Асфальтобетонная смесь

Изобретение относится к области материалов для дорожного покрытия, в частности к модифицированным асфальтобетонным смесям, и может быть использовано в дорожном и аэродромном строительстве. Асфальтобетонная смесь содержит щебень, песок, минеральный порошок, битум в качестве вяжущего и дополнительно включает в составе вяжущего битумно-солевую массу в соотношении 10-35% от массы битума. Используемая битумно-солевая масса является отходом при уничтожении химического оружия. Технический результат заключается в повышении механических характеристик асфальтовых смесей, в частности прочности на сжатие и раскалывание. 2 з.п. ф-лы

 

Изобретение относится к области материалов для дорожного покрытия, в частности к модифицированным асфальтобетонным смесям, и может быть использовано в дорожном и аэродромном строительстве.

Известны асфальтобетонные смеси (ГОСТ 31015-2002 «Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичные». Но в них не используется в качестве компонента вяжущего битумно-солевая масса, обеспечивающая увеличение срока службы дорожного покрытия. Нет сведений об использовании в качестве модифицирующей добавки в составе вяжущего битумно-солевой массы, взятой при уничтожении химического оружия.

Задача, на которое направлено изобретение, состоит в существенном увеличении срока службы дорожного полотна, сокращении расходов на его обслуживание и возможности утилизации отходов техногенного происхождения, в частности от уничтожения химического оружия.

Технический результат заключается в повышении механических характеристик асфальтобетонных смесей, в частности прочности на сжатие и раскалывание.

Технический результат достигается тем, что асфальтобетонная смесь, содержащая щебень, песок, минеральный порошок, битум, включает в составе вяжущего битумно-солевую массу в соотношении 10-35% от массы битума.

Развитие любой системы, как и различных типов дорожных одежд, возможно двумя способами: первое - создание принципиально новых типов покрытий, а значит, и материалов, и второе - совершенствование имеющихся типов и конструкций покрытия дорог.

Накопление на сегодняшний день значительных запасов отходов техногенного и природного происхождения позволяет сделать вывод о целесообразности развития дорожных покрытий по второму варианту, так как имеющиеся запасы отходов могут быть использованы в качестве различных модифицирующих добавок.

Ввиду того, что Российская Федерация накопила значительное количество отходов при уничтожении химического оружия после подписания Конвенции о запрещении производства, хранения и распространении химического оружия, очевидным направлением его использования (утилизации) является дорожное строительство. Этому способствует то обстоятельство, что получаемые отходы представляют собой битумно-солевую массу (БСМ), в состав которой входит: нефтяной битум - 97,411%; кальциевая соль кислого эфира метилфосфоновой кислоты, кальциевая соль метилфосфиновой кислоты, аминоэтилизопропилметилфосфонат, диизопропиловый эфир метилфосфоновой кислоты - 2,457%; фторид кальция - 0,132%; зарин - 1,0·10-8%.(Паспорт опасного отхода. Битумно-солевая масса (при уничтожении зарина). ФБУ - войсковая часть 70655 (1207 объект по хранению и уничтожению химического оружия). 2012 г.)

Исходя из классификации добавок, вводимых в битумы и асфальтобетонные смеси, БСМ можно отнести к поверхностно-активным веществам (ПАВ) при введении непосредственно в битум, а при введении в асфальтобетонные смеси как структурирующие и стабилизирующие.

Технологически наиболее целесообразным будет введение БСМ в асфальтобетонную смесь при ее непосредственном производстве, так как в противном случае необходимо будет устанавливать дополнительный смесительный узел в технологической линии.

Так как наиболее распространенным видом качественного покрытия дорог является асфальтобетон, то исходя из физико-механических требований к нему важнейшими являются прочность на сжатие и прочность на раскалывание при температурах 0°С, 20°С и 50°С.

Испытания и изготовление образцов проводилось в соответствии с ГОСТ 12801-98. «Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний». В состав испытуемых образцов входили: в качестве вяжущего использовали битум нефтяной дорожный марки БНД 60/90; щебень фракции 0…20 мм; песок с модулем крупности 2,0; минеральный порошок, являющийся шламом щелочного травления, содержащего: SiO2 - 6,51%, СаО - 24,83%, Al2O3 - 1,51%, Fe(общ) - 10,01%, FeO - 0,63%, S - 6,71%, P2O5 - 0,188%, ПМПП - 21,92% [2]; БСМ, входящая в состав вяжущего (состав смотри выше).

Определение влияния БСМ на механические характеристики асфальтобетонной смеси производились путем изменения соотношения компонентов смеси в общем составе единицы объема испытываемого образца при температуре 20°С. Содержание БСМ в массе вяжущего постоянно и составляло 20%. Вяжущим является битум. Для проведения экспериментов использовалась методика математического планирования с последующим получением математической модели (уравнения регрессии) по принципу «черного ящика».

