автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Обеспечение требуемых дорожных асфальтобетонных покрытий в условиях сухого жаркого климата с использованием битума, модифицированного поливинилхлоридом

- <д г 1 9 3

' ' " МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

АВТ0!,ЮБИЛЫЮ-Д0Р0>;аШ11 ИНСТИТУТ

■ На правах рукописи

АБУ ЗАХРА А11АЛ МУШЕД АЛИ

ОЕШК'ШНИЕ ТРЕБУЕШ СВОЙСТВ ДОРОЖНЫХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ НОКРИТИЛ В УСЛОВИЯХ СУХОГО ШКОГО КЛИИАТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИТУМА, 1,;ОЛИФИЦИРОШШОГО НОЛИВИШЛХЛОЙЩОМ

(05.23.11 - Строительство автомобильных дорог и аэродромов)

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических науя .

Мэсква, 1992

Работа выполнена на кафедре стгоптельства и эксплуатации аЕГомобхльшсс дорог Московского анто.',!о(5;!Ль.чо-догоглого института.

НаучнцИ руководлгель - кандидат технических наук, доиопт

11.С. К0Ш130Н

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

. ' 1-1 Л,!. РУДШСКАЯ

1

кандидат технических наук А.Г. КОШКОВ

Ведущая организация - СотдорШИ

Зашта состоится " 21" , 1993 г. в ч., в

ауд. 42 на заседали специализированного совета Д 053,30.01 ВАК при Московском ордена Трудового Красного Знамени автомо-бильио-доролслом институте по адресу: 125829, ГСП-47, г. ).!оск-ва А-319, Ленинградский проспект, 64.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Телефон для справок 155-03-28

Просиы принять участие в обсуг;д0яиг. работы и направить Баш отзыв ка автореферат в двух экземплярах, заворонних гербовой печатью па имя ученого секретаря

Автореферат разослан "¿3—" декеля хгр 2_ г.

Ученый секретарь специализированного Совета ВАК Д 053.30.01 при ЬВД1 кандидат технических наук, доиент

Ю.М. Ситников

"О"' • ОБЩАЯ ХЮШЗР&ЙЙСТМОИ

• ' ■ ' •

Актуальность работы. Актуальность проблемы обеспечения сдвягоустойчивости дородных асфальтобетонных покрытий определяется тем, что повреждения покрптиИ, связанные с недостаточной сдвигоустойчивостыо, составляют значительную часть от общего количества повреждений эксплуатируемых покрытий. Так, -например, в шннх районах Российской Федерации .повреждения, связанные со сдвигами, составляют. 5.0 - ЧЬ% от общего количества повреждений асфальтобетонных покрытия.

В связи с этим возникает необходимость неоднократно через небольшие интервалы временя проводить ремонтные работы с целью восстановления покрыта!'., что требует значительных, затрат труда, времени я дорояш-строительных материалов.'Поэтому ре. шение проблемы обеспечения сдвигоустойчдвооти асфальтобетонных покрытий а условиях сухого каркого климата путем улучшения физико-механических и реологических свойств асфальтобетона за. счет модификации свойств битума.

Научна.? новизна работы. Научная новизна гсслед о ватт соб-тоит в разработке усовершенствованной технологии и практических рекомендаций по строительству дорокных покрытий в условиях сухого тарного климата с использованием модифицирующих добавок поливинллхлорида (ПЗХ), в тон число:

1. Выявление основных факторов, обеспечивающих сдвигоус-тойчивость дорокных асфальтобетонных-покрытий и определение ' эффективных путей повышения сдвигоустойчизости покрытий в уо-лоелях жаркого климата.

2. Выбор наиболее эффективного модификатора свойств -битума ■£ определение оптимального содержания модифицирующей добавки..

3. Установление физико-механических и реологически характеристик модифицированного битума и асфальтобетонов на его основе.

4. Установление технологических параметров процесса приготовления модифицированного битума и асфальтобетонов на его основе с учетом особенностей свойств ПВХ, вырабатываемого в настоящее время.

Практическая иепносгь работ;; состоит в разработке практических рекомендаций по строительству асфальтобетонного покрытия hil ИОДИфииЛрОЕПШЮМ бИТуМО е районах с 1ЮРК1Ш климатом и практической реализации технологии приготовления ас^лльтобе-тонннх смесей с модифицирующими добавками с иельо повышения сдвигоустойчивостп дорожных покрытий.

