автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Технология регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом

□аз4 7ееьъ На правах рукописи

Евтеева Светлана Михайловна

ТЕХНОЛОГИЯ РЕГЕНЕРИРОВАННОГО АСФАЛЬТА С ДИСПЕРСНЫМ СЛАНЦЕВЫМ БИТУМОМ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград 2009

003476665

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования ((Саратовский государственный технический университет»

Научный руководитель:

- кандидат технических наук, доцент Горнаев Николай Алексеевич

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Романов Сергей Иванович, Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет

- доктор технических наук, профессор Печеный Борис Григорьевич, Северо-Кавказский филиал Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова

Ведущая организация:

ОАО «ГИПРОДОРНИИ» Саратовский филиал

Защита состоится 14 октября 2009 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.026.04 в ГОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1, ауд. Б-203.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет».

Автореферат разослан « » сентября 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета НР ' Акчурин Т. К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Для строительства усовершенствованных покрытий автомобильных дорог и их ремонта наиболее широко применяются различные асфальтовые бетоны горячего приготовления. В России большие объемы работ выполняются по ремонту и реконструкции существующих автомобильных дорог. При этом осуществляется частичное или полное снятие слоя старого асфальтобетона, объемы которого исчисляются миллионами тонн в год. Проблема утилизации старого асфальтового бетона с каждым годом становится все более приоритетной. Наиболее эффективным способом повторного использования старого асфальтобетона в дорожном строительстве является его регенерация.

В настоящее время регенерация осуществляется главным образом горячим способом, обладающим рядом существенных недостатков: повышенный расход энергии, загрязнение окружающей среды, необходимость специального оборудования и др. Альтернативная холодная регенерация чаще основана на применении битумных эмульсий, получаемых на основе жидких органических поверхностно-активных эмульгаторов. Недостатки производства отечественных эмульгаторов нередко вынуждают приобретать их за рубежом, что удорожает производство эмульсий и их применение, в частности, для регенерации асфальтовых бетонов.

Для производства регенерированных асфальтобетонов используют нефтяные дорожные битумы, объемы производства которых с годами неуклонно сокращаются. В связи с этим возникает необходимость внедрения в практику дорожного строительства альтернативных органических вяжущих, наиболее перспективными из которых являются сланцевые битумы.

Проблемы энергетики требуют расширения номенклатуры теплоисточников, способных восполнить прогнозируемый дефицит нефти и на длительную перспективу удовлетворять потребности народного хозяйства. Одним из них являются горючие сланцы, запасы которых исчисляются сотнями миллиардов тонн, что в нефтяном эквиваленте в несколько раз превышает потенциальные запасы нефти и газа в нашей стране.

В 1983 г. Государственный комитет СССР по науке и технике принял решение о необходимости увеличения объёмов добычи горючих сланцев с целью получения чистых энергоносителей. Учитывая это, в 1984 г. в Саратовском государственном техническом университете (СГТУ) была разработана научно-техническая программа «Сланцы Поволжья», в соответствии с которой предусматривалась разработка комплексной безотходной технологии переработки горючих сланцев для получения, прежде всего, энергоносителей, а также использования образующихся при этом в больших количествах побочных продуктов для производства различных строительных материалов, в частности сланцевого битума для дорожного строительства. Сланцеперерабатывающее предприятие производительностью в

1 миллион тонн сланца в год позволит получать до 95 тысяч тонн сланцевого битума.

Изложенное свидетельствует об очевидной необходимости исследований по производству сланцевых битумов, применения их в дорожном строительстве и, в частности, для регенерации асфальтовых бетонов. Работа выполнена в соответствии с разрабатываемым на кафедре «Строительство дорог и организация движения» (СОД) научным направлением «Технология органоминеральных материалов с дисперсными вяжущими» в пределах программы НИР Саратовского государственного технического университета (внутривузовская программа 12В.02 «Разработка методов строительства, ремонта, реконструкции и эксплуатации автомобильных дорог», код ГРНТИ 73.31.09).

Цель работы. Разработка технологии производства и применения холодного регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом.

Рабочая гипотеза базируется на представлениях физической химии о поверхностных явлениях в органоминеральных системах как основы направленного влияния на процессы структурообразования и технологические приемы производства и применения регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом, повышения его качества.

Научная новизна. Теоретически проанализированы процессы структурообразования регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом с учетом особенностей его состава и свойств. Исследован процесс диспергирования и стабилизации сланцевого битума твердыми эмульгаторами с образованием сланцевой битумной эмульсии на твердом эмульгаторе (СБЭТЭ). Впервые исследован процесс диспергирования сланцевого битума твердыми эмульгаторами в присутствии гидрофобных частиц старого асфальтобетона. Изучены основные дорожно-технические свойства регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом и методы их улучшения. Впервые исследована принципиальная возможность хранения регенерированных смесей с дисперсными сланцевыми битумами в течение длительного времени в герметичных условиях и применение их для ямочного ремонта. Разработана технология производства регенерированных асфальтовых смесей с комплексными дисперсными органическими вяжущими, изучены их свойства. Разработаны технические рекомендации по приготовлению и применению холодного регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается лабораторными исследованиями, выполненными с применением методов математического планирования и обработки экспериментальных данных, опытно-производственными экспериментами.

Практическая и социальная значимость. Разработана технология холодной регенерации асфальта с дисперсным сланцевым битумом, основанная на использовании современного серийно выпускаемого оборудова-

ния, машин, механизмов. Практическое применение технологии будет способствовать решению острых социальных проблем: энергосбережение, ресурсосбережение, экологическая безопасность, охрана труда и др. Общий экономический эффект от внедрения разработанной технологии составляет 57,5% по сравнению затратами по горячей технологии регенерации асфальтобетона.

Положения, выносимые на защиту:

- теоретический анализ процессов структурообразования холодного регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом;

- результаты экспериментальных исследований диспергирования и стабилизации сланцевых битумов твердыми эмульгаторами в СБЭТЭ и асфальтовых смесях, формирования битумной пленки и асфальтовяжущего вещества, дорожно-технических свойств регенерированного асфальта и способов их улучшения;

- технология приготовления холодных регенерированных асфальтовых смесей с комплексными органическими вяжущими;

- принципиальная возможность и целесообразность применения холодных регенерированных асфальтовых смесей с дисперсными сланцевыми битумами для ямочного ремонта и устройства дорожных покрытий на дорогах Ш-1У категорий в III-V дорожно-климатических зонах.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы по мере их разработки докладывались и обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях молодых ученых СГТУ (Саратов, 20062008), заседаниях кафедры «Строительство дорог и организация движения» СГТУ (2006-2008), Международной научной конференции «Горючие сланцы - альтернативный источник топлива и сырья. Фундаментальные исследования. Опыт и перспективы» (Саратов, 2007), III Всероссийской научно-производственной конференции по проблемам производства и применения битумных материалов (Пермь, 2007), III научной международной конференции «Современные наукоемкие технологии» (ЮАР,

2008), Международной научно-технической конференции «Современное состояние и инновации 1ранспортного комплекса» (Пермь, 2008), Всероссийских заочных электронных научных конференциях «Энергосберегающие технологии» (2008) и «Производственные технологии» (2008), Международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы транспорта. Обеспечение безопасности дорожного движения» (Пермь,

2009). Выполнены работы по ямочному ремонту асфальтобетонных покрытий регенерированными смесями с дисперсными сланцевыми битумами.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 16 научных работ, одна из них патент на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы из 176 наимено-

ваний, изложена на 194 страницах машинописного текста, содержит 44 таблицы, 45 рисунков и 2 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе «Состояние вопроса. Задачи исследования» рассмотрены вопросы производства и применения сланцевых битумов в дорожном строительстве, современные технологии регенерации асфальтовых бетонов.

Исследованию сланцевых битумов посвящены работы М. Н. Перши-на, С. И. Гельфанд, К. А. Каск, С. А. Апостолова, М. Б. Рабиновича, Н. И. Зеленина, А. Я. Аарна и др. Необходимость и целесообразность применения сланцевых битумов диктуется возрастающим дефицитом наиболее широко применяемых в настоящее время нефтяных битумов. Особенности свойств сланцевых битумов определяются их химическим составом. Достоинствами являются высокая поверхностная активность и реакционная способность, обеспечивающие хорошую адгезию к минеральным материалам. К недостаткам относятся меньший интервал пластичности, повышенная скорость старения. Чрезмерно высокая токсичность, пожаро-опасность сланцевых битумов затрудняют применение их горячим способом, в том числе и для регенерации асфальтобетонов.

Регенерацию асфальтовых бетонов, как способ их эффективной утилизации, исследовали Г. К. Сюньи, А. М. Алиев, Г. С. Бахрах, И. И. Леоно-вич и др. Горячие способы регенерации требуют больших затрат тепловой и электрической энергии, применения специального оборудования. При этом в запредельных количествах выделяются канцерогенные углеводороды, окислы азота, серы, углерода, наносящие непоправимый ущерб окружающей среде и здоровью рабочих.

Альтернативой горячим способам является холодный способ регенерации, основанный чаще на использовании дорожных битумных эмульсий. Однако это требует заблаговременного производства эмульсий, применения дефицитных дорогостоящих поверхностно-активных эмульгаторов, специального оборудования.

В СГТУ предложена технология холодного регенерированного асфальта с дисперсным битумом, которая может быть реализована с использованием серийно выпускаемого оборудования, машин и механизмов. Отличительной особенностью технологии является объединение холодных увлажненных старого асфальтобетона, песка, минерального порошка и, при необходимости, щебня, с вязким битумом температуры 120-150°С, его диспергирование в процессе перемешивания. Технология обладает рядом социально значимых достоинств: энергосберегающая, экологическая безопасная, ресурсосберегающая и др.

В настоящей работе впервые исследована технология производства холодных регенерированных асфальтовых смесей на вязких сланцевых битумах, дорожно-технические свойства получаемых асфальтов и способы их улучшения.

Во второй главе «Теоретические предпосылки исследования» рассмотрены процессы формирования структуры регенерированного асфальта на сланцевом битуме, определяющие технологические приемы и режимы приготовления асфальтовых смесей, устройства дорожных покрытий.

