автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Регулирование структуры и свойств асфальтобетона, содержащего материалы кислых горных пород Уральского региона, введением добавки полимера

;-Т6 ОД ^

На правах рукописи

ОЬ-//?^? Л**0

ЩЕПЕТЕВА Людмила Станиславовна

РЕГУЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ АСФАЛЬТОБЕТОНА, СОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛЫ КИСЛЫХ ГОРНЫХ ПОРОД УРАЛЬСКОГО РЕГИОНА, ВВЕДЕНИЕМ ДОБАВКИ ЙОЛИМЕРА

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических

наук

и

/

Пермь 1999

Работа выполнена на кафедре строительства автомобильных дорог Пермского государственного технического университета.

Научные руководители:

Баталии Б.С., доктор технических наук, профессор

Лялькина Г.Б., доктор физико-математических наук, профессор

Официальные оппоненты:

Кононов В.Н., доктор технических наук, профессор

Агейкин В.Н., кандидат технических наук, доцент

Ведущая организация: трест «Пермдорстрой», г. Пермь.

Защита состоится « 23 » января 2000г. в ч. на заседании диссертационного совета К 063.66.12 в Пермском государственном техническом университете по адресу: г.Пермь, Комсомольский проспект, 29а, ауд. 423.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «¿¿У» QMU1999 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

канд. техн. наук, доцент

Оиаг-обо.б*,--/,0 + Оьн-оа.мч,о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Увеличение интенсивности движения автомобилей современных условиях вызывает рост сети автомобильных дорог с твердым экрыгием, одновременно предъявляются высокие требования к качеству ;фальтобетошшх покрытий. Высокая стоимость привозных дорожно-гроителышх материалов приводит к необходимости использования местных гменных материалов для производства асфальтобетонных смесей.

Гравий, песок и песчано-гравийные смеси (ПГС) Уральского региона по указателям физико-механических свойств удовлетворяют основным эебованиям нормативных документов. Ног эта .материалы относятся к кислым )рным породам и имеют плохое сцепление, с битумами;. покрытия шшобильных дорог из гравийного асфальтобетона ■ обладают , низкой эррозионной устойчивостью, недостаточной . сдвигоустойчивостью. при асоких температурах., Поэтому применение гравийно-песчаных материалов гая строительства асфальтобетонных покрытий ограничено.

Одним из способов повышения качества асфальтобетона, содержащего завш'шые и песчаные материалы, является использование в асфальтобетонной чеси полимернобитумного вяжущего (ПБВ), состоящего из вязкого битума и V эбавки полимера класса термоэластопластов.

Диссертация посвящена исследованию взаимодействия олимернобитумного вяжущего с песчано-гравийными материалами, меющими кислую природу; изучению его влияния на структуру, прочностные деформационные свойства асфальтобетона; разработке на этой основе гггамальных составов асфальтобетонных смесей.

Цель работы - разработка методики подбора оптимальных составов :фальтобетонных смесей, отвечающих требованиям коррозионной и сдвиговой гтойчивости, на основе гравийно-песчаных материалов кислых горных пород ральского региона и полимернобитумных вяжущих.

,., Поставленная цель достигается решением следующих задач:

¡.Оценить физико-механические свойства гравийных и песчаных атериалов, подобрать зерновые составы.

2.Исследовать физико-механические и физико-химические свойства олимернобитумных вяжущих при различном содержании полимера в битуме, пределить эффективные пределы изменения количества полимера в ПБВ.

3.Исследовать влияние добавки полимера на прочность сцепления битума минеральным материалом и на адгезионную прочность битумоминерального атериала. . ...,.

4.Установитъ влияние добавки полимера на показатели физико-[еханических свойств асфальтобетона, содержащего гравийные и песчаные [атериалы кислых горных пород.

5.Разработать методику подбора оптимальных составе; асфальтобетонных смесей, используя методы планирования эксперимента 1 многокритериальной оптимизации.

Научная новизна работы заключается в следующем:

-исследовано влияние добавки полимера в битум на прочность сцеплеши вяжущего с минеральными материалами кислых горных пород (камскш речным песком);

-доказано, что добавка полимера не влияет на показатель сцеплена (величину поверхности, покрытой битумом), если сцепление оцениваете; методом кипячения;

-исследовано влияние добавки полимера в битум на морозоустойчивост; и адгезионную прочность бшумоминерального материала, содержащей гравийные и песчаные материалы кислых горных пород; дая оценю адгезионной прочности бшумоминерального материала впервые использовш метод, основанный на определении усилия отрыва одного слоя материала о' другого;

-показано, что использование полимернобитумного вяжущего приводит 1 повышению морозостойкости и адгезионной прочности бшумоминеральноп материала;

-установлены закономерности влияния полимернобитумного вяжущего н; структуру, прочностные и деформационные свойства асфальтобетона содержащего минеральные материалы кислых горных пород Уральской региона;

-разработана методика подбора оптимальных составов асфальтобетокньг; смесей, отвечающих требованиям сдвигоустойчивости, морозостойкости 1 коррозионной устойчивости.

Практическая ценность работы. Внедрение результатов исследований ) условиях Уральского региона сократит дефицит дорожно-строительны: материалов, позволит расширить область применения кислых каменны; материалов в дорожном строительстве, повысит транспортно-эксплуатационньи характеристики конструкций дорожной одежды.

Реализация результатов работы. Разработанная автором методик; подбора оптимальных составов асфальтобетонных смесей на основе местны: кислых каменных материалов и полимернобитумного вяжущего был; реализована в производственно-строительном объединении "Пермдорстрой г.Оса при строительстве асфальтобетонного покрытия на автомобильной дорог Оса-Чернушка третьей технической категории.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работ! доложены и обсуждены: на семинаре треста ((Пермдорстрой» "Резерв! повышения эффективности производства и улучшения качества строительств автомобильных дорог" (1990 г.); на 25, 26, 27, 28, 29(1986-1998 г.) научно технических конференциях Пермского государственного техническог университета; на областной коференции "Повышение эффекгивност:

роизводства на основе научно-технического прогресса" (Пермь, 1988 г.); на егиональной научно-практической конференции "Ресурсосбережение и кология" (Ижевск, 1990 г.); на международной конференции "Проблемы кружающей среды на урбанизированных территориях" (Пермь, 1995г.).

, , Публикации. По материалам диссертации опубликовано десять печатных абот.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех пав, общих выводов и содержит ^S. страниц машинописного текста, ключая таблиц, 3$ рисунков, & приложений. Список

итературы включает наименований. • -

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе выполнен обзор основ ■ взаимодействия битума с аменными материалами. Рассмотрены основные^арактеристики материалов, оставляющих битумомииеральные смеси* их ^ влияние на прочность и стойчивость бтумоминералышх материалов.: Показано, ; 4*rö адгезионный онтакт органического вяжущего с, минеральным^- материалом формируется в сзультате,;, физического и - химического>: ^взаимодействия, ' дйффузиотщх роцессов. Прочность адгезионного контакта зависит от множеств'а!'факт6р0в: имической природы поверхности каменных материалов, структуры й текстуры есчано-гравийных частиц, состояния поверхности минеральных частиц (чистая ли загрязненная, окатанная, отшлифованная или шероховатая), толщины и рочности (когезии) пленки битума.