Проведен сравнительный анализ состояния дорожных локри-■Tiiiî, построенных с использованием добавки ПБХ и без добавки. Анализ экономлчесноЯ эффективности использования добавки ША, выполненный на основе конкретных данных опытно-производствен-ннх работ, проведенных в ¿агавтодоре, показал, что применение добавки 1ШХ с иелыо повышения сдвигоустоМчивостп асфальтобетонных покрытий обеспечивает экономический эффект в размере £4363 руб/m (в иенах по состоянию на, кшь 1992 года).

Реализация результатов работы. Разработаны рекомендации по применению модпфтшрущёЛ добавки 1Ы-; осуществлено практическое использование разработанной технологии при строительстве асфальтобетонного рокрцтия.

Апробация работа, ¿десорташюнпая работа рассмотрена и рекомендована к зашито на заседании кафедры строительства и эксплуатации автомобильных дорог ИАДЛ. По результатам работы опубликована 1 статья и тезисы доклада на научно-практическо)! конференции.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, обоих выводос, тдолоконий и содержит страниц машинописного текста, W рисунка, '♦■¿гоблину, список использование? литературы из пэ наименовали]:.

CCJ^AililS РАБОТЫ

Во ввела шу,. обосновывается актуальность томи, сформулирована пель работы, изложена паута-: новизна и практическая пен-ность работы.

В первой главе рассмотрено состояние проблемы обеспечения сдаягоустоЕчикости дорожных асфальтобетонных покрыт;'.!':. Анализ состояния вопроса показал, что в регионах с sa;ким климатом ао многих случаях таблидаэтея недостаточна«; сдкг.п.усгoJ!-чивость асфальтобетонных покрытий, исследования вопросов повышения сдглгоустопчивости дорожных асфальтобетонных покрытии

проводились во шюгих странах. Крушшо исследования в данной области выполнены '¿ранслером, ¡.¡онисмкгом, Арромбидом, Дюрьа, Солтером, A.LI, Богуславским, Л.Б, ГезэниЕеем, В.М.гоглидзе, II.В. Горелшевш, Б,П. Ладигиным, L.H. Кононовым, И.В. "эролв-аш, И.К. Яшн'ичем, H.H. ¡¡валовым, И.А. Рыбьевим, Э.С. Дчана-зяном, A.b. Руденскии, К.Ф. Шумчиком, В.Н. Антиповш и др.

Наиболее распространении^ видом поврояданш! асфальтобетонных покрытий, эксплуатируемых в районах с карним климатом, является развитие пластических деформаций. Условия обеспечения сдвигоустойчпвости покрытий в значительной степени зависят от особенностей местных климатических факторов, интенсивности н состава транспортного потока, деформативннх характеристик асфальтобетона. В многочисленных исследованиях, пссЕяиенних проблеме сдвягоустойишсстк асфальтобетонных покрытий, наиболее распространении?;! яггллвтся дъп полхода к описанию физико-механических свойств асфальтобетона.

Перзш; подход опирается на принпипи механики сштучах сред и рассматривает сопротивление сдвигу как результат проявления внутреннего трения и cue плетя:

Vr^Ptey + Ci-f-Ct (I)

где 'С"- сдпигагаиее усилив, /7сг\

Р - удельное нормальное давление от колеса, Г7а ; Ct - зацепление •минеральнше зерен, /7сг ; С - сиепленле минеральных зерен с битумом, /7<у ; У - угол внутреннего трения, zperg-. , Величина угла внутреннего трекил ( tf ) павясит от эер-i£Ci.oro состава. Нрл это;.! сопротивление сдвигу Еозраетаа? с у-эличенпем вертикально приложенной нагрузна ( Р ). Величина сисплення ( С ) определяется связностью материала. Яри изучении термопластических каторлалов типа асфальтобетона учитинаат изменение величины " С " в зависимости от температуры и рекима деформирования.