Технология холодного регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом имеет существенные отличительные особенности. Асфальт представляет уплотненную смесь холодных увлажненных старого асфальтобетона, песка, минерального порошка со сланцевым битумом, нагретым до 120-140°С. В процессе смешения в асфальтовой смеси образуется прямая медленнораспадающаяся битумная эмульсия, стабилизированная твердым эмульгатором, роль которого выполняют обычно применяемые в горячем асфальтобетоне минеральные порошки. В результате получается холодный регенерированный асфальт на сланцевой битумной эмульсии, без производства и применения эмульсии. Процессы структуро-образования радикально отличаются от процессов структурообразования регенерированного асфальтобетона горячего приготовления, в котором стабилизация системы как достижение минимального значения суммарной поверхностной энергии агп (рис. 1) в основном заканчивается на стадии смешения составляющих. В случае альтернативной холодной регенерации с применением медленнораспадающихся эмульсий на жидких эмульгаторах исходные материалы имеют высокую поверхностную энергию &э главным образом за счет суммарной избыточной энергии на границе эмульгированного битума с водой. На стадии смешения происходят коалесценция и укрупнение битумных глобул, уменьшение поверхности раздела «вода-битум», и, следовательно, поверхностной энергии системы аэс. Дальнейшее уменьшение суммарной поверхностной энергии происходит в покрытии в ходе испарения воды, формирования битумной пленки и др. (сгэя)-

Процессы формирования структуры регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом более сложные, обусловливаются различным состоянием исходных материалов, особенностями свойств сланцевого битума, условиями их объединения, присутствием воды, участвующей и определяющей характер всех процессов структурообразования, которые начинаются на стадии объединения составляющих материалов и заканчиваются в покрытии в процессе эксплуатации. В момент дозирования суммарная поверхностная энергия системы Стд низкая за счет естественной влажности составляющих и состояния воды и битума в виде жидкостей. При смешении составляющих энергия системы не только не уменьшается, но и резко возрастает (стдс) за счет диспергирования битума, образования огромной границы раздела «вода-битум». Асфальтовая смесь проходит ряд

состояний, сопровождающихся обменом с окружающей средой энергией (горячий битум, механическое перемешивание, солнечная инсоляция) и веществом (испарение воды). Условно она представляет гетерогенную необратимую систему открытого типа, протекающие в ней процессы осуществляются в направлении уменьшения суммарной поверхностной энергии, достижения устойчивого равновесия. Имеют место сложные физико-химические явления: смачивание водой, битумом, эмульгирование и стабилизация битума, формирование битумной пленки, адгезия битума и др. При этом решающее значение имеют поверхностные энергии составляющих материалов (сланцевый битум - 35-40 мДж/м2, вода - 73 мДж/м2, каменные материалы с преобладающими породообразующими минералами: кальцит - 78 мДж/м2, кварц - 780 мДж/м2), состояние окружающей среды (температура, относительная влажность воздуха, скорость ветра и др.), определяющие направление, скорость и пределы протекания процессов. Равновесию системы отвечает минимум свободной поверхностной энергии

/ = °7Г ' 0)ТГ ~ ' ~ аЖГ ' ЮЖГ> (1)

где <угг'(7тж>с*жг - удельные свободные энергии на 1раницах раздела фаз; й,гг>®от>й,жг — площади раздела фаз.

В результате, как и в других случаях, в покрытии образуется бинарная система «битум - минеральные составляющие».

> V J СТг/

\Одс ¿.Слов

\ СТгс "*

Дозирование Перемешивание Уплотнение Эксплуатация

Оэп СГдп

Технологические периоды

Рис. 1. Изменение суммарной поверхностной энергии в горячем регенерированном асфальтобетоне

в регенерированном асфальтобетоне на эмульсиях с жидкими эмульгаторами в регенерированном асфальте с дисперсным битумом

Обязательной, незаменимой составляющей регенерированной асфальтовой смеси с дисперсным сланцевым битумом является вода, участвующая и определяющая характер всех процессов структурообразования. Современные представления о смачивании твердых поверхностей жидкостями освещены довольно полно (А. Д. Зимон, Б. Д. Сумм, Ю. В. Горюнов). Происходящие при введении в смесь воды процессы смачивания и растекания не могут быть однозначно описаны известным уравнением Юнга, так как асфальтовая регенерированная смесь представляет объемную мозаичную дифильную структуру из гидрофильных частиц песка и минерального порошка и гидрофобных зерен старого асфальтобетона. Поверхность абсолютно гидрофобного битума, покрывающего минеральные составляющие старого асфальтобетона, имеет гладкую поверхность (высоковязкая жидкость), нивелированную слоем битума, без пор. Поэтому в процессе перемешивания под действием гравитации и механического воздействия рабочего органа мешалки легко происходит скатывание воды с гидрофобных поверхностей старого асфальтобетона и аккумулирование ее в минеральном порошке и части песка, образующих суспензию необходимого состава и консистенции, способной эмульгировать битум. Попадая между двумя гидрофобными поверхностями, вода облегчает их взаимное перемещение, препятствует их контакту благодаря действию капиллярного лапласовского давления, выполняя как бы роль подшипников качения. Явления взаимодействия гидрофобной части смеси с водой будут способствовать снижению минимально необходимого для диспергирования количества воды, времени смешения составляющих, повышению эффективности уплотнения, ускорению формирования структуры асфальта в покрытии.

Смачивание и растекание воды по поверхности гидрофильных песка и минерального порошка определяется, помимо энергетических потенциалов, кристаллохимических особенностей, состоянием их поверхности. Шероховатость, пористость, различные виды «загрязнения» поверхности создают энергетические барьеры, сопротивление смачиванию, особенно в динамических условиях, в процессе перемешивания. Это обусловливает проявление кинетического гистерезиса смачивания, вызываемого сопротивлением % действующим на единицу длины линии смачивания.

При смешении составляющих асфальтовой смеси с водой кинетическое смачивание происходит натеканием объемного слоя воды под действием гравитации и рабочего органа мешалки. Шероховатость поверхности зерен песка и минерального порошка представляет хаотическое чередование выступов и впадин различных размеров, форм. Коэффициент шероховатости, по некоторым данным, достигает 1,30 и более. Экспериментально подтверждается, что в кинетических условиях шероховатость негативно влияет на смачиваемость тем больше, чем выше коэффициент шероховатости. На смачивание оказывает влияние пористость зерен песка и минерального порошка. С увеличением открытой пористости смачиваемость

ухудшается за счет проявления физико-химического гистерезиса смачивания, отпитывания воды в поры.

Ухудшение смачивания может иметь место при влажности песка и минерального порошка, соответствующей образованию на поверхности их зерен слоя ориентированной воды (по Б. В. Дерягину), снижающего поверхностные энергии их до уровня ниже поверхностной энергии свободной воды.

На стадии «сухого» смешения зерна составляющих асфальтовой смеси покрываются рыхлыми слоями минерального порошка. Вводимая вода не сразу пропитывает эти слои и свободно перекатывается по их поверхности в виде объемных пленок, шариков под действием гравитационных сил

Р-т^-ъта, (2)

где т - масса отдельностей воды; g - ускорение свободного падения; а - угол наклона смачиваемой поверхности.

Частицы порошка адгезируют к перекатывающейся воде, отрываются от массы порошка, удерживаются на поверхности объемной воды, смачиваются и поглощаются. Процесс продолжается до увлажнения всего порошка, образования суспензии, способной эмульгировать битум. Скорость протекания процесса зависит от тонкости помола минерального порошка, режима работы мешалки, типа асфальтовой смеси и влияет на продолжительность перемешивания. В момент введения воды объем смеси увеличивается на объем воды и затем уменьшается по мере осуществления смачивания.

Основополагающим фактором технологии регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом является эмульгирование битума. Степень дисперсности сланцевого битума оказывает существенное влияние на скорость формирования битумной пленки, ее толщину, сплошность и конечные свойства асфальта, поэтому исследование физико-химических закономерностей процесса диспергирования сланцевого битума имеет важное практическое значение. Сланцевые вязкие битумы, как и нефтяные, обладают способностью к прядомости. На этом основана методика определения одного из главных показателей свойств битумов, их деформационных свойств - растяжимости. Из нее следует, что прядомость битума зависит от скорости деформирования, характера среды, температуры системы, марочной вязкости битума. В реальных условиях приготовления регенерированных асфальтовых смесей битум в состоянии ньютоновской жидкости (120-140°С) вводится в холодную смесь составляющих (~ 20°С), охлаждается и приобретает свойства высоковязкой структурированной жидкости, обладающей способностью к прядомости, вытягиванию в нити. Очевидно, что степень прядомости, характеризуемая длиной нити до момента разрыва, в асфальтовой смеси будет зависеть также от относительного содержания и свойств составляющих материалов, конструкции и режимов работы

мешалки. Все эти факторы определяют предельные значения толщин и длин битумных нитей в момент их распада на глобулы. При этом, несомненно, оказывают влияние явления капиллярности, но не в такой степени, как при эмульгировании в системе из двух ньютоновских жидкостей, когда распад нитей на глобулы происходит самопроизвольно по достижении ими критической толщины (П. А. Ребиндер). Задачей технологии является определение и обеспечение оптимальных условий получения наиболее дисперсной и гомогенной эмульсии в объеме асфальтовой смеси. На процесс диспергирования существенное влияние будет оказывать относительное содержание эмульгаторов-антагонистов: гидрофобного старого асфальтобетона, способного образовывать только обратную эмульсию, и.гидрофильных песка и минерального порошка, образующих эмульсию прямого типа, обеспечивающую технологичность смеси.

В теории стабилизации эмульсий на твердых эмульгаторах нет единого научно обоснованного мнения. П. А. Ребиндер считал, что твердые частицы прилипают к поверхности глобул дисперсной фазы («масло») гидрофобными центрами, расположенными на поверхности частиц, «бронируют» их, предотвращают возможность их коалесценции. По А. Б. Таубману и А. Ф. Корецкому, стабильность эмульсии обеспечивается образованием на поверхности глобул многослойной коагуляционной структуры из твердых частиц эмульгатора. По мнению С. И. Романова, стабильности способствует образование на границе раздела «твердое - глобула» двойного электрического слоя. Н. А. Горнаев считает, что стабилизация битумных эмульсий на твердых эмульгаторах осуществляется в результате прилипания битума через граничный ориентированный слой воды (по Б. В. Деря-гину), так как это соответствует минимуму поверхностной энергии системы. Непосредственный контакт невозможен в связи с проявлением избирательного смачивания в системе «вода - твердое - битум» (по П. А. Ребин-деру) и расклинивающего давления (по Б. В. Дерягину).

Важнейшим процессом формирования структуры асфальта с дисперсным сланцевым битумом является образование сплошных битумных пленок на поверхности зерен твердых составляющих из глобул диспергированного битума. Теоретически это может происходить в результате растекания битумных глобул в объеме воды, по слою свободной воды, по сухим твердым гидрофильным поверхностям зерен песка и минерального порошка, по гидрофобным поверхностям старого асфальтобетона. Энергетический анализ указанных схем показал, что решающее значение для формирования сплошной пленки из сланцевого битума является его растекание по поверхности объемной воды, формирование бинарной системы «битум - твердое» после испарения воды, обладающей меньшей суммарной поверхностной энергией. Этому способствует отсутствие кинетического гистерезиса смачивания. Проявление физико-химического гистерезиса смачивания за счет переориентации и адсорбции на границе «вода -

битум» содержащихся в сланцевом битуме повышенного количества полярных молекул будет способствовать интенсификации растекания битума по воде.

