Плотная вибролитая асфальтобетонная смесь



Плотная вибролитая асфальтобетонная смесь
Плотная вибролитая асфальтобетонная смесь
Плотная вибролитая асфальтобетонная смесь
Плотная вибролитая асфальтобетонная смесь
Плотная вибролитая асфальтобетонная смесь
Плотная вибролитая асфальтобетонная смесь

 


Владельцы патента RU 2504523:

Леконцев Евгений Валерьевич (RU)
Сараев Денис Сергеевич (RU)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский государственный строительный университет" (РГСУ) (RU)
Мардиросова Изабелла Вартановна (RU)
Чернов Сергей Анатольевич (RU)
Илиополов Сергей Константинович (RU)
Хижняк Юрий Владимирович (RU)
Каклюгин Александр Викторович (RU)

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.

 

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов и может быть использовано для устройства покрытий дорог, тротуаров, мостового полотна, искусственных сооружений.

Известна асфальтобетонная смесь для литого асфальта, предназначенная для текущего ремонта дорожных покрытий, в том числе ямочного, для заделки разрушений у люков колодцев и для устройства покрытий вдоль трамвайных путей (патент RU №2062762, МПК C04B 26/26, C04B 111/20, опубл. 27.06.1996). Однако эта смесь подобрана для работ на небольших площадях и непригодна для дорожных покрытий большой протяженности. Применение вязкого битума 40/60 в данной работе не обеспечивает требуемую трещиностойкость покрытия в зимний период.

Известен состав литой асфальтобетонной смеси для устройства покрытия проезжей части моста (патент RU 2341479 C1, C04B 26/26,опубл. 20.12.2008). Однако полученный состав включает значительные количества 10-16% полимерно-битумного вяжущего с использованием стирол-бутадиен-стирольного блок-сополимера «Кратон Д-1101СМ, требующего перед введением его в асфальтосмеситель предварительного совмещения на отдельной установке с битумом, доставки и хранения полученного полимерно-битумного вяжущего в особых условиях.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является смесь для литого асфальта ГОСТ Р 54401-2011 «Асфальтобетон дорожный литой горячий. Технические требования». Смесь содержит битум, минеральный наполнитель и минеральный порошок в соотношении, см. табл. 1. Рекомендуемое содержание битума для литых смесей II типа согласно требованиям ГОСТ Р 54401-2011 составляет 8,5-9,5%. Применяется для устройства покрытий автомобильных дорог, мостовых сооружений, тоннелей, аэродромов, городских улиц и площадей открытых и закрытых автостоянок, а также для производства ямочного ремонта. Указанная смесь предназначена для нового строительства, капитального строительства и ямочного ремонта, имеет максимальный размер зерен минерального материала 20, 15 и 10 мм и подразделяется на I, II и III типы. При производстве и укладке смеси имеют повышенную температуру 215-230°C, что способствует протеканию нежелательных окислительных процессов старения битумного вяжущего, понижая межремонтные сроки службы дорожного покрытия и его долговечность.

Задача настоящего изобретения - 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 вдавливание штампа и других эксплуатационных характеристик смеси, включая повышение теплоустойчивости смеси.

Технической задачей, решаемой изобретением, является: создание покрытия сохраняющего высокие эксплуатационные характеристики в течение длительного периода, включая повышенную теплостойкость асфальтобетона, препятствующую образованию таких дефектов как колееобразование, а также снижение температуры смеси при производстве и укладке с сохранением ее подвижности.

Сущность изобретения заключается в том, что плотная вибролитая асфальтобетонная смесь, включающая 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

Минеральный материал представлен: щебнем фракции 5-10 мм, отсевом дробления фракции 0-5 мм и минеральным порошком. С использованием этих материалов подобран и испытан состав асфальтобетонной дорожной литой горячей смеси (II типа в соответствии с техническими требованиями ГОСТ Р 54401-2011), предназначенной для нового строительства и капитального ремонта, ямочного ремонта и тротуаров. Подобранный состав смеси представлен в таблице 1.

Минеральный порошок является одним из важнейших структурирующих компонентов асфальтобетонных смесей. Основное его назначение как наполнителя битума состоит в том, чтобы переводить объемный битум в пленочное состояние, тем самым повышая его прочность и вязкость. Вместе с битумом минеральный порошок образует структурированную дисперсную систему, которая и выполняет роль связующего материала в асфальтобетоне.

