Асфальтобетонная смесь на основе модифицированного битума для устройства покрытий автомобильных дорог



Асфальтобетонная смесь на основе модифицированного битума для устройства покрытий автомобильных дорог
Асфальтобетонная смесь на основе модифицированного битума для устройства покрытий автомобильных дорог
Асфальтобетонная смесь на основе модифицированного битума для устройства покрытий автомобильных дорог

 


Владельцы патента RU 2613211:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (RU)

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам и может быть использовано для устройства покрытий автомобильных дорог. Технический результат - повышение качества дорожного покрытия за счет улучшения физико-механических характеристик, снижение набухания и водонасыщения, повышение водостойкости. Асфальтобетонная смесь для устройства покрытий автомобильных дорог включает в качестве связующего модифицированное битумное вяжущее, состоящее из битума БНД 60/90 и высококальциевой золы-уноса Назаровской ТЭС, в качестве заполнителя - гранитный щебень и отсев дробления, а в качестве наполнителя - известняковый минеральный порошок при следующем соотношении компонентов, мас.%: гранитный щебень фракции 5-20 мм - 38,7, отсев дробления гранитов - 46,6, известняковый минеральный порошок - 8,5, битум марки БНД 60/90 - 5,04, высококальциевая зола-уноса - 0,56. 1 пр., 3 табл.

 

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам и может быть использовано для устройства покрытий автомобильных дорог.

Известна асфальтобетонная смесь, предназначенная для устройства покрытий автомобильных дорог, включающая: битум (сверх 100% минеральной части) - 5,8-7,5, щебень из хвостов сухой магнитной сепарации - 60-80, отсев дробления из хвостов сухой магнитной сепарации - 8-32, минеральный порошок - 12-8, целлюлозное волокно (сверх 100% к минеральной части) - 0,3-0,5 [Патент на изобретение RU №2285679 C1, МПК С04В 26/26, опубл. 20.10.2006].

В качестве недостатков данной асфальтобетонной смеси можно выделить ограниченную номенклатуру применяемого сырья, связанную с необходимостью использования в качестве заполнителей смеси щебня и отсева дробления в виде хвостов сухой магнитной сепарации железосодержащих руд, а также недостаточно высокие показатели физико-механических характеристик, таких как прочность при сжатии при 50 и 20°С, сдвигоустойчивость по сцеплению при сдвиге при температуре 50°С, водонасыщение и водостойкость при длительном водонасыщении.

Наиболее близкой к предлагаемому решению, принятой за прототип является асфальтобетонная смесь, включающая (мас. %): шлаковый щебень фракции 5-20 мм - 31, шлаковый песок фракции 0-5 мм - 61-65, в качестве наполнителя и структурирующего компонента шлам химводоочистки ТЭЦ - 4-8 (сверх 100% минеральной части), нефтяной вязкий битум - 6,0 (сверх минеральной части), в качестве гидрофобно-пластифицирующей и структурирующей добавки кремнийорганическую жидкость ГКЖ-11 - 0,04-0,17 (сверх 100% минеральной части) [Патент на изобретение RU №2277519 С2, МПК С04В 26/26, Е01С 7/18, опубл. 10.06.2006].

Недостатками данной смеси являются высокие значения набухания и водонасыщения, а также низкие значения водостойкости и водостойкости при длительном водонасыщении.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение качества дорожного покрытия за счет улучшения физико-механических характеристик асфальтобетонной смеси на основе модифицированного битума, а именно: снижение набухания и водонасыщения, повышение водостойкости и водостойкости при длительном водонасыщении.

Это достигается тем, что асфальтобетонная смесь для устройства покрытий автомобильных дорог включает в качестве связующего модифицированное битумное вяжущее, состоящее из битума БЕД 60/90 и высококальциевой золы-уноса, в качестве заполнителя - гранитный щебень и отсев дробления, а в качестве наполнителя - известняковый минеральный порошок при следующем соотношении компонентов, мас. %:

- гранитный щебень фракции 5-20 мм - 38,7;

- отсев дробления гранитов - 46,6;

- известняковый минеральный порошок - 8,5;

- битум марки БНД 60/90 - 5,04;

- высококальциевая зола-уноса - 0,56.

Предложенный состав смеси позволяет достигнуть заявленного результата за счет того, что вводимая в разогретый битум добавка высококальциевой золы-уноса оказывает структурирующее воздействие, повышая его вязкость, что приводит к повышению физико-механических характеристик при сниженном расходе битума в составе асфальтобетонной смеси для устройства покрытий автомобильных дорог.

Роль высококальциевой золы-уноса заключается в интенсификации процессов хемосорбции в результате взаимодействия битумной пленки с поверхностью алюмосиликатного модификатора (высококальциевой золы-уноса) за счет особенностей его состава и физической адсорбции за счет структуры, что приводит к повышению физико-механических и реологических характеристик битумного вяжущего, используемого для приготовления асфальтобетонной смеси. Данное обстоятельство способствует увеличению физико-механических характеристик асфальтобетонного покрытия, а также повышению его деформативной устойчивости.