Завершающей стадией формирования битумных пленок является адгезия битума к составляющим асфальтовой смеси. Энергетически это описывается уравнением Дюпре-Юнга. При этом важное значение имеют количество и состояние воды в системе, изменяющиеся в процессе ее испарения, определяющие динамику процесса. При содержании в смеси свободной воды битум адгезирует к воде, практически не влияет на связность системы, битум легко скользит по поверхности воды, не оказывая сопротивления сдвигу. При испарении воды до формирования на поверхности минеральных материалов граничного слоя ориентированной воды система «твердое - вода - битум» будет наиболее стабильной, связность возрастает за счет проявления непосредственного точечного контакта битума с твердым в местах остроугольных неровностей. В результате дальнейшего испарения воды происходит непосредственный контакт битума с твердым. Этому способствуют миграция, ориентирование на границе раздела содержащихся в битуме анион- и катионактивных поверхностно-активных веществ, вытесняющих воду. При этом наряду с физической адсорбцией могут проявляться хемосорбционные процессы с образованием водонерас-творимых соединений, характер которых определяется знаком преобладающих электрических зарядов поверхностей минеральных зерен: положительный или отрицательный. На величину адгезии может оказывать влияние абсорбция битума в поры и микротрещины минеральных материалов.

Заключительной стадией формирования структуры асфальта является уплотнение. После распределения в покрытие в асфальтовой смеси все поры заполнены водой, препятствующей сближению зерен составляющих, уплотнению. Битумные глобулы блокированы суспензией твердого эмульгатора, не проявляют клеящего действия, смесь обладает высокой подвижностью. Уплотнение возможно в процессе испарения воды, высвобождения пор.

В третьей главе «Экспериментальные исследования» изложены результаты лабораторных работ.

Для проведения исследований использовались: дробленый лом мелкозернистого асфальтового бетона типа В из покрытия одной из улиц города Саратова, содержащий 37% щебня, 8% минерального порошка и 6% битума; известняковые и гранитные щебни и высевки, неактивированный минеральный порошок МП-1, нефтяные битумы БНД 90/130, БНД 130/200, БНД 200/300, дорожный портландцемент, гидратная известь. Сланцевые битумы БСД 90/130, БСД 130/200, БСД 200/300 приготавливались из сланцевой смолы С-2 сланцеперерабатывающего завода ЗАО «Сланцы-хим» Ленинградской области на сконструированной лабораторной окислитель-

ной установке. По основным показателям физико-механических свойств сланцевые битумы приближаются к нефтяным битумам аналогичных марок, кроме температуры размягчения, которая заметно ниже.

Экспериментально подтвержден теоретический вывод о том, что битумные пленки на составляющих асфальта формируются, прежде всего и -главным образом, путем растекания битума по воде. Скорость растекания в интервале температур 20-70°С в 2-9 раз выше, чем у нефтяных битумов, что будет способствовать ускорению формирования асфальта в покрытии. Битум БСД 200/300 при температуре +5°С уже через 15 минут проявляет признаки растекания. Это означает, что регенерированные асфальтовые смеси на дисперсном сланцевом битуме можно применять при тех же температурных пределах, что и асфальтовые бетоны горячего типа (весной +5°С, осенью +10°С).

При исследовании диспергируемости сланцевых битумов в качестве твердых эмульгаторов применялись известняковый минеральный порошок и известь, учитывая, что она входит в составы различных порошкообразных отходов. Степень дисперсности битума оценивалась средним диаметром глобул и оценивалась на биологическом микроскопе МИН-4 с применением расчетного метода дисперсионного анализа И. А. Плотниковой. Оба эмульгатора позволяют получать эмульсии из сланцевого битума с высокой степенью дисперсности. Средний диаметр битумных глобул в СБЭТЭ с известью составляет 10 мкм, с минеральным порошком - 14 мкм. Максимальный коэффициент концентрации, представляющий количественное отношение битума к твердому эмульгатору, в СБЭТЭ с известью равен 1,45, с минеральным порошком 1,28. Это значительно превышает возможное соотношение битума и твердого эмульгатора в реальных регенерируемых асфальтах, способствует эффективному диспергированию битума. Достаточно высокая степень дисперсности получается при температуре +20°С, что исключает необходимость нагрева суспензии эмульгатора, имеет большое практическое значение. Повышение температуры суспензии до +60°С позволяет получать эмульсии с более высокой дисперсностью: в эмульсиях с минеральным порошком средний диаметр равен 7 мкм, с известью - 4 мкм. Изменение температуры битума в интервале 120-160°С практически не влияет на степень дисперсности. Механизм диспергирования сланцевого битума в эмульсиях и регенерируемых асфальтовых смесях не имеет принципиальных отличий. В обоих случаях после введения в смесь битум образует нити, которые в процессе перемешивания вытягиваются до критической толщины и распадаются на глобулы. В асфальтовых смесях этот процесс усложняется присутствием гидрофобных зерен старого асфальтобетона, крупных зерен щебня и песка. Длина битумных нитей достигает 40-60 миллиметров, максимальные диаметры глобул не превышают 200 мкм. Для изучения влияния на степень дисперсности сланцевого битума содержания старого асфальтового бетона, минерально-

го порошка и воды применялся метод математического планирования эксперимента. Для полиномиального описания дисперсности сланцевого битума в зависимости от содержания в смеси минерального порошка, воды и старого асфальтобетона применялся трехфакторный план Бокса-Бенкина. Полученная математическая модель позволила определить оптимальную для диспергирования влажность смеси в зависимости от содержания в ней минерального порошка и старого асфальтобетона. Содержание воды в смеси должно составлять 3-5% и 5-7% при содержании минеральных частиц размером мельче 0,071 мм соответственно 6-8% и 8-10% (рис. 2, а). Содержание старого асфальтобетона не должно превышать 70% по массе (рис. 2, б).

■фШТТШ |j, ■

г

I« II .

I • I 11 и 4 М I IV U

Влажность снеси, Чо Содержание минерального порошка, %

Рис. 2. Зависимость дисперсности сланцевого битума

а) от содержания минерального порошка и влажности смеси; б) от содержания минерального порошка и старого асфальтобетона -—— изолинии среднего диаметра битумных глобул;---линия экстремума

Для исследования дорожно-технических свойств асфальта смеси приготавливались в двухвальной лопастной мешалке. Исследования проводились на мелкозернистых смесях типов А, Б и В. В качестве вяжущего в основном применялся битум БСД 90/130. По основным показателям регенерированные асфальты с дисперсными сланцевыми битумами удовлетворяют требованиям ко второй марке горячего плотного асфальтового бетона (ГОСТ 9128-97) для II-V дорожно-климатических зон (табл. 1). Водонасы-щение соответствует пористым асфальтобетонам, приближаясь к верхнему пределу показателя для горячего плотного асфальтового бетона.

Свойства асфальта могут быть улучшены добавками портландцемента и гидратной извести взамен части минерального порошка. При введении цемента в количестве 3, 5, 7% по массе прочность образцов при 50°С повышается в среднем на 20-28%. Коренным образом улучшаются водные свойства, водостойкость при длительном водонасыщении достигает 1,15. Добавка извести даже в количестве 3% способствует повышению водостойкости. Однако дальнейшее увеличение содержания извести приводит к снижению прочностных свойств асфальта.

Завершение формирования асфальта происходит в покрытии в результате тепломассообмена с окружающей средой, действия транспорта. При этом решающее значение имеет температура асфальта, достигающая в III-

V дорожно-климатических зонах 60-70°С. Свойства лабораторных образцов стабилизируются после полного высыхания при 60°С через 50 часов и при 100°С через 8 часов. При этом образцы имеют практически одинаковые свойства. Учитывая это, в лабораторных условиях асфальтовые образцы с дисперсным сланцевым битумом перед испытанием выдерживаются при температуре 100°С в течение 8 часов.

Таблица 1

Основные физико-механические свойства регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом

Порода минеральной части Тип асфальта Объемная масса, г/см3 Водона-сыщение, % по объему Предел прочности при сжатии, МПа, при температуре Водостойкость Водостойкость при длительном водонасы-щении

20°С 50°С

известняк А 2,20 6,54 2,5 1,2 0,92 0,85

Б 2,20 6,83 2,7 1,3 0,93 0,83

В 2,18 7,24 2,5 1,3 0,98 0,80

гранит А 2,21 5,25 2,4 1,0 0,80 0,79

Б 2,21 5,63 2,6 1,1 0,88 0,80

В 2,20 6,48 2,4 1,2 0,90 0,78

Разработана технология приготовления асфальтовых смесей с комплексными дисперсными вяжущими, исключающая необходимость их заблаговременного приготовления горячим способом. Два органических вяжущих с рабочими температурами в любом соотношении одновременно, порознь вводятся в увлажненные составляющие асфальтовой смеси, перемешиваются. В объеме асфальтовой смеси получаются медленнораспа-дающиеся битумные эмульсии обоих органических вяжущих, стабилизированные твердым эмульгатором - минеральным порошком, образующих смешанную эмульсию с комплексным вяжущим (рис. 3).

Рис. 3. Схема приготовления регенерированной асфальтовой смеси с комплексными дисперсными органическими вяжущими 1-4- последовательность операций

Асфальт с комплексным вяжущим из сланцевого битума БСД 90/130 и нефтяного битума БНД 90/130 в количестве 20, 40, 60% от общей массы вяжущего обладает повышенной прочностью, водостойкостью, удовлетворяет требованиям ко второй марке горячего асфальтобетона для Н-У до-рожно-климатических зон. Асфальт с комплексным вяжущим из нефтяного битума БНД 90/130 и 5% сланцевой смолы значительно быстрее формируется в покрытии, чем на нефтяном битуме.

Разработан способ длительного хранения регенерированных смесей с дисперсным сланцевым битумом. Приготовленные смеси упаковывались в герметичные полиэтиленовые пакеты и хранились 1, 3 и 6 месяцев при температурах от -18 до +25°С. С увеличением продолжительности хранения свойства асфальта незначительно снижаются, но остаются достаточно высокими, удовлетворяют требованиям к горячему плотному асфальтобетону второй марки для II-V дорожно-климатических зон. Разработанный способ позволит заготавливать и хранить смеси на складах, доставлять потребителям отдаленных районов для ремонтных работ, устройства покрытий небольших объемов.

В четвертой главе «Производственный опыт» излагаются результаты опытно-производственных работ по применению регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом для ямочного ремонта асфальтобетонных покрытий.

Применялись регенерированные смеси типов Б и В с дисперсным сланцевым битумом БСД 90/130, комплексными вяжущими (вязкие сланцевый и нефтяной битум, вязкий нефтяной битум БНД 90/130 и сланцевая смола С-2), с улучшающей добавкой цемента, после длительного хранения. Ремонт выполнялся на улицах г. Саратова. Движение открывалось сразу после завершения работ. Визуальные наблюдения показали, что покрытия быстро формируются и через 10-30 месяцев находятся в хорошем состоянии.

