Радиопоглощающий асфальтобетонный дорожный ремонтный состав, способ его изготовления и нанесения



Владельцы патента RU 2665541:

Открытое акционерное общество "Асфальтобетонный завод N 1" (RU)

Изобретение относится к области ремонта и содержания покрытий в автодорожной отрасли и может быть применено при ремонте асфальтобетонных дорожных покрытий, изготовленных из различных асфальтобетонов. Радиопоглощающий асфальтобетонный дорожный ремонтный состав по изобретению включает отсев дробления щебня, вяжущее и минеральный порошок, при этом в качестве отсева дробления щебня используется песок из отсевов дробления щебня габбро-диабазовых пород с размером фракций 1-5 мм и/или никельшлака с размером фракций 1-5 мм, в качестве минерального порошка используется порошок габбро-диабаза и/или никельшлака с размером фракций 100-800 мкм, а также порошок известняковый (известковая мука), в количественном соотношении: порошок габбро-диабаз и/или никельшлак 50 масс. %, порошок известняковый 50 масс. %, а в качестве органического вяжущего используется нефтяной дорожный битум, полимерно-битумное вяжущее или нефтяной битум, модифицированный добавками. Количественное соотношение компонентов в составе следующее: песок из отсевов дробления щебня 86-76 масс %, минеральный порошок 6-14 масс. %, органическое вяжущее 8-10 масс. %. Использование в асфальтобетонном дорожном ремонтном составе радиопоглощающего материала способствует улучшению эксплуатационных характеристик асфальтобетонного дорожного ремонтного состава, экономической выгоде от технологии его изготовления и нанесения, увеличению срока службы нового упрочненного дорожного покрытия, устойчивого к агрессивным средам и ультрафиолетовому облучению. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к области ремонта и содержания покрытий в автодорожной отрасли и может быть применено при ремонте асфальтобетонных дорожных покрытий, изготовленных из различных типов асфальтобетонов.

Одним из существенных видов дефектов асфальтобетонов в условиях применения шипов противоскольжения является поперечная деформация покрытия проезжей части называемая абразивным износом (колейностью), возникающей вследствие, в основном, интенсивного движения тяжело нагруженного транспорта и транспорта с шипованными шинами в зимнее время года, и разрушение, связанное с трещинообразованием, выкрашиванием поверхностного слоя и отдельных его участков, вследствие различных причин: от природного до антропогенного характера, а основной вид ремонта проводится на этапе содержания дорог.

Устранение этих двух серьезных дефектов традиционным способом, предполагающим сначала удаление, а затем повторное нанесение участка покрытия связано со значительными материальными затратами, приводящими к неоднородности покрытия, выглядящего после ремонта покрытым заплатами и полосами. Такое покрытие оказывается недостаточно долговечным в зоне сопряжения с ремонтируемым участком и требует скорого повторного ремонта.

Известны различные технические решения, с помощью которых пытаются решить задачу упрощения проведения дорожных ремонтных работ и повышения долговечности отремонтированных участков покрытий.

Например, известно изобретение (патент RU №2515007, МПК: C08L 95/00, С04В 26/26, В82В 1/00, опубл. 10.05.2014 г.), «Способ упрочнения асфальтового дорожного покрытия углеродным наноматериалом» которое относится к использованию асфальтобетонной смеси, содержащей щебень, отсев щебня, песок и нефтяной битум марки БНД 90/130. Причем, наноматериала требуется, как указано в патенте, 0.005%. Авторы использовали технологию модификации асфальтобетонной смеси чрезвычайно дорогим, углеродным наноматериалом, пригодность которой для ремонта не апробирована, и приготовление таких ремонтных составов экономически нецелесообразно малыми партиями. Такая технология требует дополнительного оборудования, послойного нанесения, а сам углеродный наноматериал не исследован на биологическую безопасность. Причем, повышение прочности и морозостойкости, прогнозируемое при введении углеродного наноматериала, получается при увеличении качества переработки шихты, за счет использования дополнительного оборудования, что приводит к значительному росту цены асфальтобетона.

Одним из возможных вариантов решения поставленной задачи является введение в дорожные ремонтные составы радиопоглощающих материалов. При этом появляется возможность нагрева таких смесей с помощью поля СВЧ. Это позволяет улучшить некоторые эксплуатационные характеристики, а именно, при ремонте не требуется удаление верхнего слоя и выравнивания, поскольку можно это сделать путем нагрева наносимого покрытия в присутствии поля СВЧ, что также несколько снижает энергетические затраты и значительно упрощает проведение ремонтных работ.

