Асфальтобетонная смесь

 

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и может быть использовано для устройства верхних слоев дорожных одежд во всех климатических зонах. Асфальтобетонная смесь, включающая песок, минеральный порошок, полимерную структурирующую добавку и нефтяной битум, содержит нефтяной вязкий битум, в качестве полимерной структурирующей добавки - резиновый термоэластопласт и дополнительно поверхностно-активную, пластифицирующую добавку - талловый пек и отсев дробления щебня фракции 0-5 м при следующем соотношении компонентов, мас.%: песок 16,0-20,0, минеральный порошок 10,0-15,0, резиновый термоэластопласт 0,5-1,0, нефтяной вязкий битум 5,0-6,5, талловый пек 0,3-0,5, отсев дробления щебня фракция 0-5 мм 57,0-68,2. Технический результат: повышение прочностных показателей асфальтобетона при высоких значениях коэффициентов водо- и морозостойкости. 3 табл.

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и может быть использовано для приготовления асфальтобетонных смесей для устройства верхних слоев автомобильных дорог и аэродромов.

При строительстве автомобильных дорог широко применяются асфальтобетонные смеси, приготовленные в соответствии с ГОСТ 9128-97. Известны асфальтобетонные смеси, в которых для повышения показателей свойств используют шинную резину, различные виды дробленой резины и другие резиносодержащие материалы.

Известна битумоминеральная смесь, включающая битум, минеральный наполнитель и водную дисперсию шинной резины (Лысихина А.И. Дорожные основания и покрытия с применением битумов и дегтей. М.: Автотрансиздат, 1962, с. 218-219).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является асфальтобетонная смесь (авторское свидетельство 975646, СССР, С 04 В 13/30, 1982), включающая, мас.%: Нефтяной битум - 6-8 Минеральный порошок - 13-25 Дробленая шинная резина - 0,2-0,6 Ненасыщенная нефтеполимерная смола, модифицированная малеиновым ангидридом в соотношении 100:(5-20) - 0,01-0,12 Песок - Остальное Недостатком известного решения является относительно невысокий показатель прочности асфальтобетонных смесей при 50^oС (0,78-1,2 МПа), характеризующий теплоустойчивость и сдвигоустойчивость смесей, что особенно важно для южных регионов страны.

Задача изобретения - повышение прочности асфальтобетона при повышенных температурах , характеризующей теплоустойчивость и сдвигоустойчивость покрытий.

Сущность изобретения достигается тем, что асфальтобетонная смесь, включающая песок, минеральный порошок, полимерную структурирующую добавку и нефтяной битум, содержит нефтяной вязкий битум, в качестве полимерной структурирующей добавки содержит резиновый термоэластопласт и дополнительно поверхностно-активную, пластифицирующую добавку - талловый пек и отсев дробления щебня фракции 0-5 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Песок - 16,0-20,0 Минеральный порошок - 10,0-15,0 Резиновый термоэластопласт - 0,5-1,0
Нефтяной вязкий битум - 5,0-6,5
Талловый пек - 0,3-0,5
Отсев дробления щебня фракция 0-5 мм - 57,0-68,2
Введение резинового полимердисперсного термоэластопласта способствует структурированию и повышению деформативных свойств асфальтобетона, участвуя в создании структуры асфальтобетона, проявляя свойства полимерной добавки и дисперсного заполнителя, активно работающего в минеральном материале.

Сочетание структурирующего компонента резинового термоэластопласта с пластифицирующим талловым пеком, обладающим и поверхностно-активными свойствами, способствует улучшению деформативных характеристик асфальтобетонной смеси, в частности повышению прочности при сжатии при 50^oС, улучшению его теплоустойчивости. Органичное соединение резинового термоэластопласта и таллового пека с битумом обусловлено родством природы компонентов - вяжущего к полимердисперсной и поверхностно-активным добавкам.

Положительный эффект применения резинового термоэластопласта в сочетании с талловым пеком достигается за счет того, что РТЭП, содержащий в своем составе полимерную резиносодержащую добавку и дисперсные частицы наполнителя - серы и карбоната кальция, образует в комплексе с талловым пеком и битумом структурированное полимербитумное вяжущее, обладающее хорошими пластичными и повышенными адгезионными свойствами. Частицы серы и карбоната кальция выступают в роли дисперсных структурирующих частиц, влияя на свойства макромикроструктуры асфальтобетона в широком диапазоне температур.