Разработаны «Технические рекомендации по технологии производства и применения регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом».

В пятой главе «Эффективность применения регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом» приводится расчет суммарной народнохозяйственной эффективности новой технологии, складывающейся из технико-экономического эффекта за счет экономии энергетических и материальных ресурсов (до 29 кг топочного мазута, 7 кВт/ч электроэнергии на 1 тонну регенерированной смеси), упрощения технологической линии и снижения металлоемкости АБЗ; экологического эффекта за счет исключения выбросов минеральной пыли, различных окислов, канцерогенных углеводородов при разделении материалов на фракции, дозировании и перемешивании с битумом, выгрузке готовой смеси в автосамосвалы, ее транспортировании, укладке и уплотнении; социального эффек-

та, обусловленного повышением производительности и улучшением условий труда, сокращением численности работающего персонала, экономией расходов на компенсации за работу в неблагоприятных условиях.

Выполненные расчеты показали, что общий народнохозяйственный эффект составляет 57,5% по сравнению с затратами по горячей технологии регенерации асфальтового бетона.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана и запатентована холодная технология производства и применения регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом.

2. Проанализированы теоретические вопросы формирования структуры асфальта на стадии приготовления асфальтовых смесей, устройства покрытий и их эксплуатации, как гетерогенной системы открытого типа, изменяющейся в направлении уменьшения суммарной поверхностной энергии, повышения ее стабильности.

3. Объемная мозаичная гидрофобно-гидрофильная структура регенерируемой асфальтовой смеси определяет особенности смачивания водой составляющих асфальтовой смеси, капиллярных явлений (лапласовское давление), обусловливающие снижение минимально необходимого для диспергирования битума количества воды, времени смешения составляющих, повышение эффективности уплотнения, ускорение открытия движения транспорта.

4. Экспериментально подтвержден теоретический вывод о формировании битумной пленки из глобул в результате растекания битума по воде. Скорость растекания сланцевых битумов по воде в 2-9 раз больше, чем у нефтяных битумов тех же марок, что оказывает положительное влияние на скорость формирования покрытия.

5. Диспергирование битума в СБЭТЭ и асфальтовой смеси происходит в результате вытягивания битума в нити с последующим их распадом на глобулы со средним диаметром: в эмульсии 4-14 мкм, в регенерируемых асфальтовых смесях 73-97 мкм. Снижение степени дисперсности в смесях обусловливается, в частности, влиянием эмульгатора-антагониста -гидрофобных зерен старого асфальтобетона. Максимальный коэффициент концентрации в СБЭТЭ с минеральным порошком 1,28, с известью - 1,45, что обеспечивает благоприятные условия для диспергирования битума в асфальтовой смеси.

Методом математического планирования эксперимента было установлено, что для обеспечения степени дисперсности влажность асфальтовой смеси должна быть в пределах 3-5% и 5-7% при содержании минеральных частиц размером мельче 0,071 мм соответственно 6-8% и 8-10%. Содержание старого асфальтобетона не должно превышать 70% по массе.

6. Регенерированный асфальт с дисперсным сланцевым битумом по основным показателям свойств удовлетворяет требованиям к горячему плотному асфальтобетону второй марки для II-V дорожно-климатических зон (ГОСТ 9128-97). По показателю водонасыщения (до 7%) соответствует пористому асфальтобетону. Удовлетворительная водостойкость обеспечивается монолитностью, тонкой, равномерно распределенной по объему пористостью асфальтовяжущего.

Свойства асфальта могут быть улучшены добавками портландцемента и извести взамен части минерального порошка. При введении цемента в количестве 3, 5, 7% по массе прочность асфальта при 50°С повышается в среднем на 20-28%. Коренным образом улучшаются водные свойства, водостойкость при длительном водонасыщении достигает 1,15. Добавка извести даже в количестве 3% способствует повышению водостойкости асфальта.

7. Разработан и запатентован способ получения асфальтовых смесей с комплексными дисперсными органическими вяжущими, путем одновременного раздельного введения их в смесь и перемешивания. При этом в объеме асфальтовой смеси образуется смешанная эмульсия на твердом эмульгаторе. Применение комплексного вяжущего из нефтяного и сланцевого битумов в соотношении 80:20, 60:40, 40:60 позволило улучшить свойства асфальта.

8. Разработан способ длительного хранения готовых регенерированных асфальтовых смесей с дисперсным сланцевым битумом в герметичных упаковках, позволяющий хранить смеси как при положительных, так и при отрицательных температурах с незначительным снижением степени дисперсности битума и свойств асфальта.

9. Опытно-производственные эксперименты позволили установить высокую эффективность применения холодного регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом для ямочного ремонта асфальтобетонных покрытий. Есть все основания полагать, что применение асфальта с большим технико-экономическим эффектом возможно для устройства покрытий.

10. Разработаны технические рекомендации по технологии производства и применения регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом для устройства покрытий и ямочного ремонта на автомобильных дорогах Ш-1У технических категорий в Ш-У дорожно-климатических зонах.

11. Общий народнохозяйственный эффект применения холодной технологии регенерации асфальта с дисперсным сланцевым битумом за счет экономии энергетических, трудовых и материальных ресурсов, снижения ущерба окружающей среде, улучшения условий труда и сокращения общей численности рабочего персонала составляет 57,5% по сравнению с затратами по горячей технологии.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК РФ:

1. Евтеева, С. М. Регенерированный асфальт с дисперсным сланцевым битумом / С. М. Евтеева // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Сер. : Строительство и архитектура. - Волгоград. - 2008. - Вып. 11 (30). - С. 91-96.

Основные публикации в прочих изданиях:

2. Евтеева, С. М. Регенерированный асфальт со сланцевым дисперсным битумом / Н. А. Горнаев, В. Е. Никишин, С. М. Евтеева // Проблемы транспорта и транспортного строительства : сб. науч. тр. - Саратов : СГТУ,

2006. - С. 76-80.

3. Евтеева, С. М. Холодный литой регенерированный асфальт / Н. А. Горнаев, С. Ю. Андронов, С. М. Евтеева, А. С. Пыжов // Проблемы транспорта и транспортного строительства : сб. науч. тр. - Саратов : СГТУ,

2007. - С. 45-47.

4. Евтеева, С. М. Холодный регенерированный асфальт с дисперсным сланцевым битумом / С. М. Евтеева // Проблемы транспорта и транспортного строительства : сб. науч. тр. - Саратов : СГТУ, 2007. - С. 98-104.

5. Евтеева, С. М. Дорожные материалы из сланцев Поволжья / Н. А. Горнаев, В. Е. Никишин, С. М. Евтеева, JL В. Никифорова // Горючие сланцы - альтернативный источник топлива и сырья. Фундаментальные исследования. Опыт и перспективы : матер. Междунар. науч. конф. - Саратов : СГТУ, 2007. - С. 157-160.

6. Евтеева, С. М. Использование продуктов комплексной переработки горючих сланцев для получения вязких дорожных битумов / Н. А. Горнаев, В. Е. Никишин, С. М. Евтеева // Сборник докладов III Всероссийской научно-производственной конференции по проблемам производства и применения битумных материалов. - Пермь : ПГТУ, 2008. - С. 193.

7. Евтеева, С. М. Сланцевые битумы для дорожного строительства / Н. А. Горнаев, В. Е. Никишин, С. М. Евтеева // Сборник докладов III Всероссийской научно-производственной конференции по проблемам производства и применения битумных материалов. - Пермь : ПГТУ, 2008. - С. 194-197.

8. Евтеева, С. М. Холодный регенерированный асфальт с дисперсными вяжущими / Н. А. Горнаев, В. Е. Никишин, С. М. Евтеева // Современное состояние и инновации транспортного комплекса: матер. Междунар. науч.-техн. конф. - Пермь : ПГТУ, 2008. - С. 79-84.

9. Евтеева, С. М. Органоминеральные материалы с дисперсными вяжущими / Н. А. Горнаев, С. М. Евтеева // Фундаментальные исследования. - М., 2008. -№ 6. - С. 87.

7 о

10. Евтеева, С. М. Энергосберегающая технология органоминераль-ных дорожных материалов / Н. А. Горнаев, С. М. Евтеева, С. Ю. Андронов // Фундаментальные исследования. - М., 2008. - № 11.-С. 82-83.

И. Евтеева, С. М. Экологически безопасная технология органомине-ральных материалов / Н. А. Горнаев, С. М. Евтеева, С. Ю. Андронов // Фундаментальные исследования. - М., 2008. - № 11. - С. 83-84.

12. Евтеева, С. М. Ямочный ремонт холодным регенерированным асфальтом / В. Е. Никишин, С. М. Евтеева, С. Ю. Пыжов, А. С. Андронов // Проблемы транспорта и транспортного строительства : сб. науч. тр. - Саратов : ОПТУ, 2008, - С. 148-153.

13. Евтеева, С. М. Холодный регенерированный асфальт со сланцевым дисперсным битумом / С. М. Евтеева // Проблемы транспорта и транспортного строительства : сб. науч. тр. - Саратов : СГТУ, 2008. - С. 170-174.

14. Евтеева, С. М. Холодный регенерированный асфальт с комплексными органическими вяжущими / С. М. Евтеева // Проблемы транспорта и транспортного строительства : сб. науч. тр. — Саратов : СГТУ, 2008. -С. 174-177.

15. Пат. 2351703 Российская Федерация. Способ приготовления холодной органоминеральной смеси для дорожных покрытий / Н. А. Горнаев,

B. Е. Никишин, С. М. Евтеева, С. Ю. Андронов, А. С. Пыжов ; заявл. 15.02.08 ; опубл. 10.04.09, Бюл. № 10. - 10 с.

16. Евтеева, С. М. Ямочный ремонт холодным регенерированным асфальтом со сланцевыми битумами / Н. А. Горнаев, С. М. Евтеева,

C. Ю. Андронов, А. С. Пыжов // Состояние и перспективы транспорта. Обеспечение безопасности дорожного движения : матер. Междунар. науч.-техн. конф. - Пермь : ПГТУ, 2009. - Т. 2. - С. 94-99.

Формат 60x84 1/16 Уч.-изд. л. 1,0 Бесплатно

Подписано в печать 27.08.2009

Бум. офсет. Усл. печ. л. 1,0

Тираж 100 экз. Заказ 379

Саратовский государственный технический университет 410054, Саратов, Политехническая ул., 77

Отпечатано в Издательстве СГТУ. 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ!.

1.1' Производство и применение сланцевых битумов.

1.2 Регенерация асфальтовых бетонов.20?

1.3 Выводы и задачи исследования;.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Процессы структурообразования в регенерированном асфальте с дисперсным сланцевым?битумом.

2.2 Смачивание составляющих асфальтовой смеси водой.

23:;дйсперпфованиежстабилша1дая»сланцевого^бйт^ма^.