Песчано-гравийные материалы относятся к кислым и ультракислым орным породам и имеют пониженное сцепление битумных слоев с юверхностью минеральных частиц, особенно в присутствии воды. При этом еличина сцепления оценивается по методу кипячения, а также по методу расителей, разработанному Колбановской A.A.

Пониженное сцепление битума с кислыми каменными материалами [риводит к низкой коррозионной устойчивости гравийного асфальтобетона в сокрытиях : автомобильных i дорог, • проявляющейся в выкрашивании ншеральных частиц с поверхности покрытия в условиях попеременного одонасыщения, замораживания и оттаивания.

Асфальтобетон на основе гравийно-песчаных материалов обладает гедостаточной сдвигоустойчивостью при высоких температурах, что связано с ладкой окатанной поверхностью частиц.

Наиболее распространенные способы улучшения свойств асфальтобетона ta основе кислых гравийно-песчаных материалов сводятся к следующим руппам:

1.Дробление гравия и дробление гравия с одновременной активацией ¡вежеобразованных поверхностей поверхностно-активными веществами. Активация частиц в процессе дробления поверхностно-акгивйыми веществами

требует дополнительных трудовых затрат, новых технологических схем и материальных ресурсов. Как показывает анализ имеющегося опыта, количество пригодных для дробления фракций в составе песчано-гравийных смесей невелико (15-20% и менее), объем производства дробленого гравия мал.

2.Активация поверхности кислых частиц неорганическими веществами (известью, цементом, растворами хлористого кальция, железа и др.)

3.Использование для улучшения сцепления битума с кислыми материалами катионактивных поверхностно-активных веществ (ПАВ), среди

..которых наиболее эффективной является добавка БП-3. Однако, использование этой добавки и других ПАВ имеет ряд недостатков: необходимость тщательного подбора и выдерживания оптимальных концентраций в каждом конкретном случае с учетом природы и свойств применяемых материалов и битума; соблюдение рекомендуемых температурных режимов, введение поправки на возможную потерю активности; необходимость оснащения асфальтобетонного завода специальным оборудованием; резкий специфический запах разогретой добавки, ухудшающей условия труда.

При активации минерального порошка добавкой БП-3 ее рекомендуется вводить в смеси с пластификатором, что увеличивает количество компонентов смеси. Введение БП-3 не решает важнейшей проблемы обеспечения сдвигоустойчивости асфальтобетона при повышенных температурах.

Одним из направлений повышения качества асфальтобетона является применение добавок полимеров, улучшающих структурно-механические свойства этого материала.

Как показали исследования наших и зарубежных авторов (Гохман Л.М., Карпентер С.Х. ВанДам Т. и др.) полимерные добавки распределяются в дисперсионной среде вяжущего, создавая новую самостоятельную пространственную дисперсную структуру или же образуя сопряженные с имеющимися частицами дисперсной фазы пространственные структуры. При этом свойства вяжущего будут определяться этой новой пространственной сопряженной структурой.

Из существующих полимеров наиболее эффективными являются полимеры класса термоэластопластов, к которым относятся термопластичные каучуки "Карифлекс" (стирол-бутадиен-стирольные блоксополимеры) фирмы "Шелл" и дивинилстирольные термоэластопласты ДСТ-30 Воронежского завода синтетического каучука.

С точки зрения условий работы асфальтобетонных покрытий (гравийного асфальтобетона) особое значение приобретает то, что полимеры этого класса обладают способностью к высокоэластическим деформациям в широком интервале температур.

На основании изложенного в первой главе сформулирована цель и поставлены задачи исследований.

Во второй главе определены основные показатели физико-механических свойств материалов, составляющих асфальтобетонные смеси. Рассмотрены составы и свойства камских песчано-гравийных смесей, а также характеристики

минеральных порошков, используемых при приготовлении асфальтобетонных ;месей.

Камские песчано-гравийные смеси (ПГС), добываемые в речных карьерах ). Кама и ее притоков, по минералого-петрографическому составу относятся к сислым и ультракислым каменным материалам.

Для исследований были подобраны следующие составы минеральной lacra асфальтобетонных смесей:

1 состав (А): гравий 36%, песок 51%, минеральный порошок 13% 'известняковая мука).

2 состав (Б): гравий 36%, песок 48%, минеральный порошок 16% 'известняковый активированный).

Для приготовления асфальтобетонных смесей применен вязкий нефтяной дорожный битум марки БНД 60/90 и марки БНД 90/130 по ГОСТ 22245-90, производимый ОАО Лукойл Пермнефтеоргсинтез, а также полимернобитумное эяжущее (ПБВ), для приготовления которого были использованы: исходный эитум указанных марок и добавка полимера (дившшлстиролышй гсрмоэластопласт марки ДСТ-30-01).: . "

Для приготовления ПБВ ; применялась следующая технология: в эбезвоженный и нагретый, до рабочей температуры битум вводился полимер и перемешивался при непрерывном нагревании при температуре 160-170°С до эднородного состояния.

На первом этапе для определения границ изменения полимера в ПБВ была реализована серия однофакторных экспериментов. Результаты экспериментов приведены в таблицах 1 и 2.

Анализ результатов экспериментов показал, что оптимальным содержанием ДСТ в ПБВ является количество полимера 3,0-3,5%. Это то количество полимера, которое хорошо растворяется в битуме, образуя однородное вяжущее и при котором могут быть получены требуемые свойства: уменьшение глубины проникания иглы и увеличение температуры размягчения свидетельствует о повышении теплостойкости вяжущего. При этом деформативные свойства ПБВ при низких температурах (0°С) не только не ухудшаются, но становятся более высокими. Глубина проникания иглы при 0°С уменьшается для первого состава (таблица 1) на 4,5%, для второго состава (таблица 2) - на 10%. Растяжимость при 0°С увеличивается: для первого состава на 60,2%, для второго состава - на 65,1% по сравнению с исходным битумом. Увеличивается эластичность и индекс пенетрации.

Считается, что сцепление вяжущего с минеральным материалом определяет коррозионную устойчивость асфальтобетона. При этом сцепление принято оценивать по методу кипячения, который в соответствие с ГОСТ 912897 является нормативным и обязательным для применения.

Исследования сцепления исходного битума и ПБВ с кислыми каменными материалами выполнялись по методу кипячения в соответствии с ГОСТ 1150874 с количественной оценкой величины поверхности, покрытой битумом, по

Таблица 1

Наименование показателей Глубина проки-ханнх иглы, ммЮ"1, при Растяжимость, см, при Температура размягчения по Температура ХРУПКОСТИ по Сцепление в баллах, с Изменение после прогрева при163°С Эластичность, %, при Темпе ратура вспыш - ки. Плотность, Тп I Кстб

Наименование образца 25°С ОТ 25°С 0°С КИШ, •С Фраасу •с мрамор. песком массы, % (размягчения 25°С ОХ °С г/см3

БНД 60/90 (Д СТО) 65.0 27.0 42.00 4.10 55.50 -15.0 5 3 0.25 59.50 - - 268 1.0127 70.50 0.75 1.68

БНД 60/90+2.5% ДСТ 46 30 24.3 25.90 11.00 64.75 -13.3 5 3 0.17 69.50 74.50 50.00 268 1.0114 78.05 1.73 3.01

БНД 60/90+3% ДСТ 45.0 24.8 34.60 11.40 70.00 -14.0 5 3 0.14 73.50 81.00 49.00 272 1.0118 84.0 2.50 2.43

БНД 60/9<Н3.5% ДСТ 44.Х 24.3 30.60 11.75 73.75 -16.6 5 3 0.11 74.75 80.00 47.00 272 1.0097 90.35 3.13 2.95

БНД 60/90+4% ДСТ 41.0 22.8 35.05 11.00 76.25 -12.3 5 3 0.14 78.75 83.00 48.00 270268 1.0094 88.55 3.28 2.53

БНД 60/90+4.5% ДСТ . 41.5 23.7 33.00 9.75 75.75 -13.7 5 3 0.09 79.50 81.50 46.00 270268 1.0125 89.45 3.24 2.71

Таблица 2.

