автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Литой асфальтобетон повышенной сдвигоустойчивости для покрытий автомобильных дорог

кандидата технических наук
Пронин, Владимир Викторович
город
Ростов-на-Дону
год
2000
специальность ВАК РФ
05.23.05
цена
450 рублей
Диссертация по строительству на тему «Литой асфальтобетон повышенной сдвигоустойчивости для покрытий автомобильных дорог»

Автореферат диссертации по теме "Литой асфальтобетон повышенной сдвигоустойчивости для покрытий автомобильных дорог"

ПРОНИН Владимир Викторович

На правах рудолкги

рГ6 он

ЛНТОЙ АСФАЛЬТОБЕТОН ПОВЫШЕННОЙ СДВИГОУСТОЙЧИВОСТИ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Специальность 05.Z3.05 - строительные материалы в шделкз

АВТОРЕФЕРАТ дкссерттали им еокеаят учея08 стгпеяж кандидата технических наук

Росте» - - Дану

Работа выполнена в Ростовском государственном строительном университете.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Илиопояов Сергей Константинович Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Невский Владимир Александрович кандидат технических наук Геймор Виктор Федорович Ведущая организация: МУ "Роставтодор"

Зашита диссертации состоится " 26 " декабря 2000 г. в 10й час в ауд. 232 на заседании специализированного совета Д.063.64.01 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в Ростовском государственном строительном университете по адресу: 344022, г. Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162, ауд. 232

Просим принять участие в обсуждении работы и направить Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный гербовой печатью, на имя ученого секретаря.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГСУ. Автореферат разослан " 25 "ноября 2000 г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор технических наук Несветаев Г.В.

Ош^очн^-тм

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Заметного улучшения качества и ускорения темпов строительства и ремонта покрытий автомобильных дорог можно достичь лишь при использовании новейших технологий и нетрадиционных строительных материалов. К числу последних относятся литые асфальтобетонные смеси. В практике дорожного строительства существует достаточно большая теоретическая база по вопросам производства и укладки литых смесей. Однако широкому их использованию препятствует низкая прочность при высоких эксплуатационных температурах, характерных в летний период для юга России. В связи с вышеизложенным задачи по созданию новых композиций литых асфальтобетонных смесей повышенной прочности, сдвиго- и трещиностойко-стью, а тахже исследованию замены части традиционных каменных материалов и минерального порошка промышленными отходами являются весьма актуальными.

Целью диссертационной работы является разработка сдвигоустойчиво-го литого асфальтобетона повышенной прочности, обладающего высокой тре-1Ц1ШО- и коррозионной устойчивостью в широком диапазоне эксплуатационных температур, для строительства и ремонта верхних слоев асфальтобетонных покрытий в региональных условиях юга Российской Федерации.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- получен новый строительный материал - литой асфальтобетон повышенной сдвигоустойчивости (ЛАПС) для строительства и ремонта дорожных покрытий, обладающий повышенной прочностью, грешино- и коррозионной стойкостью;

- исследованием выявлен механизм воздействия на свойства и структуру литых асфальтобетонных смесей полимерной добавки - резинокарбонатсо-держащего термоэластопласта (РТЭП), заключающийся в образовании ин-терполннерной структуры вяжущего с взаимопроникающими решетками

полимерной добавки РТЭП и битума, при сохранении в целом коагуляцион-ной структуры, что обеспечит повышение прочностных свойств литого асфальтобетона;

- выявлена способность полимерной добавки РТЭП и предлагаемых тонкодисперсных наполнителей дезактивировать свободные радикалы в битуме, которая замедлит процессы старения вяжущего для литого асфальтобетона; На защиту выносятся:

- результаты исследований, направленных на получение литого асфальтобетона повышенной сдвигоустойчивости;

- исследования, проведенные для выявления механизмов воздействия на свойства и структуру литого асфальтобетона полимерной добавки - резинокар-бонатсодержащего термоэластопласта, а также тонкодисперсных наполнителей;

- экспериментальное подгвервдение результатов теоретических исследований, показавших целесообразность комплексной модификации литых асфальтобетонных смесей для улучшения их эксплуатационных качеств.

Практическое значение работа

- разработаны составы литого асфальтобетона, обеспечивающие повышение

сдвигоустойчивости, для строительства и ремонта дорожных покрытий;

- предложено комплексное модифицирование литых асфальтобетонных смесей

за счет введения полимерного резинокарбонатсодержащего термоэластопласта и дисперсных наполнителей;

- на составы вяжущего и асфальтобетонную смесь поданы заявки и получены

патенты РФ № 2119464 и № 2119465 от 27.09.1998;

- получены экспериментально-статистические модели прочности, водоиасы-щсння, плотности, осадки конуса из литой асфальтобетонной смеси, погружения штампа в литую асфальтобетонную смесь, позволяющие определять значения физико-механических показателей в пределах интервала варьирования;

- разработаны методические рекомендации по применению полученного

ЛАПС;

- использование ЛАПС в 1,2-1,3 раза увеличивает срок службы асфальтобетон-

ного покрытия, экономический эффект на I км покрытия за расчетный срок службы составляет 400716,0 руб.

Реализация работы. Результаты проведенных исследований вошли в "Методические рекомендации по применению полимерных сдвигоустойчивых литых асфальтобетонных смесей с резинокарбонатсодержащим термооласто-гшастом (РТЭП)" - Ростоз-на-Дону, 1999 .

Результаты исследований внедрены в ЗАО "Спецстрой" для текущего ремонта автомобильных дорог в г. Ростове-на-Дону.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на Региональной научно - технической конференции (г. Ростов-на-Дону, 1996 г.), XIX научно - технической конференции (г. Пенза, 1997 г.), 1-ой международной научно - практической конференции "Современные проблемы дорожно-транспортного комплекса" (г. Ростов-на-Дону, 1998 г.), Международной научно - практической конференции (г. Ростов-на-Дону, 1997 г.), Научно -практической конференции "Строкгельство-98" (г. Ростов-на-Дону, 1998 г.), Юбилейной международной научно-практической конференции "Строительство^" (Ростов-на-Дону, 1999 г.), Международной научно-практической конференции "Строительство-2000" (г. Ростов-на-Дону, 2000 г.)- Получены патенты РФ № 2119464 и № 2119465.

Публикации. По теме диссертационных исследований опубликовано 8 печатных работ.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов и списка литературы из 141 источника, в том числе на иностранном языке. Работа изложена на 162 страницах машинописного текста, содержит 30 таблиц и 33 рисунка.

ОСНОВНОЕСОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследования и разработки полимерно-армированных литых асфальтобетонных смесей с применением резиновых термоэластопластов (РТЭП) и тонкодисперсных наполнителей (шлама химводоочистхи ТЭЦ и отхода технического углерода) и содержится краткая характеристика работы.

В первой главе представлены краткий обзор литературы и анализ современного состояния проблемы получения и применения литых асфальтобетонов с высокими физико-механическими показателями. Рассмотрены и проанализированы работы исследователей, посвященные опыту использования литого асфальтобетона в дорожном строительстве, опыту применения полимерных вяжущих для модификации асфальтобетонов и дисперсному армированию композиционных материалов.

В настоящее время накоплен довольно большой опыт применения полимеров для придания асфальтобетонам высоких физико-механических показателей. Однако большинство их ориентировано на модификацию обычных уплотняемых видов асфальтобетонов. В настоящей работе для модификации литого асфальтобетона, отличающегося повышенной температурой приготовления и высоким количеством асфальтового вяжущего вещества, подобраны такие добавки, которые замедляют процессы старения вяжущего и повышают прочность литого асфальтобетона на сжатие, сдвиг и растяжение.

В работе проанализирована роль макро- и микроструктуры в формировании свойств литой асфальтобетонной смеси с позиции общей теории асфальтобетонов. Раздельное и одновременное армирование макро- и микроструктуры позволяет улучшать их качественные характеристики, а соответственно и качество всего композита в целом.

Исходя из изложенного обзора литературы, можно сделать вывод о необходимости направленного исследования по созданию новой, сдвигоустойчи-

вой, структурной модификации литого асфальтобетона, модернизируя его ас-фальтовяжущее вещество. Частичное решение этой проблемы может быть достигнуто применением РТЭГТ, шлама химводоочистки ТЭЦ и отхода технического углерода.

Проведенный анализ теоретических исследований позволил сформулировать рабочую гипотезу: получение полимерного сдвигоустойчивого литого асфальтобетона, обладающего повышенной прочностью, трещино- и коррозионной устойчивостью, может быть достигнуто при введении в литую асфальтобетонную смесь добавок РТЭП и различных тонкодисперсных наполнителей, образующих совместно с битумом комплексное полимерное вяжущее с взаимопроникающими решетками полимерной добавки и битума, что способствует формированию в асфальтобетоне пространственной армированной структуры.

На основании изложенной гипотезы и поставленной цели, определены основные задачи диссертационной работы:

1. Исследовать процессы струкгурообразования в полимерном сдвиго-устойчивом литом асфальтобетоне.