2.4 Формирование битумной пленки-.

2.5? Адгезия сланцевого битума .59'

2.6 Уплотнение регенерированных^смесей.

2.7 Физико-химические* процессы формирования; битумной пленки' из нефтяного и сланцевого битумов;.

3' ЭКСПЕРИМЕНТАЛБНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ;.

3.1 Исходные материалы«.

3:2 Методика исследований.

3.2.1 Методика приготовления сланцевых битумных: эмульсий на твердых эмульгаторах (СБЭТЭ) г.

3 ¿2:2' Методика оценки дисперсности битума.

3.2.3 Методика исследования формирования битумной пленки.

3.2.4 Методика приготовления регенерированных смесей.

3.2.5 Методика приготовления и испытания образцов;.

3-2.6 Математические методы исследований.

3;3 Получение сланцевого битума.

3.4 Исследование диспергируемости сланцевого битума.

3.4.1 Исследование диспергируемости сланцевого битума в СБЭТЭ в зависимости от различных факторов.

3.4.2 Исследование диспергируемости сланцевого битума в асфальтовых смесях.

3.5 Исследование формирования битумной пленки.

3.6 Влияние температуры на скорость формирования регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом.

3.7 Исследование дорожно-технических свойств регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом и методов их улучшения.

3.8 Разработка технологии и исследование дорожно-технических свойств регенерированного асфальта с комплексными дисперсными органическими вяжущими.

3.9 Исследование возможности хранения регенерированных асфальтовых смесей.

4 ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ОПЫТ.142,

5 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РЕГЕНЕРИРОВАННОГО

АСФАЛЬТА С ДИСПЕРСНЫМ СЛАНЦЕВЫМ БИТУМОМ.

Актуальность темы. Самым распространенным материалом для устройства усовершенствованных покрытий на автомобильных дорогах является асфальтовый бетон. В России основное внимание уделяется ремонту и реконструкции существующих автомобильных дорог. В большинстве случаев для проведения ремонта требуется частичное или полное снятие слоя старого асфальтобетона, объемы которого достигают миллионов тонн в год, поэтому проблема повторного использования старого асфальтобетона в настоящее время становится все более актуальной. Это вызвано тем, что по окончании срока службы в покрытии сохраняется до 90% полезной массы асфальтобетона, пригодной для дальнейшего использования. Наиболее эффективным способом повторного использования старого асфальтобетона является его регенерация.

Все существующие методы регенерации асфальтобетона можно разделить на два основных: горячие и холодные. В нашей стране наибольшее распространение получила регенерация, горячим способом, обладающая рядом существенных недостатков: повышенный расход энергии, загрязнение окружающей среды, необходимость специального оборудования и др. Альтернативная холодная регенерация асфальтобетона основана, в частности, на применении битумных эмульсий, приготавливаемых с использованием дорогостоящих поверхностноактивных эмульгаторов и оборудования. Отставание в производстве отечественных высокоэффективных поверхностноактивных эмульгаторов нередко вынуждает приобретать их за рубежом, что существенно удорожает приготовление асфальтобетонов. Технологические трудности приготовления и применения битумных эмульсий на более доступных твердых эмульгаторах для производства асфальтобетонов делают их использование не рентабельным.

Большой вклад в теорию и практику регенерации внесли1 Г. К. Сюньи, А. М. Алиев, Г. О. Бахрах, И. И. Леонович и др. Теоретическое обоснование различных технологий регенерации может быть дано на основе теории искусственных конгломератов И. А. Рыбьева и полиструктурной теории В. И. Соломатова. Согласно- этим теориям в асфальтовом бетоне выделяют две структурные составляющие: микроструктурную, образованную вяжущим и минеральным порошком, и макроструктурную, состоящую из крупных зерен» каменных материалов.

Для производства регенерированных асфальтобетонов, используют нефтяные дорожные битумы, объемы производства которых с годами неуклонно сокращаются. В связи с этим возникает необходимость внедрения^ в, практику дорожного строительства альтернативных органических вяжущих, одним из которых являются сланцевые битумы.

Проблемы энергетики, требуют освоения и< разработки месторождений горючих сланцев, запасы которых в~ нефтяном эквиваленте в несколько раз превышают потенциальные запасы» нефти и газа в России, что свидетельствует о назревающей необходимости и целесообразности применения сланцевых битумов в дорожном строительстве, и, в. частности, для регенерации асфальтовых бетонов.

Особенности химического состава сланцевых битумов предопределяют их реакционную способность и высокую поверхностную активность, обеспечивающую хорошую адгезию к минеральным материалам. Однако, сланцевые битумы, по сравнению с нефтяными, обладают недостатками, к которым относятся меньший интервал пластичности, большая, скорость старения. Чрезмерно высокая токсичность и пожароопасность сланцевых битумов делают их особо опасными с точки зрения, охраны окружающей среды, вероятности возникновения профессиональных заболеваний рабочих и затрудняют работу с ними при производстве асфальтобетонов по традиционной горячей технологии.

В Саратовском государственном техническом университете предложена и разрабатывается эффективная технология холодной регенерации асфальта с дисперсным сланцевым битумом, которая обладает рядом очевидных преимуществ с точки зрения экономии энергии, материальных и технических ресурсов, охраны окружающей среды по сравнению с традиционной горячей технологией. Отличительной особенностью технологии является то, что битум диспергируется в процессе перемешивания с увлажненной смесью старого асфальтобетона и минеральных составляющих. Технология позволяет применять для приготовления регенерированных смесей оборудование существующих асфальтобетонных заводов.

Технология производства и применения, дорожно-технические и эксплуатационные свойства, а таюке процессы формирования структуры регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом в настоящее время изучены недостаточно.

Работа выполнялась в соответствии с программой НИР Саратовского государственного технического университета (внутривузовская программа 12В.02 «Разработка методов строительства, ремонта, реконструкции и эксплуатации автомобильных дорог», код ГРНТИ 73.31.09).

Целью работы является разработка технологии производства и применения холодного регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом.

Рабочая гипотеза базируется на представлениях физической химии о поверхностных явлениях в органоминеральных системах как основы направленного влияния на процессы структурообразования и технологические приемы производства и применения регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом, получения асфальтов с наперед заданными свойствами.

Научная новизна. Теоретически проанализированы процессы структурообразования регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом с учетом особенностей его состава и свойств. Исследован процесс диспергирования и стабилизации сланцевого? битума твердыми эмульгаторами с образованием сланцевой битумной эмульсии на твердом эмульгаторе (СБЭТЭ). Впервые исследован процесс диспергирования сланцевого битума твердыми эмульгаторами в присутствии гидрофобных частиц старого асфальтобетона. Изучены основные дорожно-технические свойства регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом и методы их улучшения. Впервые исследована принципиальная возможность хранения регенерированных смесей с дисперсными сланцевыми битумами в течение длительного времени в герметичных условиях и применение их для ямочного ремонта. Разработана технология производства1 асфальтовых смесей с комплексными дисперсными органическими вяжущими, изучены их свойства. Разработаны технические рекомендации по приготовлению и применению холодного регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и1 рекомендаций подтверждается < лабораторными исследованиями, выполненными с применением методов математического планирования и" обработки экспериментальных данных, опытно-производственными экспериментами.

Положения; выносимые на защиту:

- теоретический анализ процессов структурообразования холодного регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом;

- результаты экспериментальных исследований диспергирования и стабилизации сланцевых битумов твердыми эмульгаторами в СБЭТЭ и асфальтовых смесях, формирования битумной пленки и асфальтовяжущего вещества, дорожно-технических свойств регенерированного асфальта и способов их улучшения;

- технология приготовления холодных регенерированных асфальтовых смесей с комплексными дисперсными органическими вяжущими;

- принципиальная возможность и целесообразность применения холодных регенерированных асфальтовых смесей с дисперсными сланцевыми битумами для ямочного ремонта и устройства дорожных покрытий на дорогах Ш-1У категорий в Ш-У дорожно-климатических зонах.

Практическая и социальная ценность. Разработана эффективная холодная технология производства и применения регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом, практическое применение результатов которой позволяет снизить расход топлива и электроэнергии, исключить расходы на дорогостоящие эмульгаторы и специальное оборудование для регенерации асфальтобетона, практически полностью исключить нанесение экологического ущерба окружающей среде, уменьшить г трудозатраты.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 16 работ, одна из них патент.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов, списка использованной литературы из 176 наименований, изложена на 194 страницах машинописного текста, содержит 42 таблицы, 46 рисунков, 2 приложения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Перспективы развития дорожного строительства, возрастающий дефицит нефтяных битумов, требуют освоения альтернативных органических вяжущих, в частности, сланцевых битумов, регенерации старого асфальтового бетона, как способа повышения* эффективности строительства.

2. Разработана и запатентована холодная технология производства и применения регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом.

3. Проанализированы теоретические вопросы, формирования структуры асфальта на стадии приготовления асфальтовых смесей, устройства покрытий и их эксплуатации, как гетерогенной системы открытого типа, изменяющейся в направлении уменьшения суммарной поверхностной энергии, повышения ее стабильности.

4. Объемная мозаичная структура регенерируемой асфальтовой смеси определяет особенности смачивания водой составляющих асфальтовой смеси, каппилярных явлений (лапласовское давление), обусловливающие снижение минимально необходимого для диспергирования' битума количества воды, времени смешения- составляющих, повышение эффективности уплотнения, ускорение открытия движения транспорта.

5. Экспериментально подтвержден теоретический вывод о формировании битумной пленки из глобул в результате растекания битума по воде. Скорость растекания сланцевых битумов по воде в,2-9 раз больше, чем у нефтяных битумов тех же марок, что оказывает положительное влияние на скорость формирования покрытия.

6. Диспергирование битума в СБЭТЭ и асфальтовой смеси происходит в результате вытягивания битума в нити с последующим их распадом на глобулы средним диаметром: в эмульсии 4-14 мкм, в регенерируемых асфальтовых смесях 73-97 мкм. Снижение степени дисперсности в смесях обусловливается, в частности, влиянием эмульгатора-антагониста — гидрофобных зерен старого асфальтобетона. Максимальный коэффициент концентрации в СБЭТЭ с минеральным порошком 1,28, с известью — 1,45, что обеспечивает благоприятные условия для диспергирования битума в асфальтовой смеси.

Методом математического планирования* эксперимента было установлено; что для? обеспечения степени дисперсности влажность асфальтовой смеси должна быть в пределах 3-5% и 5-7% при содержании минеральных частиц: размером: мельче 0,071 мм соответственно 6-8% и 810%. Со держание, старого асфальта не должно превышать 70% по массе.

7. Регенерированный асфальт с дисперсным сланцевым битумом по основным показателям свойств удовлетворяет требованиям к горячему плотному асфальтобетону второй марки для II-V дорожно-климатических зон (ГОСТ 9128-97); По показателю водонасыщения (до 7%) соответствует пористому асфальтобетону. Удовлетворительная водостойкость обеспечивается монолитностью, тонкой равномерно распределенной! по объему пористостью асфальтовяжущего.