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

Характеристика исходных материалов
1. Нефтяной битум.

В качестве вяжущего использовался нефтяной битум БНД 60/90. В таблице 1 представлены его физико-механические показатели.

По физико-механическим показателям используемый в работе битум удовлетворяет требованиям ГОСТ 22245-90.

2. Минеральный порошок.

Минеральный порошок из основных пород по всем показателям соответствует требованиям ГОСТ 16557-78. В таблице 2 приведен его зерновой состав.

3. Песок.

В качестве песка использовался природный речной песок отобранный в Донском ковше. Зерновой состав песка приведен в таблице 2. Насыпная плотность песка 1260 г/см, истинная плотность 2,65 г/см. Модуль крупности песка 1,62.

4. Отсев дробления щебня.

В качестве отсева дробления щебня, фракции 0-5 мм использовался отсев щебня Быстрореченского карьера, марки 1200, истираемости И-1, насыпная плотность отсева 1300 г/см³, истинная плотность 2,71 г/см³. В таблице 2 приведен зерновой состав отсева дробления щебня.

5. Резиновый термоэластопласт (РТЭГТ).

РТЭП представляет собой гранулы черного цвета с характерным запахом резины и геометрическими размерами 3-4 мм. ИК-спектр гранул имеет вид, характерный для резины, наполненной карбонатом кальция и серой. На рентгенограмме четко просматриваются линии карбоната кальция и серы. В целом РТЭП соответствует требованиям ТУ 38-105590-85 и может быть идентифицирован как резиновая крошка из вулканических отходов, наполненная карбонатом кальция и серы.

Имеется гигиеническое заключение 61.РЦ.3.570.П 947.6.00 от 27.06.2000 г. на допущение резинового термоэластопласта к производству, поставке, реализации, использованию на территории Российской Федерации.

6. Талловый пек.

Талловый пек использовался производства ОАО Соломбальского целлюлозобумажного комбината (г. Архангельск), соответствующего требованиям ТУ 13-4177-184-84. Он представляет собой вязкотекучее вещество темно-коричневого цвета, обладающее клеящими свойствами. Исследуемая проба таллового пека содержит около 30% смоляных и жирных кислот, находящихся в полимеризованном состоянии. Талловый пек не растворим в воде, хорошо смешивается с нефтяным битумом.

Пример. Для экспериментальной проверки заявляемого состава были подготовлены 5 вариантов составов смесей ингредиентов. Для приготовления смесей использовались вышеописанные материалы. Образцы изготавливались следующим образом: в предварительно нагретые до температуры 150-160^oС минеральные материалы: отсев дробления щебня фракции 0-5 мм и песок, вводился резиновый термоэластопласт. Смесь тщательно перемешивалась в лабораторной мешалке 1-2 мин. Затем вводился минеральный порошок, смесь вновь перемешивали 1-2 минуты, после чего вводили нагретый до 140-150^oС нефтяной битум БНД 60/90, модифицированный предварительно талловым пеком. Все компоненты смеси вновь перемешивались до образования однородной смеси. Далее из смеси готовились образцы под давлением 40 МПа, диаметром 70,1 мм. Результаты сравнительных испытаний сведены в таблицу 3.

Из данных таблицы 3 следует, что асфальтобетонная смесь предлагаемого состава обеспечивает повышение прочностных показателей асфальтобетона, в частности R^сж₅₀°_C, что особенно важно для южных регионов страны, для повышения сдвигоустойчивости покрытий дорог при сохранении повышенных значений показателей коэффициентов водо- и морозостойкости.

Формула изобретения

Асфальтобетонная смесь, включающая песок, минеральный порошок, полимерную структурирующую добавку и нефтяной битум, отличающаяся тем, что содержит нефтяной вязкий битум, в качестве полимерной структурирующей добавки содержит резиновый термоэластопласт и дополнительно поверхностно-активную, пластифицирующую добавку - талловый пек и отсев дробления щебня фракции 0-5 мм при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Песок - 16,0 - 20,0
Минеральный порошок - 10,0 - 15,0
Резиновый термоэластопласт - 0,5 - 1,0
Нефтяной вязкий битум - 5,0 - 6,5
Талловый пек - 0,3 - 0,5
Отсев дробления щебня фракции 0-5 мм - 57,0 - 68,2

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3