При составлении плана эксперимента факторами варьирования были приняты: песок - фактор X1; минеральный порошок - фактор Х2; вяжущее (битум) - фактор Х3. Все факторы варьировались по плану эксперимента в интервале от 0 до 1. Четвертый компонент исследуемого состава - щебень, принимался везде с постоянным показателем и в варьировании факторов не участвовал.

На основании анализа предыдущих исследований и многочисленных публикаций интервалы варьирования компонентов в процентах к массе (% мас.) были приняты: песок (фактор Х1) от 14,32 до 18,32% масс.; минеральный порошок (фактор Х2) от 3,07 до 7,07% масс.; вяжущее (фактор Х3) от 3,88 до 7,88% масс; щебень не варьируемый компонент во всех составах и содержится в количестве 74,73% масс.

Ввиду изменения распределения внутренних напряжений, при испытании исследуемых составов и образцов на раскалывание при сжатии, изменяется и характер восприятия внешней нагрузки, а следовательно, и механические показатели. Изменение характера работы вызвано значительным увеличением доли напряжений растяжения в поперечном сечении исследуемого образца. Усилия растяжения могут восприниматься многокомпонентными системами только в случае, когда адгезионное сцепление между компонентами велико. Максимальный положительный коэффициент уравнения регрессии находится в комбинации при совместной работе факторов Х2 (минеральный порошок) и Х3 (битум). Это объясняется тем, что в БСМ присутствует кислотная составляющая, а в минеральном порошке - щелочная, что в результате и обеспечивает их активное взаимодействие. Дополнение песка к этой двухкомпонентной системе оказало отрицательное влияние, поскольку пески являются кислыми компонентами (основа SiO2), то для них адгезионного потенциала БСМ не хватило при заданном интервале варьирования.

После проведения испытания и статистической обработки полученных результатов остается определить вклад БСМ при формировании прочностных характеристик в асфальтобетонах. Для этого было выбрано и испытано два состава за №1 и 2, т.к. они показали максимальные значения по прочности. Для сопоставления в указанные контрольные составы БСМ не вводилась, а была заменена битумом этой же марки. Таким образом контрольный и экспериментальный составы №1 (песок - 14,32%, минеральный порошок - 5,07%, битум - 5,88%, щебень - 74,73%) прочность на сжатие показали - 5,4 МПа(с БСМ - 20% в составе битума - 11,68 МПа) и на прочность при раскалывании 0,97 МПа (с БСМ - 20% в составе битума - 1,95 МПа), у состава №2 (песок - 14,32%, минеральный порошок - 3,07%, битум - 7,88%, щебень - 74,73%,) - 4,21 МПа (с БСМ - 20% в составе битума - 12,43 МПа) и 0,94 МПа (с БСМ - 20% в составе битума - 1,73 МПа) соответственно.

При введении БСМ в составы вяжущего рассмотренных асфальтобетонных смесей в интервалах от 10 до 35% эффект увеличения прочности по сравнению с контрольными присутствует в различной степени, но при содержании БСМ - 20% эффект максимален.

При введении БСМ - 10% прочность на сжатие и раскалывание увеличилась на 5% по сравнению с контрольными, а при 35% - увеличение прочности составило 12%.

На основании вышеизложенного можно сделать однозначный вывод, что введение битумно-солевых масс в асфальтобетонные смеси значительно повышает их механические характеристики, что соответствует требованиям ГОСТа 31015-2002. Это вызовет существенное увеличение срока службы дорожного полотна и сокращение расходов на его обслуживание, а также позволяет использовать продукты утилизации химического оружия.

1. Асфальтобетонная смесь, содержащая щебень, песок, минеральный порошок и в качестве вяжущего - битум, отличающаяся тем, что включает в составе вяжущего битумно-солевую массу в соотношении 10-35% от массы битума и являющуюся отходом при уничтожении химического оружия.

2. Асфальтобетонная смесь по п.1, отличающаяся тем, что используется в качестве дорожного покрытия.

3. Асфальтобетонная смесь по п.1, отличающаяся тем, что используется в качестве аэродромного покрытия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению полистирольных композиций на основе полистирола и нефтяных битумов. Получаемые полистирольные композиции могут быть использованы в качестве связующего при получении композиционных материалов, в промышленном и гражданском строительстве для кровельных, гидроизоляционных работ, в дорожном строительстве в качестве связующих для ремонта асфальтобетонных покрытий.

Изобретение предназначено для получения активированного минерального порошка для дорожного строительства и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.