Свойства асфальта могут быть улучшены добавками портландцемента и извести, взамен части минерального порошка. При введении цемента в количестве 3, 5, 7% по массе прочность асфальта при 50°С повышается в среднем на 20-28%. Коренным образом: улучшаются водные свойства, водостойкость при длительном водонасыщении достигает 1,15: Добавка извести даже в количестве 3% способствует повышению водостойкости асфальта.

8. Разработан и запатентован метод получения асфальтовых смесей с комплексными дисперсными органическими вяжущими, путем одновременного раздельного введения их в смесь и перемешивания. При этом в объеме асфальтовой смеси образуется смешанная эмульсия на твердом эмульгаторе. Применение комплексного вяжущего из нефтяного и сланцевого битумов в соотношении 80:20, 60:40, 40:60 позволило улучшить свойства асфальта. Использование органических вяжущих различного генезиса и свойств позволит активно- воздействовать на процессы структурообразования, получать асфальты необходимых свойств.

9: Разработан способ длительного хранения готовых регенерированных асфальтовых смесей с дисперсным сланцевым битумом в герметичных упаковках. Степень дисперсности битума и свойства* образцов, приготовленных из смесей хранившихся! при комнатной температуре в течение 6 месяцев и подвергавшихся двадцатипятикратному замораживанию до -18°С и оттаиванию снижаются, но свойства удовлетворяют требованиям к горячим плотным смесям П-1П марки для II-V дорожно-климатических зон. Способ позволит приготавливать, смеси в запас, хранить на складах, транспортировать в отдаленные районы для выполнения ремонтных работ и устройства покрытий небольших объемов.

10. Опытно-производственные эксперименты позволили установить высокую эффективность применения холодного регенерированного асфальта с дисперсным сланцевым битумом- для ямочного ремонта асфальтобетонных покрытий. Есть все основания полагать, что применение асфальта, с большим технико-экономическим эффектом, возможно для устройства покрытий.

11. Разработаны- технические рекомендации по технологии производства и применения регенерированного- асфальта с дисперсным сланцевым битумом для устройства покрытий и ямочного ремонта на автомобильных дорогах Ш-1У технических категорий- в Ш-У дорожно-климатических зонах.

12. Общий народнохозяйственный эффект применения холодной технологии регенерации асфальта с дисперсным сланцевым битумом за счет экономии энергетических, трудовых и материальных ресурсов, снижения ущерба окружающей среде, улучшения условий труда и сокращения общей численности рабочего персонала составляет 57,5% по сравнению с горячей технологией.

1. ГОСТ 9128-97. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия. — Введ. 1999-01-01. - М. : Изд-во стандартов, 1999. - 17 с.

2. Филиппов, С. Диалог состоялся / С. Филиппов // Автомобильные дороги. 2006. - № 5. - С. 29-32.

3. Баскаев, К. Продаем последнее / Константин Баскаев // Родная газета. 2003. - 21 ноября.

4. Александров, Ю. А. Марш глиняных колоссов / Ю. А. Александров // Новое время. 2002. - № 45. - с. 38-40.

5. Гельфгат, Я. А. Добыча нефти и газа в России: неиспользованные резервы / Я. А. Гельфгат // Энергия: экономика, техника, экология. 2004. -№3. -С. 25-31.

6. Блохин, А. И. Новые российские технологии использования горючих сланцев / А. И. Блохин, С. В. Онуфриенко, М. С. Петров, Г. П. Стельмах, А. В. Скляров // Энергетик. 2004. - № 8. - С. 5-9.

7. Кузнецов, Д. Т. Энергохимическое использование горючих сланцев / Д. Т. Кузнецов. М. : Недра, 1978. - 99 с.

8. Кузнецов, Д. Т. Горючие сланцы мира / Д. Т. Кузнецов. М.: Недра, 1975.-368 с.

9. Ефимов, В. М. Процессы переработки и продукты термического разложения горючих сланцев / В. М. Ефимов, С. К. Дойлов, М. О. Соо, Д. X.

10. Вахер // Сб. науч. тр. НИИ сланцев. Таллин : Валгус, 1975. - вып. 20. - С. 107-121.

11. Кундель, X. А. Органическое вещество эстонских сланцев / X. А. Кундель, Р. Э. Иоонас, В. М. Ефимов, Л. А. Битер // Химия твердого топлива. 1981.-№ 1.-С. 65-71.

12. Губергриц, М. Я. Термическая переработка сланца-кукерсита / М. Я. Губергриц. Таллин. : Валгус, 1966. - 365 с.I

13. Ефимов, В. М. Химический состав сланца-кукерсита / В. М. Ефимов, Н. А. Пурре, Л. И. Раппу // Химия твердого топлива. 1981. — № 1. -С. 7-15.

14. Постановление Государственного комитета СССР по науке и технике от 29.08.83 г. № 483 «О проведении в 1983-1985 годах дополнительных научно-исследовательских работ с целью обеспечениягвыполнения заданий научно-технической программы О.Ц.008».

15. Научно-техническая программа «Сланцы Поволжья». Саратов : СПИ, 1984.-32 с. 1

16. Постановление Правительства Саратовской области от 27.12.04 г. № 303-п о проекте комплексной программы «Развитие и использование: углеводородной сырьевой базы для газоснабжения потребителей Саратовской области» на 2005-2007 годы.

17. Горючие сланцы альтернативный источник топлива и сырья. Фундаментальные исследования. Опыт и перспективы: матер, междунар. науч. конф. / СГТУ. - Саратов, 2007. - 168 с.

18. Рекомендации Международной научной конференции «Горючие сланцы — альтернативный источник топлива и сырья. Фундаментальные исследования. Опыт и перспективы». Саратов: СГТУ, 2007. - 7 с.

19. Лункин, В. Н. Производство дорожного битума при переработке сланцев Поволжья / В. Н. Лункин, А. М. Чертынов. Саратов. : СГТУ, 1999. -5 с.

20. Рудин, М. Г. Справочник сланцепереработчика: справ, изд. / под ред. М. Г. Рудина и Н. Д. Серебрянникова. М. : Химия, 1988. - 256 с.

21. Першин, М. Н. Сланцевые вяжущие в дорожном строительстве / М. Н. Першин, М. Ф. Никишина, А. П. Архипова, Е. Н. Баринов, С. А. Козлов, Г. В. Кореновский, Л. Р. Шверова. М. : Транспорт, 1981. — 151 с.

22. Гельфанд, С. И. Дорожный битум из прибалтийских сланцев / С. И. Гельфанд, М. А. Зелейщиков. М.: Дориздат, 1951. — 109 с.

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

24. Лукашевич, В. И. Увеличение срока1 службы асфальтобетонных покрытий за счет двухстадийного введения органических связующих в процессе производства асфальтобетонных смесей / В. И. Лукашевич // Строительные материалы. 2003. - № 1. - С. 24-25.

25. РСТ ЭССР 82-79. Битумы сланцевые жидкие и вязкие. Технические условия. Таллин.: Изд. ЭССР, 1980. - 12 с.

26. Каск, К. А. Применение сланцевого битума в дорожном строительстве. / К. А. Каск, Р. А. Амброс // Автомобильные дороги. 1962. — №2.-С. 12-13.

27. Рабинович, М. Б. Изготовление сланцевого битума в упрощенной окислительной установке / М. Б. Рабинович. М. : Госиздат ЭССР, 1950. — 83 с.

28. Апостолов, С. А. Получение битумов из горючих сланцев / С. А. Апостолов, Г. Ф. Михайлова, А. В. Кожевников // Горючие сланцы. 1977. -№ 11.-С. 14-17.

29. ЗО.Апостолов, С. А. Способы улучшения качества сланцевых битумов / С. А. Апостолов // Нефтепереработка и нефтехимия. — 1986. № 2. - (Е:7:8.31•.Шoгt^(i:. Gygiena^/ e: Twort^Twort^- Lon., 1930; 373 с;

30. Никишина, М; Ф. Использование отходов производства синтетического каучука^ для? улучшения битума; / М! Ф. Никишина, Р. М. Боброва^ Н1(3. Цепюга // Автомобильные дороги: 1978: - № 4. - С. 321.

31. Евгеньев^ И; Е. Автомобильные дороги в окружающей среде / Щ Е. Евгеньев, Б. Б; Каримов— М.: 000«Трансдорнаука»,1977. 287 с.

32. Клесменг, И. Р. Исследование ароматических углеводородов сланцевых смол / И. Р. Клесмент, А.Ф. Касберг // Химия твердого топлива. -1969. №2.-С. 67.

33. Сергиенко, С:. Р. Высокомолекулярные соединения* нефти / С.„ Р. Сергиенко. М;: Химия, 1964: - 541 с.

34. Горнаев, Н. А. Холодный асфальт с дисперсным сланцевым битумом / Н. А. Горнаев, Л. В. Никифорова // Проблемы транспорта и транспортного строительства : сб. науч. тр. Саратов :СГТУ, 2005. -4. Г. -С. 90-93.

35. Горнаев^ Н. А. Минеральный порошок из горючего сланца / НА. Горнаев // Проблемы транспортам транспортного строительства: сб. науч. тр. Саратов : СГТУ, 2005. -ч. 1. -С. 87-90;

36. Каширский, В. Г. Основы энерготехнологического использования горючих сланцев / В. Г. Каширский. Саратов : СПИ, 1979. - 60 с.

37. Сидорович, Я: И. К вопросу о взаимодействии керогена и минерального вещества- горючих сланцев / Я. И. Сидорович // Горючие сланцы. 1984. - т. 1. - №2. - С. 171-174.

38. Горнаев, Н: А. Эмульсии из сланцевого битума на: твердых эмульгаторах (БСЭТЭ) / Н. А. Горнаев, Л. В. Никифорова // Проблемы транспорта и транспортного строительства : сб. науч. тр: — Саратов : ОГТУ, 2005. -ч. 2.-С. 88-90.

39. Сюнби, F. К. Регенерированной дорожный асфальтобетон. / Е. К. Сюньи, К. X. Усманов, Э. С. Файнберг. М. : Транспорт, 1984. - 118 с.

40. Neumann, G. Asphalt fundations chichtcr Grundsätze und Besonderheiten beim Einzatz von Ausbauasphalt / G. Neumann // Bitumen. -1994. -№ 4. - s. 161-165.

41. Руденский А. В. Дорожные асфальтобетонные покрытия / А. В. Руденский. М. : Транспорт, 1992. - 253 с.

42. Силкин, В. В. Экологически чистые технологии для производства асфальтобетонных смесей / В. В. Силкин, Б. С. Марышев, В. М. Ольховиков // Строительная техника и технологии: 20081 - № 4 - С. 29-30.