2. Изучить комплексное влияние гранулированного резнпо-карбонатсодержащего термоэластопласта (РТЭП) и тонкодисперсных наполнителей (технического углерода и шлама химводоочистки ТЭЦ) на свойства, структуру и процессы старения вяжущего.

3. Выявить основные рецептурные и технологические факторы, оказывающие влияние на прочность и устойчивость к различным воздействиям полученного полимерного сдвигоустойчивого литого асфальтобетона.

4. Разработать математическую модель прогнозирования свойств укрепленного материала - литого асфальтобетона в зависимости от свойств смеси.

5. Произвести опытно-производственную проверку результатов выполненных исследований и определить экономическую эффективность предложенных моделей.

Во второй главе представлены применяемые материалы, изложена методика исследований и план математического планирования эксперимента. В работе применялись битум нефтяной дорожный БНД 40/60; карбонатный минеральный порошок с остатком на сите 0,071 мм 81,2 %; дробленый песок фр. 0-5 мм с М„= 1,39; отсев фракции 0-20 мм. В качестве полимерной добавки использовали резинокарбонатсодержаший термоэластопласт (РТЭП). Основу ГТЭП составляет резиновый термоэластопласт. Он представляет собой гранулы черного цвета, неправильной сферической формы диаметром 3-5 мм. В состав композиции РТЭП кроме термоэластопласта входят структурирующие битумы компоненты - карбонат кальция, сера и другие добавки. По эффективности по-лимеризующей способности, а также по способности совмещаться (растворяться) в битуме РТЭП в значительной мере превосходит многие другие известные полимерные добавки. Плотность гранул РТЭП составляет 1,83 г/см3. Тонкодисперсные наполнители представляют собой отход технического углерода и шлам химводоочистки ТЭЦ. Удельная поверхность отхода технического углерода -140-180 тыс. см7г, шлама 7800 см2/г.

Изучение физико-механических показателей асфальтобетонных смесей производилось по методикам действующих стандартов и технических условий.

Оптимизацию состава и свойств литого асфальтобетона осуществляли по методике, предложенной В.А. Вознесенским. Для этого в работе были реализованы два полных трехфакторных трехуровневых эксперимента по плану Бокса В3(п0=1).

Безразмерность факторов достигалась нормализацией натуральных величин по формуле:

Х= ~хч

где X - значение нормализованного фактора;

Х| - натуральное значение I -го фактора;

Хо| - основной уровень ¡-го фактора, вычисляемый как: Хо|= 0,5 (х^, + Х)т,я) где Х;пах - максимальное значение 1 -го фактора;

Х|ши1 - минимальное значение 1 -го фактора При математической обработке результатов эксперимента, в качестве аппроксимированного принимали полином второго порядка вида:

• 1 > к=6,+X +XV/+£ .

(•I 1.1 Ы!

где У - параметр выхода (исследуемое свойство);

х„ Хз - исследуемые факторы;

к - число факторов;

Ьо, Ь,, Ь„, Ъу - коэффициенты уравнения регрессии. Третья глава «Исследование влияния резино-карбонат содержащеготер-моэластопласта и тонкодисперсных наполнителей на физико-механические свойства и структуру литых асфальтобетонных смесей и вяжущего для их приготовления» посвящена получению и оптимизации структуры разработанного литого асфальтобетона. В первой части исследовалось влияние комплексной полимерной резиносодержащей добавки на свойства и структуру вяжущего.

Обобщение экспериментальных и теоретических данных позволяет говорить о существовании двух принципиально различных и одном промежуточном структурных типах битумов. Дисперсно-подобные битумы (тип "гель") содержат много асфапьтенов, масел и мало смол. Битумы, подобные растворам, содержат относительно мало асфапьтенов и масел, но много смол (тип "золь"). Между этими двумя храйними типами существуют битумы с промежуточным типом структуры "золь-гель". Поиски критериев оптимальности дали два основных показателя структурного типа битума - Кстд и К,р Первый определяет структурный тип битума по таким его свойствам как температура хрупкости (Тхр), температура размягченкч (ТР) и растяжимость (Д) при 25°С:

10

г -г

1Г = ' ч

Второй определяет структурный тип битума по данным группового состава:

К = л+сгс + ////У ф АУ+ПБС '

где А - асфальтены;

СБС - спиртобензольные смолы;

ПНУ - парафино-нафтеновые углеводороды;

АУ - ароматические углеводороды;

ПБС - петролейнобензольные смолы.

При КстдлКгр, меньшим, чем 0,65, битумы обладают структурой "золь", от 0,65 до 1,05 - "золь-гель" и при большем 1,05 - "гель".

В табл. 1 и на рис. I представлено влияние различного содержания РТЭП на физико-механические показатели битума.

Данные таблицы свидетельствуют о том, что введение добавки РТЭП уменьшает пенетрацию вяжущего и растяжимость при 25°С и 0°С, однако уменьшения не столь значительны, чтобы изменить марку вяжущего. Вяжущее приобретает такое важное новое свойство, как эластичность, которая достигает 90 %, а интервал пластичности увеличивается на 10-15 единиц.

Оптимальным, по данным исследования, следует считать содержание РТЭП в битуме в количестве до б %. При таком количестве добавки достигается достаточно высокая эластичность вяжущего - 82 %, растяжимость находится в хорошем диапазоне - 64 см, температура хрупкости понижается по сравнению с исходным битумом на 4 °С. Введение более 6 % РТЭП (8,10 % и выше) в исследуемый битум понижает его пенетрацию, переводя при этом битум в другую, более вязкую марку, вяжущее становшся менее пластичным. Дуктиль-ность вяжущего понижается в 1,3-1,5 раза, коэффициент стандартных свойств возрастает до 1,32 (8 %) и до 1,73 (10 %).

Повышение качества битума лри добавлении до 6 % резинового термо-эластопласта можно объяснить образованием в вяжущем взаимопроникающих решеток полимерной добавки и битума. При объединении РТЭП с битумом при 180-190°С термопластичная составляющая добавки полностью расплавляется в вяжущем, образуя при охлаждении смешанную структуру вяжущего с решетками полимерной добавки и битумного вяжущего. Резинокарбонатсодержащая часть РТЭП, находясь во взвешенном состоянии в упругой среде, в данном случае - битуме, образует дисперсную фазу, обладающую армирующими свойствами. Образование такой усиленной решетки объясняет понижение пенетрации модифицированного вяжущего, его большую устойчивость к пониженным и повышенным температурам (возрастает температура размягчения и понижается температура хрупкости), а также появление у вяжущего достаточно высокой эластичности.

Проведенные исследования свидетельствуют тахже о позитивном влиянии добавления РТЭП на замедление процессов старения вяжущего, что подтверждено методами адсорбционно-хроматографического, рентгено-фазового анализов и электронно-парамагнитного резонанса.

Адсорбционно-хроматографический анализ группового состава вяжущего до и после старения показал, что у чистого битума Кф изменилось с 0,80 до 1,21, что перевело битум из III, оптимального, типа в I, неоптимальный, в то время как у битума с добавхой 6 % РТЭП он увеличился с 1,00 до 1,01, что оставило вяжущее в рамках П1 оптимального типа.

Рентгеиофазовые исследования структурных свойств вяжущего также подтвердили, что оптимальным содержанием РТЭП в битуме является 5-6 % от массы битума. Сравнение дифрактограмм исходного битума БНД 40/60, битума с 5 % и с 10 % РТЭП показали, что при добавлении 5 % РТЭП битум, как и исходный, сохраняет оптимальную коагуляционную структуру, при содержании добавки в пределах 8-10 % и более наблюдаются изменения в структуре с обрлэованием кристаллической фазы.

Физико-мехакические показатели битума БНД 40/60 с добавкой РТЭП.

Таблица 1

Содержание РТЭП, % Глубина проникания иглы 0,1 мм, при Растяжимость, см, при Температура, °С Изменение температуры размягчения после прогрева, °С Интервал пластичности Эластичность, % Коэф. станд, свойств Кгтд

размягчения хрупкости вспышки

25°С 0"С 25"С 0°С

0 59 15 81 2,5 49 -11 240 4,5 60 нет 0,74

2 55 ¡5 75 2,2 50 -12 242 4,0 62 41 0,82

4 52 14 70 2,1 51,5 -13 245 4,5 64,5 63 0,92

6 48 13 64 1,9 53 -16 247 5,0 68 82 1,06

8 42 И 53 1,7 54 -16 250 5,5 70 89 1,32

10 37 9 42 1,6 55 -18 252 6,0 73 93 1,73

Требования ГОСТ 2224590 к битумам БНД 40/60 40-60 не менее 13 не менее 45,0 не ниже 51 не выше -12 не ниже 230 не более 5 0,651,10

я о

а

¡ч

2

»

Я

О

■V

Я

3

» 3

К «

?

