Радиопоглощающая асфальтобетонная смесь и дорожное покрытие, выполненное из этой смеси



Владельцы патента RU 2637701:

Кудрявцев Владимир Петрович (RU)
Слугин Василий Андреевич (RU)
Широкова Тамара Степановна (RU)

Изобретение относится к области строительства и предназначено для покрытия скоростных трасс, аэродромов, площадок различного назначения, требующих высокой прочности покрытий, для ремонта дорожных покрытий, нанесения разметки на дорожные покрытия, а также для нанесения покрытий на поверхности, требующие уменьшения эффективности отражательной способности электромагнитного излучения. Технический результат - улучшение эксплуатационных свойств и расширение диапазона применения. Радиопоглощающая асфальтобетонная смесь, включающая битумное вяжущее, стабилизирующую добавку, наполнитель - щебень различного фракционного состава и мелкий наполнитель, с использованием радиопоглощающего материала, где в качестве радиопоглощающего материала используют щебень габбро-диабазовый и никельшлак и/или купершлак в виде песка и/или микрошариков, полученных по плазменной технологии, при следующем соотношении компонентов, масс. %: указанный щебень 5-70, битумное вяжуще 5-18, указанный никельшлак и/или купершлак 8-80, стабилизирующая добавка 6-16, другой наполнитель 2-18. Радиопоглощающее асфальтобетонное дорожное покрытие, выполненное многослойным, где нижний слой выполнен из указанной выше смеси, а верхний упрочняющий слой выполнен из смеси, содержащей вяжущее - эпоксидную композицию, никельшлак и/или купершлак в виде песка и/или микрошариков, выполненных по плазменной технологии, пигмент и другой наполнитель при следующем соотношении компонентов, масс. %: эпоксидная композиция 10-40, указанный никельшлак и/или купершлак 10-70, пигмент 0 или 1-10, другой наполнитель 0 или 1-12. Изобретение развито в зависимом пункте формулы. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к области строительства и предназначено для покрытия скоростных трасс, аэродромов, площадок различного назначения, требующих высокой прочности покрытий, для ремонта дорожных покрытий, нанесения разметки на дорожные покрытия, а также для нанесения покрытий на поверхности, требующие уменьшения эффективности отражательной способности электромагнитного излучения.

В настоящее время все применяемые в РФ щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси должны соответствовать ГОСТ 31015-2002 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СМЕСИ АСФАЛЬТОБЕТОННЫЕ И АСФАЛЬТОБЕТОН ЩЕБЕНОЧНО-МАСТИЧНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ.

По указанному ГОСТу щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь (ЩМАС) - это рационально подобранная смесь минеральных материалов (щебня, песка из отсевов дробления и минерального порошка), дорожного битума (с полимерными или другими добавками или без них) и стабилизирующей добавки, взятых в определенных пропорциях и перемешанных в нагретом состоянии. Щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА) - это уплотненная щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь. Стабилизирующая добавка - это вещество, оказывающее стабилизирующее влияние на ЩМАС и обеспечивающее устойчивость ее к расслаиванию. В качестве стабилизирующих добавок применяют, например, целлюлозную добавку « Виатоп-6».

Данный состав смесей обладает недостаточными прочностными характеристиками по износостойкости и морозостойкости. Ремонт покрытий, выполненных из таких асфальтобетонов, требует удаления верхнего слоя покрытий и последующего выравнивания поверхности перед нанесением нового слоя покрытия. При обледенении таких покрытий удаление льда возможно только механическим путем. Способ получения такой смеси требует значительных затрат энергии. Выполнение ямочного ремонта с помощью таких смесей затруднено.

Известны различные технические решения, с помощью которых пытаются решить задачу улучшения эксплуатационных свойств асфальтобетонных смесей.

Одним из возможных вариантов является введение в асфальтобетонные смеси радиопоглощающих материалов. При этом появляется возможность нагрева таких смесей с помощью поля СВЧ. Это позволяет улучшить некоторые эксплуатационные характеристики, а именно, упрощается процесс удаления льда с поверхности покрытия, при ремонте такого покрытия не требуется удаление верхнего слоя и выравнивания, поскольку можно это сделать путем нагрева ремонтируемого покрытия, при получении таких смесей можно использовать СВЧ-поле, что несколько снижает энергетические затраты.

Известны различные патенты в данной области, например патент США 4,849,020 «Асфальтовые смеси и способ восстановления (ремонта) асфальта с помощью СВЧ-излучения».

