Вяжущее (полимерно-гудроновое вяжущее) для дорожных покрытий
Владельцы патента RU 2397187:
Общество с ограниченной ответственностью "НОВОБИТ" (RU)
Изобретение относится к материалам, используемым при строительстве и ремонте автодорог, а именно к вяжущим материалам для дорожного покрытия. Изобретение касается вяжущего для дорожных покрытий, включающего блоксополимер алкадиена и стирола и масло индустриальное, при этом дополнительно содержит гудрон или смесь гудронов с ВУ5 80=60-160 с, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Технический результат - состав вяжущего для дорожных покрытий отвечает всем требованиям по качеству к вяжущим материалам по ГОСТ Р 52056-2003 к полимерно-битумным вяжущим к маркам ПБВ 40, ПБВ 60, ПБВ 90 и ПБВ 130, в котором битум заменен на более дешевый и доступный материал - гудрон (за счет исключения стадии окисления гудрона при получении битума). 3 табл.
Изобретение относится к материалам, используемым при строительстве и ремонте автодорог, а именно к вяжущим материалам для дорожного покрытия.
Известны полимерно-битумные вяжущие материалы (ПБВ) на основе блоксополимеров на основе бутадиена и стирола, которые отвечают всем требованиям, предъявляемым к данным материалам по эластичности, трещиностойкости, деформативности и растяжимости при низких температурах, а также теплостойкости, и на которые имеется ГОСТ Р 52056-2003.
Основным недостатком ПБВ является использование в качестве вяжущего материала битума строго определенного качества, который получают окислением гудрона, за счет чего возрастает стоимость вяжущего и ограничиваются ресурсы для его производства.
Этот недостаток можно отнести ко всем вяжущим материалам на основе битума.
Известно ПБВ для дорожного покрытия, которое содержит, мас.%:
| Битум | 54,0-88,0 |
| Блоксополимеры бутадиена и стирола | 2,0-6,0 |
| Продукт полукоксования углей | 10,0-40,0 |
| Гексаметилентетрамин | 0,1-2,0 сверх 100 |
(Пат. РФ №2241724, 2004).
Недостатком известного ПБВ является его достаточно высокая токсичность, обусловленная применением амина и продукта полукоксования углей, ограниченность ресурсов и высокая себестоимость.
Известно также ПБВ для дорожного покрытия, которое содержит смесь из битума, блоксополимера диена и стирола и добавки, причем в качестве битума содержит битум дорожный улучшенный марок БДУ 70/100 или БДУС 70/100, в качестве блоксополимера диена и стирола оно содержит Кратон Д 1101 М, а в качестве добавки - нефтяную фракцию, полученную прямой перегонкой тяжелой малопарафинистой нефти нафтенового основания (Пат. РФ №2260023, 2005).
Недостатком данного ПБВ является крайне ограниченная сырьевая база, так как объемы производства битумов марок БДУ практически уже исчерпаны (они производятся только из остатков переработки ярегской нефти), а марок БДУС - очень невелики и могут удовлетворить потребности лишь небольшого региона России.
Наиболее близким к заявляемому является вяжущее для дорожного покрытия, которое содержит, мас.%:
| Битум | 44,4-98 |
| Блоксополимеры алкадиена и стирола | 0,1-22,3 |
| Масло индустриальное | 1,9-33,3 |
(Пат. РФ №2299228, дата публикации заявки 1997, опубликован 2007).
Недостатком вяжущего по прототипу также является необходимость использования в качестве одного из компонентов более дорогого и более дефицитного продукта - битума марок БНД по ГОСТ 22245-90.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка состава вяжущего для дорожных покрытий, которое бы отвечало всем требованиям по качеству к вяжущим материалам по ГОСТ Р 52056-2003 и в котором битум был бы заменен на более дешевый и доступный материал - гудрон (за счет исключения стадии окисления гудрона при получении битума).
Для решения поставленной задачи предлагается вяжущее для дорожных покрытий, которое включает блоксополимер алкадиена и стирола и масло индустриальное, и отличается тем, что дополнительно содержит гудрон или смесь гудронов с ВУ5 80=60-160 с, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| гудрон или смесь гудронов с ВУ5 80=60-160 с | 83,0-91,3 |
| масло индустриальное | 5,0-12,0 |
| блоксополимер алкадиена и стирола | 3,5-5,0 |
Заявляемое вяжущее (далее по тексту ПГВ - полимерно-гудроновое вяжущее) в качестве основного компонента содержит гудрон или смесь гудронов с условной вязкостью при температуре 80°С и с диаметром отверстия 5 мм - ВУ5 80=60-160 с. Снижение вязкости гудронов ниже 60 с требует повышенного расхода полимера при приготовлении вяжущего, что экономически не рентабельно. Повышение же вязкости используемых гудронов выше 160 с требует значительных расходов как масла, так и полимера, что приводит к невозможности обеспечения всех норм ГОСТ Р 52056-2003.
В качестве пластификатора ПГВ включает масло индустриальное И-40А по ГОСТ 20799-88.
В качестве блоксополимера алкадиена и стирола ПГВ содержит дивинилстирольный термоэластопласт (ДСТ) по ТУ 2294-007-01393697-95.
ПГВ для дорожных покрытий готовят с использованием стандартного оборудования путем смешения компонентов.
Для иллюстрации заявляемого технического решения было приготовлено 4 образца различного состава. Состав образцов приведен в таблице.
В таблицах 2, 3 приведены сопоставительные данные показателей качества разработанных ПГВ соответствующим требованиям ГОСТ Р 52056-2003 к «Вяжущим полимерно-битумным дорожным на основе блоксополимеров типа СБС».
Из данных таблиц следует, что использование в заявленных выше концентрациях и заявленного качества компонентов: гудронов или их смесей с ВУ5 80=60-160 с, индустриального масла И-40А по ГОСТ 20799-88 и дивинилстирольного термоэластопласта (ДСТ) по ТУ 2294-007-01393697-95 позволяет стабильно производить полимерно-гудроновые вяжущие (ПГВ) для строительства и ремонта автодорог, соответствующие нормам ГОСТ Р 52056-2003 к маркам ПБВ 40, ПБВ 60, ПБВ 90 и ПБВ 130. Замена битума на гудрон приводит к удешевлению вяжущего за счет исключения стадии окисления гудрона при получении битума при сохранении качества дорожных покрытий.
| Таблица 1 | |||||
| № п/п | Наименование компонентов | Содержание компонентов вяжущего (ПГВ), мас.% | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| 1 | Гудрон ВУ5 80=160 с | 91,3 | 91,0 | 21,0 | 19,5 |
| 2 | Гудрон Ву5 80=60 с | - | - | 63,5 | 63,5 |
| 3 | Масло И-40А | 5,0 | 5,0 | 12,0 | 12,0 |
| 4 | ДСТ | 3,7 | 4,0 | 3,5 | 5,0 |
Вяжущее для дорожных покрытий, включающее блоксополимер алкадиена и стирола и масло индустриальное, отличающееся тем, что дополнительно содержит гудрон или смесь гудронов с ВУ5 80=60-160 с при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| гудрон или смесь гудронов с ВУ5 80=60-160 с | 83,0-91,3 |
| масло индустриальное | 5,0-12,0 |
| блоксополимер алкадиена и стирола | 3,5-5,0 |