Я п

Эластичность, %

> 8 ё § 3 8

о а

я **

Я

1 о

! ^

Э

?\

~ к ч

"^Тл !

^ V

Г" V 2

) ^ \

о о — — ы ы

и ъ, с; Коэффициент стандартных свойств

Температура хрупкости,'С

^ » й ы &

Температура размягчения,°С

Пенетрацмн, 0,1 мм

оосэооооооо

иг

о — м (>* -а» л о о о о о о

Оо

Растяжимость, см

а

8 ж

к

«

а

о

ж

он

а

н

X "о

и

£ о*

•б

Исследование процессов старения вяжущего методом электронной микроскопии показало, что в отличие от исходного битума, на снимках которого четко прослеживаются образовавшиеся трещины, указывающие на заметное его старение, на снимках полимерно-армирующего вяжущего, подверженного старению в тех же условиях, что и исходный битум, образование трещин не наблюдается. На изображениях полимерно-армирующего вяжущего просматриваются резинокарбонатсодержащие частицы армирующей добавки, набухшие в нагретом вяжущем при длительном выдерживании.

Методом электронно-парамагнитного резонанса выявлена способность РТЭП дезактивировать свободные радикалы в битуме. Введение в битум 4 % РТЭП почти в 2 раза уменьшает интенсивность спектра электронного парамагнитного резонанса, что указывает на способность этого вяжущего в меньшей степени подвергаться процессам старения (табл 2). Представляло интерес выявление концентраций свободных радикалов в системах с использованием вяжущего битума с выбранными заполнителями шламом химводоочистки ТЭЦ, техническим углеродом и минеральным порошком. При добавлении в количестве 4 % каждого их этих наполнителей в битум, концентрация свободных радикалов (таблица 2, п. 3,4) достигает значений 1,55-1,56. Смесь битума с 4 % минерального порошка (образец №5) показала меньшую концентрацию парамагнитных центров - 0,95. Образцы смесей 7-8 (рис. 3.11, табл. 2), содержащие по 4 % РТЭП и наполнителя, показали несколько иную картину. Концентрация парамагнитных центров смесей с участием шлама или минерального порошка имела приблизительно одинаковые значения соответственно 0,93 и 0,82, т.е. в смесях со шламом произошло значительное снижение количества свободных радикалов от 1,55 до 0,93. При использовании же минерального порошка эти изменения незначительные: от 0,93 до 0,82. Заметное снижение парамагнитных факторов - у смесей с участием шлама химводоочистки, видимо, должно обеспечивать активность полимерного асфальтового вяжущего. Кроме того, такая

замена позволяет при приготовлении литого асфальтобетона использовать менее вязкий битум, даже марки БНД 60/90. Большая удельная поверхность шлама (7800 см2/г) позволяет низкомолекулярным компонентам битума проникать в наиболее тонкие поры и образуемые ими капилляры наполнителя, и битум становится более вязким в сравнении с исходным. Рассматривать эти изменения, претерпеваемые менее вязким битумом, как одну из форм старения вяжущего, не следует, так как. при приготовлении литого асфальтобетона обычно берется заранее очень вязкий битум с пенетрациен 40-50, подверженный в сильной степени процессам старения.

Итак, способность добавки РТЭП дезактивировать свободные радикалы в битуме, указывает на образование новой полимерной структуры за счет взаимодействия парамагнитных центров полимерной добавки и битума и на замедление процессов поликонденсации и полимеризации при старении полимерно-битумной системы в условиях эксплуатации. Наибольшее в системе "РТЭП -БИТУМ - НАПОЛНИТЕЛЬ" снижение свободных радикалов наблюдается у смесей, содержащих шлам химводоочисткя ТЭЦ. При использовании шлама химводоочистки благодаря парамагнитным взаимодействиям обеспечивается высокая активность полимерного асфальтового вяжущего и возможность использования при приготовлении литого асфальтобетона менее вязких битумов.

Таблица

Значение количества парамагнитных центров относительно исходного битума

№ [ п/п 1 1 1 Наименование пробы Количество парамагнитных центров на единицу массы, Р

I Битум БНД 40/60 1

■ 2 Битум БНД 40/60 + 4 % РТЭП 0,59

-> Битум БНД 40/60 + 4 % шлама 1,55

4 Бнтум БНД 40/60 +4 % технического углерода 1,56

5 Битум БНД 40/60 +4 % минерального порошка 0,95

6 Битум БНД40/60 + 4% РТЭП + 4 % шлама 0,93

7 Битум БНД 40/60 + 4 % РТЭП + 4 % технического углерода 1,56

8 Битум БНД 40/60 + 4 % РТЭП + 4 % минерального порошка 0,82

Во второй части исследовано влияние РТЭП, тонкодисперсных наполнителей и количества вяжущего на структуру и свойства литых асфальтобетонов.

Для испытаний по специальной программе была подобрана смесь оптимального состава, рекомендуемая Л.Б. Гезенцвеем «щебеночная смесь» для строительства и ремонта асфальтобетонных покрытий, но с учетом требований ТУ 400-24-158-89 для II типа смесей, относящихся к группе вязкопластичных (вибролитых) асфальтобетонных смесей, т.к. они уплотняются вибробрусом асфальтоукладчика. По этим требованиям максимальный размер зерен смеси до 20 мм, содержание асфальтовяжущего вещества 20-25 %, отношение Б/МП 0,40-0,55. В ее состав пошли:

- отсев 0-20 мм -67 %;

- отсев 0-5 мм -18%;

- минеральный порошок -10-15%;

- шлам химводоочкстки ТЭЦ или отход техн. углерода - 0 - 5 %;

-РТЭП-0-1%;

- битум БНД 40/60 - 8,5-9,5 %.

Зависимости физико-механических характеристик литых асфальтобетонных смесей от содержания в них РТЭП, шлама химводоочистки ТЭЦ или отхода технического углерода приведены на рисунках 2-4.

Анализ полученных результатов показал, что во всех случаях прочность асфальтобетона с предлагаемыми тонкодисперсными заполнителями выше, чем у асфальтобетона, приготовленного только из кондиционных материалов. Особенно заметно влияние тонкодисперсных заполнителей на такие показатели как прочность на сжатие при 50°С (Км), прочность на расколе при 0°С (К *), прочность на сдвиг при 60°С (Я^™). В частности при введет«! в состав смеси 1 % отхода технического углерода прочность Л™ повышается на 46 %, Я50 на 43 %, И; на 31 %. При добавлении 1 % шлама химводоочистки ТЭЦ и Л? повышаются на 32 %, а К50 на 29 %.

Эти изменения свойств объясняются, по-видимому тем, что предлагаемые тонкодисперсные заполнители, обладая значительно большей, чем минеральный порошок, поверхностью и химической активностью часто поглотают, а частично вступают в реакцию со свободными радикалами битума. Тем самым они образуют единую систему "заполнитель-битум", обладающую как повышенными прочностными свойствами, так и большей стойкостью к окислению шслородом воздуха, а, следовательно, и к старению.

В четвертой главе «Экспериментально - статистическое моделирование :оставов и свойств литых асфальтобетонов, приготовленных с применением >азличных модификаторов» проводится комплексная оценка характеристик

литого асфальтобетона, модифицированного тонкодисперсными наполнителями и РТЭП.

В этих целях в работе было спланировано 2 полных трехфакторных эксперимента. С использованием прикладных программ ЭВМ были построены модели изоповерхносгей основных физико-механических показателен полимерных литых асфальтобетонных смесей. Опираясь на данные статистического моделирования составов был подобран оптимальный состав модифицированной литой асфальтобетонной смеси:

- отсев фр. 0-20 мм - 67 %;

- отсев фр. 0-5 мм - 18 %;

- минеральный порошок - 12,5 %;

- шлам химводоочистки ТЭЦ- 2,5 %;

- РТЭП - 0,5 %;

- битум - 9,0 %.

В пятой главе «Технология производства строительства и ремонта верхнего слоя покрытия с использованием полимерных сдвнгоустойчивых лнтьгх асфальтобетонных смесей» изложены рекомендации по применению литых асфальтобетонных смесей с РТЭП, определена экономическая эффективность использования сдвигоустойчивого литого асфальтобетона и изложены результаты опытной проверки результатов исследования. Проверку основных рецеп-турно-технологических рекомендаций по производству ЛАПС производили на базе Ростовского-на-Дону ЗАО "Спецстрой". Сравнение приготовленных по базовому и новому варианту смесей, наблюдение за уложенными участками показали предпочтительность использования предлагаемых модификаторов.

Экономическая эффективность применения шлама химводоочистки ТЭЦ и РТЭП составляет 400760,0 руб.