В данном патенте описана композиция для дорожного покрытия, содержащая: смесь асфальта и материала, поглощающего СВЧ-излучения и диспергированного в асфальте для улучшения распределения нагрева смеси под воздействием СВЧ-излучения, причем в качестве поглощающего материала может использоваться феррошпинель, гексаферриты и их смесь, материал составляет от 1% до 25% от веса композиции.

Используемые в данном патенте радиопоглощающие материалы чрезвычайно дороги по сравнению с традициоными, а также приводят к химическому загрязнению окружающей среды. Такие добавки обычно не могут упрочнять дорожные покрытия.

Известна заявка КНР №201410583600.5 от 27.10.2014 «Битумная смесь для дорожного покрытия, допускающая использование СВЧ-излучения для удаления льда и снега». Смесь готовится из: 4-5.5% модифицированного асфальта, 33-65% крупнозернистого заполнителя, 25-55% мелкозернистого заполнителя, 2-5% минерального порошка и 1-5% радиопоглощающего материала. Дополнительно, в изобретении описан метод изготовления битумной смеси для дорожного покрытия. Метод включает:

1. Предварительный разогрев сырья

2. Смешение составляющих сырья для получения битумной смеси для дорожного покрытия, допускающей использование СВЧ-излучения для удаления льда и снега.

При использовании небольшого процента введенного в ЩМАС радиопоглощающего материала не удается достичь равномерного его распределения во всем объеме, что приводит к снижению эффективности разогрева и к возможности перегрева отдельных участков покрытия. Все это снижает его эксплуатационные свойства. В патенте также присутствуют недостатки вышеприведенных патентов.

Таким образом, все известные решения позволяют лишь частично улучшить эксплуатационные свойства асфальтобетонных смесей. А некоторые из вышеперечисленных технических решений вообще малопригодны для использования в промышленных масштабах.

В работе Высоцкого А.В. (Высоцкий А.В. Эффективный асфальтобетон на минеральных материалах из железосодержащего техногенного сырья КМА. Автореферат на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. - Белгород, 2004. - 23 с.) установлено, что содержание оксидов железа в минеральном порошке в количестве 50-80% приводит к значительному повышению коррозионной устойчивости асфальтобетона и к снижению интенсивности старения битума за счет более активного взаимодействия поверхности минерального материала с его компонентами. Но в данной работе рассматривались в качестве минеральных материалов минеральные отходы производства, которые содержат различные примеси, например, металла. Наличие металла и иных примесей в асфальтобетонных смесей может привести к локальному перегреву при нагревании в СВЧ-поле с последующим возгоранием, что недопустимо.

Авторами были проведены множественные испытания составов асфальтобетонных смесей для дорожных покрытий и было установлено, что замена в промышленно выпускаемых щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей минеральных порошков и некоторых других наполнителей на материалы высокой прочности в виде стекол, содержащих оксиды железа, приводит к неожиданному сверх положительному эффекту. Помимо того, что асфальтобетонная смесь приобретает радиопоглощающие свойства, следовательно, ее можно разогревать с помощью СВЧ-поля, но и резко повышаются ее эксплуатационные характеристики, такие как износостойкость и морозоустойчивость, за счет более активного взаимодействия поверхности минеральных материалов с битумом и другими вводимыми компонентами под воздействием СВЧ-излучения. Также вводимые добавки не содержат воды, гидрофобны, обладают чрезвычайной адгезией к битумам, что приводит к повышению морозостойкости и прочности.

В качестве таких материалов лучше всего себя повели составы с содержанием эгиринового стекла, купершлакового, никельшлакового и некоторые другие. Наиболее прочными с точки зрения триботехнического применения показали себя наполнители в виде микрошариков из этих стекол, выполненные по плазменной технологии АО «СПЕЦХИММОНТАЖ» (см. ссылку http://www.shm-sbor.ru/activities/production/electrocorundum-microballs/), а также различные фракции никельшлака, в основном, с размерами частиц 1-5 мм. Такие материалы имеют микротвердость порядка 7-8 ГПа, рекомендованы как высокопрочные абразивы и, соответственно, широко применяются для пескоструйной (и шарикоструйной) обработки прочных поверхностей. Сырье - шихта никельшлака, а также купершлака является промышленным отходом, переработка и использование таких отходов является государственной задачей.