Увеличение физико-механических характеристик асфальтобетона на основе заявленного состава асфальтобетонной смеси возможно за счет малых размеров, большой удельной поверхности и особенностей строения частиц добавки в виде высококальциевой золы-уноса, позволяющей оптимизировать структуру асфальтобетона, создавая более плотную структуру асфальтобетона без пор и пустот.

Пример приготовления асфальтобетонной смеси

Характеристика компонентов:

Основными исходными материалами для получения асфальтобетонной смеси являлись: битум марки БНД 60/90 Московского нефтеперерабатывающего завода, модифицированный высококальциевой золой-уноса Назаровской ТЭС (табл. 1, 2); гранитный щебень (ОАО «Павловскгранит»); отсев дробления гранитов (ОАО «Павловскгранит»); известняковый минеральный порошок (ООО «Стромис»).

Для получения модифицированного битумного вяжущего основными исходными материалами являлись высококальциевая зола-уноса (табл. 1 и 2) и битум марки БНД 60/90.

Асфальтобетонную смесь в лабораторных условиях получали следующим образом. Дозировали битум в количестве 0,5 кг, разогревали до температуры 160°С, дозировали 0,03 кг высококальциевой золы-уноса, затем добавляли в емкость к битуму и смешивали с помощью лопастной мешалки в течение 5 минут. Дозированные крупный и мелкий заполнитель (гранитный щебень - 4,27 кг и отсев дробления гранитов - 4,9 кг) загружали в асфальтобетоносмесительную установку и разогревали до постоянной температуры 120°С, затем вводили известняковый минеральный порошок (0,9 кг) и подготовленный модифицированный битум и перемешивали до получения однородной смеси в течение 10 минут.

Подбор рационального состава асфальтобетонной смеси для устройства покрытий автомобильных дорог производился по результатам испытаний пробных составов асфальтобетонных смесей с использованием различного количества модифицированного битума, так было определено оптимальное количество связующего в составе асфальтобетонной смеси, которое обеспечивает ей максимальные физико-механические характеристики. Подбор состава минеральной части производился с помощью программного обеспечения. Испытания образцов асфальтобетона из полученной асфальтобетонной смеси проводили по стандартным методикам в соответствии с требованиями нормативных документов.

Примеры реализации составов предложенной асфальтобетонной смеси и ее основные характеристики представлены в таблице 3.

Таким образом, в результате анализа полученных результатов установлено существенное влияние модифицированного битумного вяжущего на свойства асфальтобетона на его основе, так асфальтобетон на основе битума, модифицированного высококальциевой золой-уноса, характеризуется сниженными показателями набухания и водонасыщения, повышенными показателями водостойкости и водостойкости при длительном водонасыщении.

Введение малого количества добавки в вяжущее способствует снижению физико-механических характеристик асфальтобетона. Так, при введении высококальциевой золы-уноса в битум в количестве 5% от массы вяжущего (состав №1) асфальтобетон на его основе имеет гораздо более низкие физико-механические характеристики в сравнении с составом без использования добавки высококальциевой золы-уноса. При низком содержании добавки высококальциевой золы-уноса в битуме не происходит должного структурирующего эффекта, который позволил бы значительно повысить физико-механические характеристики асфальтобетона на его основе.

Введение добавки высококальциевой золы-уноса в битум в количестве 20% от массы вяжущего (состав №4) приводит к значительному загущению системы вяжущего, что в свою очередь препятствует равномерному его распределению на минеральной части (щебень, песок, минеральный порошок) асфальтобетонной смеси, вследствие чего снижаются физико-механические характеристики асфальтобетона.

Анализ физико-механических характеристик образцов асфальтобетона из асфальтобетонной смеси на основе битума, модифицированного высококальциевой золой-уноса, свидетельствует о влиянии добавки, приводящей к оптимизации структуры вяжущего и асфальтобетона в целом, что способствует формированию более плотной структуры асфальтобетона.

Таким образом, представленное техническое решение в виде состава асфальтобетонной смеси на основе модифицированного битума для устройства покрытий автомобильных дорог с использованием в качестве модифицирующей добавки высококальциевой золы-уноса позволяет получить асфальтобетонную смесь со сдвигоустойчивостью при сдвиге при температуре 50°С 0,86; водостойкостью 0,98; водонасыщением 0,95%; набуханием 0,002 и водостойкостью при длительном водонасыщении 1,01.

Применение битумного вяжущего, модифицированного высококальциевой золой-уноса, в составе асфальтобетонной смеси способствует снижению стоимости асфальтобетонного покрытия за счет снижения расхода битума при прочих равных условиях.