Зэвнснчосгь прочности иаслвиг при 60 С от содержания вяжушсгои РТЭП

">

я 1.«

г и 1.6

14

и

X 1.2-

5 1 -

X

о о. 0.8 -

С

0.6 4

1.74 1.8 __ ___» 1,9

1.58 1.59

т и

1.33

1,17 I ля 1.41

1.26

1.03

♦ 8,5 % вяжущего Н 9,0 % вяжущего Д 9,5 V» гажущсго

0 0.25 0,5 0,75 I

Содержание РТЭП, %

Зависимость прочности на раскол при 0*С от содержания вяжущего н РТЭП

5 1.8 2 и

о

5 1,4 о.

X 1,2 л

а I

х

1.0,8 С

0,6

и

«9

¡и

5 0,9

г

¡5 0,8

? 0,7

О

о.

с 0,6

1 7 1.71

1,58 1,61 I Л * I 6

-- 1.34 - ?,53 а 1,53

¡у-"""

1,11 Лг^

♦ 8,5 % вгяутаего Я 9,0 % вяжущего Д 9,5% вяжущего

1

0 0.25 0,5 0,75

Содержание РТЭП, % Зависимость прочности иа сжатие при 50°С от содержания вяжущего и РТЭП

1,06

0,97 1,01

0.91 -—-^ТСЗб ---®\98

0.82

0.77 о.Уч 0,8

0,68 0,74

♦ 8,5 % вяжущего О 9,0 % вяжущего 4 9,5 % вяжущего

0.25 0,5 0,75

Содержание РТЭП, %

Рис 2. Влияние РТЭП на прочностные спонства литого асфальтобетона

1,4

и 1,2 и 1

0,9 0,8 0.7 0,6

20 «

Зависимость прочности на сдвиг при 60ПС от содержания я*ж> щего и технического углерода

♦ 8,5 % вяжущего а 9,0 % шкущего А 9,5 % вяжущего

1,25 2,5 3,75

Содержание технического углерода, V.

Зависимость прочности из раскол при 0<Ь от содержания вяжущего и техническогоуглерола

1.68 1,72 ---о

1,58 Аг—— _в 1,65

1,58* ...... 111,58 1,6

-— из

1,340""'^ ^■"1,38

1.11

8,5 % шгжущего 9,0 % мжущсго 9,5 % высшего

0 1,25 2,5 3,75 5

Содержание технического углерода, •/•

Зависимость прочности ка сжатие при 50°С от содержания вяжущего и технического углерода

1,26 __<—♦135

1,1?

---___ —КОТ

0,91 ^■""'1,04

0.82^

^0,68

♦ 8,5 % вяжущего В 9,0 % вяжущего А 9,5 % вяжущего

0,25 0.5 0,75

Содержание технического углерода, %

В

Рис 3. Влияние технического углерода на прочностные свойства литого асфальтобетона

Заижнмость прочности нз сдвиг при 60 С от содержания вяжушего и шлама химводоочистки

♦ 8.5 % вяжущего О 9,0 % вяжущего & 9,5 % ежжушего

О !Д5 2J 3,75 5

Содержание шлама химводоочмстгн, %

Заажимосгь прочности на раскол при ОХ от содержания вяжушего и шлама

ХИМ8ОДО0ЧИСТ*И

• 8.5% вяжущего а 9,0 % »яжущего Л 9,5 % вяжущего

1,25 2,5 3,75

Содержание шлама химводоочнспси» V»

1.4 U 1,2 1,1 I

0,9 0,8 0,7 0,6

Зависимость прочности на сжатие при 5(/Ь от содержат!« вяжущего и шлама химводоочкгпея

и» 1,29

1 пч

0,91

0,82,3__ Z-—^Шь 0,91

^0.6»

1,25 2,5 3,75

Содержание urnaмл хкывоооочисгеи, %

♦ 8,5 % вяжущего О 9,0 % вяжущего д 9,5 % вяжущего

0

5

Рис 4. Влияние шлама химводоочистки на прочностные свойства литого асфальтобетона

22

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Получен литой асфальтобетон повышенной сдвигоустойчивосп (ЛАПС), обладающий повышенной прочностью, трещи но- и коррозионной устойчивостью;

2. Выявлены роль и механизмы воздействия предлагаемых модификато ров на потребительские свойства литых асфальтобетонных смесей, пригсхгов ленных с их применением. Установлено, что РТЭП (резнно карбонатсодержащий термоэластоапаст) значительно повышает интервал пла стичностн битума, придает ему эластичность, обеспечивает литому асфальтобе тону высокие прочностные показатели в широком диапазоне эксплуатационные температур;

3. Методами физико-химического анализа (рентгено-фазовым анализом ЭПР, электронной микроскопией) установлен механизм влияния добавок РТЭГ и тонкодисперсного заполнителя на процессы структурообразования в пито* асфальтобетоне и процессы старения вяжущего.

4. Использование РТЭП обеспечило создание полиматричиой комбини рованной структуры асфальтобетона. При объединении РТЭП с битумом пр! 180-190°С термопластичная составляющая добавки полностью расплавляется 1 вяжущем. Резино- и карбонатсодержащая часть РТЭП, находясь во взвешенно!» состоянии в упругой среде, в данном случае, в битуме, образует дисперснук фазу, обладающую армирующими свойствами.

5. Установлено, что ЛАПС обладает стабильной структурой коагуляци онного типа, способной восстанавливать свои свойства и структуру, а также ] большой степени, чем асфальтобетоны с другими типами структуры, сопротив ляться старению.

6. Наиболее рационально использовать в составе литого асфальтобетон; 0,5 % РТЭП и 2,5 % (от массы минеральной части) тонкодисперсного наполни

теля. При этом прочность на сжатие мри 50"С увеличивается на 18-21 %, прочность на растяжение при расколе на 37-4! %, прочность на сдвиг на 62-76 %.

7. Получены математические модели зависимостей составов един го-устойчивого литого асфальтобетона от основных факторов: содержания заполнителя, содержания вяжущего, содержания РТЭП. Эти модели позволяют производить оценку свойств ЛАПС при любом сочетании исследованных факторов при определенных интервалах их варьирования.

8. Разработаны методические рекомендации по применению сдвиго-устойчивого литого асфальтобетона. Производственная проверка подтвердила возможность использования разработанного асфальтобетона для строительства и ремонта верхнего слоя дорожного покрытия.

9. Использование ЛАПС в 1,2-1,3 раза увеличивает срок эксплуатации асфальтобетонного покрытия. Экономический эффект на I км дороги за расчетный срок службы составляет 400716,0 руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Илиополов С.К., Углова Е.В., Пронин В.В. Показатели качества асфальтобетона дорожных покрытий с учетом условий г. Ростов н/Д. Тезисы докладов на Региональной научно-технической конференции, г.Ростов-н/Д, 1996 .

2. Илиополов С.К., Углова Е.В., Мардиросова И.В., Пронин В.В. Состав и свойства щебеночного литого асфальтобетона / Материалы XXIX Научно-технической конференции, часть II, Пенза, 1997 г.

3. Мардиросова И.В., Углова Е.В., Пронин В.В. Литой асфальтобетон, приготовленный на смешанном битуме (БНД 60/90 и БН-IV) / Тезисы докладов Международной научно-практической конференции, г.Ростов-н/Д, 1997.

4. Илиополов С.К., Мардиросова И.В., Пронин В.В. Сдвиго- и трещино-устойчивый литой асфальтобетон / Тезисы докладов 1-ой Международной научно-практической конференции "Современные проблемы дорожно-транспортного комплекса", г.Ростов-н/Д, 1998.

5. Илиополов С.К., Пронин В.В., Углова Е.В., Мардиросова И.В. Повышение сдвигоустойчивости литой смеси / Тезисы докладов международной научно-практической конференции "Строительство-98 г.Ростов-н/Д, 1998 .

6. Пронин В.В. Влияние высокопористых заполнитетей на сдвигоустойчи-вость литого асфальтобетона / Тезисы докладов Юбилейной международной научно-практической конференции "Строительство-99", г.Ростов-н/Д, 1999 .

7. Сидоренко H.H., Пронин B.B. Причины снижения сцепных качеств п верхностных обработок на дорогах Юга России / Тезисы докладов междун родной научно-практической конференции "Строительство -2000", г.Ростов-н Дону, 2000 г.

8. Илиополов С.К., Пронин В.В., Шаврина О.В. Литой асфальтобетон опт мальной структуры/ Тезисы докладов международной научно-практическ< конференций "Строительство -2000", г.Ростов-н/Д, 2000.

9. Патент 2119464. Российская Федерация., Вяжущее для дорожи о строительства.

10. Патент 2119465. Российская Федерация. Асфальтобетонные смеси.

ЛР 020818 от 13.01.99. Подписано в печать 24.11.2000

Формат 60x84/16. Бумага писчая Ризограф. Уч.-изд.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 541

Редамцгонно-издательский центр.

Ростовского государственного строительного университета. 344022, г.Ростов-на-Дону, ул Социалистическая, 162

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Пронин, Владимир Викторович

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Литой асфальтобетон как строительный материал. Опыт использования литого асфальтобетона.

1.2. Опыт применения и виды комплексных модификаторов для композиционных материалов.

