Резинированная асфальтобетонная смесь для оснований и нижних слоев покрытий

Авторы патента:

C04B26/26 - битуминозные материалы, например деготь, пек

Владельцы патента RU 2500636:

Черсков Роман Михайлович (RU)
Дьяков Константин Анатольевич (RU)
Саенко Сергей Сергеевич (RU)

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано для устройства оснований и нижних слоев покрытий автомобильных дорог и аэродромов во всех климатических зонах. Технический результат: улучшение физико-механических характеристик асфальтобетонных смесей, позволяющее повысить срок службы дорожных одежд. Резинированная асфальтобетонная смесь для оснований и нижних слоев покрытий включает щебень, песок и битум. Причем смесь дополнительно содержит резиновую крошку и вторичный линейный полиэтилен низкой плотности при следующем соотношении компонентов, мас.%, для пористой резинированной асфальтобетонной смеси: щебень фракции 20-40 мм - 25-31, щебень фракции 5-20 мм - 25-29, песок из отсевов дробления фракции 0-5 мм - 16,5-23,9, битум БНД 60/90 - 3,0-5,0, резиновая крошка - 0,4-0,8, вторичный линейный полиэтилен низкой плотности - 0,1-0,3, песок - остальное, а для высокопористой резинированной асфальтобетонной смеси: щебень фракции 20-40 мм - 39-45, щебень фракции 5-20 мм - 31-40, песок из отсевов дробления фракции 0-5 мм - 5,6-18,2, битум БНД 60/90 - 2,0-4,0, резиновая крошка - 0,3-0,6, вторичный линейный полиэтилен низкой плотности - 0,1-0,2, песок - остальное. 6 табл.

В последнее время в большинстве развитых стран мира наблюдается тенденция повышения устойчивости асфальтобетонных слоев оснований и нижних слоев покрытий за счет применения полимерно-битумных вяжущих, поскольку именно в них возникают максимальные растягивающие (нижний слой в пакете асфальтобетонных слоев) и сдвигающие напряжения (средний слой в пакете асфальтобетонных слоев).

Известны составы асфальтобетонной смеси АС 22 BS и АС 16 ВС (см. TL Asphalt-StB 07 Technische Lieferbedingungen für Asphaltmischgut fur den Bau von Verkehrsflächenbefestigungen - Немецкий нормативный документ: «Дополнительные технические условия договора и положения для строительства дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием проезжей части») для устройства связующего слоя (нижнего слоя покрытия), содержащей в своем составе щебень, песок и битум, модифицированный полимером. Однако применение дорогостоящего полимерно-модифицированного битума приводит к значительному удорожанию асфальтобетонных смесей, ограничивая их применение в нашей стране.

Наиболее близким аналогом предложенного изобретения по технической сущности и достигаемому результату являются пористые и высокопористые щебеночные асфальтобетонные смеси для нижних слоев покрытий и оснований по ГОСТ 9128 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия» (стр.2-14), состоящие из щебня, песка и битума.

Недостатками известных асфальтобетонных смесей следует признать низкие значения предела прочности на сжатие (при 50°C достаточно 0,5-0,7 МПа) и коэффициента водостойкости при длительном водонасыщении (не менее 0,5-0,6), которые для крупнозернистых смесей и вовсе не нормируются, а также трещиностойкости по пределу прочности на растяжение при расколе.

Технической задачей предлагаемого изобретения является получение резинированных пористых и высокопористых асфальтобетонных смесей с улучшенными физико-механическими свойствами и меньшей себестоимостью по сравнению с вариантом использования полимерно-модифицированного битума за счет использования вторичного сырья, а также уменьшение экологического ущерба за счет утилизации отходов: бывших в употреблении автомобильных шин и линейного полиэтилена низкой плотности.