Наименование показателей Глубина прони-кания иглы, мм-10'1, ГфИ Растяжимость, см, при Температура размягчения по Температура хрупкости по Сцепление в баллах, с Изменение после прогрева при 163°С Эластичность, %, при Темпе ратура вспыш юц Плотность, Тп 1 Ксгб

Наименование образца 25°С о°с 25°С 0°С КИШ, °С Фраасу "С мрамор. пес-, ком иасси, % 1 размягчения 25°С 0°С "С г/сX3

БНД 90/130 (ДСТО) 91.0 29.0 100.00 4.90 47.50 -20.0 5 3 0.08 51.50 - - 260 1.0126 67.50 -0.415 0 675

БНД 90/130+2% ДСТ 70.5 0 27.7 45.50 10.00 ,54.30 -17.0 5 3 0.05 55.50 80.50 46.50 258 1.0111 71.50 0.76 1.57

БНД90/130+2.5%ДСТ 63.3 27.3 49.75 11.90 56.75 -14.0 5 3-4 0.05 59.75 85.50 '52.50 258 1.0117 70.75 0.97 1.42

БНД 90/130+3% ДСТ 59.0 25.7 52.00 13.00 59.75 -16.3 5 3-4 0.05 60.00 85.00 53.0 258 1.0111 76.05 1.41 1.46

ЕНД90/130+3.5%ДСТ 55.0 27.7 46.30 12.30 62.00 -12.3 5 4 0.08 62.75 86.00 54.00 258 1.0117 74.3 1.67 16

БНД 90/130+4% ДСТ 52.3 23.3 56.50 12.90 62.25 -14.6 5 3-4 0.08 65.25 88.00 57.88 260 1.0106 79.85 2.14 1.41

ю

о 1,25 0,63 0,315 0,14 0,071 Фракции песка, мм

—•—До кипячения - - в - - После кипячения

Рис.1 Зависимость показателя сцепления битума

БНД60/90 с песком от размера частиц песка

¡= с о со

|1 а. я-а> ? а &

2 8

я ю

X

1;

О)

ш

120 100 80 60 40 20 0

1 £

с 1 \

\ \

» 1, ".....< »-

—ф— До кипячения - - в - - После кипячения

1,25 0,63 0,315 0,14 0,071 Фракции песка, мм

Рис.2 Зависимость показателя сцепления ПБВ с песком от размера частиц песка

методу красителей. Результаты исследований приведены на рисунках 1 и 2. Анализ результатов позволяет сделать следующие выводы: 1)показатель сцепления зависит от фракции песка - чем меньше фракция, тем меньше величина поверхности, покрытой битумом после кипячения. Такая зависимость объясняется содержанием минерала кварца в песке различных фракций; 2)добавка ДСТ в битум не оказывает влияния на величину поверхности, покрытой вяжущим, после кипячения по сравнению с исходным битумом.

Классическая теория адгезии подразумевает под прочностью адгезионного контакта величину усилия, необходимого для разъединения контактирующих поверхностей. Поэтому в диссертационной работе для оценки прочности сцепления вяжущего с минеральным материалом (адгезионной прочности асфальтобетона) использован метод, основанный на определении усилия отрыва одного слоя материала от другого слоя, разработанный д.т.н. Баталиным Б.С., к.т.н. Макаровой JI.E., к.т.н. Правиной H.A.

В качестве физической величины, характеризующей прочность адгезионного контакта вяжущего с заполнителем, использована адгезионная межслоевая прочность асфальтобетона, определяемая предложенным методом.

Косвенными характеристиками коррозионной устойчивости асфальтобетона являются показатели водо- и морозостойкости, реально отражающие условия работы асфальтобетонных покрытий.

Для оценки влияния полимерной добавки на коррозионную устойчивость гравийного асфальтобетона предложена следующая методика исследований. Образцы из битумоминеральной смеси на основе кислых песчано-гравийных материалов и чистого битума, а также ПБВ испытывались на длительное водонасыщение и морозостойкость (50 циклов замораживания-оттаивания). После проведенных испытаний определялась морозостойкость, а также межслоевая адгезионная прочность битумоминерального материала.

Результаты испытаний приведены в таблице 3.

Таблица 3

Наименование Плоскость Адгезионная Морозостойкость

материала образцов прочность, МПа

ПГС+БНД 60/90 Торец 0,015-0,020

Срединная 0,025 0,15

плоскость

ПГС+ПБВ Торец 0,031-0,064

Срединная 0,043-0,052 0,32

плоскость

Межслоевая адгезионная прочность образцов на основе полимернобитумного вяжущего (ПБВ) в два-четыре раза, а морозостойкость в два раза превышают соответствующие характеристики образцов на основе чистого битума. То есть, несмотря на неудовлетворительное сцепление ПБВ с

p¿

песком мелких фракций, : определяемое по методу юшячени бшумоминеральный материал на основе полимернобитумного вяжущегойме более высокую коррозионную УСТОЙЧИВОСТЬ. '... Jl-."--.

Таким образом, полимернобитущное вяжущее может быть рекомендоват ' для проектирования составов асфальтобетонных смесей,1 . содержапц травийньхе и песчаные материалы кислых горных пород.

В третьей главе изложены результаты экспериментальных исследовали влияния полимернобитумного вяжущего на структуру и физико-механически свойства гравийного асфальтобетона. :

Асфальтобетонные смеси на основе кислых гравийло-песчаны материалов являются особенно сложными по подбору состава, с требуемым физико-механическими свойствами, которые обеспечивали бы ; необходимы эксплуатационные параметры покрытия. Увеличение содержания битума щи использованием маловязкого битума повышает сопротивление покрыли трещинообразованию при низких температурах воздуха, способствуе' повышению вЬдо- и морозостойкости асфальтобетона, но приводит к снижении сдвигоустойчивости и колееобразованюо при высоких температурах Сопротивление колееобразованию может быть повышено путем снижение содержания битума или благодаря использованию более вязкого битума, однакс при этом снижается водо- и морозостойкость асфальтобетона и егс коррозионная устойчивость.

Таким образом, система получается неустойчивой и подобрать состав асфальтобетонной смеси на основе кислых песчано-гравийных материалов и битумов, который бы удовлетворял вышеназванным требованиям, практически невозможно.

Экспериментальные исследования по подбору устойчивых составов асфальтобетона с применением ПБВ проводились в несколько этапов.

На основании результатов экспериментальных исследований, изложенных в главе 2, количество добавки полимера ДСТ в исходный битум БНД 60/90 было принято 3,0%.

Были проведены исследования изменения физико-механических свойств гравийного асфальтобетона при изменении количества ПБВ от 5,0% до 7,5%.

Исследования проводились для двух составов минеральной части асфальтобетона: А и Б (см. гл.2).