43. Бахрах, Е. С. Регенерацияшокрытий и одежд нежесткого типа /Е. С. Бахрах // Наука и техника в дорожной отрасли. 1998. - № 3. - С. 18-21.

44. Еорнаев, Н. А. Технология регенерации асфальта / II. А. Еорнаев, А. Ф. Иванов, В: Е. Никишин // XXIX науч.-техн. конф. : тез. докл. Иенза : ПАСА. - 1997. -ч. 2. - С. 22.

45. Рекомендации по технологии производства и применения холодных асфальтобетонных смесей с диспергированным битумом: Министерство автомобильных дорог РСФСР. — М. : Елавдортех, 1987. 16 с.

46. А. с. 883221 СССР. Способ приготовления битумоминеральной смеси / H.A. Еорнаев, В.П. Калашников, А.Ф. Иванов // опубл. в Б.И. 1981. -№43.

47. Еорнаев, Н. А. Регенерированный асфальт с составленными дисперсными вяжущими / Н. А. Еорнаев, В. Е. Никишин // Актуальныепроблемы транспорта; России : тез. докл. междунар. науч.-практ.конф. — Саратов : СГТУ, 1999. вып. 3. - С. 107-109.

48. Горнаев, Н. А. Технология асфальта с дисперсным битумом : учебное пособие / Н. А. Горнаев. Саратов : СГТУ, 1997. — 61 с.

49. Горнаев, Н. А. Исследование асфальтового бетона на битумных эмульсиях :: Дис: . канд. техн. наук / Горнаев Николай Алексеевич; — Харьков, 1963. 200 с.

50. Горнаев, Н. А. Взаимодействие битума с влажными минеральными материалами / Н. А. Горнаев // Известия вузов : Строительство и архитектура. 1967. - Лг» 12. - С. 137-139.

51. Горнаев, Н; А. Смачивание в системе битум-вода-воздух / Н: А. Горнаев, Е. Н. Горнаева // Известия вузов : Строительство и архитектура. — 19731- № 4. С. 132-134.

52. Кузнецов, В; Д. Поверхностная? энергия« твердых тел / В. Д. Кузнецов. М. : Гостехтеоретиздат, 1954:-220 с.

53. Сумм, Б. Д. Физико-химические основы смачивания и растекания / Б. Д: Сумм^ 10? В1 Горюнов. М1: Химия; 1976: - 232 с.

54. Зимон; А. Д1,Адгезия; Жидкости и смачивание / А. Д: Зимон. М. : Химия, 1974.-416 с.

55. Калашников, В: И. Теоретические» основы смачиваемости мозаичных:гидрофобно-гидрофильных; поверхностей / В: И. Калашников, М. Н. Мороз // Строительные материалы. 2008. - № 1. — С. 47-49; .

56. Гегузин, Я. А. Капля / Я. А. Гегузин. М. : Наука, 1973. - 160 с.

57. Глущенко, Н. Ф. Исследование влияния шероховатости поверхности щебня; на прочность сцепления: с цементным камнем / Н. Ф. Глущенко; Б. Я. Рабинович // Труды Харьковского автодорожного института, 1961.-вып. 26.-С. 128-132.

58. Шварц; А. Поверхностноактивные вещества и моющие средства / А. Шварц; Д. Перри: пер. с:англ. под ред. А. Б. Таубмана. М. : изд. иностр. лит-ры., 1953. - 165 с.

59. Раб, И. И: Исследование порошкообразных эмульгаторов и битумных паст, используемых в холодном асфальтовом бетоне: автореф. . канд. техн. наук. Омск, 1975. - 29 с.

60. Горнаев, Н. А. Смачивание минеральных материалов битумом / Н. А. Горнаев, В. П. Калашников // Строительные материалы : сб. науч. тр. -Саратов : СПИ, 1976. вып. 92. - С. 83-91.

61. Раб, И. И. Исследование влияния технологии приготовления смеси на^ основе битумных паст и условий их формирования на свойства холодных асфальтобетонов / И. И. Раб // Труды СоюздорНИИ. 1976. - вып. 87. - С. 63-69.

62. Дерягин, Б. В. О влиянии' поверхностных сил на- фазовые равновесия полимолекулярных слоев и краевой угол смачивания- / Б. В. Дерягин, Л. М. Щербаков // Коллоидный журнал. 1961. - т. 23. - № 1. - С. 40-52.

63. Дерягин, Б. В. Исследование поверхностной конденсации и адсорбции паров вблизи насыщения оптическим микрополяризационным методом / Б. В. Дерягин, 3. М. Зорин // Журнал физической химии. 1955. -т. 29. 10.-С. 1755-1770.

64. Владыченский, С. А. Капиллярный подъем воды в песке различной влажности / С. А. Владыченский // Почвоведение. 1962. - № 10. - С. 15-26.

65. Плотникова, И. А. Влияние различных факторов на дисперсность эмульсий и паст / И. А. Плотникова // Труды СоюздорНИИ. 1972. - вып. 57. - С. 60-69.

66. Иванов А. Ф. Технология, структурообразование и свойства асфальтобетона с дисперсным битумом / Иванов Александр Федорович : дис. . канд. техн. наук. — Саратов, 1986. — 172 с.

67. Лысихина, А. И. Дорожные покрытия и основания с применением битумов и дегтей / А. И. Лысихина. — М. : Автотрансиздат, 1962. 360 с.

68. Никишина, М. Ф. Дорожные эмульсии / М. Ф. Никишина и др. М. : Транспорт, 1964. - 172 с.

69. Ребиндер, П. А. К теории эмульсий / П: А. Ребиндер // Коллоидный журнал. 1946. - № 8. - С. 249-267.

70. Горнаев, Н. А. О теории и практике эмульгирования битумных паст / Н. А. Горнаев // Известия вузов : Строительство и архитектура, 1972. № 3. -С. 135-137.

71. Шалыт, С. Я. Зависимость кривых течения и вязкостных характеристик битумов от температуры / С. Я. Шалыт, Н. В. Михайлов // Коллоидный журнал. 1956. - № 5. - С. 27-31.

72. Горнаев, Н. А. К исследованию материалов на основе битумных паст / Н. А. Горнаев // Известия «вузов.: Строительство и архитектура; 1969. — №6.-С. 119-121.

73. Зябицкий, А. Теоретические основы формирования волокон / А. Зябицкий. М.: Химия, 1979. - 503 с.

74. Ребиндер, П. А. О механизме образования эмульсий / П. А. Ребиндер // Коллоидный журнал. 1946. - № 11. - С. 320-331.

75. Ребиндер, П. А. Современные представления об устойчивости, образовании и разрушении эмульсий и методы их исследования / П. А. Ребиндер, К. А. Поспелова // Эмульсии: их теория и технические применения. М., 1950. - С. И-71.

76. Таубман, А. Б. О роли структурно-механического фактора в устойчивости эмульсий / А. Б. Таубман, А. Ф. Корецкий // Коллоидный журнал.- 1958.-№5.-С. 676.

77. Таубман, А. Б. О механизме эмульгирующего действия твердых эмульгаторов / А. Б. Таубман, А. Ф. Корецкий // Доклады АН СССР. 1958. -т. 120.-№ 1.-С. 126-129.

78. Таубман, А. Б. О дисперсности и устойчивости эмульсий, стабилизированных твердыми эмульгаторами / А. Б. Таубман, А. Ф. Корецкий//Доклады АН СССР.-1961.-т. 140.-№5.-С. 1128-1131.

79. Романов, С. И. Вопросы теории эмульгируемости битумов на твердых эмульгаторах и преимущества активированных битумных паст / С.

80. И. Романов // Вопросы строительства автомобильных дорог. Алма-Ата. — 1967.-С. 32-37.

81. Горнаев, Н. А. Особенности механизма стабилизации битумных паст / Н. А. Горнаев, В. П. Калашников // Опыт инженерно-экономических исследований в строительстве. Саратов : СГТУ, 1978. - ч. 2. — С. 23-27.

82. Дерягин, Б. В. О влиянии поверхностных сил на. фазовые равновесия полимолекулярных слоев и краевой угол смачивания / Б. В. Дерягин, JI. М. Щербаков // Коллоидный журнал. 1961. - т.23. - № Г. - С. 40-52.

83. Дерягин, Б. В. Взаимодействие жидкостей с твердым / Б. В. Дерягин, M. М. Кусаков // Известия АНСССР : сер. Химия. 1936. — № 5. -С. 741-753.

84. Никишина, М. Ф. Дорожные эмульсии и факторы их образования / М. Ф. Никишина // Автомобильные дороги. 1962. — № 10. - С. 37-40.

85. Сергиенко, С. Р. Состав и свойства высокомолекулярных соединений нефти / С. Р. Сергиенко, Б. Э. Давыдов, И. О. Делоне, М. П. Тетерина // IV Международный нефтяной конгресс. М. : Гостоптехиздат, 1956.- т. IV.-с. 22.

86. Основин, В. Н. Справочник по строительным материалам- и изделиям / В. Н. Основин, JI. В. Шуляков, Д. С. Дубяго. — изд. 2-е. — Ростов н/Д : Феникс, 2006. 443 с.

87. Gabriel, L. С. Same physical Properties of Dispersions of Asphaltic Bitumen / L. C. Gabriel. New York, 1946. - 36 p.

88. Коржуев, А. С. Коагуляция эмульсий из нефтяного битума / А. С. Коржуев, В. В. Гридчина // Коллоидный журнал. — 1939. — № 5. — С. 21-23'.

89. Ребиндер, П. А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика / П. А. Ребиндер. М. : Наука, 1979. - 384 с.

90. Яковлев, А. Д. Химия и технология лакокрасочных покрытий / А. Д. Яковлев. JL : Химия, 1982. - 352 с.

91. Баринов, Е. Н. Основы теории и технологии применения асфальтобетонов на вспененных битумах / Е. Н. Баринов. JT. : изд-во Ленинградского университета, 1990. — 180 е.: Библиогр. с. 171-176.

92. Битумные эмульсии в дорожном строительстве: Учебно-справочное пособие / сост. : Ю. В. Соколов, В. Н. Шестаков. Омск : ГУИПП «Омский дом печати», 2000. — 256 с. : Библиогр. с. 251-254.

93. Попченко, С. Н. Холодная асфальтовая гидроизоляция / С. Н. Попченко. М.: изд-во литературы по строительству, 1966. — 134 с.

94. ЮО.Вернигорова, В. Н. Физико-химические основы строительного материаловедения: учебное пособие / В. Н. Вернигорова. — М. : изд-во АСВ, 2003. 136 с.

95. Берлин, А. А. Основы адгезии полимеров / А. А. Берлин, В'. Е. Басин. М. : Химия, 1974. - 392 с.

96. Москвитин, Н. И. Физико-химические основы процессов склеивания и прилипания / Н. И. Москвитин. М. : Лесная промышленность, 1974.- с. 192.