Разогрев составов асфальтобетонных смесей и дорожных покрытий с такими наполнителями оказался более удобным и безопасным, чем разогрев материалов за счет воды - с неконтролируемой влажностью, а в частности, поскольку большинство битумов радиопрозрачны и в сухом виде слабо нагреваются в СВЧ-поле, контролировать влажность в полевых условиях просто неудобно. Возможно также использование содержащихся в минеральных наполнителях оксидов железа с приведением их к максимальному содержанию высших оксидов (Fe2О3; Fe3О4) при нагреве в присутствии кислорода, что приводит к превращению составов асфальтобетонных смесей и дорожных покрытий в магнитомягкие, по сути радиопоглощающие продукты. Асфальтобетонные смеси с такими свойствами возможно нагревать в СВЧ-поле, на значительную глубину, используя весь объем поглощающего материала, а также подстилающую (в основном отражающую подушку), что позволяет делать этот нагрев более интенсивным с незначительными затратами энергии.

Ремонт дорожных покрытий, выполненных из предлагаемых смесей, можно проводить не механическими способами - резкой, ударом, перфораторами и т.д., а размягчением (нагревом изнутри) или аналогично известному методу Юткина: электромагнитным импульсом - в данном случае более мощным пакетом СВЧ-излучения. Размягчение составов легко контролируется сканированием бесконтактными инфракрасными ИК термометрами.

Также возможность разогрева объема предлагаемых асфальтобитумных смесей и дорожных покрытий из этих смесей позволяет достигнуть очистки поверхности ото льда и снега при экстремальных погодных условиях путем разогрева покрытия с последующим отделением от поверхности льда без скалывания и снега с испарением или возгонкой с поверхности при установке СВЧ-излучателя на дорожную технику. Известен способ удаления льда и наледи с различных поверхностей патент РФ 2408760, в котором разогрев направленным СВЧ-излучением способствует ослаблению молекулярной связи между льдом и обрабатываемой поверхностью. В нашем случае разогревается радиопоглощающее покрытие - асфальтобитумные смеси и дорожные покрытия, которые, удерживая тепло, пролонгируют тепловое действие нагрева и на слой между льдом и обрабатываемой поверхностью.

При использовании микрошариков из радиопоглощающих материалов и резиновой крошки в качестве добавок в асфальтобитумные смеси с электромагнитными поглощающими свойствами получены как самонивелирующиеся, так и трещиностойкие составы для использования в деформационных и температурных швах.

Приготовление асфальтобитумных составов с радиопоглощающими компонентами технологически несложно, т.к. можно сохранить традиционные технологии разогрева и перемешивания асфальтобетонных смесей. Отличие в приготовлении заключается в том, что такие материалы при подготовке к замесу легко и экономично сушатся в СВЧ-поле, одновременно нагреваясь до требуемой температуры во всем объеме, дополнительный внешний нагрев – например, экономичной газовой горелкой не исключается. При этом появляется возможность провести окатывание нагретой массы в простом смесителе-грануляторе с добавлением битума холодного или нагретого и других добавок.

Проведенные многочисленные опыты по такому замесу - например в грануляторах-смесителях с одновременным контролем температуры во избежание перегрева, привели к однозначно положительным результатам.

Предлагаемое к применению сырье - шихта, например, никельшлака практически не содержит воду, поскольку является стеклом. Остаточная вода на поверхности никельшлаковой шихты легко удаляется, испаряясь, о чем указывало быстро заканчивающееся (при нагреве) паровыделение даже при искусственном увлажнении шихты. Особенно эффективно удаление воды СВЧ-методом, вследствие поглощения СВЧ-излучения и преобразования его в тепло. Размеры пор между частицами никельшлака (3 мм - среднее) позволяют легко удалить воду. Аналогично, но несколько хуже происходит то же самое при применении других минеральных радиопоглощающих наполнителей, разница в том, что такие наполнители, например габбродиабазы, содержат в себе небольшое количество воды (в порах), которое необходимо удалить до изготовления конечного продукта асфальта во избежании понижения морозостойкости.

Равномерный нагрев всего объема шихты легко обеспечить простым перемешиванием продукта (существуют множество методов перемешивания - мешалки, вращающиеся барабаны и т.д.) с одновременным прогревом в СВЧ-поле.