Результаты исследований (рис. 3-8) показали, что добавка полимера в вязкий битум приводит к увеличению предела прочности при сжатии при 50°С в среднем на 40%, что свидетельствует об улучшении сдвигоустойчивости асфальтобетона при высоких температурах. Асфальтобетон на основе ПБВ отличается стабильными свойствами при изменении количества вяжущего в асфальтобетонной смеси. Например, морозостойкость при. испытании асфальте бетонных образцов на основе чистого битума снижается от 0,85 до 0,29 (в 2,9 раза) при уменьшении количества вяжущего на 1% (с 6% до 5%); морозостойкость образцов на основе ПБВ при уменьшении количества

1,4 1,2 1

0,8 0,6 0.4 0,2 0

• >

I 1 1 ~" у =-о.о:

I 1— 1

1 1 1 = -0,04

5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 Содержание битума, %

-0,0:21х2 + 0,1219х + 1,2007

ЭЗх^ 0,4104х- 0,0436

8,0

8,5

♦ Г1БВ(ДСТ 3%) в БНД 60/90

-ПБВСДСТ 3%)

--БНД 60/90

Рис. 3 Зависимость предела прочности при сжатии при 50*С от содержания вяжущего для состава: гравий 36%, песок 51%, мин. __порошок 13%_

Содержание битума , %

Рис.4 Зависимость морозостойкости от содержания вяжущего для _состава: гравий 36%, песок 51%, мин, порошок 13%._

1.« 1.2 1

0,8

у = 0,1954х-0,2548

0,6 * 0,4 0,2 0

у = 0,0354х + 0,7519

5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 Содержание битума, %

8,0

8,5

♦ пбв(дст 3%) о бнд 60/90

--бнд 60/90

—пбв( дст 3%)

Рис. 5 Зависимость водостойкости асфальтобетона при длительном водонасыщении от содержания вяжущего для состава: гравий 36%, песок 51%, мин. порошок 13%

у = 2,7571х-5,0071

1 1 У

1 1

*

" ^

1 1 <

>

у = 0.7011Х + 2,989!

5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 Содержание битума, %

8,0

♦ ПБВ(ДСТ 3%) в БНД 60/90. --БНД 60/90

-пбв(дст з%;

Рис. 6 Зависимость температуроустойчивости асфальтобетона от содержания вяжущего для состава: гравий 36%, песок 51%, мин.

порошок 13%

ю 9

£ С

Iе

1«

с

5 «

1 з

н*

2

6 2 О

1

1

II

•

•»ч. ц -V. | 1

, у = -2,160

♦ ПБВ/ БНД 60/90 96,5%, ДСТ 3,5%

в БНД 60/90

= -2,236х + 18,642

5,5 6 6,5 7

Содержание битума, %

7,5

Рис. 7 Зависимость остаточной пористости от содержания вяжущего для состава: гравий 36%, песок 48%, мин. порошок 16%

2,4 2,38 2,36 2,34 2,32 2,3 2,28 2,26 2,24

у = 0,024х + 2,198

♦ БНД 60/90 в ПБВ

1 1

г ' 1 у = ПП1Г

_ — —- — "

" . _ - - — -

7х 2,2489

5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5

Содержание битума, %

8,0

8,5

Рис. 8 Зависимость плотности от содержания вяжущего для состава: гравий 36%, песок 48%, мин. порошок 16%

вяжущего в смеси на 1% (от 6% до 5%) снижается в 1,26 раза (от 1,06 до 0,84). Асфальтобетон с применением ПБВ имеет более высокую плотность, меньшую остаточную пористость (в среднем остаточная пористость уменьшается с применением ПБВ в 1,3 раза), больший объем замкнутых пор. Гравийный асфальтобетон с применением ПБВ более температуроустойчив (показатель температуроустойчивости асфальтобетона на основе ПБВ в 1,55 раза меньше, чем на основе чистого битума). Следовательно, можно сделать вывод о положительном влиянии полимернобитумного вяжущего на качество асфальтобетона, содержащего гравийные и песчаные материалы кислых горных пород. При этом необходимо выяснить оптимальные соотношения ПБВ в асфальтобетонной смеси и полимера в ПБВ, а также разработать методику подбора таких составов асфальтобетонных смесей с использованием ПБВ, которые обеспечивали бы высокое качество асфальтобетонных покрытий.

В четвертой главе на основании методов планирования эксперимента и полученных в третьей главе опытных данных составлены математические модели основных характеристик асфальтобетонных смесей. Были исследованы зависимости предела прочности при сжатии при 50°С, водостойкости и температуроустойчивости от двух факторов: количества ПБВ в асфальтобетонной смеси и количества полимера в ПБВ.

Все. составленные модели были проверены на адекватность и далее использованы для отыскания оптимальных по .совокупности всех характеристик составов асфальтобетонных смесей. В результате математического анализа с использованием метода многокритериальной оптимизации были найдены значения каждого из двух факторов, обеспечивающие оптимальные значения перечисленных показателей.

Результаты оптимизации подбора составов асфальтобетонных смесей (для состава А) приведены в таблицах 4-6.

Состав А

Гравий 36%, песок 51%, минеральный порошок 13%, вяжущее.

1 .Предел прочности при сжатии при 50°С, МПа ^50) Б15о=0,27+0,04х,+0,2х2,

Где Х1-количество полимернобитумного вяжущего в асфальтобетонной смеси; х2-количество полимера в вяжущем.

__Таблица 4_

&50тах &50оггг

х,=7,5%,х2=3,0% х,=5%, х2=0 Х1=7,5%, х2=3,0%

1^50=1,2 МПа К-5о=0,47МПа 1150=1,2 МПа 1

х1=7,5%, х2=0

1150=0,57МПа

2.Водостойкость при длительном водонасыщении К] Квд=0,14х1

17 Таблица 5

^вд шах ЩШ Кцд огтт

хг-7,5% Квл=1,05 х,=5,0% Квл=0,7 х,=7,5% Квл=1,05

З.Температуроустойчивость Ктемп К^З,97+1,29Х1-1,'445х2 Таблица 6

^темп шах Ктешттхп Ктемп опт

Х1=7,5%, х2=0 Ктеш=13,64 XI=5,0%, х2=3,0% Ктемп=£>,0 Х1=7,5%, х2=3,0% ^темп-*'8,52

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

¡.Показано, что гравийные и песчаные материалы Уральского региона по минералого-петрографическому составу (кремнисто-кварцевые) относятся к кислым горным породам. По прочности, зерновому составу и другим показателям физико-механических свойств эти материалы соответствуют Егормагавным требованиям и могут быть рекомендованы для разработки гостазов асфальтобетонных смесей.

2.Установлено, что асфальтобетон, содержащий гравийные и песчаные материалы кислых горных пород, отличается низкой коррозионной устойчивостью при воздействии неблагоприятных факторов (водонасыщение, 5амораживание-оттаивание) и пониженной сдвигоустойчивостью (подвержен колееобразованию) при высоких температурах.

Низкая коррозионная устойчивость асфальтобетона обусловлена плохим :цеплением битума с поверхностью минеральных частиц; величину сцепления принято оценивать по методу кипячения.

3.Показано, что качество асфальтобетона может быть улучшено в результате использования в асфальтобетонной смеси полимернобитумного зяжущего. Предложено в качестве полимернобитумного вяжущего юпользовать вязкий битум марок БНД 60/90, БНД 90/130, модифицированный добавкой дивинилстирольного термоэластопласта ДСТ 30-01.