Например, известно из литературы (см. Карпенко Ю.В., Нефедов В.Н. Машины для СВЧ-разогрева асфальтобетонных покрытий. - М, 1997, 51 с.; Автомобильные дороги: Обзорн. информ. / Информавтодор; Вып. 1), что СВЧ-способ ремонта асфальтобетонных покрытий противопоставлен недостаткам конвекционных разогревателей, а также инфракрасных разогревателей асфальтобетонных покрытий, как имеющий многочисленные преимущества перед ними, Например: появляется возможность быстро разогреть асфальтобетонное покрытие на большую глубину без значительных потерь тепла на нагрев окружающей среды, а также избежать деструкции и выгорания битума, сопровождающихся выделением токсичных веществ. Технологическая пригодность СВЧ-нагрева для ремонта покрытий не вызывает сомнений.

Известна диссертация на тему: «Повышение качества асфальтобетона путем обработки битума полем сверхвысокой частоты» к.т.н. Акимова А.Е. (г. Белгород, 2010 г), в которой разработаны составы асфальтобетонных смесей, включающие битум, модифицированный СВЧ-полем, что позволило сократить расход вяжущего компонента на 8.15% и повысить физико-механические характеристики асфальтобетона за счет интенсивного взаимодействия битума с минеральными материалами из кислых и основных пород. Установлено повышение сдвигоустойчивости (на 30%), водостойкости при длительном водонасыщении (на 35%), теплоустойчивости (в 1,8-2 раза), температурной чувствительности (на 30-50%), устойчивости к старению дорожного композита при использовании битума, обработанного СВЧ-полем, что положительно отразится на эксплуатации покрытия в жестких климатических условиях. Автор использует следующую схему: предварительно разогревается битум без использования СВЧ-энергии, а далее источником СВЧ-поля служит микроволновая печь «Самсунг» с частотой 2,45 ГГц и максимальной мощностью излучения 850 Вт. Температура битума перед началом обработки составляла 100-120°C, время обработки 0,5…4 мин. В результате исследования не получено никаких данных по возможности разогрева асфальтобетонного дорожного покрытия, рецептурам и характеристикам его радиопоглощения. Однако, приведенные данные указывают на перспективность СВЧ-обработки битумов и композиций на их основе. Например, автор указывает: «Снижение энергии поверхностного натяжения улучшит смачивание зерен минерального материала битумом. Структурные изменения битума, произошедшие под действием СВЧ-поля, повышают его когезионную прочность». Отсутствие комплексного подхода, а, именно, рассмотрения системы наполнитель - вяжущее, как радиопоглощающего материала, не дает перевести в практику приведенные рецепты, отсутствуют также полностью моменты, связанные со свойствами исследованных материалов: радиопрозрачность, радиопоглощение, отражающие материалы. Не исследованы свойства стеклообразных и иных наполнителей, их связь с битумами.

Известно также небольшое количество патентных документов по данному вопросу. Например, известен 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 асфальтобетонных смесей, соответствующих требованиям тех или иных нормативных документов. Также такой состав асфальтобетонных смесей обладает недостаточной износостойкостью и морозоустойчивостью.

Известен способ высокочастотного или СВЧ-разогрева дорожного покрытия для подготовки к ремонту, связанный с применением радиопоглощающих материалов в составе покрытия, например, патент US №8753035 (МПК: В32В 1/00, C01G 49/02, С04В 22/00, С04В 24/36, Е01С 7/06; опуб. 02.02.2012 г.), выбранный в качестве прототипа, как наиболее близкий к предлагаемому техническому решению по совокупности существенных признаков, в котором применен феррит для поглощения высокочастотного излучению. Предложено наносить ремонтный состав послойно с разным содержанием феррита для достижения эффекта поглощения и перевода излучения в тепло. В известном способе применяется феррит, значительно удорожающий асфальтобетоны. Это материал с сомнительной (для большинства ферритов) износостойкостью, с возможностью загрязнения окружающей среды ферритовой пылью с отрицательными последствиями, необходимостью сложного послойного нанесения состава и использованием высокочастотного диапазона 30-100 мГц, (в том числе, для удаления воды с поверхности асфальтобетона). Вода, как известно, наиболее интенсивно поглощает излучение в гигагерцовом диапазоне (недаром, СВЧ-печи работают в диапазоне 2.4 ГГц). Это говорит о малопригодности подобных изобретений. Рациональным зерном в таких изобретениях является только то, что ферриты обычно диэлектрики, и отдельные из них, но обычно самые дорогие, эффективны для разогрева в СВЧ-диапазоне.