Изобретение относится к полимерно-битумным вяжущим, содержащим битум нефтяной дорожный и термопластичную полимерную добавку на основе модифицированного полиэтилентерефталата, которые применяются в строительстве верхних слоев дорожного полотна.

Изобретение относится к автодорожной отрасли, к получению асфальтобетона с улучшенными физико-механическими свойствами для дорожного покрытия с использованием вяжущего на основе битума марки БНД с применением модифицирующей добавки.

Изобретение относится к составам асфальтобетонных смесей и может быть использовано при выполнении ремонтных и строительных работ асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов.

Изобретение относится к области прикладной органической химии, а именно к способу модификации нефтеполимерных смол и применению полученной смеси для изготовления мишеней-тарелочек для стендовой стрельбы дробью из огнестрельного оружия.

Изобретение относится к применению в битумной композиции производного органического гелеобразующего агента, которое имеет молярную массу не более 2000 г/моль и включает по меньшей мере один донор водородных связей D, по меньшей мере один акцептор водородных связей А и по меньшей мере один компатибилизатор С в битуме.

Изобретение относится к дорожному покрытию, а именно к покрытиям из щебня с применением вяжущих материалов, и может быть использовано для однослойного покрытия проезжей части мостовых сооружений.

Изобретение относится к области химии и нефтехимического производства и может быть использовано для применения при строительстве, реконструкции и ремонте дорог, мостов и аэродромов в качестве полимерно-битумного вяжущего.

Изобретение относится к области строительного производства в автодорожной отросли и может быть применено при изготовлении асфальтобетона, в том числе с использованием нанотехнологий.

Изобретение предназначено для получения активированного минерального порошка для дорожного строительства и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.
Изобретение относится к экологичной плите, в частности к экологичной плите с нулевым выбросом углекислого газа при ее изготовлении и высоким содержанием волокон, синтезированной из порошка из негодных печатных плат, а также к способу изготовления такой плиты.
Изобретение относится к способу получения битумных композиций и может найти применение в дорожном строительстве, производстве кровельных материалов и гидроизоляции.

Изобретение относится к способам обезвреживания и утилизации нефтесодержащих отходов и может быть использовано на предприятиях нефтегазового комплекса и предприятиях по переработке отходов.
Изобретение относится к способу получения синтетического топлива, который заключается в том, что в теплоизолированный топливный бак загружают брикеты твердого полиэтилена, нагревают их в баке до температуры более 85°С и подают в бак углеводородное топливо (церезин, керосин, дизтопливо), чем обеспечивают интенсивное растворение полиэтилена до жидкой фазы, после чего прогревают раствор до температуры 110-130°С и в виде жидкого топлива подают в горелки котельной, поршневой или турбинной энергетической установки внутреннего сгорания.

Изобретение относится к способам обезвреживания и утилизации нефтесодержащих отходов и фильтровочных и поглотительных отработанных масс стадии винтаризации процесса рафинации растительного масла и может быть использовано на предприятиях нефтегазового комплекса и организациях по переработке отходов.

Изобретение относится к способу переработки отходов. Способ переработки отходов переработки нефти включает подачу отходов переработки нефти и пластмасс в котел и нагрев объединенных отходов переработки нефти и пластмасс, используя дальнее инфракрасное излучение, таким образом, чтобы выделить летучие углеводороды, где выделенные летучие углеводороды собирают для последующего использования.

Изобретение относится к способу получения модифицированных битумных вяжущих, предназначенных для использования в дорожном, аэродромном, гидротехническом и других видах строительства.

Изобретение относится к способу переработки сырья - фторопластов и материалов, их содержащих, в том числе производственных и эксплуатационных отходов, с целью получения ультрадисперсного фторопласта и перфторпарафинов.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу получения битума путем окисления. Способ включает обработку исходного сырья с получением целевого продукта и последующим его компаундированием с получением дорожного битума.

Изобретение относится к производству дорожно-строительных материалов, которые могут быть использованы в строительстве пешеходных, автомобильных дорог, преимущественно сельских, разных площадок и т.п.

Изобретение относится к области материалов для дорожного покрытия, в частности к модифицированным асфальтобетонным смесям, и может быть использовано в дорожном и аэродромном строительстве. Асфальтобетонная смесь содержит щебень, песок, минеральный порошок, битум в качестве вяжущего и дополнительно включает в составе вяжущего битумно-солевую массу в соотношении 10-35 от массы битума. Используемая битумно-солевая масса является отходом при уничтожении химического оружия. Технический результат заключается в повышении механических характеристик асфальтовых смесей, в частности прочности на сжатие и раскалывание. 2 з.п. ф-лы

Наверх