Сущность изобретения заключается в том, что резинированная асфальтобетонная смесь для оснований и нижних слоев покрытий, включающая щебень, песок и битум, при этом дополнительно содержит резиновую крошку и вторичный линейный полиэтилен низкой плотности, при следующем соотношении компонентов, мас.%: для пористой резинированной асфальтобетонной смеси: щебень фракции 20-40 мм - 25-31; щебень фракции 5-20 мм - 25-29; песок из отсевов дробления фракции 0-5 мм - 16,5-23,9; битум БНД 60/90 - 3,0-5,0; резиновая крошка - 0,4-0,8; вторичный линейный полиэтилен низкой плотности - 0,1-0,3; песок - остальное; для высокопористой резинированной асфальтобетонной смеси: щебень фракции 20-40 мм - 39-45; щебень фракции 5-20 мм - 31-40 мм; песок из отсевов дробления фракции 0-5 мм - 5,6-18,2; битум БНД 60/90 - 2,0-4,0; резиновая крошка - 0,3-0,6; вторичный линейный полиэтилен низкой плотности - 0,1-0,2; песок - остальное.

Введение мелкодисперсной резиновой крошки совместно с полиолефиновым компонентом (вторичный линейный полиэтилен низкой плотности) способствует улучшению всего комплекса физико-механических свойств асфальтобетонной смеси. Такой эффект связан с особенностью получаемой структуры: минеральный каркас связан не малопрочным битумным вяжущим, а резино-полимерно-битумным вяжущим, более устойчивым к образованию трещин и пластических деформаций.

Характеристики исходных материалов

1. Песок

Для приготовления резинированных асфальтобетонных смесей использовался песок из отсевов дробления щебня из гравия производства ООО «Прогресс» фракции 0-5 мм, республики Северная Осетия: марка по прочности - 1200, содержание глинистых частиц, определяемых методом набухания, - 0,00%; а также природный песок производства ОАО «Мостовской ДСЗ», Краснодарского края: марка по прочности - 1000, содержание пылеватых и глинистых частиц - 2,6%.

2. Щебень

Для приготовления резинированных асфальтобетонных смесей использовался щебень фракции 20-40 мм производства ООО «Прогресс», республика Северная Осетия, а также щебень фракции 5-20 мм производства ОАО «Мостовской ДСЗ», Краснодарский край. Основные свойства щебня представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1
Основные свойства щебня фракции 20-40 мм ООО «Прогресс»
Порода	Марка по дробимости	Марка по истираемости	Марка по морозостойкости	Содержание зерен пластинчатой и игловатой формы, % по массе
Гранит	1200	И1	F300	2,7

Таблица 2
Основные свойства щебня фракции 5-40 мм ОАО «Мостовской ДСЗ»
Порода	Марка по дробимости	Марка по истираемости	Марка по морозостойкости	Содержание зерен пластинчатой и игловатой формы, % по массе
Щебень из гравия	1000	И1	F300	8,8

3. Дорожный битум

Для приготовления резинированных асфальтобетонных смесей использовался нефтяной дорожный битум марки БНД 60/90 производства Саратовского нефтеперерабатывающего завода. Основные свойства битума представлены в таблице 3.

Таблица 3
Физико-механические показатели битума БНД 60/90
Глубина проникания иглы, 0,1 мм	Температура размягчения по кольцу и шару, °С	Растяжимость, см	Температура хрупкости, °С	Температура вспышки, °С	Изменение температуры размягчения после прогрева, °С
при +25°C	при 0°С	при +25°С	при 0°С
71	22	50	96	3,9	-19	298	4

4. Вторичный линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП-В) изготавливается из бывшей в эксплуатации стрейч-пленки путем ее дробления, отмывки от посторонних примесей и регранулирования. Его физико-химические показатели приведены в таблице 4.

Таблица 4
Физико-механические показатели вторичного линейного полиэтилена низкой плотности (ЛПЭНП-В)
Плотность, кг/м³ при 23°C	918-923
при 20°C	920-925
Показатель текучести расплава при 190°C и нагрузке 2,16 кг, г/10 мин	1,5-2,4
Разброс показателя текучести расплава в пределах партии, %, не более	±10
Количество включений, шт., не более	20
Отношение показателя текучести расплава ПТР21,6/ПТР2,16	20-35
Предел текучести при растяжении, МПа, не менее	10
Прочность при разрыве, МПа, не менее	28
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее	700

5. Резиновая крошка

Резиновая крошка - продукт переработки изношенных автомобильных шин.