Таким образом, технической проблемой, существующей в настоящее время, являются проблемы, связанные с низкой экономичностью, эффективностью и прочностью известных дорожных асфальтобетонных ремонтных составов, с неудобством их использования. Создание предлагаемого технического решения направлено на решение данной технической проблемы, а, именно, на создание наиболее экономичного, эффективного, высокопрочного состава, с физико-механическими свойствами, удобными для ремонта, универсального в использовании, а также экономичного, и, по возможности, универсального способа его изготовления и применения, в том числе, на деформированные старые дорожные покрытия, без операций фрезерования или вырезания участков дорожного покрытия, с учетом возможности многократного использования материалов и отсутствия отходов.

Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик радиопоглощающего асфальтобетонного дорожного ремонтного состава, экономической выгоде от технологии его изготовления и применения, в увеличении срока службы нового упрочненного дорожного покрытия, устойчивого к агрессивным средам и ультрафиолетовому облучению, а также в получении возможности многократного ремонта с вторичным использованием материалов, в безотходности, благодаря чему будут устранены недостатки аналогов и прототипа, а также универсальности - возможности разогрева и иными методами.

Достигается технический результат за счет того, что в радиопоглощающем асфальтобетонном дорожном ремонтном составе, включающем отсев щебня, органическое вяжущее и минеральный порошок,

- в качестве отсева щебня применен песок из отсевов дробления щебня габбро-диабазовых пород с размером фракций 1-5 мм и/или никельшлака с размером фракций 1-5 мм,

- в качестве минерального порошка применен порошок габбро-диабаза и/или никельшлака с размером фракций 100-800 мкм, а также порошок известняковый (известковая мука), в количестве масс. %:

- порошок габбро-диабаз и/или никельшлак - 50, порошок известняковый - 50,

- в качестве органического вяжущего применен нефтяной дорожный битум, или полимерно-битумное вяжущее, или нефтяной битум, модифицированный добавками. При этом соотношение компонентов в составе следующее, масс %:

песок из отсевов дробления щебня - 86-76%,

минеральный порошок - 6-14%,

органическое вяжущее - 8-10%.

Дополнительными отличиями предлагаемого радиопоглощающего асфальтобетонного дорожного ремонтного состава является то, что:

- в качестве габбро-диабазовых пород используют породы месторождения «Голодай Гора» или месторождения Учалинское (Башкортостан), или идентичных по свойствам;

- в качестве песка из отсевов дробления щебня может быть применен отсев щебня габбро-диабазовых пород с размером фракций до 10 мм включительно и/или никельшлака с размером фракций до 10 мм включительно не более 5-10% от общей массы отсева щебня;

- содержит реактопласты, например, эпоксидиановую смолу, в количестве масс %: смолы с отвердителем 1-6 от общей массы состава.

Технический результат достигается также тем, что в способе изготовления состава по п. 1 песок из отсевов дробления щебня габбро-диабазовых пород и/или никельшлака с размером фракций 1-5 мм и/или никельшлака с размером фракций 1-5 мм подвергают СВЧ сушке с одновременным нагревом до температуры выше 100°C для удаления остаточной воды, затем добавляют органическое вяжущее в разогретом или холодном виде и замешивают с порошками габбро-диабазовых пород и/или никельшлака с размером фракций 100-800 мкм и известковой мукой, в количестве масс. %: габбро-диабаз и/или никелыилак-50, известковая мука-50, до получения аддитивной смеси.

Дополнительными отличиями является то, что -

- в качестве габбро-диабазовых пород используют породы месторождения «Голодай Гора», или месторождения Учалинское (Башкортостан) или иного месторождения, обладающего аналогичным составом;

- в качестве песка из отсевов дробления щебня может быть применен отсев щебня габбро-диабазовых пород с размером фракций до 10 мм включительно и/или никельшлака с размером фракций до 10 мм включительно не более 5-10% от общей массы отсева щебня; - на стадии замешивания порошков в состав добавляют реактопласты, например, эпоксидиановую смолу в количестве масс %: смолы с отвердителем 1-6 от общей массы состава.