4.Экспериментально установлены закономерности влияния добавки полимера ДСТ 30-01 на физико-механические и физико-химические свойства эитумов. Определены эффективные пределы изменения количества полимера.

5.Исследованиями установлено, что добавка полимера не влияет на величину сцепления, определяемого методом кипячения.

Предложено прочность сцепления вяжущего с минеральными материалами оценивать величиной межслоевой адгезионной прочности материала.

7.Установлено, что асфальтобетон, содержащий гравийные и песчаные материалы кислых горных пород Уральского региона и полимернобитумное вяжущее, характеризуется адгезионной прочностью, в два раза превышающей адгезионную прочность асфальтобетона, в котором в качестве вяжущего использован битум.

8.Доказано, что использование полимернобитумного вяжущего приводит к улучшению физико-механических характеристик, к повышению коррозионной и сдвиговой устойчивости асфальтобетона, содержащего гравийные и песчаные материалы кислых горных пород Уральского региона.

9:Разработана методика подбора оптимальных составов асфальтобетонных смесей, отвечающих требованиям сдвигоустойчивости при высоких температурах и коррозионной устойчивости при воздействии неблагоприятных климатических факторов.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1.Щепетева Л.С. Об использовании полимернобитумного вяжущего для приготовления асфальтобетонных смесей на основе камских песчано-гравийных материалов. Тезисы докладов областной научно-технической конференции «Повышение эффективности производства на основе научно-технического прогресса». Пермь: 1988. С.9.

2.Щепегева Л.С., Гохман Л.М., Садыков В.Г. Исследование возможности использования камских песчано-гравийных смесей в асфальтобетоне. Основания и фундаменты в геологических условиях Урала. Межвузовский сборник научных трудов. Пермь: 1990. С. 131.

3.Щепетева Л.С. О возможности использования кислых песчано-гравийных материалов для устройства верхних слоев асфальтобетонных покрытий. Тезисы докладов региональной научно,-практической конференции «Ресурсосбережение и экология». Ижевск: 1990. С.90.

7 . 4.Щепетева Л.С. Влияние добавки полимера на коррозионную устойчивость гравийного асфальтобетона. Тезисы докладов 27 научно-технической конференции Йёрмского политехнического института. Пермь: 1991. С.193.

5.Щепетева Л.С. Изменение свойств гравийного асфальтобетона при использовании в его составе полимернобитумного вяжущего. Тезисы докладов Всесоюзной конференции «Применение отходов промышленности и местных строительных материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог». Владимир: 1991.

„ б.Щепетева Л.С., Макарова Л.Е. Адгезия и адгезионная прочность асфальтобетона. Основания и фундаменты в геологических условиях Урала. Межвузовский сборник научных трудов. Пермь: 1994. С. 141.

7.Щепегева Л.С. Денисов И.А. Использование экологически чистых минеральных материалов в строительстве асфальтобетонных покрытий. Тезисы докладов международной конференции «Проблемы охраны окружающей среды на урбанизированных территориях» Пермь: 1995. С.109.

8.Щепетева Л.С., Май И.В., Денисов И.А., Бажуков М.Ю. Использование дорожно-строительных материалов в строительстве автомобильных дорог и вопросы охраны окружающей среды. Тезисы докладов 29 научно-технической конференции 111 ГУ. Пермь: 1998. С.63.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ БИТУМА С КАМЕННЫМИ МАТЕРИАЛАМИ.

1.1. Особенности взаимодействия битума с каменными материалами.

1.2. Способы улучшения свойств асфальтобетона, приготовленного с использованием кислых и ультракислых каменных материалов.

1.3. Роль полимерных добавок в регулировании свойств битума. .28 Выводы.

Глава 2 ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

МАТЕРИАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ СОСТАВОВ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ.

2.1. Состав и свойства минеральных материалов.

2.2. Зерновой состав минеральной части асфальтобетонных смесей.

2.3. Органические вяжущие материалы для приготовления асфальтобетонных смесей.

2.4. Сцепление вяжущих материалов с кислыми каменными материалами. Адгезионная прочность битумоминеральных смесей.

Выводы.

Глава 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРАВИЙНОГО АСФАЛЬТОБЕТОНА.

3.1. Влияние полимернобитумного вяжущего на структуру и свойства гравийного асфальтобетона.

3.2. Исследование физико-механических свойств асфальтобетона, приготовленного на основе гравийных и песчаных материалов кислых горных пород и полимернобитумного вяжущего. 79 Выводы.

Глава 4 ОПТИМИЗАЦИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРАВИЙНОГО АСФАЛЬТОБЕТОНА НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРНОБИТУМНЫХ ВЯЖУЩИХ.

4.1. Построение и анализ математических моделей физико-механических характеристик для асфальтобетонной смеси состава А.

4.2. Построение и анализ математических моделей физико-механических характеристик для асфальтобетонной смеси состава Б.

4.3. Оптимизация физико-механических характеристик для асфальтобетонных смесей.

Выводы.

При современных темпах строительства автомобильных дорог большое значение приобретает развитие производства эффективных строительных материалов.

На территории Уральского региона, в частности в Пермской области, имеются значительные запасы гравийных материалов, включая песчано-гравийные смеси (ПГС). Однако, несмотря на то, что вопросу их использования в практике дорожного строительства посвящены работы многих исследователей, эти материалы до сих пор не допускаются к широкому применению в асфальтобетоне.

Одной из основных причин, по которой ограничено применение гравийных и песчаных материалов Уральского региона в верхних слоях асфальтобетонных покрытий, является недостаточная коррозионная устойчивость асфальтобетона. Это проявляется в том, что при эксплуатации покрытия под воздействием природных факторов (воды и мороза) и автомобильных нагрузок зерна гравия обнажаются, выкрашиваются и на покрытии образуются значительные коррозионные области.

К недостаткам гравийных материалов относится и то, что во многих случаях они отличаются большой разнородностью по прочности и петрографическому составу, минеральные частицы имеют гладкую, хорошо окатанную поверхность. Асфальтобетон на основе гравийных и песчаных материалов имеет недостаточную сдвигоустойчивость при высоких температурах - покрытия подвержены колееобразованию. Повысить сдвигоустойчивость возможно путем снижения количества вяжущего в асфальтобетонной смеси, однако в этом случае снижается трещиностойкость покрытий при отрицательных температурах. Таким образом, асфальтобетон на основе кислых гравийных и песчаных материалов имеет показатели физико5 механических свойств, не соответствующие требованиям, и не обладает необходимым сопротивлением к колееобразованию, трещинообразованию и выкрашиванию.

В силу вышеуказанных причин камский гравий и ПГС для устройства верхних слоев асфальтобетонных покрытий не применяется, хотя камскую ПГС и другие гравийные и песчаные материалы кислых пород Уральского региона можно считать наиболее перспективным материалом для массового применения в дорожном строительстве.

Поэтому возникает проблема поиска эффективных способов улучшения структуры и свойств асфальтобетонных смесей с целью более широкого использования песчано-гравийных материалов в практике дорожного строительства, в частности, для устройства верхних слоев асфальтобетонных покрытий.

Считается, что недостаточная коррозионная устойчивость связана с плохим сцеплением битума с поверхностью зерен минерального материала, так как минеральные частицы относятся по минералогическому составу к кислым породам, и, кроме того, имеют гладкую, плотную, окатанную поверхность [1]. Поэтому все имеющиеся способы улучшения свойств гравийного асфальтобетона направлены на улучшение сцепления битума с поверхностью кислых материалов. Это следующие способы.