Использовалась резиновая крошка с размером частиц до 1 мм изготовленная в соответствии с ТУ 38-108035-97.

Пример. Для экспериментальной проверки заявленных составов были приготовлены 10 вариантов смесей. Образцы изготавливались следующим образом: в предварительно нагретые до 200°C минеральные материалы (щебень разной фракции, песок из отсевов дробления и природный) вводились гранулы вторичного полиэтилена. Смесь перемешивалась в лабораторной мешалке в течение 1 минуты. Затем в нее подавались битум, нагретый до температуры 150°C и резиновая крошка, и смесь дополнительно перемешивалась в течение 2 минут. После этого из нее готовились стандартные цилиндрические образцы диаметром 101,0 мм. Уплотнение образцов производилось по ГОСТ 12801-98.

Согласно «Пособию по устройству асфальтобетонных покрытий к СНиП 3.06.03-85» (стр.26) нижние слои покрытий на дорогах I-II категории устраивают из пористого асфальтобетона, а на дорогах III-IV категорий из высокопористого асфальтобетона; в верхних слоях оснований можно использовать как пористый, так и высокопористый асфальтобетоны. В связи с этим были разработаны резинированные пористые и высокопористые асфальтобетонные смеси.

Разработанные пористые и высокопористые асфальтобетонные смеси готовились с различным процентным содержанием резиновой крошки от 0,2% до 1,0% с шагом 0,2% для пористого асфальтобетона и от 0,15% до 0,75% с шагом 0,15% для высокопористого асфальтобетона. Содержание вторичного линейного полиэтилена низкой плотности варьировалось от 0,01% до 0,4% с шагом 0,1% для пористого асфальтобетона и от 0,05% до 0,25% с шагом 0,5% для высокопористого асфальтобетона.

За основные характеристики качества асфальтобетона приняты предел прочности на сжатие при температуре 50°C, трещиностойкость - предел прочности на растяжение при расколе при температуре 0°C и коэффициенты теплостойкости и длительной водостойкости. Очень важным является коэффициент теплостойкости, поскольку он показывает, как реагирует прочность материала на изменение температуры, и чем он меньше, тем лучше.

Наилучшие показатели предлагаемой асфальтобетонной смеси наблюдались при введении резиновой крошки в состав пористого асфальтобетона в пределах от 0,4 до 0,8% и вторичного линейного полиэтилена низкой плотности в пределах от 0,1 до 0,3%. Для высокопористого асфальтобетона лучшие результаты получены при введении резиновой крошки в интервале от 0,3 до 0,6% и вторичного линейного полиэтилена низкой плотности от 0,1 до 0,2%.

Исследуемые составы смесей и результаты их испытаний приведены для пористых смесей в таблице 5, для высокопористых в таблице 6.

Из результатов, приведенных в таблицах 5 и 6, видно, что образцы из предлагаемого состава характеризуются повышенными показателями трещиностойкости, водостойкости, теплостойкости и предела прочности при 50°C. Полученные данные свидетельствуют о том, что резинированные пористые и высокопористые асфальтобетонные смеси характеризуется повышенной по сравнению с прототипом деформационной устойчивостью, трещиностойкостью и водостойкостью.

Резинированная асфальтобетонная смесь для оснований и нижних слоев покрытий, включающая щебень, песок и битум, отличающаяся тем, что дополнительно содержит резиновую крошку и вторичный линейный полиэтилен низкой плотности при следующем соотношении компонентов для пористой резинированной асфальтобетонной смеси, мас.%:

Щебень фракции 20-40 мм	25-31
Щебень фракции 5-20 мм	25-29
Песок из отсевов дробления фракции 0-5 мм	16,5-23,9
Битум БНД 60/90	3,0-5,0
Резиновая крошка	0,4-0,8
Вторичный линейный полиэтилен низкой плотности	0,1-0,3
Песок	Остальное,

а для высокопористой резинированной асфальтобетонной смеси, мас.%:

Щебень фракции 20-40 мм	39-45
Щебень фракции 5-20 мм	31-40
Песок из отсевов дробления фракции 0-5 мм	5,6-18,2
Битум БНД 60/90	2,0-4,0
Резиновая крошка	0,3-0,6
Вторичный линейный полиэтилен низкой плотности	0,1-0,2
Песок	Остальное

Похожие патенты:

Асфальтобетонная смесь // 2500635

Изобретение относится к области дорожных строительных материалов, в частности к переработке отходов ремонта мягких кровель с получением битумного вяжущего, и может быть использовано при приготовлении асфальтобетонных смесей.