1.3. Современные представления о структурообразовании литого асфальтобетона.

1.4. Обоснование выбора модификаторов для литых асфальтобетонных смесей.

1.5. Цель и задачи исследования.

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИМЕ

НЯЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ

2.1. Методика экспериментальных исследований. Приборы и оборудование.

2.1.1. Физико-химические исследования вяжущего.

2.2. Характеристика применяемых материалов.

2.2.1. . Физико-механические показатели битума.

2.2.2. Физико - механические показатели минеральных материалов.

2.2.3. Отход технического углерода.

2.2.4. Шлам химводоочистки ТЭЦ.

2.2.5. Резино-карбонатсодержащий термоэластопласт (РТЭП).

2.3. Математические методы планирования эксперимента.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РТЭП И ТОНКОДИСПЕРСНЫХ

НАПОЛНИТЕЛЕЙ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТ

ВА И СТРУКТУРУ ЛИТЫХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ И ВЯЖУЩЕГО ДЛЯ ИХ ПРИГОТОВЛЕНИЯ. 3.1. Влияние резино-карбонатсодержащего термоэластопласта (РТЭП) на свойства вяжущего.

3.1.1. Структурные типы битумов

3.1.2. Физико-механические показатели битума, модифицированного РТЭП.

3.1.3. Исследование процессов старения вяжущего.

3.1.4. Адсорбционно-хроматографический анализ вяжущего.

3.1.5. Рентгенофазовые исследования структурных свойств вяжущего.

3.1.6. Изучение процессов старения вяжущего методом электронно-микроскопического анализа.

3.1.7. Исследования влияния РТЭП и различных тонкодисперсных наполнителей на асфальтово-вяжущее вещество методом электронного парамагнитного резонанса.

3.2. Исследование влияния РТЭП и наполнителей на свойства литых асфальтобетонов.

3.2.1. Прочность, удобоукладываемость и температурная устойчивость литого асфальтобетона при его модификации шламом химводоочистки ТЭЦ.

3.2.2. Прочность, удобоукладываемость и температурная устойчивость литого асфальтобетона при его модификации отходом технического углерода.

3.2.3. Прочность и температурная устойчивость литого асфальтобетона при его модификации РТЭП.

3.2.4. Влияние количества вяжущего на качественные характеристики литого асфальтобетона.

3.2.5. Структурные изменения в литом асфальтобетоне при введении РТЭП.

3.3. Выводы,

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО - СТАТИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СОСТАВОВ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СВОЙСТВ

ЛИТЫХ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ, ПРИГОТОВЛЕНЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ МОДИФИКАТОРОВ

4.1. Комплексная оценка качественных характеристик литого асфальтобетона, модифицированного шламом химводоочист-ки ТЭЦ и РТЭП.

4.2. Комплексная оценка качественных характеристик литого асфальтобетона, модифицированного отходом технического углерода и РТЭП.

4.3. Выводы.

5. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА НОВОГО И РЕМОНТА СТАРОГО

ПОКРЫТИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛИТОГО АСФАЛЬТОБЕТОНА ПОВЫШЕННОЙ СДВИГОУСТОЙЧИВОСТИ (ЛАПС)

5.1. Технология приготовления и производства работ с применением ЛАПС

5.2. Оценка экономической эффективности использования ЛАПС

5.3. Опытная проверка результатов исследования

Введение 2000 год, диссертация по строительству, Пронин, Владимир Викторович

Заметного улучшения качества и темпов строительства и ремонта автомобильных дорог возможно достичь лишь при использовании новейших технологий нетрадиционных строительных материалов.

К их числу следует отнести и такой строительный материал, как литой асфальтобетон, модифицированный различными минеральными и органическими добавками. Использование литого асфальтобетона в верхних слоях дорожных покрытий в качестве замены слоев из традиционного мелкозернистого асфальтобетона позволит не только повысить темпы строительства и ремонта, но и существенно увеличить долговечность и качество устраиваемой дорожной одежды.

В практике дорожного строительства существует достаточно большая теоретическая база по вопросам производства и укладки литых асфальтобетонных смесей. Однако широкое использование литых асфальтобетонных смесей ограничено в настоящее время необходимостью специального оборудования для доставки их к месту производства работ и пониженной прочностью литых асфальтобетонов при высоких эксплуатационных температурах, характерных в летний период для Юга России.

В связи с вышеизложенным, в настоящей работе поставлена задача по созданию новых композиций литых асфальтобетонных смесей с повышенной прочностью, сдвиго- и трещиноустойчивостью, а также по исследованию замены части традиционных каменных материалов и минерального порошка промышленными отходами.

Наряду с этим внимания заслуживают комплексные методы модификации литых асфальтобетонных смесей, позволяющие максимально использовать положительные свойства компонентов.

Это позволяет считать проблему повышения прочности, сдвиго-, тре-щино- и коррозионной устойчивости литых асфальтобетонных смесей, решаемую в этой работе весьма актуальной.

Цель диссертационной работы - разработка сдвигоустойчивого литого асфальтобетона повышенной прочности, обладающего высокой трещино- и коррозийной устойчивостью в широком диапазоне эксплуатационных температур, для строительства и ремонта верхних слоев асфальтобетонных покрытий в региональных условиях Юга Российской Федерации. Научная новизна работы состоит в том, что:

- выполненный комплекс теоретических и экспериментальных исследований позволил выявить и обосновать возможность получения нового строительного материала - литого асфальтобетона повышенной сдвиго-устойчивости (ЛАПС) для строительства и ремонта дорожных покрытий, обладающего повышенной прочностью, трещино- и коррозионной стойкостью, за счет создания и оптимизации системы «БИТУМ - РТЭП -НАПОЛНИТЕЛЬ»;

- исследованием выявлен механизм воздействия на свойства и структуру литых асфальтобетонных смесей полимерной добавки - резинокарбонат-содержащего термоэластопласта, заключающийся в образовании интерполимерной структуры вяжущего с взаимопроникающими решетками полимерной добавки РТЭП и битумов, при сохранении в целом коагуляци-онной структуры, что обеспечит повышение прочностных качеств литого асфальтобетона;

- выявлена способность добавки РТЭП и предлагаемых тонкодисперсных наполнителей дезактивировать свободные радикалы в битуме, которая замедлит процессы старения вяжущего дЛя литого асфальтобетона;

Практическое значение работы:

- разработаны составы литого асфальтобетона, обеспечивающие повышение сдвигоустойчивости, для строительства и ремонта дорожных покрытий; предложено комплексное модифицирование литых асфальтобетонных смесей за счет введения полимерного резинокарбонатсодержащего тер-моэластопласта (РТЭП) и дисперсных наполнителей;

- получены экспериментально-статистические модели прочности, водонасыщения, плотности, осадки конуса из литой асфальтобетонной смеси, погружения штампа в литую асфальтобетонную смесь.

- разработаны методические рекомендации по применению полученного ЛАПС.

- использование ЛАПС в 1,2-1,3 раза увеличивает срок службы асфальтобетонного покрытия, экономический эффект на 1 км покрытия за расчетный срок службы составляет 400716,0 руб.

На составы вяжущего и асфальтобетонную смесь поданы заявки и получены патенты РФ 2119464 и 2119465 от 27. 09.1998 года;.

На защиту выносятся:

- результаты исследований, направленных на получение литого асфальтобетона повышенной сдвигоустойчивости;

- исследования, проведенные для выявления механизмов воздействия на свойства и структуру литого асфальтобетона полимерной добавки - рези-нокарбонасодержащего термоэластопласта а также тонкодисперсных наполнителей;

- экспериментальное подтверждение результатов теоретических исследований, показавших правомерность выводов и заключений о целесообразности комплексной модификации литых асфальтобетонных смесей для улучшения их эксплуатационных качеств.

Апробация работы: Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждались на научно-практических конференциях Ростовского Государственного строительного университета (1996-2000 г.г.), международных конференциях: Региональная научно-техническая конференция (г. Ростов-на-Дону, 1996 г.), XXIX научно-техническая конференция (г. Пенза, 1997 г.), Международная научно-практическая конференция (г. Ростов-на-Дону, 1997 г.), 1-я Международная научно-практическая конференция "Современные проблемы дорожно-транспортного комплекса" (г. Ростов-на-Дону, 1998 г.), Научно-практическая конференция "Строительство-98" (г. Ростов-на-Дону, 1998 г.), Юбилейная международная научно-практическая конференция "Строительство-99" (г. Ростов-на-Дону, 1999 г.), Международная научно-практическая конференция "Строительство-2000" (г. Ростов-на-Дону,2000 г.). Публикации:

1. Илиополов С.К., Углова Е.В., Пронин В.В. "Показатели качества асфальтобетона дорожных покрытий с учетом условий г. Ростов-на-Дону" / Сб. докладов на Региональной научно-технической конференции, г.Ростов-на-Дону, 1996 г.

