Асфальтобетонная смесь

 

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и может быть использовано для устройства верхних слоев дорожных одежд во всех климатических зонах. Сущность изобретения заключается в том, что асфальтобетонная смесь, включающая нефтяной вязкий битум, полимерную структурообразующую добавку и минеральный наполнитель, дополнительно содержит в качестве структурообразующего компонента регранулят полимерного этилен-пропилена, а в качестве поверхностно-активной добавки - триэтаноламин при следующем соотношении компонентов, мас.%: нефтяной вязкий битум 5,2-6,0; триэтаноламин 0,1-0,2; регранулят полимерного этилен-пропилена 0,5-1,0; минеральный наполнитель остальное. Технический результат: повышение прочностных показателей и коэффициента водостойкости получаемого асфальтобетона. 4 табл.

Изобретение относится к дорожному строительству, в частности к приготовлению асфальтобетонных смесей для устройства покрытий автомобильных дорог и аэродромов.

При строительстве автомобильных работ широко применяются асфальтобетонные смеси, приготовленные в соответствии с ГОСТ 9128-84.

Известна асфальтобетонная смесь (см. а.с. N 916630 кл. C 08 L 95/00. 1980), включающая битум, минеральный наполнитель и добавку. Асфальтобетонные смеси, приготовленные с использованием указанных материалов, отличаются повышенной прочностью при сжатии при 20^o С (4,6 - 7,2 МПа) и при 50^oC (1,78-3,50). Однако недостатком этой смеси является несколько завышенный расход вяжущего битума (7-9%).

Наиболее близкой к предложенному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является асфальтобетонная смесь (см. а.с. 1742291, 1992 кл C 08 L 95/00), включающая, мас. %: Нефтяной битум - 5,10 - 6,01 Атактический полипропилен - 0,07 - 0,20 Добавку (кубовые остатки производства антрахинового красителя H 8 C) - 0,28-1,31 Минеральный наполнитель - остальное Однако асфальтобетонная смесь указанного состава характеризуется недостаточно высокой прочностью при сжатии (1,10 - 2,08 МПа) при 50^oC и при 20^oC (2,51 - 2,94 МПа), недостаточно высоким коэффициентом водостойкости (0,87-0,94).

Задача настоящего изобретения - повысить прочностные показатели асфальтобетона (прочность при сжатии при 20^oC и при 50^oC), а также коэффициент водостойкости. Сущность изобретения заключается в том, что асфальтобетонная смесь, содержащая нефтяной вязкий битум, полимерно-структурообразующую добавку и минеральный наполнитель, дополнительно содержит в качестве полимерной структурообразующей добавки - РПЭП (регранулят полимерного этилен-пропилена и дополнительно поверхностно-активную добавку ТЭА (триэталонамин) при следующем соотношении компонентов, мас. %: Нефтяной вязкий битум - 5,2-6,0 Триэтаноламин (ТЭА) - 0,1-0,2 Регранулят полимерного этилен-пропилена (РПЭП) - 0,5- 1,0 Минеральный наполнитель - Остальное.

Введение регранулята полимердисперсного этилен-пропилена способствует структурированию и повышению деформативных свойств асфальтобетона, участвуя в создании структуры асфальтобетона, проявляя свойства полимерного наполнителя и дисперсного заполнителя, активно работающего в минеральном материале.

Сочетание РПЭП с поверхностно-активным веществом аминного характера (ТЭА) способствует улучшению деформативных характеристик битумов за счет создания коагуляционной структуры вяжущего, обладающего пластическими свойствами. Органичное соединение указанных компонентов в единое целое с битумом обусловлено родством природы компонентов - вяжущего к полимердисперсной и поверхностно-активной добавкам.

Положительный эффект применения РПЭП в сочетании с ТЭА (триэтаноламином) достигается за счет того, что РПЭП, содержащий в своем составе полимерную составляющею и дисперсные волокна из пропилена, способен образовывать с битумом полимерно-битумное вяжущее, обеспечивающее асфальтобетону высокие прочностные показатели, водо- и трещиностойкость. Полипропиленовые волокна гранул РПЭП выступают в роли дисперсной арматуры, влияя на свойства макромикроструктуры асфальтобетона в широком диапазоне температур.