друпш подходом является рассмотрение поведения асфальтобетона на основе принципов механики еллоиных сред. В г.ехалй-ке сплошных сред характеристикой, определяющей условия накопления необратимых пластических деформации, является вязкость. /ля стадии установившейся ползучести вязкость я?ляотсл коэффициентом пропорциональности мезду величиной действующего

напряжения и постоянной скоростью развития необратимой деформации, выраженной зависимостью:

~ Т , ¿г % ' (2)

гдр £ - вязкость, /7<аг.С )

"С" - 'напряжение сдвига, /7сг \

£ - де3'0р;.;аш!л;

£ - ерадля, С

Вязкость асфальтобетона в значительной отклони зависит от температуры л условий нагруяенля. При анализе требований, предъявляемых к асфальтобетону.по условия обеспечения сдвиго-устойчивости покрытия, объективной характеристикой следует считать вязкость асфальтобетона, определяющую интенсивность развития пластических деформпш'.П под воздействием прикладываемых нагрузок. Согласно формуле Дюрье вязкость асфальтобетона имеет непосрсдстьвнную связь с его прочностью при снатиа-

где Н - требуемый уровень надежности асфальтобетонного покрытия;

Км - коэффициент неоднородности асфальтобетона.

Поправка на неоднородность ас^альтоботона необходима, так как вследствие существенно?, изменчивости свойств вязкость и прочность асфальтобетона на■отдельных участках покрытия могут быть е!сзо или нихе принятых в расчетах средних значен;:,".,.

¡1а основании проведенного анализа с&ормулпроеани цели исследования: повышение сдвпгоустоИчивостп дорояних ас>;альто-ботонных гюкрытгЛ! с условиях сухого жаркого клнулта, путем улучшения рзпко-механпчест.х и реологических свойств асфальтобетона за счет модш^пкашш свойств битума.

Для достижения поставленной пели необходимо решить следующие задачи:

1. Обосновать способ модк^капни свойств биту:,'.а для асфальтобетонных покрытий, разработать технологию модп^икаи/.и я исследовать физико-.чеханяческне своИсига .модифи.инроракного битума.

2. Исследовать физико-механячеекпэ свойства асфальтобетонов, приготовленных с использованием модифицированного битума я обеспечивающих сдвигоустойодвость асфальтоботошлос покрытий

в услов:шх жаркого климата.-

3. Провести апробации првдло-енной технологии а огштко--производс?вонкнх условиях;

4. Дать анализ техиико-экономической эффективности строительства асфальтобетойны;: пскрыйШ с применением битумов, модифицированных 1ШХ.

Ьторая глава содержит обоснованна требований к сдвигоус-тойчиьсстн дородных асфальтобетонных покрытий. При определении Требований к сдвигоустойчлЕости асфальтобетона необходим учет иэ^енекия вязкости материала покрытия в соответствии с суточными II Ье'зош'ти колебаниям!! температуры покрытия (рис. I).

1о

te

§ iO as о, w

g 50 «

о

5 "lí

зо

и öS о,

а 20 2 Ф

e-i

4 8 12 14 20 24 4 ' '

Время оуток

Рис. I. Суточные-изменения температуры асфальтобетонного покрытия (г. Краснодар, июль, по данным Рудепско-го A.B.) I - 0,5 см; 2 - 7,5 см; 3. - 15 см; 4 - температура воздуха .,."'■•

На основании анализа температурного режима покрытия и . , • изменения свойств асфальтобетона в течение периода эксплуатации рассчитываются требования к прочности асфальтобетона исходя яз условия его сдндгоустойтивоотя в покрытии.

Впервые расчет требований к прочности асфальтобетона бия.

выполнен проф. ¡¡.II. tisaHouuM ксхоря' иэ'.уЬлогаш, что образование пластических деформаций в асфальтобетон1'-ом йокрытии не происходит, если расчетное доЛстьуюцге кагйЫкёндв' ( ty ) не превышает сопротивления материала вдавливанию { 'ф ). Устойчивость по"'рытил « образованию пластических де/ормаиш! обеспечивается, если прочность асфальтобетона при сжатии составляет не менее

Mfitf+i-) ' М

где - толщина слоя покрытия см) • / - угол внутреннего трен/л ipagj X) - диметр следа автомобиля у CAf j {L - коэффициент нагрузки