При подборе состава смеси в разработанном составе было сокращено содержание минерального порошка на 5-8%, которое восполнялось введенной дисперсной резиновой крошкой. Вводимые резиносодержащие добавки РТЭП и резиновая крошка создают в литой асфальтобетонной смеси развитую систему «центров эластичности», способствующею существенному улучшению его структурно-механических свойств.

Сочетание известнякового минерального порошка с дробленой резиновой крошкой и термоэластопластом РТЭП оказывает на битум еще более резко выраженное структурирующее воздействие. Набухшие частицы резиновой крошки в битумных маслах образуют дисперсные эластичные центры, связанные полимерно битумным вяжущим. Использование такой композиции позволяет за счет РТЭП значительно увеличить теплостойкость литой смеси при повышенных температурах, а резиновая крошка - улучшить его деформативность при низких температурах.

Для повышения адгезионных свойств разрабатываемой литой асфальтобетонной смеси использовалась поверхностно-активная добавка - катионный реагент КАДЭМ-ВТ.

Применение разработанного состава резино-полимерной асфальтобетонной смеси в сочетании с резиновой крошкой, резиновым термоэластопластом РТЭП и поверхностно-активной добавкой (адгезивом) КАДЭМ - ВТ обеспечивает смеси свойства, которые она проявляет в заявляемом решении, а именно смесь приобретает пониженную температуру приготовления и укладки. Время выдерживания ее (дозревания) в бункере-накопителе сокращается до 1 часа, что снижает старение, улучшая эксплуатационные свойства смеси. При использовании других модифицирующих добавок, например комплексного модификатора асфальтобетона КМА, смесь дозревает 1,5-2 часа.

Полученный состав смеси позволяет делать ее более плотной, с более высокими показателями свойств, используя виброуплотнение, с образованием так называемой литой асфальтобетонной смеси.

Повышение сопротивления асфальтобетонного слоя окислительному старению смеси способствует образование более толстых пленок вяжущего за счет наличия резиновой крошки и РТЭП. Толстые пленки резинобитумного вяжущего с набухшими резиновыми частицами свободно размещаются в межкаркасных пустотах смесей при их уплотнении. Использование резиносодержащего термоэластопласта РТЭП, содержащего в своем составе полиолефиновую добавку, стабилизирует частицы резины в смеси. Смесь приобретает пониженное водонасыщение, повышается показатель прочности при 50°C, сдвигоустойчивость и сцепление при сдвиге при температуре 50°C. Асфальтобетонное покрытие становится более износостойким и снижается образование отраженных трещин.

Разработанная вибролитая резинополимерная асфальтобетонная смесь позволяет использовать ее в дорожном и аэродромном строительстве для устройства покрытий дорог, тротуаров, мостового полотна, искусственных сооружений.

Приготовляемая вибролитая смесь имеет пониженное водонасыщение 0,20-0,34%, повышенные показатели предела прочности при сжатии 50°C - 1,30-1,45 МПа, а также значительно медленнее стареет. Глубина вдавливания штампа соответствует значениям.2,0-2,9 мм (согласно требованиям ГОСТ Р 54401-2012 для литых смесей II типа она должна находиться в пределах 1,0 до 3,5 мм) см. табл.1. Смесь имеет пониженную температуру приготовления и укладки в пределах 190-200°C, и выдерживается (дозревает) в бункере накопителе в течение не более 1 часа, что снижает ее старение, улучшается пожаро- и экологическая безопасность. Кроме того, в смеси сокращается расход дефицитного минерального порошка, а также расширяется номенклатура дорожных литых асфальтобетонных смесей. При этом полученные значения показателей свойств разработанной литой асфальтобетонной смеси превышают требования ГОСТ Р 54401-2011 ко II типу литых смесей.

Анализ известных технологических решений показал, что использование вибролитых асфальтобетонных смесей известно. Однако подобные смеси имеют достаточно высокую температуру приготовления и укладки соответственно 215 и 230°C, требуют более длительного выдерживании (дозревания) в бункере накопителе - 1,5-2,0 часа [1], что способствует ее более быстрому старению и потере эксплуатационных свойств, необходим большой расход дефицитного минерального порошка.

Использование модифицирующих компонентов разработанной литой смеси: резиновой крошки, резинового термоэластопласта, адгезионной добавки КАДЭМ-ВТ в сочетании с минеральными материалами в составе асфальтобетонов также известно. Однако они используются в асфальтобетонных смесях в других композициях исключая друг друга, в сочетании с другими добавками и в других типах смесей. Следует также отметить очень узкий спектр литых асфальтобетонных смесей, известных для использования в дорожном строительстве. Разработанный состав литой асфальтобетонный позволяет получать более плотные смеси, используя асфальтоукладчики с виброуплотняющим эффектом или применяя каток 10-тонный (1-2 прохода по одному следу).