1.Дробление гравия и дробление гравия с одновременной активацией свежеобразованных поверхностей поверхностно-активными веществами (ПАВ);

2.Использование для улучшения сцепления битума с кислыми минеральными материалами катионактивных ПАВ, среди которых наиболее эффективной является добавка БП-3.

3.Активация поверхности кислых частиц неорганическими веществами (известью, цементом, растворами хлористого кальция, солей железа и т.д.).

Все эти способы имеют различную степень эффективности, определенные 6 преимущества и недостатки. Однако само по себе хорошее сцепление битума с каменными материалами, определяемое методом кипячения, еще не является достаточной гарантией обеспечения коррозионной устойчивости асфальтобетона. Кроме того, многие добавки, используемые для улучшения сцепления битума с минеральными материалами, могут приводить к ухудшению показателей свойств асфальтобетона.

Например, поверхностно-активное вещество БП-3 позволяет значительно улучшить сцепление вяжущего с поверхностью кислых материалов, что подтверждается испытанием по методу кипячения. Но избыток ПАВ приводит к снижению коэффициентов водо- и морозостойкости асфальтобетона, к падению прочности образцов при 50°С, а также к росту водонасыщения и набухания [2]. Именно эти показатели, в том числе коэффициенты водостойкости и морозостойкости, могут служить для косвенной оценки коррозионной устойчивости, так как отражают реальные условия работы асфальтобетона [1]. Для количественной характеристики прочности адгезионного контакта вяжущего с минеральным заполнителем необходимо использовать величину усилия разъединения контактирующих поверхностей.

Отметим, что одним из способов, улучшающих свойства асфальтобетона, является использование в асфальтобетонных смесях вместо битума полимернобитумного вяжущего (ПБВ) на основе вязкого битума и полимера класса термоэластопластов марки ДСТ-30. Полимер ДСТ-30 вводится непосредственно в вязкий битум и при температуре 170-180°С растворяется до однородного состояния. Полимер создает в битуме дополнительный каркас (сетку) из крупных молекул, изменяя структуру вяжущего, его свойства, а также процессы взаимодействия вяжущего с каменным материалом. ПБВ обладает высокой теплостойкостью, эластичностью, устойчивостью к старению, высокой растяжимостью при 0°С, а асфальтобетон на его основе обладает повышенной сдвигоустойчивостью, водо- и морозостойкостью. Однако исследования по подбору составов и изучению свойств асфальтобетонных смесей (АБС) на основе гравийных и песчаных материалов кислых горных пород Уральского региона с использованием полимернобитумных вяжущих не проводились, поэтому данная работа является актуальной.

Цель работы - разработка методики подбора оптимальных составов асфальтобетонных смесей, отвечающих требованиям коррозионной и сдвиговой устойчивости, на основе гравийно-песчаных материалов кислых горных пород Уральского региона и полимернобитумных вяжущих.

Поставленная цель достигается решением следующих задач:

1.Оценить физико-механические свойства гравийных и песчаных материалов, подобрать зерновые составы.

2.Исследовать физико-механические и физико-химические свойства полимернобитумных вяжущих при различном содержании полимера в битуме, определить эффективные пределы изменения количества полимера в ПБВ.

3.Исследовать влияние добавки полимера на прочность сцепления битума с минеральным материалом и на адгезионную прочность битумоминерального материала.

4. Установить влияние добавки полимера на показатели физико-механических свойств асфальтобетона, содержащего гравийные и песчаные материалы кислых горных пород.

5.Разработать методику подбора оптимальных составов асфальтобетонных смесей, используя методы планирования эксперимента и многокритериальной оптимизации.

Во введении кратко обоснована актуальность работы, указано на необходимость исследования свойств камских песчано-гравийных смесей, используемых для приготовления асфальтобетона, а также свойств битумов, полимернобитумных вяжущих и их характеристик. Сделан вывод о необходимости исследования влияния полимерных добавок на водо- и 8 морозоустойчивость, а также на сдвигоустойчивость асфальтобетонов, полученных на основе камских песчано-гравийных смесей. Сформулирована цель исследования и вытекающие из нее задачи.

Первая глава посвящена изложению теоретических основ взаимодействия битума с каменными материалами.

В первом разделе этой главы рассмотрены основные характеристики материалов, составляющих асфальтобетонные смеси, и их влияние на прочность и теплоустойчивость асфальтобетона. Во втором разделе рассмотрены особенности структуры и свойства асфальтобетона, приготовленного с использованием кислых и ультракислых каменных материалов, а также способы улучшения этих свойств. В третьем разделе первой главы определена роль полимерных добавок в регулировании свойств органических вяжущих и асфальтобетона. В конце главы сделан вывод о необходимости исследования свойств гравийных и песчаных материалов кислых горных пород Уральского региона, битумов и полимернобитумных вяжущих, применяемых для производства асфальтобетонных смесей.

Во второй главе исследованы основные характеристики материалов, составляющих асфальтобетонные смеси. Рассмотрены составы и свойства камских гравийных и песчаных материалов, характеристики минеральных порошков и битумов. В последнем разделе второй главы исследованы составы ПБВ при различном содержании полимера в битуме, установлены эффективные пределы изменения количества ДСТ в ПБВ, изучены физико-механические свойства, включая сцепление и адгезионную прочность, полимернобитумных вяжущих. Сделаны выводы о материалах, предлагаемых к использованию: исходные материалы (гравий и песок, минеральные порошки, битум) по показателям физико-механических свойств соответствуют требованиям ГОСТ и могут быть использованы для приготовления асфальтобетонных смесей. Полимернобитумное вяжущее имеет неудовлетворительное сцепление, 9 определяемое методом кипячения, с мелкими фракциями песка, как и чистый битум. Однако адгезионная прочность и морозоустойчивость битумоминерального материала на основе песчано-гравийных материалов и полимернобитумного вяжущего в два раза выше, чем на основе чистого битума. Поэтому полимернобитумное вяжущее может быть использовано в гравийных асфальтобетонных смесях с целью повышения коррозионной устойчивости асфальтобетона.

В третьей главе выполнено исследование физико-механических свойств асфальтобетонов, приготовленных на основе камских гравийно-песчаных материалов; выполнен сравнительный анализ показателей физико-механических свойств асфальтобетонных смесей на основе битума и полимернобитумного вяжущего. Изучено влияние добавки полимера на показатели физико-механических свойств асфальтобетона. Сделаны выводы о повышении прочности, морозоустойчивости, температуроустойчивости асфальтобетонных смесей на основе ПБВ.

Четвертая глава посвящена вопросу об оптимизации составов асфальтобетонных смесей (АБС) с использованием полимернобитумных вяжущих. В первом разделе выполнено планирование эксперимента по изучению влияния двух факторов - количества вяжущего в АБС и количества полимера в вяжущем - на основные характеристики его физико-механических свойств (водо- и морозоустойчивость, а также прочность). На основе полученных в третьей главе опытных данных составлены ортогональные планы первого порядка и разработаны соответствующие математические модели для двух типичных составов асфальтобетонных смесей. Для каждой из исследуемых характеристик найдены наилучшие из возможных значений. Эти значения использованы для составления целевой функции, которая позволяет оптимизировать все рассматриваемые характеристики в совокупности.