Шихта, равномерно нагретая, легко окатывается в смысле нанесения на всю поверхность каждой частицы (никельшлака и т.д.) вяжущего, например, битума, даже находящегося в холодном состоянии (желательно дробленого). При этом частицы шихты частично агрегируются в гранулы, что также сказывается положительно, поскольку асфальт - это обычно полифракционный продукт.

Перемешанный таким образом продукт легко модифицируется добавками (резиновой крошкой, известковым порошком, порошком никельшлака и т.д.) просто при продолжении замеса. При этом необязательно нагревать вводимые добавки, если они не составляют существенную часть массы конечного продукта. Например, при введении резиновой крошки есть опасность потери свойств при нагреве (деполимеризации и т.д.), что игнорируется традиционными методами. Аналогично и с другими добавками. Предлагаемый же способ получения асфальтобетонной смеси является щадящим и конечный продукт спекается в асфальт уже под давлением асфальтоукладчика и т.п.

Использование СВЧ-установок при укладке асфальта позволяет проводить подогрев и полимеризацию, если это необходимо, непосредственно при проведении дорожных работ, а не на асфальтобетонном заводе. Последнее скажется на конечном продукте самым существенным образом - на прочности, морозостойкости и износостойкости.

Порошок никельшлака с размерами зерен 1-5 мм является рН нейтральным стеклом, имеет остроугольную форму зерен и, как все стекла, превосходно обволакивается битумом при окатывании или гранулировании. Именно эти свойства позволяют быстро приготавливать высокопрочный асфальтобитумный состав, в т.ч. с добавлением резиновой крошки. Микротвердость такого порошка достигает 7-8 ГПа, что значительно превосходит традиционные наполнители.

Недостатком всех известных асфальтобитумных композиций является неудовлетворительное сцепление с гранитным и иным каменным материалом при использовании адгезионных добавок. Этот недостаток устраняется в предложенных асфальтобитумных композициях, в частности, наличием материала в виде стекла (например, никельшлака) с высокими абразивными свойствами и остроугольными формами, изначально присущими таким материалам. Сцепление частичек никельшлака с габбро-диабазом и гранитом улучшается за счет его более высокой прочности и высоких абразивных свойств. Это проверялось на цилиндрических образцах диаметром 60 мм и высотой 200 мм с составом по таблице №1, установленных вертикально на время 1 год. Образцы предварительно подпресовывались (1 кг/см2), деформации образцов через год хранения при температуре 26-30°С не наблюдалось.

Также существенным отличием от традиционных асфальтобетонных композиций является способность предлагаемых смесей не разрушаться под воздействием СВЧ-поля умеренной мощности, а размягчаться, поскольку присутствие никельшлака приводит к эффекту мягкого размягчения состава с соответствующей возможностью его обработки под давлением, например выравнивания асфальтоукладчиком, в т.ч. без дополнительной подсыпки, или при ямочном ремонте, когда требуется разогреть нижележащий слой, или разрушенный участок дорожного покрытия. При сравнении традиционные асфальтобетонные покрытия при нагреве инфракрасном или СВЧ-полем стремились разрушиться без сохранения прочностных свойств, а предложенное радиопоглощающее покрытие сохраняет свои механические свойства после СВЧ-обработки. Это многократно проверялось на образцах указанного выше состава, заметной деградации механических свойств не обнаружено. Известно, что вторичные асфальтобетоны только отчасти пригодны для вторичного применения (в ретур), предложенные материалы существенно отличаются от известных, позволяя при СВЧ-нагреве многократный ремонт и восстановление дорожных покрытий.

Чрезвычайно интересен способ разогрева таких асфальтобетонов, в частности, на дорогах высокой интенсивности в зимнее время, когда необходимо очистить поверхность от льда и снега. При проезде СВЧ-установок (известных типов) по такому дорожному покрытию в нем на глубину до 30-100 мм и выше аккумулируется тепло, в дальнейшем медленно отдаваемое (ввиду низкой теплопроводности) и позволяющее растопить лед и снег.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому техническому решению является Патент КНР №101736671 «Радиопоглощающая асфальтобетонная композиция для дорожного покрытия».

Недостатками описанного в патенте технического решения является то, что предлагается использовать магнитный песок или песок из карборунда (карбида кремния) в качестве радиопоглощающих наполнителей. Это чрезвычайно дорогие материалы, причем такие составы склонны к локальному перегреву в СВЧ-поле, как мелкозернистые порошки, и не выпускаются необходимого гранулометрического состава, что препятствует созданию ЩМАС, соответствующих требованиям ГОСТа. Также такой состав асфальтобетонной композиции обладает недостаточной износостойкостью и морозоустойчивостью.