Введение резиновой крошки (дробленая резина из изношенных шин) в состав разогретой минеральной смеси позволяет осуществлять значительную экономию дорогостоящих полимерных материалов и значительно удешевлять модификацию вяжущего.

Характеристика исходных материалов

1. Нефтяной битум БНД 60/90. Физико-механические показатели используемого в работе битума приведены в табл. 2.

2. Резиновая крошка представляет собой дробленую резину из изношенных шин и покрышек, а также отход производства других резинотехнических изделий. Это вторичный перерабатываемый полимер, скопившийся в больших количествах отходов. Диаметр частиц используемой в работе крошки составляет в основном не более 0,63 мм.

3. Резиновый термоэластопласт РТЭП - гранулированная добавка сферовидной формы с диаметром частиц 3-4 мм, разработанная в ДорТрансНИИ РГСУ. Добавка содержит полиолефиновый компонент, резиновую крошку размером зерен до 0,63 мм, битум и антиоксиданты. Такая композиция характеризуется наличием значительного количества ненасыщенных связей, свойственных резинополимерным соединениям. За счет потенциала этих связей происходит активное взаимодействие модификатора РТЭП с битумными частицами, главным образом асфальтенами ароматических соединений, изменяющими коллоидную структуру вяжущего. Физико-механические показатели РТЭП приведены в табл. 4.

4. Катионный реагент - адгезив КАДЭМ-ВТ изготавливается в соответствии с техническими условиями ТУ 2482-009-04706205-03. Реагент представляет собой смесь алкиламидополиаминов и алкилимидазолинполиаминов, получаемых на основе кислот C16-C20 растительного или животного происхождения. Это однородная масса от светло- до темно-коричневого цвета с характерным запахом аммиака, нерастворим в воде, хорошо растворяется в ароматических углеводородах, дизельном топливе, нефтепродуктах. Физико-механические показатели добавки представлены в табл. 3 в сравнении с требованиями к выпускаемому продукту.

5. Минеральный порошок использовался в работе неактивированный карбонатный. В табл. 5 представлены его физико-механические показатели. Минеральный порошок удовлетворяет требованиям ГОСТ Р 52129-2003.

6. Минеральный материал представлен фракциями гранитного щебня, полученными в процессе дробления щебня ОАО «Павловскгранит». Использовались фракции щебня: 5-10 мм и отсев дробления щебня фракции 0-5 мм. Используемый щебень имеет марку по прочности 1200, истираемость, И-1, истинную плотность 2,72 г/см3. В табл. 1 приведены зерновые составы фракций щебня и отсева дробления, а также зерновой состав подобранной литой смеси.

Пример. Для экспериментальной проверки заявляемого состава были приготовлены 5 вариантов составов смесей ингредиентов. При приготовлении смесей использовались вышеописанные материалы.

Образцы изготавливались следующим образом: минеральный материал с резиновой крошкой и резиновым термоэластопластом перемешивались при температуры 190-200°C в течение 15-20 сек. Затем в смесь вводился нагретый до 150-160°C нефтяной битум БНД 60/90, предварительно модифицированный адгезионной добавкой КАДЭМ-ВТ. Окончательное перемешивание материала проводилось при температуре 185-195°C в течение 30-35 сек, после чего приготовленная смесь оставлялась дозревать в течение 1 часа при температуре 180-190°C и виброуплотнялась на вибростоле в течение 5 сек с частотой колебаний 35 Гц.

Из полученной смеси готовились образцы горячего асфальтобетона в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р 5 4400-2011 «Асфальтобетон дорожный литой горячий Методы испытаний». Максимальная степень уплотнения смеси достигалась за счет эффекта ее вибрирования в течение 3-5 сек.

Для определения физико-механических свойств изготавливались образцы-кубы путем заполнения форм с послойным штыкованием смеси (в три приема) при температуре не выше 190-200°C после чего она подвергалась вибрированию в течение 3-5 секунд. Изготовленный образец-куб выдерживался в форме до достижения им комнатной температуры. К испытанию образца приступали не ранее чем через 3 часа после достижения им комнатной температуры.

Определение пористости минерального остова, остаточной пористости, водонасыщения, прочности на растяжение при расколе при температуре 0°C производилось по ГОСТ 12801 на образцах цилиндрической формы. Определение глубины вдавливания штампа осуществлялось в соответствии с EN 12697-20-2003.