10

Научная новизна работы заключается в следующем:

-исследовано влияние добавки полимера в битум на прочность сцепления вяжущего с минеральными материалами кислых горных пород (камским речным песком);

-доказано, что добавка полимера не влияет на показатель сцепления (величину поверхности, покрытой битумом), если сцепление оценивается методом кипячения;

-исследовано влияние добавки полимера в битум на морозоустойчивость и адгезионную прочность битумоминерального материала, содержащего гравийные и песчаные материалы кислых горных пород; для оценки адгезионной прочности битумоминерального материала впервые использован метод, основанный на определении усилия отрыва одного слоя материала от другого;

-показано, что использование полимернобитумного вяжущего приводит к повышению морозостойкости и адгезионной прочности битумоминерального материала;

-установлены закономерности влияния полимернобитумного вяжущего на структуру, прочностные и деформационные свойства асфальтобетона, содержащего минеральные материалы кислых горных пород Уральского региона;

-разработана методика подбора оптимальных составов асфальтобетонных смесей, отвечающих требованиям сдвигоустойчивости, морозостойкости и коррозионной устойчивости.

Практическая значимость работы. Внедрение результатов исследований в условиях Уральского региона сократит дефицит дорожно-строительных материалов, позволит расширить область применения кислых каменных материалов в дорожном строительстве, повысит транспортно-эксплуатационные характеристики конструкций дорожной одежды.

II

Разработанная методика подбора асфальтобетонных смесей, содержащих гравийные и песчаные материалы кислых горных пород, была использована при реконструкции дорожного покрытия на автомобильной дороге третьей технической категории Оса-Чернушка в октябре 1995 г. Контрольные обследования участка были выполнены в мае 1996 г. и в ноябре 1999 г. Результаты обследования положительны: коэффициент уплотнения составил 0,99 - 1,0; трещин и деформаций сдвига на покрытии нет, выкрашивания гравийных и песчаных частиц с поверхности покрытия нет.

Реализация результатов работы. Разработанная автором методика подбора оптимальных составов асфальтобетонных смесей на основе местных кислых каменных материалов и полимернобитумного вяжущего была реализована в производственно-строительном объединении "Пермдорстрой" г.Оса при строительстве асфальтобетонного покрытия на автомобильной дороге Оса-Чернушка третьей технической категории.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены: на семинаре треста «Пермдорстрой» "Резервы повышения эффективности производства и улучшения качества строительства автомобильных дорог" (1990 г.); на 25, 26, 27, 28, 29(1986-1998 г.) научно-технических конференциях Пермского государственного технического университета; на областной коференции "Повышение эффективности производства на основе научно-технического прогресса" (Пермь, 1988 г.); на региональной научно-практической конференции "Ресурсосбережение и экология" (Ижевск, 1990 г.); на международной конференции "Проблемы окружающей среды на урбанизированных территориях" (Пермь, 1995г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано десять печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и содержит 142 страницы машинописного текста,

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1.Показано, что гравийные и песчаные материалы Уральского региона по минералого-петрографическому составу (кремнисто-кварцевые) относятся к кислым горным породам. По прочности, зерновому составу и другим показателям физико-механических свойств эти материалы соответствуют нормативным требованиям и могут быть рекомендованы для разработки составов асфальтобетонных смесей.

2.Установлено, что асфальтобетон, содержащий гравийные и песчаные материалы кислых горных пород обладает низкой коррозионной устойчивостью при воздействии неблагоприятных факторов (водонасыщение, замораживание-оттаивание) и несдвигоустойчив (подвержен колееобразованию) при высоких температурах.

Низкая коррозионная устойчивость асфальтобетона обусловлена плохим сцеплением битума с поверхностью минеральных частиц; величину сцепления принято оценивать по методу кипячения.

3.Показано, что качество асфальтобетона может быть улучшено в результате использования в асфальтобетонной смеси полимернобитумного вяжущего. Предложено в качестве полимернобитумного вяжущего использовать вязкий битум марок БНД 60/90, БНД 90/130, модифицированный добавкой дивинилстирольного термоэластопласта ДСТ 30-01.

4.Экспериментально установлены закономерности влияния добавки полимера ДСТ 30-01 на физико-механические и физико-химические свойства битумов. Определены эффективные пределы изменения количества полимера.

5.Исследованиями установлено, что добавка полимера не влияет на величину сцепления, определяемого методом кипячения.

Предложено прочность сцепления вяжущего с минеральными материалами оценивать величиной межслоевой адгезионной прочности материала.

126

6.Установлено, что асфальтобетон, содержащий гравийные и песчаные материалы кислых горных пород Уральского региона и полимернобитумное вяжущее, характеризуется адгезионной прочностью, в два раза превышающей адгезионную прочность асфальтобетона, в котором в качестве вяжущего использован битум.

7.Доказано, что использование полимернобитумного вяжущего приводит к улучшению физико-механических характеристик, к повышению коррозионной и сдвиговой устойчивости асфальтобетона, содержащего гравийные и песчаные материалы кислых горных пород Уральского региона.

8.Разработана методика подбора оптимальных составов асфальтобетонных смесей, отвечающих требованиям сдвигоустойчивости при высоких температурах и коррозионной устойчивости при воздействии неблагоприятных климатических факторов.

127

1. Дорожный асфальтобетон. Под редакцией Л.Б.Гезенцвея. М., Транспорт, 1985. 350 с.

2. Г.Б.Крыжановская, Г.А.Челухина. О термостойкости адгезионной битумной присадки БП-3. Ж. Автомобильные дороги, № 4,1980

3. С.В .Шестоперов. Дорожно-строительные материалы. 4.1 М., Высшая школа, 1976. 255 с.

4. А.С.Колбановская, В.В.Михайлов. Дорожные битумы. М., Транспорт, 1973. 261 с.

5. А.С.Колбановская, Л.Б.Гезенцвей, В.В.Михайлов. Роль тонких слоев битума в процессах структурообразования дисперсных битумоминеральных материалов. Коллоидный журнал, 1963, т.25, №3, с. 25-29.

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

7. М.И.Кучма. Поверхностно-активные вещества в дорожном строительстве. М., Транспорт, 1980. 191 с.

8. Б.Д.Сумм, Ю.В.Горюнов. Физико-химические основы смачивания и растекания. М., Химия, 1976.

9. Б.В.Дерягин, Н.А.Кротова, В.П.Смилга. Адгезия твердых тел. М., Наука, 1973. 279 с.

10. Метод определения показателя сцепления битума с поверхностью минерального материала по адсорбции красителя (метиленового синего). В кн. Материалы и изделия для строительства дорог. Справочник. Под редакцией Н.В.Горелышева. М., Транспорт, 1986. 288 с.

11. П.А.С.Колбановская. Метод красителей для определения сцепления битума с минеральными материалами. Автотрансиздат, М., 1959.128

12. Л.Б.Гезенцвей. Асфальтовый бетон из активированных минеральных материалов. М., Стройиздат, 1971. 255 с.

13. Б.И.Курденков. Отчет по теме: исследование местных каменных материалов с разработкой предложений по их применению в дорожном строительстве. СоюздорНИИ, 1973.

14. П.А.Ребиндер. Поверхностно-активные вещества. М., Знание, 1961.46с.

15. Инструкция по использованию поверхностно-активных веществ при строительстве дорожных покрытий с применением битумов. ВСН 59-68. М., Оргтрансстрой, 1968. 64 с.