Принимая значения Ц по формуле 'Иванова K.Ii, с учетом суммарного времени действия нАгрузки за расчетный-срок службы покрытия ( ~tcjt ) требуемую прочность асфальтобетона из условия сдгих'оустоПчивости покрытия определен по ¿"О'рм^ле A.b. Рудон-сиого v

t9RTr >¿¿#+/>({¿¿0, - fy -tue«), (5)

где tuen - время нагрузки образца асфальтобетона при прокедонии испытаний;

Р - отепень пластичности асфальтобетона; £са - су!Амарноо время действия нагрузки Величина £сл определяется исходя.из климатических характеристик района строительства и данных об интенсивности дпи:::о-1У1Л по формуле A.Ü. Руденского

¿ел ~nip =/*'t0'tp -rtj 'Пг'/lj (6)

где П. - число npimoKOHi'.ii наг;:;зки за срок слукбы покрытия; ■¿о - длительность однократного загругения, с . . ; "L р ~ расчетный срои слунбы покрытия, л*г А/ - интенсивность дпикания автомобиле!'., аёг/с-уг nf - годовая продолжительность расчетного периода; fli - доля суточной интенсивности движения, проходящего

при расчетной температуре; П3 - коэффициент, учитыгакадп вероятность прохода автомо-. билл по одному следу . -

Требована к прочности можно определять по реологическим парамотрам асфальтобетона, предложенным A.M. Богуолавсшл.

Необходимая прочность iipn высокой температуре Д+no Вогус-' лавекому A.M. равна

Q - А & + . m

Ук - удельное давление от колеса автомобиля ' /V/7«r

где

51 - время релаксаиии , с

>

¿ - время ретардации с Pl/Pi - кинетические характеристики Q - коэффициент, равный 0,25;

заданная долговечность в С.

€pv=t¿ • /Г 'Тг -7¡ 'П. ^с Ш

где ¿с - продолжительность единичного нагруяенич, дг.п участков тормокения ¿е'~ 0,1 С' ■ - зад'шное количество, лет; Ti - количество дней в году с Температурой покрытия + 50°С и кале;

7~з - количество часов в день с опасной температурой + 5С°С и ешш;

П. - часовая интенсивность двпкеиия;

Оравнение результатов определения требуемой прочности -представлено в табл. I.

Таблица I

Участок покрытия Мо ГОСТ !По 1-.Н. !По А.Л. Шо ;iipbeülo А.В, 19126-84 ¡Иванову ¡¿огусдав! и'удёно-_______¡_|____- ¡дому '

Требуемая точность асфальтобетона на скатиэ при 50 С, i,illa Участки покрытия на перегонах

0,9 0,85 1,36 1,2 . Г,4

Требуемая прочность асфальтобетона на сжатие 0,9 1,7 2,5 при Е30°С, Ш1а, на участке торможения__'

Колее точны): расчет трзбоеаш::, в сд.'.'лгоустойч^рсс.тл осп дородного покрытия ., ояет бить осиоп&н на данных рлз.крстл асфальтобетона.

'Грабуег.ш1!'кояс!куш.ю1!г вязкости при. котором пластическая деформация не превосходит заданную величину по формуле А.М. Богуславского равен: __,

где козй-иппент приведения вертикального налрякешш

к горизонтальному, М/?с)

¿¿еп. - допускаемая относительная деформация;

'С^С^ - заданная долговечность, о

Результаты определи шш требуемого коэ;1>'дпипонта вязкости приведены в т;:бл. 2.

Участки покрытия ! Требуоцая вязкость,Па.с

--—-——--т-

Ториомекпя З.З'Ш0

По ре гоны З.О-Ю4

¿йк показцпает расчет, вязкость вше ЗООСО Пас при 50°С обычнцэ вилы асфальтобетона но могут обеспечивать.

Рошашю сложат искать в применении более твердых битумов и поллмербптумоь.

Обоснованно выбора наиболее аффективного способа новшеиия сдвигоусгоСчппости асфальтобетонного покрытая в конкретных условиях строительства, прокиданное па основе сопоставления газ-личных способен: понимания сднигоустойч..воет;: ас^альтсбетоншж покрытии показало, что из большого разнообразим полимеров, и;;'— меняемых дач кодкГ-икаиии битумсв, однш ¿э наиболее ранкональ-НгЯ модификаторов с позпш;!: тохннко-зколоыпчоско!: эффективности является шливннклхлорад, сочетншпп эффективное гоздеКсг-вие на вязкость битума с технологичностью процесса модн.;икании к относительно не высокой стоимостью.