1-(21-алкилимидазолинил-11)-2-[(22-алкилимидазолинил-12)поли(этилен-n-алканоиламидо)]этан, обладающий способностью повышать адгезию битумов к минеральным материалам, и вяжущее для дорожных покрытий на его основе // 2499808

Изобретение относится к органической химии, а именно к синтезу 1-(22-aлкилимидaзoлинил-1l)-2-[(22-aлкилимидaзoлинил-1l)пoли(этилeн-N-алканоиламидо)]этана, обладающего способностью повышать адгезию битумов к минеральным материалам, которые могут быть использованы в промышленном и дорожном строительстве при устройстве автомобильных дорог, аэродромов, кровель, гидроизоляционных покрытий и т.п.

Способ получения щебеночно-мастичного асфальтобетона // 2494988

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к технологии приготовления щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей для устройства верхнего слоя покрытия автомобильных дорог.

Полимерасфальтобетонная смесь // 2490226

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам, в частности к полимерасфальтобетонной смеси. .

Дегтебетонная смесь // 2489379

Изобретение относится к области производства строительных материалов и касается составов дегтебетонных смесей, которые могут быть использованы для устройства и ремонта дорог, тротуаров.

Асфальтобетонная смесь // 2487095

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано для устройства покрытий автомобильных дорог, городских улиц и площадей, дорог промышленных предприятий во всех климатических зонах.

Способ получения вяжущего материала // 2484109

Изобретение относится к способам получения органического связующего материала, используемого в брикетном производстве, строительстве, в частности при строительстве дорог, при возведении зданий и сооружений.

Резинированная дренирующая асфальтобетонная смесь // 2483037

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано для строительства, ремонта и капитального ремонта дорожных асфальтобетонных покрытий, а также для устройства и ремонта слоев проезжей части мостов и путепроводов.

Способ теплой регенерации асфальтобетона (варианты) // 2482085

Изобретение относится к дорожно-строительной отрасли, а именно к способу теплой регенерации асфальтобетонов. .

Дегтебетонная смесь // 2481291

Изобретение относится к области производства строительных материалов и касается дегтебетонных смесей, которые могут быть использованы для устройства и ремонта дорог, тротуаров.

Способ получения горячей щебеночной асфальтобетонной смеси с отсевами дробления известняков марки 400 // 2503633

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к технологии приготовления асфальтобетонных смесей для устройства верхнего и нижнего слоев покрытий автомобильных дорог. Технический результат: повышение прочности, теплостойкости, водостойкости, а также снижение расхода вяжущего при соответствии остальных показателей требованиям ГОСТ 9128-2009 к горячим асфальтобетонам типа Б. Способ получения горячей щебеночной асфальтобетонной смеси с отсевами дробления известняков М 400 включает приготовление горячей асфальтобетонной смеси для верхнего и нижнего слоев покрытий, состоящий из, % масс.: щебня прочных пород - 46…48, отсевов дробления прочных пород (дробленого песка) - 38…50, отсевов дробления известняков М 400 - 3…15 и битума вязкого - 4,7…4,9 (сверх 100%). При этом в вязкий битум предварительно вводят жидкие анилиносодержащие отходы химического завода в количестве 0,6…1,00% от массы битума. 4 табл.