Анализ известных технических решений показал, что применение в составе асфальтобетонных смесей некоторых полимердисперсных добавок известно. Однако их применение не обеспечивает асфальтобетону такие свойства, которые он проявляет в заявленном решении в сочетании с аминной поверхностно-активной добавкой ТЭА, а именно повышение водо- и теплоустойчивости (прочность при 50^oC) и, как следствие, повышение сдвигоустойчивости и трещиностойкости асфальтобетонных покрытий и их сопротивление к воздействию динамических нагрузок. Таким образом данный состав компонентов придает асфальтобетонным смесям новые свойства.

ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1. ЩЕБЕНЬ.

В качестве щебня использовались фракции щебня Апанасовского карьера, Ростовской области: отсев щебня (фракция 0 - 20 мм) и фракция щебня 5 - 20 мм. В таблице 1 приведены зерновые составы этих фракций.

2. ПЕСОК
В качестве песка использовался природный речной песок. Зерновой состав песка приведен в таблице 1.

3. МИНЕРАЛЬНЫЙ ПОРОШОК
Минеральный порошок из основных пород по всем показателям соответствует требованиям ГОСТ 16557-78. В таблице 1 приведен его зерновой состав.

4. ВЯЖУЩЕЕ
В качестве вяжущего использовался битум нефтяной дорожный БНД 60/90. В таблице 2 представлены его физико-механические показатели.

По физико-механическим показателям исходный битум удовлетворяет требованиям ГОСТ 22245-90 к битумам нефтяным дорожным марки 60/90.

5. РЕГРАНУЛЯТ ПОЛИМЕРНОГО ЭТИЛЕН-ПРОПИЛЕНА (РПЭП)
РПЭП представляет собой гранулы черного цвета, размером 3х3 мм, плотностью 0,9 г/см³ и температурой плавления 150^oC. В его состав входят полиэтилен и полипропилен (в виде дисперсных волокон) в количествах примерно по 40-60% каждый. Посторонние включения материал содержит не более 10%. Выпускается РПЭП Ростовским заводом нетканых материалов согласно ТУ-5772-034-00204300-97.

6. ТРИЭТАНОЛАМИН (ТЭА)
Триэтаноламин (ТЭА) технический 8211. Качество соответствует ТУ 6-02-916-79. Физико-механические показатели представлены в таблице 3.

ПРИМЕР: Для экспериментальной проверки заявляемого состава были подготовлены 5 вариантов составов смесей ингредиентов. В качестве материалов использовались вышеописанные материалы. Образцы изготовлялись следующим образом: в предварительно нагретые до температуры 150-160^oC материалы: щебень фракции 5 - 20 мм, отсев щебня фракции 0 - 20 мм и минеральный порошок вводилась добавка РПЭП. Смесь тщательно перемешивалась в лабораторной мешалке 2-3 мин. Затем вводился битум БНД 60/90, модифицированный добавкой ТЭА, и все перемешивали до образования однородной смеси. Затем из нее готовились образцы под давлением 40 МПа диаметром 70,1 мм. Результаты сравнительных испытаний сведены в таблицу 4.

Из данных таблицы 4 следует, что асфальтобетонная смесь предлагаемого состава обеспечивает утилизацию отхода производства и повышает физико-механические показатели асфальтобетона: R^сж₂₀°_C; R^сж₅₀°_C; к водостойкости.

Формула изобретения

Асфальтобетонная смесь, включающая нефтяной вязкий битум, полимерную структурообразующую добавку и минеральный наполнитель, отличающаяся тем, что она содержит в качестве полимерной структурообразующей добавки регранулят полимерного этилен-пропилена и дополнительно поверхностно-активную добавку триэтаноламин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нефтяной вязкий битум - 5,2 - 6,0
Триэтаноламин (ТЭА) - 0,1 - 0,2
Регранулят полимерного этилен-пропилена (РПЭП) - 0,5 - 1,0
Минеральный наполнитель - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4