормам Египта допускается известняковый щебень, имеющий износ в полочном барабане не более 40 %"и водопоглощение не более 5 7, .

Как видно из табл. 1 большинство известняков Египта имеют показатели . ниже, названых величин и не могут быть использованы в асфальтобетоне длн верхних слоев.

С целью изучения влияния обработки щебня битумом и анионными ПАВ на его дробиллсть были проведены специальные исследования. Щебень обрабатывайся битумом и хлопковым гудроном и испытывался на дробимость в цнишдре (рис. 3).

Дройимояь, X

28 I — • -

26 24 22 20 18 16 14 12

Содержание вяжущего, 2 по массе.

Рис. 3. Зависимость дробимости известнякового щгбня от количества органической добавки в нем.

' Ю' 1

■1 .. I ' ■ I-1-1

г

Исходный щебень фракции 20-10 мм. имел показатель дробимость в цилиндре 24,0 %, а фракции 10-5 мм. - 26,5 %, что соответствовало марка).« 400 и 300. После обработки щебня битумом или хлопковым гудроном дробимость значительно снизилась и ери 1,5 % добавки равнялась для фр. 20-10 мм. с битумом - 17,5 Z, с хлопковым гудроном - 16,5 %, для' фр. 10-5 мм. с битумом - 16,5 с хлопковым гудроном - 13,5 Z, что соответствует марке 600, а при содержании добавки 3 % дробимость соответствовала марке 800. Дальнейшее увеличение количества добавки уменьшало эффект ее действия.

Таблица 1 Характеристики- известняков Египта.

1 |No. Местона- Технические свойства 1 1

, / улмтлит!л 1

|П/П Ли^^ЦилИс 1 1

карьера Водо- Водо- Порис- R, Износ в | Марка |

погл., % стойк,Z тость% кг/см2 бараб. % | щебня | 1 I

! 1 Каир (25км) г, 1/9,7 0,6/2,0 - - 45/61 ! 1 |300-400|

i 2 Каир (52км) 2,5/4,0 0,0/0,4 - - 33/45 |400-600|

1 3 Билбес(30км) 10 0,1 - - 44 | 400 |

! 4 Минкя (20км) 3,0/4,7 0,3/0,4 - - 37/45 ¡400-6001-

I 5 Лукеор( 2км) 5,0 0,0* - - 41/45 | 400 !

1 6 ЭльФрафра 15,0 2,1 - 77 ! 200 (

1 7 ЗльХаммам 17,2 - 29,4 49,0 - | 200 -|

1 8 /лага 2,66 - 7,5 585,0 - | 600 |

1 2 1 Катамия 5,2 - 11,6 240,0 - ¡300-4001 I 1

■ 1 косков, обл. 1 . 1 1 1

! 1 к-р"Лишняги" 4,34 - 9,62 - 45/60 ¡300-4001 1 t

ВЬБОР ОПТк'НААоНСЯ ' ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННЫ СМЕСЕЙ Им ИЗВЕСТНЯКОВОМ ЩЕБНЕ НИЗКОЙ ПРОЧНОСТИ

Для Ьилтвервденкя рабочей гипотезы о возможном • упрочнении известнякового г^бня за счет изменения технологии производства асфальтобетонной смеси были проведены специальные исследования, заключающиеся в изменении порядка дозирования "компонентов и их перемешивания в аефальтосмесителе. Испытаны омееи следующего зернового состава (известняковый щебень фр. 20... 5 - 20%, высевки фр. Ю... О - 45%, песок природный - 25%, минеральный порошок -10% и вязкий битум Ш 60/90).

Были приняты следующие технологии производства асфальтобетонных смесей:

1. Традиционная (7-1) -(Щ + П + МП) + Б.

2. Раздельно-последовательная (РП-2) -(Щ + П + Б1)+(ЫП + Б2),

где Б - Б1 + Б2. Б1 - 0.15Б, Б2 - 0,85Б.

3. Ступенчато-созие ¡ценная (СС-3) -СЩ + П (>1,25мм) + Б]

+ [ П( < 1,25мм) + МШ.

4. Ступенчато-совмещенная (СС-4) -[Щ + П (>2,5мм) + Б]

+ ГП(<2,5мм) + МШ.

5. Ступенчато-раздельио-совмещенная (СРС-5)-СЩ + П(>2,5мм)+ Б13

+ [П( <2,5мм) + МП + Б21, где Б1 - 0,4Б ; Б2 - 0,6Б.

Результаты экспериментальных исследований по выбранным технологиям, испытанных по ГОСТ 9128-84, приведены в табл. 2. Традиционная технология при содержании битума 7,0 % по показателям свойств асфальтобетона отвечает требованиям ГОСТ 9128-84, кроме длительной водостойкости.