Составы приготовляемых смесей представлены в табл. 6. В таблицу сведены и результаты их физико-механических показателей сравнительных испытаний. Из данных таблицы следует, что предложенный комплексный модификатор из резинового термоэластопласта РТЭП, резиновой крошки и адгезионного компонента КАДЭМ-ВТ позволил получить литые асфальтобетонные смеси с более высокими показателями прочности на сжатие при температуре 50°C, достигающее значений 1,30-1,45 МПа, что обеспечивает повышение теплоустойчивости смеси. Водонасыщение понизилось на 20-40%. Температуру производства и укладки полимерных смесей смеси удалось снизить до 185-195°C (на 10-16% менее допустимой ГОСТ 54401-2011), что замедляет процессы их старения и обеспечивает энергосбережение. Глубина вдавливания штампа составляет 2,0-2,9 мм. Адгезия вяжущего к минеральным материалам по пятибалльной системе достигла 4-5 баллов по сравнению с исходным битумом, у которого этот показатель равен 2 баллам. Повешение отмеченных свойств полученной асфальтобетонной смеси с использованием разработанного комплексного модификатора позволяет судить о повышении сроков эксплуатации покрытий в 1,3-1,5 раза и более.

Плотная вибролитая асфальтобетонная смесь, содержащая минеральный материал, минеральный порошок, битумное вяжущее, включающее битум БНД 60/90 с адгезионной добавкой КАДЭМ-ВТ, отличающаяся тем, что дополнительно содержит в составе смеси 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



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения асфальтовой смеси, предназначенной для последующего промежуточного хранения и последующей укладки в виде дорожного покрытия или подобного применения.

Изобретение относится к асфальту и асфальто-минеральным композициям, приемлемым для дорожных покрытий или нанесения покрытий на поверхность сооружений. Асфальто-минеральная композиция содержит 100 мас.ч.
Изобретение относится способу получения сшитых битумно-сополимерных композиций, обладающему уменьшенным выделением сероводорода. Способ включает приведение в контакт, по меньшей мере, одного битума или смеси битумов с, по меньшей мере, одним сополимером на основе звеньев сопряженного диена и ароматических моновинильных углеводородных звеньев и, по меньшей мере, одним сшивающим агентом при температурах от 100°C до 230°C и при перемешивании.

Изобретение относится к адгезионным добавкам для битумных композиций. Адгезионная добавка на основе малеинизированного таллового масла содержит связанный малеиновый ангидрид в количестве 10-30 мас.%.
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.

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.

Изобретение касается композиции пека, пригодной для транспортирования, содержащей углеводородный материал, кипящий выше 538°C, включающей не больше чем 30 вес.% вакуумного газойля, 1-20 вес.% органического остатка, не растворимого в толуоле, и имеющей концентрацию водорода не больше чем 7,3 вес.% в расчете на беззольную основу, которая демонстрирует начальную температуру процесса размягчения, по меньшей мере 66°C.
Изобретение относится к созданию защитных и гидроизоляционных материалов на основе битумов. Способ получения модифицированной битумно-латексной эмульсионной композиции включает смешение водно-битумной эмульсии, полученной из водной фазы, приготовленной добавлением в водный раствор щелочи эмульгатора на основе аддукта - продукта взаимодействия кислот растительных масел с ди-, три-полиолами нормального и/или изостроения в присутствии натриевых солей алкилбензолсульфокислот и битума.

Изобретение относится к материалам, используемым в дорожном, аэродромном и гражданском строительстве, а именно к полимерно-битумным вяжущим для строительной отрасли, и способам их получения.
Изобретение относится к материалам защиты от подземной и атмосферной коррозии наружной поверхности магистральных трубопроводов, труб и трубных систем, в частности к полимерсодержащим композициям, предназначенным для использования в качестве грунтовочных покрытий в конструкции с изоляционным ленточным и другим материалом.

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к технологии приготовления асфальтобетонных смесей для устройства верхнего и нижнего слоев покрытий автомобильных дорог.

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.
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.

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.
Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к технологии приготовления щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей для устройства верхнего слоя покрытия автомобильных дорог.
Изобретение относится к дорожно-строительным материалам, в частности к полимерасфальтобетонной смеси. .
Изобретение относится к области производства строительных материалов и касается составов дегтебетонных смесей, которые могут быть использованы для устройства и ремонта дорог, тротуаров.
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.

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

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.
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.
Наверх