Технический результат достигается также тем, что в способе нанесения состава по п. 1, в котором подготавливают ремонтируемые участки и наносят радиопоглощающий асфальтобетонный дорожный ремонтный состав, предлагается подготавливать ремонтируемые участки обработкой поверхности, например, битумом, или иными традиционными способами - обеспыливанием и др., наносить состав с последующим уплотнением в присутствии СВЧ-поля, при этом состав использовать холодным или предварительно разогретым в присутствии СВЧ-поля.

Поскольку в СВЧ-поле разогрев происходит изнутри разогреваемого материала, то важно иметь площадь поверхности отсева дробления щебня, используемого в предлагаемом составе, достаточную для быстрого прогрева битумного вяжущего, которое слабо поглощает СВЧ-поле. Экспериментальным путем было установлено, что оптимальным является использование песка из отсевов дробления щебня с размером фракций 1-5 мм. При таком размере фракций прогрев происходит 1,5 кг состава за 5 минут при мощности установки СВЧ 750 вт.

Пример конкретного выполнения: брался подготовленный по указанной рецептуре состав, разогревался в СВЧ камере от температуры 20°C до 120°C (массой 1.5 кг при мощности разогрева 750 Вт) в течение 5 мин без перемешивания, контроль температуры осуществлялся бесконтактным термометром в трех точках поверхности и усреднялся. Состав без усилий приобретал пластичность, достаточную для формования дорожного покрытия.

Щебень с более крупными фракциями имеет площадь поверхности относительно объема состава в десятки раз меньшую и, соответственно, не может передать тепло битумного вяжущему так быстро, как это происходит при использовании отсева.

Известно, что с течением времени при хранении и в эксплуатационных условиях под действием солнечного света и воздуха состав и свойства битумов изменяются: в них увеличивается относительное содержание твердых и хрупких составляющих и, соответственно, уменьшается количество маслянистых и смолистых фракций, в связи с чем повышается хрупкость и твердость вяжущего (см. Ярцев В.П., Киселева О.А. «Прогнозирование поведения строительных материалов при неблагоприятных условиях эксплуатации», г. Тамбов, издательство ТГТУ, 2009 г.).

Важными свойствами же предлагаемого в изобретении материала является не только отличная адгезия, но и высокая химическая стойкость, а также чрезвычайно высокая способность противостоять ультрафиолетовому излучению, являющемуся одним из важнейших факторов старения и разрушения асфальтобетонов.

В диссертации к.т.н. Дедовец М.А. «Корундовые материалы, модифицированные радиопоглощающими веществами» (Санкт-Петербург, 2004 г., 173 с.) приведено следующее заключение: «При воздействии СВЧ-поля на материалы с низкой электро- и теплопроводностью, к которым относятся большинство оксидных материалов, происходит поглощение электромагнитной энергии всем объемом материала, а максимальный эффект наблюдается на границах сред с разными электродинамическими характеристиками, что невозможно при нагреве внешними источниками тепла».

Соответственно, предложенный в изобретении радиопоглощающий материал в виде радиопоглощающего асфальтобетонного дорожного ремонтного состава полностью соответствует указанному выше заключению, такой состав не рассматривается ни в аналогах, ни в прототипе. Механическая смесь радиопоглощающего наполнителя и вяжущего обладает иной от них совокупностью свойств, а также новыми возможностями применения. Следовательно, такой радиопоглощающий материал после воздействия СВЧ-поля является наноструктурированным, т.к. границы фаз после воздействия СВЧ составляют единицы и десятки нанометров.

Предлагаемый радиопоглощающий асфальтобетонный дорожный ремонтный состав представляет из себя нелинейную среду, в которой происходит эффективное преобразование энергии генерации электромагнитных колебаний в тепловое излучение.