Приготовление смеси по раздельно-последовательной технологии (РП-2) при содержании Битума 6,5 Z обеспечивает более высокие показатели, чем пр традиционной технологии. При этом оптимальное количество битума уменьшено на 0,5 X.

112 I

L

Таблица 2

Свойства асфальтобетонов типа В, приготовленных по различным технологиям.

I 1 с | Показатели 1 нормы Технология 1 1 1

Т- 1 РД-2 СС-3 СС-4 ! 1 СРС-5| 1

|Сод. битума, %маесы - 7,0 ! 6,5 6,5 6,5 6,5 ! 1 6,5 | 1

¡Средняя плотность 1 1 1 !

| г/смЗ. - 2,33! 2,31 2,32 2,33 2,32 |

|Пористость мине- 1 1 1 1 1

рального остова, % 15-19 18,61! 18,84 18,51 18,08 18,51! 18,42|

|по объему. ! » 1 1

(Остаточная порис- • 1 1 1

тость ,7. по объему 2-5 3,37! 4,73 4,34 3,84 4,34! 4,24|

¡Еодонасьпцение, % 1 1 1 1

| по объему 1,5-4 2,11! 4,34 2,98 2,65 3,79! 3,01|

| Набухание, % по 1 ! 1

| объему < 1 0,49! 0,63 0,52 0,40 0,81! 0,33|

|Предел прочности ' 1 1 1 1 1

|при сжатии Ша: 1 1 1 1

| Т-+20"С >2,0 ' 3,80! 3,30 4,30 4,50 4,00! 3,80|

| Т-+50"С >0,9 1,50! 1,50 1,60 1,80 1,50! 1,б0|

(Коэффициент водо- 1 1 1 1 1

стойкости (2,5ч.) >0,75 0,83! 0,80 0,93 0,84 0,85! 0,97|

|То-мэ при длите- ! 1 1 1

|льном(15 сут)в. н. > >0,65 0,40! 0,33 0,35 0,44 ' 0,48! 0,63| 1

ч

Ступенчато-совмещенная технология предусматривает реализацию

предварительной обработки битумом крупных, минеральных' зерен с

целью их упрочнения и последующей добавки в смеситель мелких

13 |

л

частиц. Для определения предельных размеров крупных зерен были приготовлены и испытаны составы (СС-3) и (СС-4). В составе 3 -рубежом деления на грубозернистую и мелкозернистую часть принято сито 1,25 мм., а в составе 4-2,5 мм. Состав (СС-3) по показателям свойств превосходит состав (СС-4). -Образцы из асфальтобетонной смеси (СС-3) обладают меньшим водонасыщением, большей прочностью. Состав (СРС-5) также обладает более высокими показателями свойств, чем состав (Т-1) но он сложи в технологической реализации и в дальнейшем не. рассматривается.

Еа диаграмме (рис.4) ' проиллюстрировано изменение прочности при сжатии асфальтобетона в зависимости от технологии^ производства. Состав (СС-3) обладает наибольшей прочностью. На втором месте состав (РП-2) и на последнем (Т-1). Наибольшее зодокасыще-ние (рис. 5) при содержании битума 6,5 7. в образцах из состава (Т-1) и наименьшее - в (СС-3). Все составы, кроме (Т-1), при содержании битума 6,5 X по водонасыщении удовлетворяют требованиям ГОСТ 9128-84.

Результаты испытаний для определения реологических характеристик асфальтобетонов (вязкость, степень пластичности и модуля упругости) и определение предела прочности на растяжение при изгибе показаны в табл. 3.

Из этой таблицы видно, что .. наибольшей прочностью на растяжение при изгибе обладает асфальтобетон приготовленный по технологии (СС-4).) и что асфальтобетон приготовленный по технологии (СС-3) обладает самой большой вязкостью при температуре 0"С,следом идут показатели технологий (СС-4), (РП-2), (СРС-5) и значительно более низкая вязкость- при технологии (Т-1). Бри температуре +£0"С разница в показателях вязкости асфальтобетонов разных технологи]? приготовления становится меньше,причем максимальное значение вязкости при технологии (РП-2). и несколько меньше у технологий (СРС-5); (СС-3), (СС-4) и самое низкое у технологии (Т-1). 14 , I_

Й

Ша 4,6

4,4

4,2

4,0

3,8

3,6

3,4

3,2

3,0

2,8

( Т-1 )

(СС-3)

(РП-2)

(Т-1)

(СС-4)

(СРС-5)

6,5 7,0 6,5. -6,5 6,5 6,5 битум,7.

Рис. 4. Влияние способа приготовления смеси на прочность а/б при сжатии при оптимальном содержании битума. Т=+20"С.

водонасыщение 7. по объему.