16. Д.С.Шемонаева. Исследование влияния вида и содержания поверхностно-активных веществ на свойства дорожных битумов и асфальтобетонов. М., МАДИ, 1979. 18 с.

17. Р.Б.Гун. Нефтяные битумы. М., Химия, 1989. 149 с.

18. Д.С.Шемонаева. Улучшение сцепления битума с минеральным материалом. Ж. Автомобильные дороги, № 3, 1978.

19. К.В.Гюнсбург, И.В.Паперно, А.В.Экиманис. Активация минерального порошка добавкой БП-3. Ж. Автомобильные дороги, № 3, 1978.

20. Г.Б.Крыжановская,Н.И.Бегункова, А.3.Апарцев. Высокомолекулярный гидрофобизатор и опыт его применения в асфальтобетоне. Ж.Автомобильные дороги, №8,1981.

21. Полимерная добавка для модификации битума. Воронежский межотраслевой территориальный центр научно-технической информации и пропаганды. Информационный листок.

22. Исследования полимернобитумных вяжущих материалов на дорогах Нью-Мексико. Polymer asphalt experiments on small New Mexico roads. Highway and Heavy constr., 1987, 130, № 1. Р.Ж. Автомобильные дороги, 1987.

23. Применение полимерных отходов в асфальтобетоне. Р.Ж. ВНИИИС Госстроя СССР, сер.7,1987.27 .Методические рекомендации по применению асфальтобетонных смесей с полимерными отходами промышленности. СоюздорНИИ, 1986.

24. А.А.Гуреев, Л.М.Гохман, Л.П.Гилязетдинов. Технология органических вяжущих материалов. Под редакцией З.И.Сюняева. М., 1986.

25. Л.М.Гохман. Комплексные органические вяжущие на основе ПАВ и полимеров. Полимерные материалы в строительстве покрытий автомобильных дорог. М., 1981.

26. Л.М.Гохман. Макроструктура нефтяного битума. Симпозиумы. Химия и характеристики битумов. Т.1, Вашингтон, 1990. 251 с.

27. Б.С.Радовский, Л.М.Гохман, Е.М.Гурарий, Г.С.Духовный. Применение формулы Муни для определения критической концентрации структурообразования дисперсных систем типа битумов. Коллоидный журнал, 1979, № 4.

28. Л.М.Гохман, Е.М.Гурарий. Принципы создания и метод расчета состава комплексных вяжущих материалов на основе нефтяных остатков для дорожных покрытий. Труды СоюздорНИИ. Проблемы переработки тяжелых нефтей. Алма-Ата, 1980.

29. Л.М.Гохман, А.Р.Давыдова. Исследование комплексных органических вяжущих на основе продуктов переработки угля. Труды СоюздорНИИ, 1983.

30. Л.М.Гохман, Е.М.Гурарий. Исследование влияния соотношения фаза: среда в битумах на их свойства. Труды СоюздорНИИ, 1981.

31. Г.А.Бонченко. Асфальтобетон. Сдвигоустойчивость и технология модифицирования полимером. М., Машиностроение, 1994. 175 с.

32. А.П.Платонов. Полимерные материалы в дорожном строительстве. М., Транспорт, 1994. 280 с.

33. Б.М.Слепая. Исследование влияния резинового порошка на свойства дорожного асфальтобетона. Балашиха, СоюздорНИИ, 1972. 17 с.

34. Б.Г.Печеный. Битумы и битумные композиции. М., Химия, 1990. 255 с.

35. В.М.Макаров, В.Ф.Дроздовский. Использование амортизированных шин и отходов производства резиновых изделий. Л., Химия, 1986. 249 с.

36. В.М.Артемов, Л.П.Макаренков. Изучение влияния природы резиновой крошки и температуры смешения на свойства резинобитумных композиций. Производство шин, резино-технических и асбоцементных изделий. 1983. №7.

37. В.С.ВОНК, Г.ван Гоосвиллиген. Совершенствование дорожных битумов с помощью Карифлекса TR. Реферат. НИИЦ Шелл, 1992. 15 с.

38. Термопластичные каучуки «Кратон» свойства и применение. Технический бюллетень, 1991.43 .Кратон в битумах для строительства и содержания дорог. Технический бюллетень, 1991.

39. С.Х.Карпентер, Т. Ван Дам. Лабораторное сравнительное изучение характеристик асфальтобетонных смесей, модифицированных и немодифицированных добавками полимеров. TP, 1992. 26 с.45 .М.Дауне. Модифицированные связующие материалы к 2000 г. TP, 1992. 13 с.

40. М. Дауне. Некоторые перспективные новые вяжущие и их рентабельность. TP,1992. 28 с.131

41. Приготовление смесей Карифлекса ТЯ и битумов. Технический бюллетень. 1992.

42. ГОСТ 9128-97. Смеси асфальтобетонные, дорожные, аэродромные и асфальтобетон. ТУ.

43. ГОСТ 8269.0-97. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний.

44. ГОСТ 8268-93. Щебень и гравий из плотных пород для строительных работ. ТУ.

45. ГОСТ 8735-88. Песок для строительных работ. Методы испытаний.

46. ГОСТ 8736-93. Песок для строительных работ. ТУ.

47. ГОСТ25607-94. Смеси щебеночно-гравийно-песчаные для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов. ТУ.

48. ГОСТ 16557-78. Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей.1. ТУ.

49. ГОСТ 12784-78. Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Методы испытаний.

50. Руководство по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий. М., Транспорт, 1978.

51. ГОСТ 22245-90.Битумы нефтяные дорожные вязкие. ТУ. 58.0СТ 218-97 Вяжущие полимерно-битумные дорожные. ТУ. 1996.

52. ГОСТ 11508-74. Битумы нефтяные. Методы определения сцепления битума с мрамором и песком.

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

54. А.А.Берлин, В.Е.Басин. Основы адгезии полимеров. М., Химия, 1974.391 с.

55. Г.В.Виноградов, А.Я.Малкин. Реология полимеров. М., Химия, 1977.228 с.132

56. С.С.Воюцкий. Аутогезия и адгезия полимеров. М., Гостоптехиздат, 1960, с. 244.

57. Л.С.Щепетева, Л.Е.Макарова Адгезия и адгезионная прочность асфальтобетона. Основания и фундаменты в геологических условиях Урала. Межвузовский сборник научных трудов. Пермь: 1994.

58. Б.С.Баталин, Л.С.Щепетева. Влияние добавки дивинилстирольного термоэластопласта на адгезионную прочность гравийного асфальтобетона.

59. И.А.Рыбьев. Асфальтовые бетоны. М.: Высшая школа, 1969. 396 с.

60. А.М.Богуславский, Л.А.Богуславский. Основы реологии асфальтобетона. М.: Высшая школа, 1972. 199 с.

61. Л.С.Щепетева, Л.М.Гохман, В.Г.Садыков. Исследование возможности использования камских песчано-гравийных смесей в асфальтобетоне. Основания и фундаменты в геологических условиях Урала. Межвузовский сборник научных трудов. Пермь: 1990.

62. Л.С.Щепетева. О возможности использования кислых песчано-гравийных материалов для устройства верхних слоев асфальтобетонных покрытий. Тезисы докладов региональной научно-практической конференции «ресурсосбережение и экология» Ижевск: 1990.

63. Ю.В.Завадский. Планирование эксперимента в задачах автомобильного транспорта. М., 1978. 154 с.

64. И.Г.Зедгинидзе. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем. Наука, М., 1976. 390 с.134