Плотная вибролитая асфальтобетонная смесь // 2504523

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано для устройства покрытий дорог, тротуаров, мостового полотна, искусственных сооружений. Технический результат: улучшение свойств литой асфальтобетонной смеси за счет повышения ее сопротивления окислительному процессу старения вяжущего путем разработки смеси с более низкой температурой приготовления и укладки, повышения сопротивления колееобразованию за счет улучшения показателя вдавливания штампа и других эксплуатационных характеристик смеси, включая повышение теплоустойчивости смеси. Плотная вибролитая асфальтобетонная смесь включает минеральный материал - щебень и отсев дробления щебня, минеральный порошок, битумное вяжущее, содержащее битум БНД 60/90 с адгезионной добавкой КАДЭМ-ВТ. Дополнительно содержит резиновую крошку и резиновый термоэластопласт РТЭП при следующем соотношении компонентов, мас.%: дробленая резиновая крошка - 1,00-1,20, резиновый термоэластопласт РТЭП - 0,25-0,35, катионный реагент - адгезив КАДЭМ-ВТ - 0,35-0,50, битум БНД 60/90 - 7,80-8,20, минеральный порошок - 16,00-18,00, минеральный материал (щебень и отсев дробления щебня) - остальное. 6 табл.

Дорожный асфальтобетон на основе модифицированного битумного вяжущего // 2504565

Изобретение относится к промышленности дорожно-строительных материалов, а именно к составам смесей для изготовления асфальтобетона, который может быть использован при устройстве оснований и покрытий автомобильных дорог, аэродромов, мостов. Асфальтобетонная смесь включает в качестве минерального материала известняковый щебень фракции 0-5 мм, в качестве связующего - нефтяной вязкий битум марки БНД 90/130, а в качестве модификатора - механоактивированный бурый уголь. Соотношение компонентов следующее, мас.%: известняковый щебень фракции 0-5 мм - 93; битум - 6,3; механоактивированный бурый уголь - 0,7. Использование указанного модификатора позволяет увеличить адгезионную способность системы «щебень - связующее», что позволяет получать асфальтобетон с высокими значениями механических характеристик, а также упростить технологический процесс приготовления смеси и сократить его продолжительность. 3 табл., 4 пр.

Способ получения минерального порошка для асфальтобетонной смеси // 2506238

Изобретение относится к области дорожного строительства, а именно к производству дорожно-строительных материалов, и может быть использовано при устройстве и ремонте покрытий автомобильных дорог. Технический результат: расширение номенклатуры сырьевых материалов для производства наполнителей асфальтовяжущего за счет применения широко распространенного сырья, к которому относятся алюмосиликатные породы осадочной толщи. Способ получения минерального порошка для асфальтобетонной смеси заключается в термической обработке нетрадиционного сырья, представляющего собой полиминеральные алюмосиликатные породы, при температуре 500-600°С, а полученные продукты диспергируют для получения тонкодисперсных наполнителей. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил.

Асфальтобетонная смесь // 2508261

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам, в частности к горячим мелкозернистым асфальтобетонным смесям, и может быть использовано для изготовления плотного асфальтобетона темно-коричневого цвета, применяемого для устройства верхних слоев автомобильно-дорожных покрытий в районах I, II и частично III дорожно-климатических зон, характеризующихся холодным и влажным климатом. Асфальтобетонная смесь содержит минеральный наполнитель, включающий песок, и битум. Дополнительно смесь включает пыль системы газоочистки электропечи ДСП-60 производства черной металлургии с размером зерен менее 7·10-5 м, щебень и отсев дробления щебня при следующем соотношении компонентов, мас.%: щебень - 40,5-45,5; песок - 29,0-30,0; отсев дробления щебня - 15,0-18,5; битум марки БНД 90/130 - 6,0-6,3; пыль системы газоочистки электропечи ДСП-60 производства черной металлургии - 4,0-5,0. Технический результат: удешевление смеси при приемлемой прочности при сжатии дорожного покрытия, расширение средств дорожно-строительных материалов. 3 табл.

Асфальтобетонная смесь на основе модифицированного битума // 2509065

Изобретение относится к промышленности дорожно-строительных материалов, а именно к составам смесей для изготовления асфальтобетона, который может быть использован при устройстве оснований и покрытий автомобильных дорог, аэродромов, мостов. Асфальтобетонная смесь, включающая известняковый щебень фракции 0-5 мм и связующее, модифицированное структурирующей добавкой, содержит в качестве связующего битум марки БНД 90/130, в качестве структурирующей добавки - высушенный при 110°C и механоактивированный до удельной поверхности 16,9 м2/г цеолит при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный щебень 93, указанный битум 6,3, указанный цеолит 0,7. Технический результат - повышение прочности. 3 табл.