Технической проблемой, решаемой данным изобретением, является создание радиопоглощающей асфальтобетонной смеси нового поколения с улучшенными эксплуатационными свойствами и широким диапазоном применения.

Техническим результатом является улучшение эксплуатационных свойств и расширение диапазона применения.

Технический результат достигается за счет того, что в радиопоглощающей асфальтобетонной смеси, включающей щебень различного фракционного состава, битумное вяжущее, стабилизирующие добавки и радиопоглощающий материал, предлагается использовать в качестве основных радиопоглощающих материалов щебень габбро-диабазовый и шлаки литейного производства, преимущественно аморфные стекла различного фракционного состава и формы, в том числе в виде микрошариков, изготовленных по плазменной технологии.

Дополнительными отличиями предлагаемой смеси являются:

1. Компоненты смеси содержатся в следующем соотношении:

Габбро-диабазовый щебень различного фракционного состава 5-70%

Битумное вяжущее 5-18%

Шлаки литейного производства 8-80%

Стабилизирующая добавка 6-16%

Другие наполнители 2-18%

2. В качестве шлаков литейного производства использованы никельшлак и/или купершлак.

3. Никельшлак и/или купершлак используют также в виде микрошариков, изготовленных по плазменной технологии.

В качестве прототипа для предлагаемого дорожного покрытия выбрано техническое решение по патенту США 8,753,035. В нем описано «Асфальтобетонное дорожное покрытие, содержащее радиопоглощающий материал, и процесс обслуживания и ремонта такого покрытия».

Асфальтобетонное покрытие включает:

1. Крупнозернистый материал, состоящий из небольших камней с размером зерна 10-15 мм, щебня с размером зерна 5-10 мм и мелких камней 0.1-5 мм

2. Песчаный наполнитель

3. Минеральный порошок, содержащего радиопоглощающий материал, составляющий от 10% до 100% веса минерального порошка.

Известное асфальтобетонное дорожное покрытие содержит верхний слой, средний слой и нижний слой, причем количество радиопоглощающего материала в верхнем, среднем и нижнем слое различается. В зависимом пункте формулы указано, что радиопоглощающий материал выбирается из феррита, зольной пыли, пустотелого стекла, нанометрического пустотелого стекла, пустотелого пористого углеродного волокна и их комбинации.

Применяемые в данном патенте радиопоглощающие материалы дороги, приводят к химическому загрязнению окружающей среды, а также не повышают износостойкости и морозоустойчивости асфальтобетонного покрытия. Добавки, применяемые в данном патента, обладают высоким коэффициентом отражения СВЧ-излучения, что приводит к локальному разогреву покрытия, а также к разогреву только поверхностного слоя дорожного покрытия. Такие добавки не могут служить в асфальте более 2 месяцев вследствие высокой растворимости указанных стекол в битумах.

Обычное стекло является высокощелочным продуктом - в отличие от специальных стекол, например никельшлака, купершлака (рН - нейтральных и нерастворимых в битумах, а также несравнимо более твердых и прочных). В приведенных патентах использованы материалы - стекла низкой твердости (особенно пеностекло), что также вызывает сомнения в практической пригодности приведенных смесей для дорог.

Технической проблемой, решаемой предлагаемым изобретением, является создание такого радиопоглощающего асфальтобетонного дорожного покрытия, которое имело бы улучшенные стоимостные, эксплуатационные и ремонтные характеристики, а также имело бы широкий спектр применения.

Техническим результатом является создание радиопоглощающей асфальтобетонной смеси с улучшенными техническими характеристиками и широким спектром применения.

Технический результат достигается за счет того, что радиопоглощающее асфальтобетонное дорожное покрытие, выполненное многослойным, в котором нижний слой включает щебень различного фракционного состава, битумное вяжущее, стабилизирующие добавки и радиопоглощающий материал, предлагается выполнить из двух слоев. Причем в качестве основных радиопоглощающих материалов для нижнего слоя использовать щебень габбро-диабазовый и шлаки литейного производства, преимущественно аморфные стекла различного фракционного состава и формы, в том числе в виде микрошариков, изготовленных по плазменной технологии. Тогда как верхний упрочняющий слой предлагается выполнять на основе эпоксидных компонентов с добавлением также шлаков литейного производства различного фракционного состава и формы, преимущественно аморфных стекол различного фракционного состава и формы, в том числе в виде микрошариков, изготовленных по плазменной технологии.