Поляванилыюрод представляет собоК тормспластаческиГ: материал аморфной структуры, выпускаемы!) промшлленностьй в видо порошка и имеет следущую структуру:

... - С If? - СИ - CtL, сн - си, - СП - ...

с I , ,

CI CI CI

Поливинллхлорид по способу его получения разделяют на суспензионны]! и эмульсионный.

Суспензионны!! поливиннлхлорид отличается от гы/льоионного по показателям термостабнльностя, а такае по молекулярному несу и выпускается различных марок lbX-C-893S.'.!, ШХ-С-7459М, ПЬХ-С--7058М и др. Для наших исследований били использовали технологические отходи марки Ши-С-705Ы.1. Снл разделяются на ПВк-СО-1, ПЬл-СО-2 и ILOCO-3. uhji отличаются мекду собой по степени загрязненности. При введении НБл в битум, согласно теории диспер- ■ си!! высокомолекулярных-соединений, образуются пространственные структуры, повышающие вязкость битума. Наиболее эффективно влияние добавки IHiA проявляется в мелкозернистых асфачьтоббтонннх смесях, имевших обычно невысокие показатели сдвиг0уст0"'!ч/.Е0стя.

Расчеты показали, что использование битума моди^ппировакнс-го ikiX, при устройство нижних слоев покрымН позволяет снизить интенсивность колеесбразозанкя втрое. Наиболее зсЗфвктпшшм я&ш-ется использование добавки 1LX при устройстве верхних слоев покрытии и слоев износа, то есть слоев дородно!! 'одвхгдк, наиболее сильно нагребаемых солнечными лучами.

Третья глава содорчит результаты экспериментальных исследовании битумов, модифицированных добавками полявикллхлоряда,' и асфальтобетонов, приготовленных на основе модифицированных битумов. ...

Эксперлментзльные исследования проводились с яспользсваяйам нефтяного битума марки ЩД SD/I30, огзечаачого требования.', ГиСТ <¡2045-90, для модификации блтума использовался поливлндл-хлорид суспензионной марки ПЕХ-00-2 по ТУ-£1-01-1177-79..

Б соответствии с ГОСТ 2224o-i)0 били определены следушиз характеристики битума: глубина проникания ;hvju при 25°С и 0°С, растяжимость при 25°С и 0°С, температура размягчения, температура хрупкости, изменение температуры размягчения после пятичасового нагрева при 160°С, сиепленле с макеражьнш г.аториалег&. Экспериментальные исследования битумов, .чодя^ш'.ровги-тш: дсба-зкамп. ПйХ в количество от 1% до 5% показчли, что добавки полнвнннлхло-рида существенно влияют на свойства битума и, г; частности, глу-

бина проникаш-л иглы при 25°С снижается о 120 дмм у битума боз добавки до '15 дмм у битума при введении 3,* ГОл, температура рсз мягча ш:я увеличивается и достигает 70°С при 2,53 ПВХ. Аналогичным образом влияет введение добавок ¡13Х на другие хг >1кт0ристикн битума. Из этих данных мояно сделать вывод, что для получения дороклых битумов, обеспсчпваюшх повышенную СДЕИГОуСТОЙЧИВОСТЬ дорожных покрытий в условиях жаркого климата, посредством модификации битума марки Б1Щ £-0/130 количество вводимой добавка 1Шл по должно превышать 2 + 3 .

Дополнительно были проведены исследования вязкости биту- ' мог, модифицированных добавками поливинилхлорнда. Оценка битумов по вязкости ¡.оэволлег получить более однородное по консистенции вяжущее по сравнению с битумами, маркированными по глубине проникания иглы. Исследования показыгают, что разные блтуш, пмеюио одинаковую глубину проникания иглы, могут различаться по вязкости в 3-5 раз. й связи с этим для решения вопросов обеспечения сдвпгоустойчивости дорсхных покрытий необходимо использовать опенку реологических свойств битумов е соответствии с даннюш экспериментальных исследова1шй вязкости при различной температуре (табл. .3).