2. Илиополов С.К., Углова Е.В., Мардиросова И.В., Пронин В.В. "Состав и свойства щебеночного литого асфальтобетона" / Материалы XXIX Научно-технической конференции, часть II, Пенза, 1997 г.

3. Мардиросова И.В., Углова Е.В., Пронин В.В. "Литой асфальтобетон, приготовленный на смешанном битуме (БНД 60/90 и БН-IV)" / Сб. докладов Международной научно-практической конференции, г. Ростов-на-Дону, 1997 г.

4. Илиополов С.К., Мардиросова И.В., Пронин В.В. "Сдвиго- и трещино-устойчивый литой асфальт" / Сб. докладов 1-ой Международной научно-практической конференции "Современные проблемы дорожно-транспортного комплекса", г. Ростов-на-Дону, 1998 г.

5. Илиополов С.К., Пронин В.В., Углова Е.В., Мардиросова И.В. "Повышение сдвигоустойчивости литой смеси" / Сб. докладов международной научно-практической конференции "Строительство-98", г. Ростов-на-Дону, 1998 г.

6. Пронин В.В. "Влияние высокопористых наполнитетей на сдвигоустой-чивость литого асфальтобетона" / Сб. докладов Юбилейной междуна9 родной научно-практической конференции "Строительство-99", г.Ростов-на-Дону, 1999 г.

7. Сидоренко Н.Н., Пронин В.В. "Причины снижения сцепных качеств поверхностных обработок на дорогах Юга России" / Сб. докладов международной научно-практической конференции "Строительство -2000", г.Ростов-на-Дону, 2000 г.

8. Илиополов С.К., Пронин В.В., Шаврина О.В. "Литой асфальтобетон оптимальной структуры"/ Сб. докладов международной научно-практической конференции "Строительство -2000", г.Ростов-на-Дону, 2000 г.

9. Патент 2119464 (Российская Федерация) от 27.09.1998 г. Вяжущее для дорожного строительства.

10. Патент 2119465 (Российская Федерация) от 27.09.1998 г. Асфальтобетонные смеси.

Заключение диссертация на тему "Литой асфальтобетон повышенной сдвигоустойчивости для покрытий автомобильных дорог"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Получен литой асфальтобетон повышенной сдвигоустойчивости (ЛАПС), обладающий повышенной прочностью, трещино- и коррозионной устойчивостью;

2. Выявлены роль и механизмы воздействия предлагаемых модификаторов на потребительские свойства литых асфальтобетонных смесей, приготовленных с их применением. Установлено, что РТЭП (резино-карбонатсодержащий термоэластопласт) значительно повышает интервал пластичности битума, придает ему эластичность, обеспечивает литому асфальтобетону высокие прочностные показатели в широком диапазоне эксплуатационных температур;

3. Методами физико-химического анализа (рентгено-фазовым анализом, ЭПР, электронной микроскопией) установлен механизм влияния добавок РТЭП и тонкодисперсного заполнителя на процессы структурообразования в литом асфальтобетоне и процессы старения вяжущего.

4. Использование РТЭП обеспечило создание полиматричной комбинированной структуры асфальтобетона. При объединении РТЭП с битумом при 180-190°С термопластичная составляющая добавки полностью расплавляется в вяжущем. Резино- и карбонатсодержащая часть РТЭП, находясь во взвешенном состоянии в упругой среде, в данном случае, в битуме, образует дисперсную фазу, обладающую армирующими свойствами.

5. Установлено, что ЛАПС обладает стабильной структурой коагуляционного типа, способной восстанавливать свои свойства и структуру, а также в большой степени, чем асфальтобетоны с другими типами структуры, сопротивляться старению.

6. Наиболее рационально использовать в составе литого асфальтобетона 0,5 % РТЭП и 2,5 % (от массы минеральной части) тонкодисперсного наполнителя. При этом прочность на сжатие при 50°С увеличивается на 18-21 %, прочность на растяжение при расколе на 37-41 %, прочность на сдвиг на 62-76 %.

7. Получены математические модели зависимостей составов сдвигоустойчивого литого асфальтобетона от основных факторов: содержания заполнителя, содержания вяжущего, содержания РТЭП. Эти модели позволяют производить оценку свойств ЛАПС при любом сочетании исследованных факторов при определенных интервалах их варьирования.

8. Разработаны методические рекомендации по применению сдвигоустойчивого литого асфальтобетона. Производственная проверка подтвердила возможность использования разработанного асфальтобетона для строительства и ремонта верхнего слоя дорожного покрытия.

9. Использование ЛАПС в 1,2-1,3 раза увеличивает срок эксплуатации асфальтобетонного покрытия. Экономический эффект на 1 км дороги за расчетный срок службы составляет 400716,0 руб. iHSL

Библиография Пронин, Владимир Викторович, диссертация по теме Строительные материалы и изделия

1. Армополимербетон в транспортном строительстве. Под ред. В.И. Соломатова. М., 1979 - 232 с.

2. Асинкритов Ф.А. Использование отходов асбестовой промышленности для асфальтобетонных покрытий. Автомобильные дороги. 1956-№8-13-14 с.

3. Асфальтобетон с добавкой атактического полипропиленаю. Сост. Шмидт Г.Г., Заузернов В.И., Лапин Ю.П., Семенова Н.П., Вагнер Л.К., Рахимова И.Л. Кемерово, 1984. - 3 с (Информационный листок Кемеровского ЦНТИ, №513-84).

4. Ахвердов- И.Н., Лукша Л.К. Железобетон с пространственным дисперсным армированием и перспективы его применения. Армоцемент и армоцементные конструкции. М.; Госстройиздат, 1962.

5. Баженов Ю.М., Вознесенский В.А. Перспективы применения математических методов в технологии сборного железобетона. М.: Стройиздат, 174-192 с.

6. Басурманова И.В., Гохман Л.М. Применение модифицированных битумов. Сб. Информавтодор 1996.

7. Бегункова Н.И. Исследование применения отходов производства полимеров в качестве улучшающих добавок в асфальтобетоне. Труды Гос. ВсесоюздорНИИ 1977. - Вып. 99 - 102-109 с.

8. Битумные материалы: Асфальты, смолы, пеки /Под ред. А. Дж. Хойберга. М.: Химия, 1974 - 247 с.

9. Броницкий Е.И. Грузите вяжущее. кирпичами. Автомобильные дороги 1996 - №12 - 42-43 с.

10. Броницкий Е.И., Лапшин В.А. Применение полимерно-битумных вяжущих кардинальный путь увеличения долговечности асфальтобетонныхшъпокрытий Автомобильные дороги: Информ. сб. Информавтодор. - 1996. -Вып. 5- 7-10 с.

11. Будро А. Лучший зарубежный асфальтобетон. Автомобильные дороги. 1997 № 3.

12. Веренько В.А. Дорожные композирующие материалы. Структура и механические свойства. Минск.: Наука и техника - 1993 - 246 с.

13. Вознесенский В.А., Выровой В.Н., Херш В.Я. и др. Современные методы оптимизации композиционных материалов /Под ред. В.А. Вознесенского Киев: Буд1велыник - 1983-144 с.

14. Вознесенский В.А., Ляшенко Т.В., Огарков Б.Л. Численные методы решения строительно-технологических задач на ЭВМ. Учебник под ред. Вознесенского В.А. Киев: Выща школа, 1989-328 с.

15. Волкова В.Л. Как замедлить старение битума. Автомобильные дороги 1994 - № 12 - 25-26 с.

16. Волокнистые и дисперсно-упрочненные композиционные материалы. -М.: Наука 1976-214 с.

17. Гаджула Д.И. К вопросу устойчивости асфальтобетонных покрытий при высоких температурах. Труды МАДИ, вып. 22 1958 - 34 - 36 с.

18. Гезенцвей Л.Б. Дорожный асфальтобетон М., Транспорт, 1985 г.

19. Гезенцвей Л.Б., Юрашунас Т.К. Асфальтовый бетон из гравийных материалов. Автомобильные дороги 1968 - №4 - 22-24 с.

20. Глинка Н.Л. Общая химия М., Химия - 1977-240 с.

21. Голованова Л.В. Экспериментальные исследования, уточнение и развитие некоторых положений теорий асфальтового бетона, применяемого в строительстве. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. 1969.

22. Горелышев Н.В., Пантелеев Ф.Н. О пластичности дорожного асфальтового бетона. Труды МАДИ, вып. 15.: Дориздат 1953 - 138-152 с.тц

23. Горелышев Н.В. Принципы структурообразований асфальтобетона. Труды СоюздорНИИ, вып. 7.: Транспорт 1969 - 39-53 с.

24. Горелышев Н.В. Рациональная структура асфальтобетона и ее влияние на работоспособность дорожных покрытий. Доклады и сообщения на научно-техническом совещании по строительству автомобильных дорог. М.: Изд. СоюздорНИИ - 1963 - 8-10 с.