Дополнительными отличиями предлагаемого дорожного покрытия являются:

1. Компоненты нижнего слоя содержатся в следующем соотношении:

Габбро-диабазовый щебень различного фракционного состава 5-70%

Битумное вяжущее 5-18%

Шлаки литейного производства 8-80%

Стабилизирующая добавка 6-16%

Другие наполнители 2-18%

2. В качестве шлаков литейного производства использованы никельшлак и/или купершлак.

3. Никельшлак и/или купершлак в верхнем упрочняющем слое могут быть использованы в основном в виде микрошариков, выполненных по плазменной технологии.

4. Верхний упрочняющий слой покрытия может содержать также красящий пигмент и/или резиновую крошку.

5. Компоненты верхнего слоя покрытия содержатся в следующем соотношении:

Эпоксидная композиция 10-40%

Шлаки литейного производства 10-70%

Красящие наполнители 1-10%

Другие наполнители 1-12%

6. Упрочняющий слой наносится по СВЧ-технологии (в присутствии СВЧ-поля).

При подготовке (приготовлении) асфальтобетонной смеси разогрев такой смеси производят в т.ч. в СВЧ-поле (при этом эффективно удаляется остаточная влага (вода) из порошка, гранул, щебенки), что приводит к улучшению качества продукта. Эффективный разогрев, дополняется перемешиванием - эффективным распределением битумного вяжущего по поверхности частиц и гомогенизации конечного продукта. В процессе транспортировки, ремонта такая смесь легко разогревается в СВЧ-поле, что также позволяет использовать даже остывшие (с последующим разогревом указанным способом) щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси.

Вводимые в процессе перемешивания добавки не меняют своих физико-химических свойств, что позволяет вводить, например, резиновую крошку или красящие пигменты в асфальтобетонные смеси.

Пример 1

Один из примеров состава радиопоглощающей асфальтобетонной смеси ЩМА приведен в таблице 1.

Для образца ЩМА - асфальтобетонной смеси по приведенной рецептуре с покрытием толщиной 1.8 мм с микрошариками никельшлака на эпоксидном вяжущем проводились измерения на волноводной линии поперечным сечением 72×34 мм (WR-284) S12. Получено поглощение энергии 0,6 дБ/см на частоте 2750 МГц (5 см – 2-кратное). На реальном участке для толщины асфальта 10 см разогрев осуществлялся на всю толщину (глубину) слоя. То есть весь асфальт прогревался на 10 см равномерно, без градиента температуры (разница температур верхнего и нижнего слоя не превышала 8°С) при температуре разогрева 80°С.

При применении предлагаемой смеси упрочняющий слой поверх такого асфальтобетона осуществляется путем последующего нанесения на него эпоксидной композиции с радиопоглощающим наполнителем в составе никельшлака 100-1000 мкм и шариков никельшлака 100-800 мкм в сумме не менее 60% от композиции с последующим кратковременным разогревом в СВЧ-поле до температуры не более 80°С.

Такой способ нанесения упрочняющего слоя основан на эффекте СВЧ-отверждения эпоксидной смолы с многократным повышением ее прочности и скорости отверждения, что приводит при наличии особо прочных наполнителей микрошариков и никельшлака к появлению сверхпрочного покрытия. Наибольший эффект достигается при нанесении такого покрытия на горячий асфальт указанного выше состава при температуре 50-60°С.

При определении абразивного истирания шипованными шинами цилиндрических асфальтобетонных образцов на приборе CRT-PRALL по методу А ОДМ218.2.019-2011 на двух образцах получена величина истираемости Abr - 0 мл (отсутствие подобных аналогов).

Для дорожной разметки в указанную выше эпоксидную композицию вводится пигмент предпочтительно титановый, а перед разогревом СВЧ-полем производится посыпка светоотражающим материалом, например микрошариками.

Упрочняющий слой при использовании предлагаемого покрытия после нагрева в СВЧ-поле и до отверждения посыпается порошком никельшлака, микрошариками никельшлака (нужной фракции) или смесью порошка никельшлака с резиновой крошкой для создания требуемой шероховатости поверхности.

Ремонтный состав из такой смеси для ямочного ремонта асфальтобетонного покрытия приготавливается с добавкой микрошариков никельшлака 5-60% от общей массы для получения самонивелирующегося морозостойкого покрытия.