Таким образом, предлагаемый радиопоглощающий асфальтобетонный дорожный ремонтный состав содержит: органическое вяжущее (нефтяной дорожный битум по ГОСТ 22245-90 и ГОСТ 33133-2014, например, нефтяной битум марки БНД (60/90); полимерно-битумное вяжущее по ГОСТ Р 52056 или нефтяной битум модифицированный добавками по НД, утвержденному в установленном порядке); высокопрочные радиопоглощающие компоненты в виде песка из отсевов дробления щебня габбро-диабазовых горных пород и никельшлаки с низкой электропроводностью и высокими радиопоглощающими свойствами в СВЧ-диапазоне, аддитивные по составу и форме, с высокой адгезией к битумам. Габбро-диабаз частично замещен, а, именно, фракция 1-5 мм - никельшлаком фракции 1-5 мм, или полностью замещен никельшлаком, предварительно гранулированным эпоксидно-диановой смолой в количестве 1-5% смолы с отвердителем (до воздействия СВЧ-разогрева), или полностью заменен микрошариками никельшлака фракционного состава 100-800 мкм. В качестве минерального порошка использован порошок никельшлака соответствующей фракции, например, с известняковым порошком в соотношении 1:1 по массе или иным близким к ГОСТу, или порошок габбро-диабазовый, соответствующей фракции, например, с известняковым порошком в соотношении 1:1.

Предлагаемые для использования в асфальтобетонном дорожном ремонтном составе габбро-диабазовые породы и никельшлак - аморфные или аморфнокристаллические. В этом их существенное отличие от кристаллических наполнителей, имеющих более низкую адгезию к битумным вяжущим. Классическим материалом такого типа является вулканическое стекло - обсидиан, также, как и породы, содержащие оксиды железа, являются магнитным - магнитомягким полупроводником с радиопоглощающими свойствами. Но обсидиан дорог из-за малой распространенности и не может конкурировать по цене, он поглощает воду, а также мягче никельшлака. Есть и другие стеклообразные природные и искусственные материалы: вулканические стекла, купершлак, которые можно было бы использовать, но по экономическим или экологическим характеристикам они менее пригодны.

Характеристики некоторых используемых наполнителей в дорожном составе:

Порода габбро-диабаз: прочность: 1400; морозостойкость: F300. Это полнокристаллическая мелкозернистая вулканическая горная порода, химически и по минеральному составу близка к базальту. Радиоактивность - I класс (до 370 Бк/кг). Минеральный состав: (главные минералы) - авгит, плагиоклаз (Лабрадор), кварц (от 0 до 10%), рудный (10-15%), вторичные - амфибол. Структуру месторождения «Голодай Гора» образуют горные плотные изверженные породы габбро - диабазов. Состав содержит около 5% Fe2O3 и около 50% SiO2 по массе. Уникальной особенностью данного вида пород является его высокая адгезия в асфальтовой смеси и нейтральность к битумам. Проводились исследования габбро-диабаза месторождения Голодай-гора на радиопоглощающие свойства, электромагнитные характеристики: порошок в прессованном виде имел намагниченность 1960 Э, измерения проводились в магнитном поле на частоте 9.77 ГГц. Спектр поглощения порошка, определяемый естественным ферромагнитным резонансом частиц Fe2O3, имеет максимум на частоте 2,5 ГГц. Измерения проводились на векторном анализаторе Rohde-Schwarz ZNB-20 в нулевом магнитном поле на микрополосковой ячейке в режиме отражения сигнала. Отметим, что рабочая частота СВЧ большинства магнетронов (например в СВЧ печах) около 2,4 ГГц, что близко к максимуму поглощения материала.

Никельшлак: твердость по шкале Мооса 7. Абразив почти не крошится при ударе о поверхность и может быть использован несколько раз (метод рекуперации). Дополнительно; материал широко используется как экологически чистый абразив (не вызывает силикоз), т.к. является стеклом - кремнезем в нем содержится в аморфном виде, содержит также суммарно до 30% оксидов железа и является радиопоглощающим материалом. Обладает, как и отдельные стекла отличной адгезией к битумам, Ph-нейтрален, в отличие от большинства стекол, что является его важнейшим преимуществом в качестве наполнителя в битумах, устойчив к гидролизу, агрессивным средам и ультрафиолетовому облучению. Микротвердость такого материала достигает 8 ГПа, что ставит его на уровень неплохого абразива. Микрошарики из никельшлака можно также использовать в качестве наполнителей, их характеристики отличны от порошка никельшлака только по форме (см. табл.).