97. Атоян, С. М. Асфальтобетон из ракушечных известняков / С. М. Атоян. — М. : Транспорт, 1977. — 134 с.

98. Гезенцвей, Л. Б. Дорожный асфальтобетон / Л. Б. Гезенцвей, Н. В. Горелышев, А. М. Богославский, И. В. Королев. — М. : Транспорт, 1985. — 350 с.

99. Лысихина, А. И. О стабильности битумов и взаимодействии их с минеральными материалами / А. И. Лысихина. М. : Дориздат, 1952. - 175 с.

100. Носков, С. К. Влияние вибрирования на структурно-механические свойства асфальтобетона, как тиксотропной коллоидной системы / Н. В. Михайлов, С. К. Носков // Коллоидный журнал. 1956. — № 4. - С. 24-28.

101. Комар, А. Г. Строительные материалы и изделия / А. Г. Комар. — М.: Высшая школа, 1983. — 487 с.

102. Хархута, Н. Я: Дорожные машины / Н. Я. Хархута. JI. : Машиностроение, 1976. - 472 с.

103. Рыбьев, И. А. Строительные материалы на основе вяжущих веществ / И. А. Рыбьев. — М. : Высшая школа, 1978. — 309 с.

104. Соломатов, В. И. Элементы общей теории композиционных строительных материалов / В. И. Соломатов // Известия вузов: Строительство и архитектура, 1980. № 8. - С. 61-70.

105. Хархута, Н. Я. Выбор типа и режима работы катков при уплотнении« асфальтобетонных смесей / Н. Я. Хархута, А. А. Шестопалов // Автомобильные дороги. 1983. - № 3. - С. 24-25.

106. Щербаков, А. М. Эффективность применения обрезиненных вальцов / А. М. Щербаков, В. П. Межак // Автомобильные дороги. 1984. — №4.-с. 17.

107. Калужский, Я. А. Уплотнение земляного полотна и дорожных одежд/Я. А. Калужский, О. Т. Батраков. -М. : Транспорт, 1971. 160 с.

108. Гунн, Р. Б. Нефтяные битумы / Р. Б. Гун. М. : Химия, 1999 .349 с.

109. Крейцер, Г. Д. Асфальты, битумы и пеки / Г. Д. Крейцер. М. : гос. изд-во лит-ры по строит, материалам, 1952. - 340 с.

110. Пб.Колбановкая, А. С. Дорожные битумы / А. С. Колбановская, В. В. Михайлов. : изд-во «Транспорт», 1973. — 264 с.

111. Руденская, И. М. Нефтяные битумы / И. М. Руденская. : Ростов: -1963.-212 с.

112. Nellenstayn, F. J. // Inst. Petroleum Technologies. 1925. - № 10. - p.

113. Makk, C. Phys. Chem. 1932. № 36, - p. 290.1.l120.' Nellensteyn, F. // World1 Petroleum Congress. 1933. - № 11, - p.

114. Hoppler, E. // Oil and Kohle. 1941. - № 37. - s. 995

115. Mack, G. // Proc. Assoc. Pav. Tehn. 1953. - vol-. 22 - p. 50,

116. Ткачев, С. Ml Иерархическая структура строения нефтяных остатков; и битумов / С. М. Ткачев // Вестник Полоцкого государственного университета. 2006. - № 4. - С. 32-36.

117. Махонин, F. М. Исследование структуры асфальтенов методом рентгеновской дифрактометрии* / Г. М: Махонин, А. А. Петров // Химия и технология топлив и масел. — 1975. № 12. - С. 21-24

118. Winniford, R. Symp. Tars. Div. Fuel ehem. 1962:.- p. 21-32.

119. Черножуков, H.' ИI О влиянии нефтяных асфальто-смолистых веществ на окисление масел / Н. И. Черножуков, И. JI. Лужецкий // Нефтяное, хозяйство. 1947. -№ 5. -С. 30-35.

120. Петров, А. А., Структура смолисто-асфальтеновых веществ в нефти / А. А. Петров, Г. Н: Позднышев, И. К. Штоф; в кн. : Структурообразование, методы испытаний и улучшение технологииополучения битумов. — М'., 1971. — с. 45-56.

121. Altgelt К. N., Hirsch Е. Symposium. Am. ehem. Sos. Houston meeting Feb. 2. 1970. p. 132.

122. Bestougeff, M. A. Symp. On asphalt. Philodelphia. - 1964. - IV . -p. 382.

123. Гуреев^ А. А. Методы исследования физико-химической механики нефтяных остатков: учебное пособие / А. А. Гуреев, С. А. Сабаненко ; под ред. Сюняева 3. И. М.: МИНХ и ГП, 1980. - 127 с.

124. Апостолов, С. А. Научные основы производства битумов / С. А. Апостолов. JI.: изд-во Лен. ун-та, 1988. - 168 с. ISBN 5-288-00090-5.

125. Добрянский, А. Ф. Геохимия нефти / А. Ф. Добрянский. М. : Гостоптехиздат, 1948. - 296 с.

126. Лилле Ю. Э. Исследование в области сланцевых фенолов / Лилле Юрий Эммануилович : автореф. . докт. химич. наук. Таллин, 1973 - 210 с.

127. Зеленин, HI И., Химия и технология сланцевой смолы / Н. И. Зеленин, В. С. Файнберг, К. В. Чернышева. Л. : Химия, 1968. - 308 с.

128. Несмеянов, А. Н. Начала органической химии / А. Н. Несмеянов, Н. А. Несмеянова, т. 2. 2 изд. - М, 1974. - 312 с.

129. Каск, .К. А. Исследование процесса старения сланцевого битума / К. А. Каск, X. Я. Тамбелиус // Труды Таллиннского политехнического института.- I960.- вып. 185.- С. 173-179.

130. Лукашевич, В. И. Технология производства асфальтобетонных1 смесей; оптимизированная по критерию прочностных свойств асфальтобетона.: автореф. дис. . докт. техн. наук., Томск. 2001. - 38 с. £

131. Г40: Ляпина, А. И. Анализ и сопоставление графического и расчетного методов определения показателей дисперсности битумных эмульсий» / A. W. Ляпина, И. А. Плотникова // Труды СоюздорНИИ: 1977. - Вып. 100. - С. 120-130.

132. Ковшов, В. Н. Постановка инженерного эксперимента / В. Н. Ковшов. Киев-Донецк : Вища школа, 1982. - 120 с.

133. Романов, С. Hi Влияние температуры окисления на устойчивость дорожных битумов / С. И. Романов, Г. В. Легкодимова, С. В. Казначеев // Химиями технология топлив и> масел. — 1993. № 6. — С. 17-18.

134. Ладыгин; Б. И. Основы прочности и долговечности дорожных бетонов*/ Б. И. Ладыгин. Минск : Изд-во МВСС и ПО БССР, 1963. - 127 с.

135. Бабков, В. Ф. Проектирование автомобильных дорог. ч. 1. : учебник для вузов / В! Ф. Бабков, О. В.Андреев. - Изд. 2-е, перераб. и доп. -М. : Транспорт, 1987. - 368 с.

136. Энергия окружающей среды и строительное проектирование / пер. с англ. Г. А. Ивановой; под. ред. В!. Н. Богословского и Л. М. Махова. М. : Стройиздат, 1983. - 136 с.

137. Walter, Н. F. Emulsion Mix Design Methods: An Overview / H. F. Walter // Transportations Research Record. 1980. - № 784. - p. 1-9.

138. ГОСТ 12801-98. Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний. — М. : Изд-во стандартов, 1999.— 56 с.

139. Калашников, В. И. Особенности процесса гидратации и твердения цементного камня с модифицирующими добавками / В. И: Калашников, В. С. Демьянова, И. Е. Ильина, С. В. Калашников // Изв. вузов. : Строительство. — 2003.-№6.-С. 26-29:

140. Руденский, А. В. Битумные композиции: в дорожном строительстве / А. В. Руденский // Автомобильные дороги. — 2006. — вып. 3. -С. 36-38.

141. Немчинов, М. В., Энергосбережение в дорожном строительстве и программа его осуществления / М. В. .Немчинов, В*. И. Микрин, Г. И. Евгеньев // Энергосбережение. № 3. - 2001. - С. 42-44.

142. Гезенцвей, JI. Б. Технология производства асфальтового бетона / Л. Б. Гезенцвей: М: : Изд-во МКХ РСФСР, 1953. - 236 с.

143. Индексы изменения, сметной-стоимости прочих работ и затрат на III квартал 2008 г.: приложение 3 к письму Минрегиона России от 09.07.08 № 16568-ск/08.

144. Письмо № 249 от 31 декабря 2001 г. / Госкомцен, 21 с.

145. Гарбер, М. Р. Пылеулавливающие устройства' в зарубежном асфальтосмесительном оборудовании, / М. Р. Гарбер. М. : ЦНИИТЭ Строймаш, 1972. — 37 с.

146. Звонникова, JI. Н. Состояние и перспективные методы защиты окружающей среды от промышленных загрязнений (на примере дорожных предприятий БССР) / Л. Н. Звонникова. Минск: Бел. НИИНТИ, 1977. - 19 с.

147. Сборник зональных сметных цен на местные строительные материалы и изделия для всех видов строительства Саратовской области (СЗСЦ-200Г г.), 2002. 217 с.

148. Письмо Госкомархстроя № БФ-246, Госкомэкономики № 12 от 12.10.2006 г. об определении договорных цен в строительстве. — 18 с.

149. Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М: : Экономика, 1977. -45 с.

150. Методика проведения инвентаризации выбросов' загрязняющих веществ в атмосферу для асфальтобетонных заводов / Утв. Министерством транспорта РФ от 28.10.98.

151. Звонникова, Л. Н. Исследование влияния технологических факторов' приготовления асфальтобетонных смесей на загрязнение атмосферного воздуха : дис. канд. техн. наук. Минск, 1980. - 205 с.

152. Порадек, С. В. Борьба с загрязнением воздуха от АБЗ / С. В. Порадек, В. И. Соломатин //Автомобильные дороги. 1981. — № 2. - с. 16-17.

153. Балацкий, О. Ф. Экономика чистого воздуха / О. Ф. Балацкий. -Киев : Навукова думка, 1978. 296 с.

154. Указания по определению ущерба от выбросов вредных веществ. -Киев, Укр ВИИПИН.

155. Определение эффективности мероприятий по улучшению условий труда. Межотраслевые методические рекомендации. М. : НИИ труда, 1979. -61 с.

156. Федеральный закон РФ № 224 ФЗ «О внесении изменений в ст. 222 ТК РФ о размерах компенсации за вредные условия труда».

157. Маргайлик, Е. Прогрессивные материалы и технологии дорожных работ в США / Е. Маргайлик // Строительство и недвижимость. 2005. - № 6. -С. 12-16.

158. Клочков, Н. Высший пилотаж эстонского сланца / Н. Клочков // Молодежь Эстонии. 2000. - 2 марта.