Способ и устройство для производства асфальтовой смеси // 2509838

Изобретение относится к способу и устройству для производства асфальтовой смеси и направлено, в особенности, на повторное использование снятого асфальта и повышение эффективности производства асфальта посредством экономии сырья и тепловой энергии. Способ производства асфальтовой смеси, при котором снятый асфальт в виде асфальтовой крошки и/или новый материал в форме зернистых заполнителей вместе или по отдельности нагреваются и высушиваются в барабанных установках и затем в смесительной установке смешиваются с битумом, образуя пригодную для укладки асфальтовую смесь. Причём смешивание нагретой и высушенной асфальтовой крошки и/или зернистых заполнителей производится в газообразной среде с низким содержанием кислорода, содержание кислорода в которой составляет максимум 10%. Высушивание и нагревание асфальтовой крошки и/или зернистых заполнителей производится в барабанных установках при помощи газов с низким содержанием кислорода, которые имеют температуру в диапазоне от 500 до 1000°С, и затем осуществляется перемещение в смесительную установку. Перемещение и смешивание также производятся в газообразной среде с низким содержанием кислорода, причем в систему подачи и смесительную установку направляются холодные газы с низким содержанием кислорода, имеющие температуру в диапазоне примерно от 20 до 150°С, или охлажденные газы с низким содержанием кислорода, имеющие температуру в диапазоне примерно от 150 до 300°С, и бункеровка нагретой и высушенной асфальтовой крошки и/или зернистых заполнителей перед смешиванием с битумом и/или бункеровка готовой к укладке асфальтовой смеси также производится в газообразной среде с низким содержанием кислорода. Также описано устройство для производства асфальтовой крошки. 2 н. и 26 з.п. ф-лы, 12 ил.

Способ упрочнения асфальтового дорожного покрытия углеродным наноматериалом // 2515007

Изобретение относится к области строительного производства в автодорожной отрасли и может быть применено при изготовлении дорожных покрытий при использовании щебеночно-кварцевых асфальтобетонов. Способ упрочнения асфальтового дорожного покрытия углеродным наноматериалом включает использование асфальтобетонной смеси, содержащей щебень, отсев щебня, песок и нефтяной битум марки БНД 90/130. Причем нефтяной битум модифицирован углеродными нанотрубками в количестве 0,005% от массы битума и модифицирование нефтяного битума углеродными нанотрубками осуществляют при ультразвуковом воздействии. Результатом является улучшение прочности и упругости получаемого асфальтового покрытия, а также повышение водостойкости, теплостойкости и морозостойкости и расширение температурного диапазона его укладки в области отрицательных температур. 1 пр.

Минеральный порошок // 2515239

Изобретение относится к составам минерального порошка и может быть использовано для получения асфальтобетонной смеси. Технический результат - повышение водостойкости, адсорбционной активности. Минеральный порошок для асфальтобетонной смеси, активированный измельчением природного сырья, в качестве природного сырья содержит магнийсиликатную породу - троктолит, а измельчение осуществляется в стержневой вибрационной установке в течение 10 мин до зернового состава, мас.%: менее 1,25 мм - 100; менее 0,315 мм - 93,6; менее 0,071 мм - 82,2. 3 табл.

Минеральный порошок // 2515274

Изобретение относится к составам минерального порошка и может быть использовано для получения асфальтобетонной смеси. Технический результат - повышение водостойкости. Минеральный порошок для асфальтобетонной смеси, активированный измельчением природного сырья, в качестве природного сырья содержит магнийсиликатную породу - верлит, а измельчение осуществляется в стержневой вибрационной установке в течение 13 минут до зернового состава, мас.%: менее 1,25 мм - 100; менее 0,315 мм - 94,2; менее 0,071 мм - 84,8. 3 табл.