Ремонтный состав для ямочного ремонта асфальтобетонного покрытия может также приготавливаться с добавкой нерастворимых в битумном вяжущем микрошариков, или иных микрошариков, покрытых (аппретированных) нерастворимым в битумном вяжущем аппретом.

Ремонтный состав для ямочного ремонта асфальтобетонного покрытия приготавливается с добавкой микрошариков, порошков термопластов с последующим кратковременным разогревом СВЧ до температуры не более 180°С.

В связи с тем, что вводимые радиопоглощающие добавки равномерно распределяются по всему объему смеси, то вся смесь приобретает радиопоглощающие свойства и ее можно использовать для покрытия сооружений, отражательную способность электромагнитного излучения которых надо понизить. Например, атомных электростанций, военных объектов и т.д. Такой смесью можно покрывать, например, крыши таких сооружений.

Предлагаемые радиопоглощающие асфальтобетонные смеси обладают следующими преимуществами перед применяемыми в настоящее время и описанными в известных аналогах:

- значительно улучшаются эксплуатационные свойства дорожных покрытий, выполненных из таких смесей, такие как износостойкость и морозостойкость;

- уменьшается способность покрытия к образованию трещин;

- улучшается ремонтопригодность покрытия;

- расширяется диапазон применения;

- уменьшаются энергозатраты при производстве;

- появляется возможность борьбы с обледенением.

- примененные компоненты предлагаемых дорожных покрытий достаточно дешевы и общеизвестны.

1. Радиопоглощающая асфальтобетонная смесь, включающая битумное вяжущее, стабилизирующую добавку, наполнитель - щебень различного фракционного состава и мелкий наполнитель, с использованием радиопоглощающего материала, отличающаяся тем, что в качестве радиопоглощающего материала использованы щебень габбро-диабазовый и никельшлак и/или купершлак в виде песка и/или микрошариков, полученных по плазменной технологии, при следующем соотношении компонентов, масс. %:

указанный щебень 5-70
битумное вяжуще 5-18
указанный никельшлак и/или купершлак 8-80
стабилизирующая добавка 6-16
другой наполнитель 2-18

2. Радиопоглощающее асфальтобетонное дорожное покрытие, выполненное многослойным, причем нижний слой выполнен из смеси по п. 1, а верхний упрочняющий слой выполнен из смеси, содержащей вяжущее - эпоксидную композицию, никельшлак и/или купершлак в виде песка и/или микрошариков, выполненных по плазменной технологии, пигмент и другой наполнитель при следующем соотношении компонентов, масс. %:

эпоксидная композиция 10-40
указанный никельшлак и/или купершлак 10-70
пигмент 0 или 1-10
другой наполнитель 0 или 1-12

3. Радиопоглощающее асфальтобетонное дорожное покрытие по п. 2, отличающееся тем, что упрочняющий слой наносят в присутствии СВЧ-поля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства автомобильных дорог и городских улиц, в частности к системе слоев дорожной одежды и способам их формирования в ней. Технический результат: повышение эксплуатационной надежности дорог с асфальтобетонным покрытием путем избежания псевдоожижения основания дорожной одежды и исключения образования дефектов на дорожном покрытии глубиной более, чем его толщина, за счет применения переходного несущего слоя из эластичного водонепроницаемого материала в системе слоев дорожной одежды.

Изобретение относится к экологическому покрытию, проницаемому для воды и впитывающему воду, укладываемому на дороги, садовые участки и т.д. Проницаемое для воды и впитывающее воду покрытие образовано смесью проницаемого для воды материала и полых тел, которые по существу равномерно вмешаны и распределены в материале, причем некоторые из полых тел полностью заглублены в материал и полые тела имеют сквозные отверстия.

Изобретение относится к способу изготовления искусственного дорожного покрытия. Технический результат: повышение эффективности дренажа воды, устранение угрозы скопления воды на поверхности.

Настоящее изобретение касается способа изготовления конструкции дорожного полотна. Для обеспечения хорошего соединения между полимерной пленкой и несущим слоем на основе битума применяется адгезивный состав, который содержит по меньшей мере одну твердую эпоксидную смолу, а также твердый при комнатной температуре термопластичный полимер.
Изобретение относится к строительству автомобильных дорог, а именно к конструкции дорожного покрытия с армирующим слоем. .
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при устройстве дорожных и аэродромных покрытий повышенной надежности и устойчивости к высоким нагрузкам при эксплуатации.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при устройстве аэродромных и дорожных покрытий повышенной надежности и устойчивости к высоким нагрузкам при эксплуатации.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при устройстве дорожных и аэродромных покрытий повышенной надежности и устойчивости к высоким нагрузкам при эксплуатации.