Таблица 3

иптук

'величина до".-! .струшего напт »мкишл, №1 1.

вязкость битума при температуре ' °С, Па.с,

1 1 25 ! ОС ! 10

Ей 00/130 1210 иос 3350 . 12700 2,0 I'4 1,0 0,7 х 10° 1350 1200 1030 ьсо 25 и 235 220 11.-С

БНД £-0/130 Ю'СО 1360 3330 12700 3,о 2,5 I'" £ Ш — аО,: х 10^ х 10° 2560 2310 1070 ■570 445 425 3^-5

ЪЩ 80/130 + 3% ш. 1000 1350 ■ 3350 127СС- 41 2 7 1.5 х 10* х 10* х 1С" 3050 3350 ЗС70 2ч СО 723 680 645 580

Экспериментальные исследования свойств асфальтобетонов, приготовленных на основе битумов, модиГ.иш'лованнпх добавками ПЬл проводились с пэ-лью выявления объективности влияния модпфя-нирущо)! добавки на их прочностные и деформагивнне свойства. Исследования проводились с использованием как стандартных методов испытаний, так и с применением специальных методов, позволяющих оценить особенности поведения асфальтобетона-под действием нагрузок.

Исследование реологических свойств асфальтобетонов методом ползучести при изгибе под воздействием постоянной нагр/зки проводились с целью изучения влияния добавки ILA на деформативные характеристики асфальтобетона. Испытания на ползучесть проводились при температурах üO°C и bU°C с использованием образцов балочек размером 2ох4х16 см.

По результатам испытаний рассчитывались значения вязкости асфальтобетона, пластичности л динамического модуле упругости. Значение вязкости рассчитывали по формуле А.П. Иудейского

тг ~ г<

где Q. - величина действувгаей нагрузки, /7а>) g^j

F - коэффициент, зависящий от сечения (F- — )у tt - значения прогибов образна соответственно в моменты времени if ж t-i • Значения пластичности ? рассчитывались по формуле:

Л-/.А1 , • (Ш

где /Vi - модуль диаметра изменения вязкости Ссогла- но Ру-денсиому A.B. /Уг = 1Ь). Значения динамического молу ля унзугостя рассичина-лись по Формуле

- " lßE<> ^¿¿{i-PJ'S. ■ ua.)'

Результаты испытания представлены на рас. 2. , 3 и. -Ч , , Как еидно из данных, представленных на рисунках Я , л >t асфальтобетон с добавкой ПНА имеет вязкость на 70-GD% выше, чем асфальтобетон без добавки. Это особенно видно при высокой температуре, что обеспечивает более высокую сдвигоусгойчипог^ь дородного покрытия и, следовательно, более внсояуг устойчй- i

воеть к колэеобразованию. Ыри этом значения динамического модуля упругости асфальтобетонов с добавкой ШдХ достаточно еысоки, что обеспечивает необходимую несущую способность и прочность дородного покрытия.

С целью сопоставления значения реологических характеристик асфальтобетонов соответствующих различным режимам нагрукопия, помимо испытании на ползучесть при изгибе, были проведены испытания методом вдавливания штампа. Испытания на вдавливание проводились с использованием образцов цилиндрической формы диаметром 10,1 см и высотой 5,0 см. Нагрузки передавались через жесткий диск диаметром 2,4 см. Величина вертикальной деформации измерялась в различные моменты времени в течение 10 минут. Значение вязкости определялось по формуле А.В. Руденского

где Р - вертикальная нагрузка кг оС - диаметр образца см •£ - время воздействия нагрузки ^ Сек Ло - толщина образца, в начале испытания , с л/ г? - толщина образца в момент времени „ сл) Величина относительной деформации определялась по формуле

где £> Ь. - неличина вертикального перемещения штампа с момента начала испытания;

/V - начальная высота образна, см.

Результаты испытана.! показаны на рис. 5 . Следует отметить, что величина относительно!! деформации асфальтобетонных образцов с добавкой ИЬл в 1,7-2,0 раза меньше, чем без добавки.