Рис. 5. Влияние способа приготовления; смеси на водонасыщение

асфальтобетона при оптимальном содержании битума

15

Таблица 3

Реологические характеристики к прочность на растяжение при изгибе асфальтобетонов по различным технологиям.

г | Наименование .Технология 1 1

| показателей |

1 1 1 1

1 1 1 Т-1 РП-2 1 сс-з 1 | СС-4 1 СРС-5 |

|Прочность при изгибе, 1 1 1 1

|Ша при Т- +20"С 3,07 3,07 1 2,87 3,08 2,43 (

¡Вязкость, МПа*с. Т-20"С 3,08*1$ с 5,23*1 С 3,40*10 0 -с 13.15*1$ 1 а 3,69*1$ П

I и при Т- 0"С 8,07*10 1,61*1 С ?! 2,29*10 ¡1,90*10 1,43*101

|Степень пластичности 1 1

¡при Т- 420"С 0,529 0,516 | 0,526 | 0.528 0,525 |

¡при Т = 0"С 0,506 0,489 1 0,481 1 0,466 0,492 1

¡Модуль упругости Е, 1 !

¡МПа. при Т=20"С 10871 11630 | 11025 | 10925 11115 !

| Т- 0"С 12237 132Э4 | 13890 | 13549 13133 |

|Козф. теплоустойчиво- 1 1

(сти (Р20 - РО) 0,023 0,027 | 0,045 | 0,042 0,033 1

¡Козф. теплочуствитель- 1 1

¡ности ( Е0/Е20) 1 ...... 1,126 ) 1,143 | 1,260 | | 1,240 ! 1,182 | , 1

Наибольшей пластичностью при 0"С обладает асфальтобетон,приготовленный по традиционной технологии, за ним, по мере улучшения, следует асфальтобетоны по технологиям (СРС-5), (РП-2), (СС-4) и самая лучшая - (СС-3). При 20"С асфальтобетон, приготоз- — ленный по традиционной технологии такие обладает самой большей пластичностью,за ним по мере улучшения следуют асфальтобетоны по технологиям (СС-4), (СРС-5), (СС-3) и (РП-2).

Максимальное значение модуля упругости при температуре 0"С ' показал асфальтобетон, приготовленный по технологии (СС-3) за ним следуют показатели по (СС-4); (РП-2); (СС-4) и самый низкий !1_6_1

модуль при традиционной технологии (Т-1). Максимальное значение модуля упругости при температуре 20"С показал асфальтобетон, приготовленный по технологии (РД-2), за ним следуют показатели по (СРС-5); (СС-3); (СС-4) и самый низкий модуль при традицион^ ной технологии (Т-1). - •

Наилучшая технология, которая была реализована в составе (СС-3), была испытана по стандарту принятому в Египте. В основу этого стандарта заложен метод Маршалла. Для сразнения был принят состав (Т-1), приготовленный по традиционной технологии.Результаты испытаний приведены в табл. 4.

Таблица 4

Свойства асфальтобетонов типа В при оптимальном содержании битума при испытаниях по Маршаллу.

1 1 ( т Технология |

| Показатели нормы 1 1

Традиционная¡Ступенчато- |

| совмещенная | Г 1

|- Оптимальное содержание 1 1 1 1

| битума, 7. массы 7,42 ' 1 7,0 1

|- Средняя плотность, г/смЗ шах 2,318 | 2,320 |

|- Остаточная пористость, 1 1

| X по объему 3-5 3,65 1 3,80 |

Устойчивость, 1Ь(кгс) >750(334) 635,0 | 640,0 |

|- Пористость минерального 1 1

|. остова, 7. по объему 18-22 18,68 | 18,95 |

|- Пластичность (деформатив- 1 1

| ность), 0,1 мм. 20-40 28,0 1 26,0 |

|- Жесткость, кгс/мм. 1 | 2267,9 | 2461,5 | |' '

Как при проецировании состава по ГОСТ 9128-84, так и по стандарту Египта оптимальное содержание битума в состазе (СС-3) меньше на 0,5 %, чем в составе (Т-1), что свидетельствует об экономки битума при приготовлении асфальтобетонной смеси пс ступенчато-совмещенной технологии. ... . . ,

Показатели физико-механических свойств смесей, приготовленных по ступенчато-совмещенной технологии полностью удовлетворяют нормам принятым в Египте.

ПРЕДЛАГАЕМАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ НА ИЗВЕСТНЯКОВОМ ЩЕБНЕ НИЗКОЙ ПРОЧНОСТИ

Реализация выполненных исследований возможна в асфальтосмеси-телях периодического действия, которые являются основными для производства асфальтобетонных смесей в Египте. Реконструкция этих смесителей заключается в замене сит над горячими бункеруй. Для осуществления ступенчато- совмещенной технлогии на асфальгосмеси-тельных установках дозировку минеральных интервалов необходимо осуществлять в два этапа. Сначала формируется материалы из бункеров фр. 19,1 ... 11,1 мм, (сито N.3/4-7/16), ИЛ ... 4,75 км (сито 7/16-К.4) и бункера ¿,75 ... 1,18 мм (М.4-М. 16) до достижения необходимого на замесь суммарного веса зти>: фракций . Этот материал выгружается в смеситель, куда подается полная доза битума затем дозируется материал из бункера с фр. мельче 1,18 мм и минеральный порошок, перемеиивается с предыдущими материалами до однородного состояния. Готовая смесь выгружается из смесителя.

Экспериментальные исследования показали, что упрочнение щебня и известняка низкой прочности в асфальтобетоне происходит идентично упрочнению щебня пропитанного битумом в лабораторных 'условиях.

Технико-экономический эффект выражается в уменьшении расхода битума, упрочнении низкопрочного известнякового щебня в асфальтобетоне и уменьшении времени приготовления смеси.

11В |' I_I

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ нормативных документов по дорожному строительству в Египте показал, что для производства а^бня для асфальтобетона пригодны известняки, которые имеют водопоглощение до 5 %, и износ в полочном барабане Лос-Анлсэлос до 40 %, что соответствует марке 600 по ГОСТу-России.

2. Результаты исследования показали, что предварительная гид-рофобнзация 'известнякового щебня анионными поверхностно-активными

, веществами приводит к повышению их прочности и водостойкости. Оптимальное количество гидрофсбизаторсв применительно к исследованным известняковым материалам составляет 3 % по массе. Гидрофобиза-ция позволяет повысить марку с "300-400" до "600-800". Для фракции 10... 5 мм. после обработки хлопковым гудроном при содержании добавки 4,5 % марка щебня повысилась до "1000".

3. Исследования показали, что битум или поверхностно активные ЕещестЕа (хлопковый гудрон) проникают в пористый известняк на глубину 1... 3 мм., что обеспечивает объемную гидрофобизацию известнякового щебня и повышение сопротивления дробимости. При этом происходит избирательная диффузия компонентов битума, заключающаяся в фильтрации на наибольшую глубину в зерно известняка масел и концентрации в поверхностном слое асфальтенов, что приводит к упрочнению щебня в асфальтобетоне.

4. Теоретически обоснована и экспериментально проверена ступенчато- совмещенная технология производства асфальтобетонной

Чсмеси с использованием щебня из низкопрочных известняков, заключающаяся в изменении порядка дозирования минеральных компонентов, битума и поверхностно-активных веществ при приготовлении смесей.

5. .Процесс гидрофобизации известняковых материалов осуществляется в одном цикле с приготовлением асфальтобетонной смеси путем обработки зерен крупнее 1,25 мм. битумом и последующей по- • дачей в смеситель минерального порошка и песка тч

I 1 _1

6. Лабораторные исследования показали, что асфальтобетонные смеси приготовленные по ■ ступенчато-совмещенной технологии по сравнению с традиционной дает положительный эффект, выражающийся в уменьшении оптимального количества битума на 12.. .15 X и повышении прочности и водостойкости асфальтобетона и. уменьшении набухания. Испытания выполненные по методике Маршалла, принятой в Египте подтвердили, что ступенчато-совмещенная технология более эффективна, чем традиционная (уменьшено оптимальное содержание битума, пористость минерального остова и остаточная пористость и пределах средней части нормы, уменьшена пластичность и повышена устойчивость).

7. Рассмотрена технология производства асфальтобетонной смеси в установке периодического действия принудительного перемешивания, которая широко используется в Египте и показана возможность производства смеси по ступенчато-совмещенной технологии на ней. .

8. При новой технологии известняковый щебень пропитывается битумом, что приводит к его упрочнению, поэтому такой . порядок дозирования-компонентов позволяет использовать'известняковый ше-бень марки "400" для асфальтобетонных смесей 1-ой и 2-ой марки типа "В". Для условий Египта эта технология позволяет допустить износ в полочном барабане щебня до 50% вместо 40%, приведенных в нормах.

9. Доказана технике-экономическая эффективность ступенчато-совмещенной технологии производства асфальтобетона с использованием щебня из известняков низкой прочности, позволяющая как повысить прочность щебня в асфальтобетоне, так и снизить .себестоимость выпускаемой продукции, за счет экономии битума и использования щебня из известняков низкой прочности.

Основные положения диссертации отражены в статье "Технлоги-' ческие приемы упрочнения. щэбня из известняков низкой прочности в асфальтобетоне" принятой к печати в журнале "Автомобильные дороги" N 10 за 1992 г.

--20-! ^/^ссУ^ 1-