Получаемая асфальтобетонная смесь для устройства покрытий автомобильных дорог характеризуется высокими физико-механическими характеристиками при сниженном содержании битума в составе смеси.

Асфальтобетонная смесь для устройства покрытий автомобильных дорог, включающая связующее, заполнитель и наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве связующего включает модифицированное битумное вяжущее, состоящее из битума БНД 60/90 и высококальциевой золы-уноса, в качестве заполнителя - гранитный щебень и отсев дробления, а в качестве наполнителя - известняковый минеральный порошок при следующем соотношении компонентов, мас.%:

гранитный щебень фракции 5-20 мм 38,7
отсев дробления гранитов 46,6
известняковый минеральный порошок 8,5
битум марки БНД 60/90 5,04
высококальциевая зола-уноса 0,56



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам и может быть использовано для устройства покрытий автомобильных дорог. Технический результат - повышение качества дорожного покрытия за счет улучшения физико-механических характеристик асфальтобетонной смеси на основе модифицированного битума, а именно: снижение набухания и водонасыщения, повышение водостойкости и водостойкости при длительном водонасыщении.

Изобретение относится к области производства щебеночно-мастичных дорожных смесей и асфальтобетонов, применяемых для ремонтно-восстановительных работ и устройства новых слоев дорожных и аэродромных покрытий.

Настоящее изобретение относится к материалам для битумного дорожного покрытия. Материал для битумного дорожного покрытия, содержащий битумное вяжущее в количестве от приблизительно 3 до приблизительно 8 мас.% материала для битумного дорожного покрытия, содержащее базовый битум и полимер, представляющий собой гомополимер окисленного полиэтилена высокой плотности, где полимер присутствует в количестве от приблизительно 0,25 до приблизительно 10 мас.% базового битума; и заполнитель в количестве от приблизительно 92 до приблизительно 97 мас.% материала для битумного дорожного покрытия.

Изобретение относится к технологии получения дорожно-строительных материалов, а именно асфальтобетонных смесей при строительстве и ремонте автомобильных дорог, строительстве гидротехнических сооружений, в гражданском строительстве.

Изобретение касается дегтебетонных смесей для устройства и ремонта дорожек, тротуаров. Дегтебетонная смесь содержит, мас.%: песок кварцевый 40,0-50,0, щебень фракции 20-40 мм 41,0-51,0, каменноугольный деготь 6,0-8,0, цемент 1,0-3,0.

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 асфальтовым изделиям, включая модифицированные асфальтовые композиции. Описан способ изготовления модифицированных асфальтовых связующих композиций, который включает перемешивание асфальтового связующего материала и по меньшей мере одной асфальтовой добавки и/или асфальтового модификатора в шаровой мельнице-мешалке, что вызывает перемешивающее, сдвигающее, ударное и измельчающее воздействие на смесь.
Изобретение относится к производству дорожно-строительных материалов, которые могут быть использованы в строительстве пешеходных, автомобильных дорог, преимущественно сельских, разных площадок и т.п.

Изобретение касается дегтебетонных смесей для устройства и ремонта дорожек, тротуаров. Дегтебетонная смесь содержит, мас.

Изобретение относится к производству дорожно-строительных материалов, которые могут быть использованы в строительстве пешеходных дорог, площадок. Масса для дорожного покрытия, содержащая связующее, минеральный порошок, кварцевый песок, содержит порошок королька - отхода производства стекловолокна, а в качестве связующего - каменноугольный деготь при следующем соотношении компонентов, мас.

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам и может быть использовано для устройства покрытий автомобильных дорог. Технический результат - повышение качества дорожного покрытия за счет улучшения физико-механических характеристик асфальтобетонной смеси на основе модифицированного битума, а именно: снижение набухания и водонасыщения, повышение водостойкости и водостойкости при длительном водонасыщении.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов. Технический результат - повышение прочности бетона.
Изобретение относится к утилизации отходов резины и может быть использовано в производстве строительных материалов. .
Изобретение относится к промышленности строительных, в частности стеновых, материалов и может быть использовано в производстве строительных блоков. .

Изобретение относится к способу получения эпоксидного полимерраствора, который может быть использован в строительстве в качестве герметизирующего и гидроизоляционного материала при восстановлении поврежденных участков элементов бетонных и железобетонных конструкций.

Изобретение относится к изоляционному строительному раствору, который можно использовать для полов и крыш с высокими термо- и звукоизоляционными свойствами. .

Изобретение относится к строительству, а именно к производству строительных материалов. .

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, производству пластмасс, деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для изготовления теплоизоляционного, конструкционного и облицовочного материала.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству. .

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам и может быть использовано для устройства покрытий автомобильных дорог. Технический результат - повышение качества дорожного покрытия за счет улучшения физико-механических характеристик асфальтобетонной смеси на основе модифицированного битума, а именно: снижение набухания и водонасыщения, повышение водостойкости и водостойкости при длительном водонасыщении.
Наверх