25. Горшков B.C., Тимашев В.В., Методы физико-химического анализа вяжущих веществ. М.: Выс. шк. - 1981 - 335 с.

26. ГОСТ 11955-82. Битумы нефтяные дорожные, технические условия. М., 1982.

27. ГОСТ 12801-98. Смеси асфальтобетонные дорожные и аэродромные, дегтебетонные дорожные, асфальтобетон и дегтебетон. Методы испытаний. М., 1998.

28. Гохман JI.M., Басурманова И.В., Радовский Б.С., Мозговой В.В. Применение полимерно-битумного вяжущего на основе ДСТ. Автомобильные дороги. 1989 - №7 - 12-14 с.

29. Гохман JI.M., Гурарий Е.М., Шемонаева Д.С., Давыдова К.И. Комплексные органические вяжущие на основе ПАВ и полимеров. Полимерные материалы в строительстве покрытий автомобильных дорог. Труды СоюздорНИИ. М. 1981 - 62-72 с.

30. Гохман JI.M., Давыдова К.И. Влияние класса полимеров на свойства полимерно-битумных вяжущих. Полимерные материалы в строительстве покрытий автомобильных дорог. Труды СоюздорНИИ. -М. 1981. 5-12с.

31. Гохман JI.M. Регулирование процессов структурообразования и свойств дорожных битумов добавками дивинил-стирольных термоэластопластов. Автореферат диссертации на соискание учецой степени канд. техн. наук. М., 1974.45~

32. Гохман JI.M. Структура полимерно-битумных композиций (на основе ДСТ) в зависимости от типа дисперсных структур битума. Труды Гос. всесоюз.дорНИИ. 1975. - Вып. 80. 135-144 с.

33. Гохман JI.M. Улучшение рабочих характеристик дорожных битумов.- М.: СоюздорНИИ 1990-37 с.

34. Гун Р.Б., Бирюлина Т.Г. Композиционные дорожные битумы Химия и технология топлива и масел 1969 - № 10 - 10-12 с.

35. Гуреев А. А., Гохман JI.M., Гилязетдинов Л.П. Технология органических вяжущих веществ. М., МИНХиГП, 1986 128 с.

36. Дисперсно-армированные тампонажные материалы. Обзорная информация. Серия "Бурение", вып. 19. М., Химия - 1984 - 80с.

37. Донцов Г.И. Исследование отходов асбестоцементных изделий при приготовлении асфальтобетонных смесей. Автомобильные дороги. 1971 № 12- 24-25 с.

38. Железко Б.П., Печеный Б.Г. О кинетике образования и рекомбинации свободных радикалов в битумах. Труды Гос.всесоюз.дорНИИ 1970 - Вып. 46- 137-143 с.

39. Жиров А.С. Конструкционные полимербетоны и фиброполимербетоны на искусственных пористых заполнителях. В сб.: Перспективы применения бетонополимеров и полимербетонов в строительстве. - М.: 1976 - 145 с.

40. Зазимко В.Г. Оптимизация свойств строительных материалов. М.: -Транспорт 1981 - 104 с.

41. Золотарев В.А. Оценка структурного типа дорожных битумов. Автомобильные дороги. 1992 - № 4. М., Транспорт, 4-6 с.

42. Зубехин А.П., Страхов В.И., Чеховский В.Г. Физико-химические методы исследования тугоплавких, неметаллических и силикатных материалов. СПб: Синтез, 1995 - 190 с.146

43. Казарновская Э.А. К вопросу о характеристиках прочности асфальтобетона. В кн. "Доклады и сообщения на научно-техническом совещании по строительству автомобильных дорог". М.: 1963. - 289 - 299 с.

44. Каклюгин А.В. Модифицированное гипсовое вяжущее для прессованных стеновых изделий повышенной стойкости к атмосферным воздействиям. Дисс. на. кандидата техн. наук; Ростов н/Д, 1995.

45. Калинина J1.C. Качественный анализ полимеров. М.: Химия, 1975107 с.

46. Келли А. Высокопрочные материалы. М.: Мир, 1976 26 с.

47. Киреев В.А. Курс химии. М.; Высшая школа, 1988 - 240 с.

48. Ковтун Л.Г. Химическая технология волокнистых материалов М.: Химия, 1983 -78 с.

49. Колбановская А.С., Михайлов В.В. Дорожные битумы М.: Транспорт, 1973 - 254 с.

50. Коробко В.Ф. Дорожный асфальтовый бетон с применением асбесто-цементных минеральных порошков.: Автореф. Дис. канд. техн. наук Киев 1973-21 с.

51. Кортен К.Т. Механика разрушения композитов. Кн.: "Разрушение", т. 1 (перевод с английского). М.: МИР, 1976 - 331-334 с.

52. Кострин К.В. Тысячелетняя история асфальта. Автомобильные дороги - 1965 - №12.

53. Краткая химическая энциклопедия: в 5 т./Редкол.: Кнуянц И.Л. (гл.ред.) и др. М.: Сов. энциклопедия, 1961 - 1967. Т.1. - 1961 - 1262 е., Т.2. -1963 - 1088 е., Т.3.- 1967- 1184 с.147

54. Крыжановская Г.Б. Применение полимерного модификатора в асфальтобетоне. Дорожно-строительные материалы, асфальтобетон и черные облегченные покрытия автодорог. М., 1981 - 40-41 с.

55. Куриленко А.И., Александрова Л.Б., Сметанина Л.Б. Модификация адгезионных свойств полимерных волокон прививкой виниловых мономеров -В кн.: Физикохимия и механика ориентированных стеклопластиков. М.; 1967 - 90-94 с.

56. Ладыгин Б.И. Прочность и долговечность асфальтобетона. Минск,1972.

57. Липатов Ю.С. Полимерные композиционные материалы. Киев, 1979 -312 с.

58. Мардиросова И.В., Илиополов С.К., Углова Е.В. Асфальтобетон на основе известняков-ракушечников, модифицированный полимерной добавкой. Автомобильные дороги 1993 - №4.

59. Маттон У. Принципы и способы армирования монокристальными волокнами. В кн.: Монокристальные волокна и армированные материалы (перевод с английского). М.: Мир - 1973 - 294-297 с.

60. Мелик-Багдасаров М.С., Гиоев К.А. И прочнее и долговечнее. Автомобильные дороги 2000 - №3 - 8-9 с.

61. Мелик-Багдасаров М.С., Гиоев К.А. Повышать технический уровень ремонта дорожных покрытий. Наука и техника в дорожной отрасли 2000 -№1-21-23 с.

62. Мелик-Багдасаров М.С. Исследование жесткого литого асфальтового бетона с целью применения в покрытиях городских дорог. Автореферат диссертации на соискание степени кандидата технических наук. М., 1975.

63. Механика композиционных материалов и элементов конструкций. Том 3. Под ред. А.Н. Гузя. Киев: Навукова думка, 1983 435 с.1. У8

64. Михайлов Н.В., Ребиндер П.А. О структурно-механических свойствах дисперсных и высокомолекулярных систем. Коллоидный журнал -1955 -'№3- 107-119 с.

65. Михайлов Н.В. Физико-химическая механика асфальтового бетона (материалы работ симпозиума по структуре и структурообразованию в асфальтобетоне) М., Союздорнии 1968.

66. Модифицированные дорожные вяжущие. Jiants modifie s routirs. Revue gentrale des rjutes es des aerodromes. 1989 №661 - 69-72 c.

67. Некрасов В.К. Применение литого асфальта в дорожном строительстве. М., 1933.

68. Никишина М.Ф., Захаров В.А. Улучшение свойств нефтяных битумов синтетическими латексами. Труды Гос.всесоюз.дорНИИ 1970 -Вып.46- 187-193 с.

69. Никольский Ю.Е., Лясковская Л.П., Петровский А.В. Полимерно -битумные вяжущие. Дорожно-строительные материалы, асфальтобетон и черные облегченные покрытия автодорог. М.: Транспорт, 1981. - 51-50 с.

70. Novophalt битум, модифицированный полимерфинами. Строительство и эксплуатация автомобильных дорог; ЦНТИ Минавтодора РСФСР- 1983 -№2-10-13 с.

71. Новые композиционные материалы на основе промышленных отходов химических волокон. Мн.: Наука и техника., 1984 - 96 с.

72. Ногевич Ю.М., Писанко Т.Н., Гамаюнов Г.И. Песчаный бетон, дисперсно армированный стекловолокном или полипропиленом. Автомобильные дороги 1978 - №4 - 21-22 с.

73. Пастушенко Л.Л. Волокна для армирования полимеров. Л.: ЛИСИ, 1971 -24 с.

74. Пат. 2038360 РФ, МПК С08 L 95/00. Битумное вяжущее для дорожного покрытия и способ его получения. Лейтланд В.Г., Юмашев В.М.,1. W9

75. Гохман Л.М. и др. ТОО "АППОС-Асфальт" № 94035647/33; заявл. 12.10.94; Опубл. 27.06.95, Бюл. №18.