Изобретение относится к строительству, в частности к асфальтобетонным покрытиям. .

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям дорожных одежд на мостовых переходах с металлической ортотропной плитой проезжей части, например конструкция дорожной одежды ездового полотна автодорожных мостов.
Изобретение относится к строительству, а именно к способу получения дорожных покрытий для улиц, дорог и других поверхностей транспортных сооружений. .
Изобретение относится к способам устройства дорожных и подобных покрытий на основе сыпучего наполнителя и вяжущего материала и может быть использовано при обустройстве стоянок и подъездов автотранспорта, детских, игровых или спортивных площадок, тротуаров, пешеходных или велосипедных дорожек.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при ремонте железобетонных и металлических изгибаемых конструкций, эксплуатирующихся в условиях неблагоприятных факторов воздействия как окружающей среды, так и различных слабоагрессивных биохимических и химических сред (растворы солей, щелочей, кислот).

Изобретение относится к битумной композиции и к способу ее получения. Битумная композиция включает в себя битум, первую присадку, содержащую по меньшей мере одну функциональную группу сложного эфира жирной кислоты, насыщенной или ненасыщенной, имеющей линейную или разветвленную углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода, необязательно замещенную по меньшей мере одной гидроксильной группой, и вторую присадку, содержащую по меньшей мере один органический гелеобразователь.

Группа изобретений относится к дорожному строительству и конкретно к способам защиты конструкции дорожной одежды от разрушающего воздействия воды. Суть решения заключается в том, что в процессе формирования дорожной одежды укладывают защитный слой из гидроизоляционного материала, в качестве которого используют двусторонний самоклеящийся битумно-полимерный материал с равномерной адгезией по толщине и теплостойкостью не более 90°C.

Изобретение относится к битумной композиции и к способу ее получения. Битумная композиция содержит битум, первую добавку, содержащую по меньшей мере одну функциональную группу сложного эфира жирной кислоты, насыщенной или ненасыщенной, линейную или разветвленную, имеющую углеводородную цепь, содержащую от 4 до 36 атомов углерода, необязательно замещенную по меньшей мере одной гидроксильной группой, и вторую добавку, содержащую по меньшей мере один органический гелеобразователь.
Изобретение относится к области дорожного строительства, в частности к методам устранения местных углублений на асфальтобетонном покрытии автомобильных дорог. Техническим результатом изобретения является возможность оперативного устранения местных углублений после их обнаружения на дорожном покрытии без применения энергоемких устройств.

Изобретение относится к области строительства и предназначено для покрытия скоростных трасс, аэродромов, площадок различного назначения, требующих высокой прочности покрытий, для ремонта дорожных покрытий, нанесения разметки на дорожные покрытия, а также для нанесения покрытий на поверхности, требующие уменьшения эффективности отражательной способности электромагнитного излучения. Технический результат - улучшение эксплуатационных свойств и расширение диапазона применения. Радиопоглощающая асфальтобетонная смесь, включающая битумное вяжущее, стабилизирующую добавку, наполнитель - щебень различного фракционного состава и мелкий наполнитель, с использованием радиопоглощающего материала, где в качестве радиопоглощающего материала используют щебень габбро-диабазовый и никельшлак иили купершлак в виде песка иили микрошариков, полученных по плазменной технологии, при следующем соотношении компонентов, масс. : указанный щебень 5-70, битумное вяжуще 5-18, указанный никельшлак иили купершлак 8-80, стабилизирующая добавка 6-16, другой наполнитель 2-18. Радиопоглощающее асфальтобетонное дорожное покрытие, выполненное многослойным, где нижний слой выполнен из указанной выше смеси, а верхний упрочняющий слой выполнен из смеси, содержащей вяжущее - эпоксидную композицию, никельшлак иили купершлак в виде песка иили микрошариков, выполненных по плазменной технологии, пигмент и другой наполнитель при следующем соотношении компонентов, масс. : эпоксидная композиция 10-40, указанный никельшлак иили купершлак 10-70, пигмент 0 или 1-10, другой наполнитель 0 или 1-12. Изобретение развито в зависимом пункте формулы. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Наверх