В чеурзртоп главе содержатся результаты опытно-производственных испытаний технологии применения добагок 1шл при строительстве дорожных асфальтобетонных .покрытий на дороге Махачкала - Судак, Бклычая приготовление асфальтобетонной смеси на АуЗ /гу-г Да.гавтодора и укладку смеси в покрытие, для оценки состояния асфальтобетонного покрытия было проведено исследование участка дороги протяжённостью 20 км между городами ¡.¡ахач-х<вла - Судак. Обследования показали, что наиболее распростра-12 '

6

о а

03 §

0) и-

Я)

«

о, (с й о

и

4 4«

|îi

4 £ i.»

Jlî

■ 1 —

-——

/ /Я

///

lu

iss

4W

ni

lit

Время нагружения, с

Ряс. 4. Зависмость модуля упругости асфальтобетона типа -Б от времени нагрукения

ю о

о

^

о о

0 ю

II

IH

1

Л

я а

о

w. р>

m

1 - тип Ъ с добавкой 2 - тип Б без добавки

4- t

s хй +

в —-

4 о 0

Л. JT 0 О . -

19«

¿DP

5И

4»!

Si»

19«

Время нагрукения, с ? 1С, 5, Зависимость вязкости, асфальтобетонных образцов из смеси - Б от времен;: нагр.ужения

Г

14

неиным ьндом повреждения покрытия являются пластические деформации. Анализ кинетики развития пластических деформаций покрытия из горячего мелкозернистого асфальтобетона на рассматриваемом участке показал, что их образование тесно овяза-_ но с интенсивность-го и составом движения на опытном участке. Технология приготовления битума, модифицированного поливлнил-хлоридом, в производственных условиях состоит из следугаих операций:

1. Нефтяной битум из окислительно!) установки Т-ЗС9 перекачивается в рабочий котел в количестве 5 т.

2. .Добавка ILa марки СО-I в количестве 100 кг вводится в рабочий котел через его горловину.

3. Перемешивание компонентов в котле осуществляется шр~ куляшонным насосом при температуре 150°С, продолжительность перемешивания - 4 часа.

Опытная партия модифиии. званного- Еякушего на основе вязкого дородного битума собственного производства и отхода производства поливинилхлорвда С0-1, выпускаемого Ъелгоградс-.ким AU "Каустик" по ТУ 6-01-П77-79 "отходы поли вини лхлорида дисперсиошого", была ьыпуцена I нюня 1992 года ка Alo дСУ-i: IlrCü Аагантодора. Ъ проиессе проведения огштно-проиэьодствен-ных исследований в лаборатории АВЗ ДСУ-2 Ддгавтодора были проведены сравнительные испытания походного битума и ouhthoíí партии модифицированного вяжущего.

С иельп проверки качества асфальтобетонной смеси Пробы смесей были отобраны из смесителя; из них были приготовлены образны для испытаний в лаборатории АБЗ ¿WJ-it. Результаты ис-пытс'шпй приведены и табл. ^ .

UC9 patíOTU по устройству покрытия из слшгн0п и i'-jntрольной смеси были проведены а полной соответствии с приингсй технологией производства работ и приняты: комиссией с учаота-пм представителей дагавтодора.

Онытно-производстронные исследования позволили уточнить Технологические параметры процесса приготовления и. гфимьяеная асфальтобетона с доба^ой ЦЬА, с учетом особенностей овойстп

вырабатываемого е настоящее время, подтвердили гффекмз-ность иротохвююй технологии, что нозеоляет'ргКОМЗЬ'догйгь, попользовал« добавки ¡La при сригото«лвн::й асфолыобстомгшх смесрн.

й

Таблица 4

№ п/п

Наименование показателей

Ед. язм, 'Значения показателе!': свойств смеси

!----

¡Контрольный!Опытный'Требования ГОСТ ! ! !9Х24_й4 к смесям _\_!_!типа Б1 марки

I. Плотность

Предел прочности при сжатии, при 20°С . 50°С

при 20°С в нодонасышенном состоянии

3. • Коэффициент водостойкости

4. ; 'Набухание по объему

5. Водонасыщеняе по объему

г/см3

•МПа

2,32

4,01 4,96

2,23 0,56 1,01 6,50

2,365

6,15 3,00

4,77 0,78 0,28 1,67

не менее 2,5 не менее 1,3

не менее 2,13 не менее 0,85 не более 0,50 2,5 - 6,0

Анализ &Я1Я:ч.'ьшч<зской эффективности применения добавка со-цивинилхлорида при строительстве асфальтобетонных покрытий проводится с учетом опыта внедрения при.строительстве.покрытий на дорогах Махачкала - Сулак я обобщение опыта внедрения указанной технологии я результатов вкспэриментальннх и опытно--нроизводственных исследований показали, что экономический пф-£ект, достигаемый при строительство асфальтобетонных покрытий з применением добавон ¡ШХ, определяется:

повышением сдЕигоустойчивости дорожного покрытия за счет увеличения прочности и вязкости на 70$, что находит свое от- ' ражение в удашненпи межремонтных сроков.

Расчет экономической эффективности производится по форду-

где 3± - затраты, осуществляемые в -ий год. ! Расчеты, проведенные на основе опыта строительства в Дагестанавтодора, показали, что экономический эффект, (а йенах по состоянию на июль 1Ь92 года) составляет 24360 руб/1 да дородного покрытия.

ОБЩ! ВШЗОДЫ

1. Повышение сдвигоустойчлвости дорожных асфальтобетонных покрытий путем использования модифицированных битумов, обладающих улучшенными прочностными и доформативными характеристиками, является одним из наиболее элективных направлений технологии строительства дорог. Экспериментальные ис-ледовашш показали, что оптимальное количество добавки поливинилхлори-да для модификации дорожного битума состазляот 2-2,5%.от массы битума. При этом содержания добавки вязкость битума при 60°С возрастает в 2,0 - 3,0 раза, а вязкость асфальтобетона типа Б в 1,7 я 2,0 раза, что, соответственно, обеспечивает возможность повышения срока слукбы дорожного покрытия по критерию, сднигоустойчиЕости приблизительно на 70$.

2. Сравнительный анализ опыта применения различных видов модификаторов битума показал, что добавка к битуму поливинилг»; хлорида является одним из наиболее эффектных способов повншз-няя сдвигоустойчивости дорожных асфальтобетонных покрытий, '

поскольку поливишшхлорид является сравнительно недорогим и достаточно распространенным материалом, обеспечивающим, в то же время, существенное повышение еяэкости битумов при высокой температура в париод эксплуатация.

3. Опытно-производственные исслэдовашп технологии строительства дооозного асфальтобетошюго покрытия с применением битума, кодифицированного добавкой поливишшхлорида, показали, что модификации битума добавкой IIBa монет быть осуществлена чв условиях асфальтобетонного завода серийного производства без использования специального технического оборудования. Асфальтобетонная смесь приставлялась на АБЗ марки Д-508-2-А. Асфальтобетонные смеси с добавкой ГШл характеризуются хорошей удобоуклддываемостью и уплотняемость. Построении;", участок покрытия на дороге Махачкала - Сулак после нескольких месяцев эксплуатации находится а хорошем состоянии.

4. Технико-экономический анализ эффективности применения битума, модифицированного добавкой 1Шл, при устройстве дородного асфальтобетонного покрытия в'районах с карким кл;шатом показал, что использование ГШ\ в качестве модификатора позволяет за счет продления срока .службы асфальтобетонного покрытия

по критерию сдвигоустойчивости сократить примерно на 70$ затраты на ремонт покрытия и несмотря на некоторое увеличение стоимости асфальтобетонной смеси получить значительный экономический эффект,

Расчеты, проведенные на основе опыта строительства в да- . гестанавтодоре, показали, что экономический эффект (в пенах по состоянию на июль 1992 года) составляет 24363,руб на I км дорожного покрытия.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

I,. Коганзон U.C., Абу Захра А.!»;. Повышение качества-к обеспечение требуемых свойств асфальтобетонных покрытий на битуме, модифицированным поливинилхлоридом. Тез. док. практ. ■ kôhJ. - Владимир, 1992 г.

J. Абу Захра A.M., Руденский А.В., Ыорев А.И., Магомедов М*М. Опыт уотройсгва*';дооожного асфальтобетонного покрытая. с использованием модифицированного битума. Государственный концерн Росавтодор.. Экспресс-информация; 1« 10-12; М,: 18 Ш2, I - 8 с.