76. Порадек С.В. Устройство для интенсивного перемешивания гудрона и битума в горизонтальных емкостях Автомобильные дороги: инф. сборник. Информавтодор. 1996 г. вып. 12. - 24-28 с.

77. Рабинович Ф.Н. Бетоны, дисперсно-армированные волокнами. М.: Стройиздат - 1976 - 72 с.

78. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика битумных материалов. Труды СоюздорНИИ, вып. 49 1974 - 5-11 с.

79. Рейнер М. . .: Наука - 1965 - С 223 с.

80. Руденская И.М., Руденский А.В. Органические вяжущие для дорожного строительства. М.: Транспорт, 1984 - 229 с.

81. Руденская И.М. Состав и строение битумов. Труды ГипродорНИИ, 1979, Вып. 27, 66-78 с.

82. Рыбьев И.А. Асфальтовые бетоны М., 1969.

83. Рыбьев И.А. Опыт построения структурной теории прочности и деформативной устойчивости асфальтобетона. Труды МАДИ, вып. 23, 1958.

84. Рыбьев И.А. Строительные материалы на основе вяжущих веществ. М.: Высшая школа, 1978. 121 е., ил.

85. Скрыльник А.П., Гезенцвей Л.Б. Полимерные материалы в строительстве покрытий автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1981 - 61-64 с.

86. Скрыльник А.П., Питецкий Ю.Н. Полимерные добавки в литом асфальтобетоне. Автомобильные дороги 1977 - №9 - 25-26 с.

87. Слепая Б.М., Питецкий Ю.Н., Гезенцвей Л.Б. Исследование некоторых свойств асфальтобетона с добавкой резины. Труды Гос.всесоюз.дорНИИ. 1969 - Вып. 43. - 83-90 с.

88. Современные композиционные материалы. Под ред. Л. Браутмана и Р. Крака. М., Мир, 1970 672 с.1.O

89. Соломатов В.И., Швидко А.И., Соломатова Т.В. Дисперсно-армированный полимербетон. Труды МИИТ, вып. 494. М.: 1975 68-71 с.

90. Соломатов В.И. Элементы общей теории композиционных материалов. Известия ВУЗов. Строительство и архитектура, 1980 №8 - 61 -70 с.

91. Соломатова Т.В. Исследования структуры и свойств полимербетонов с полными и пористыми заполнителями: Автореф. Дис. канд. техн. наук. -М.: МИИТ, 1979.-22 с.

92. Старицкий М.Г. Литой асфальт. Л; 1934.

93. Технологический регламент на производство ПБВ, КОВ и асфальтобетонных смесей на их основе для устройства асфальтобетонных покрытий и поверхностных обработок. СоюздорНИИ М., 1994.

94. Туманов А.Т. Роль композиционных материалов в техническом прогрессе. В кн.: Волокнистые и дисперсноупрочненные композиционные материалы. - М.: Наука, 1976 - 5-9 с.

95. ТУ 400-24-158-89. Смеси асфальтобетонные литые и литой асфальтобетон. М., 1995.

96. Углова Е.В., Илиополов С.К., Мардиросова И.В. Старение асфальтобетона в условиях Юга России. Автомобильные дороги, 1993 №4.

97. Углова Е.В. Повышение устойчивости к старению битума в асфальтобетонных покрытиях в условиях Юга России. Дисс. на . кандидата технических наук; Ростов н/Д, 1993.

98. Файнберг Э.С. Исследование вопросов устройства дорожных асфальтобетонных покрытий повышенной шероховатости. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., 1966.

99. Фридрих Н.Г., Антипов В.Н., Лучкин А.И. К вопросу повышения качества асфальтобетонных покрытий в районах с жарким климатом. Труды Гос. дор. проект.-изыскат. и НИИ, вып. 10, 1975. 18-24 с.

100. Фролов А.Ф. и др. О структуре и прочности битумных пленок. Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1984 №1 - 126-130 с.

101. Фрязинов В.В. Исследование влияния углеводородного компонента на свойства битумов. Автореф. канд. дисс. Уфа: БашНИИ НП 1975 -27 с.

102. Чепурной Ю.В., Шастик С.Б. Опыт применения литых асфальтобетонных смесей. Наука и техника в дорожной отрасли, 1998 - № 4.

103. Численные методы решения строительных-технологических задач на ЭВМ; Учебник. Вознесенский В.А., Лященко Т.В., Огарков Б.Л. Под ред. В.А. Вознесенского -Киев: Выс.шк., 1989 328 с.

104. Шульман З.П., Ковалев Я.Н., Зальцгенфер Э.А. Реофизика конгломерантных материалов. Минск: Наука и техника, 1978. - 280 с.

105. Amont. Better Roads. V 56. N 5. - 1986. 72-73 p.

106. Birgalter G. Asphaltund, Teer, Strassen bautechnik,1930-1932.

107. Brosseaud Y., Sicard D. Bilan des performance et domaine d'emploi des ECE en France. Rev. gen. routeset aerodr. 1997. - N749. - 19-29 p.

108. Bukowski J.R. The future of SMA in America. Asphalt 1992-1993 - N3 15-17,20 p.

109. DDR Standard Entwurt TGL 20801.

110. Dunning R. L., Schulz G. O. Aggrigate treatment. The Goodyear Tire and Rubber.113 . Ewers N. Deckschichten auf Autobanen und Fernverkehrsstrassen in Lichte neurer Erkertnisse. Strasse, 1973 - №3.

111. Fahrmann E. Bituminose Deckenbeim der Berliner Autobahn. Bitum. Teer. Asphalt, 1970-№ 9.

112. Field studies of a sulphurasphalt composite pothale repoir System. Beaudain J.J. Durabil. Build. Mater. 1983, 1-5 p.

113. Fiystatzki E. und Zicher G. Neue Wege in der Herstellung von Gussasphaltdecken fur Schnelstrassen. Strassen und Autobahn, 1968 №10.

114. Gaudenberg, Sharle de Nice, Franse; German Patent. N 116, 126, Desember 10, 1899.

115. Herrmann P. Bericht der ZAT fur das Geschaftsjahr, 1928.

116. J'enrobe tres mince Mediflex: d:x aus deja. Chant. Fr. 1993 - N 257 -47-48 p.

117. Kast O. Maschineler Einbau von Gussasphalt. Bauingenieur, 19712.

118. Keyser J. Eigenschaften offen verschleissfester bituminoser Belage. Strasse und Verkehrs, 1972, N°9.

119. Klass G., Stapel S. Литой асфальт или мелкозернистый асфальтобетон для автомобильных дорог с интенсивным движением тяжелого транспорта. Strasse und Tiefbau, 1971- № 8.

120. Kraemer P. uber aktuelle Fragen beim Bau Strasse und Tiefban, 19695.

121. Много тьнки асфалтобетони свьрзщо вещество Практипласт BP. Потиша. 1993 - 14-16 с.

122. Nievelt G. Gedanken und Bemukungen zur Verbesserung der Verschleissfestigkeit und Verformungsbestandigkeit von Asphaltbetondecken. Bitumen 1972- № 5.

123. Nouvelles techniques de lette contre 1 ornirage. Rev. gen. routes en aerodr. 1995-N735-33 p.

124. Pensilwania trais thrue experimental Road surfaces End, News Rec, 1972 -№12.1. S3

125. Polymers for bitumen modification England: Exxon chemical 1996, 14 p.

126. Prinier M. Les raisons dun choix. Routes el aerodromes, 1972, № 48.

127. Rohlmann R. Mechanically loid mastic asphalt in Germany. Road and road construction, 1964 - №5.

128. Ruck P. Относительно стабильности литого асфальта, измеренной глубиной вдавливания. Strassen bautechnik, 1961 - №3,4 (перевод с немецкого).

129. Sahle G. Новый накопленный опыт в сооружении дорожных одежд из литого асфальта. Bitumen, 1965 №5.

130. Schoirer А. Литой асфальт в дорожном строительстве. Bitumen, 1966 №1 (перевод с немецкого).

131. Schulze К. Die neuere Entwicklung in Asphaltsstrassenban, 1970.

132. Smidt H.B. Gussasphalt und Asphalt beton im Stadstrassenban, 19689.

133. Srivastava A., Jieshout B. Ontwikkelin gen in gemodificcude bitimen. Otar- 1995 -N12 389-391 c.

134. Surchamp A. Chaussee claire f base de Mexphalte Cpour une frachee couverte en Suisse. Route acfual 1993 - №21. - 49-50 p.

135. Technische Vorschliften und Richtlinien fur den Ban bituminoser Fahrbaudesken. Gussdecken. TV bit 6/60.

136. Un enrobe de roulement a haute performance: le Renfochape. Rev. gen. routes et aerodr. 1996 - №741 - 52-53 c.

137. Wettern В. Современное изготовление и укладка литого асфальта Trinidad Naturasphalt im Strassenbau, 1963 - №4.