* количество не разрушившихся микрошариков после 1 часа работы в идентичных условиях на инжекторном абразивоструйном аппарате с рекуператором;

** методом сканирующей зондовой микроскопии и наноидентирования с помощью сканирующего зондового микроскопа «НаноСкан-3Д»;

**** прочность на сжатие определяется по ТУ 5951-015-23356171-2011 (при нагрузке 15 т.с.).

Способ изготовления состава заключается в том, что песок из отсевов дробления щебня нагревают в СВЧ-нагревателе (СВЧ-сушка позволяет ускорить процесс разогрева, удалить из щебня и других компонентов даже минимальное количество воды, что в будущем может определять морозостойкость асфальтобетона, а, значит, и срок службы, особенно, в северных регионах, с последующим, или одновременным замесом до температуры, превышающей 100°C, с удалением остатков воды из нее, затем добавляется органическое вяжущее разогретом или холодном виде вяжущее (нефтяной дорожный битум по ГОСТ 22245-90 и ГОСТ 33133-2014, например, нефтяной битум марки БНД (60/90); полимерно битумное вяжущее по ГОСТ Р 52056 или нефтяной битум модифицированный добавками по НД, утвержденному в установленном порядке) и замешивают добавками до получения аддитивной (равномерной, однородной в объеме) смеси. Битум в холодном виде в виде (дробление) удобно добавлять при изготовлении малых партий в полевых условиях, причем при смешении последний равномерно распределяется по горячей поверхности наполнителя. Полученный состав либо используется сразу для укладки, либо отправляется на упаковку и хранение и применяется далее в качестве аналога холодного асфальта. Причем изготовление такого состава в полевых условиях малыми партиями, предпочтительно, непосредственно перед применением, т.к. он является уже разогретым до температуры нанесения, допускается такой состав сохранять или подготавливать охлажденным (как холодные асфальты), и нагревать его непосредственно перед применением с помощью СВЧ-нагревателя, или иным менее экономичным способом, или укладывать в холодном виде (например, при ямочном ремонте), трамбовать или укатывать, а после чего нагревать СВЧ-нагревателем до полного сцепления с краями ремонтируемой карты покрытия. Предпочтительно, введение малого количества реактопластов в состав (например, эпоксидиановых смол марки ЭД-20 с отвердителем) на стадии замеса минерального наполнителя (до СВЧ-обработки), приводящее к экзотермической реакции (после СВЧ-обработки) и резкому упрочнению и гранулированию смеси.

Наличие магнитомягкой компоненты позволяет легко отличать его от других составов, что существенно облегчает его калибровку и оперативный контроль качества. Следует отметить, что предлагаемым составом и способом можно проводить ремонт многократно. Контролировать состав можно также на процентное содержание битума и остальных компонентов, помещая взвешенный образец в СВЧ печь и нагревая его до температуры разделения компонентов.

Контроль качества для предотвращения пересортицы, фальсификации осуществляется переносными измерителями электропроводности применяемыми для контроля электропроводности поверхностей и по наличию конкретных магнитных свойств состава, например, на контроль отрыва магнита от поверхности состава аналогом граммометра. Оба метода контроля основываются на сравнении с контрольным образцом (эталоном).

Пример подготовки дорожного ремонтного состава перед нанесением: Брался подготовленный предлагаемый состав, разогревался в СВЧ-камере с 20°C до 120°C (массой 1.5 кг, при мощности разогрева 750 Вт), в течение 5 мин., без перемешивания. Контроль температуры осуществлялся бесконтактным термометром в трех точках поверхности и усреднялся. Состав без усилий приобретал пластичность, достаточную для формования дорожного покрытия.

Применение предлагаемого дорожного ремонтного состава в качестве аналога холодного асфальта:

Берется предлагаемый состав, предварительно изготовленный, и разогревается в СВЧ-печи до рабочей температуры укладки (обычно не выше 180°C), зависящей также от температуры ремонтируемого дорожного покрытия. Под СВЧ-печью (нагревателем) подразумевается установка, содержащая СВЧ-излучатель достаточной мощности для разогрева нужного количества загружаемого состава, и допустим совместимый с ним инфракрасный нагреватель. Возможен также разогрев такого состава традиционным методом без применения СВЧ, с замесом для равномерного нагрева, что предполагает значительно большее время на нагрев, но зато состав в этом отношении является универсальным, с точки зрения разогрева на различном оборудовании.

Применение предлагаемого дорожного ремонтного состава для заделки трещин менее 15 мм в асфальте:

Состав из нефтяного дорожного битума по ГОСТ 22245-90 и ГОСТ 33133-2014, например, марки БНД (60-90) или его аналог, в количестве 6-30% от общей массы, остальное - наполнитель микрошариков из никельшлака, далее все разогревается с замесом в СВЧ-печи до температуры текучести 100-140°C. Залитый в горячем виде в трещины (после продувки их) состав не склонен к трещинообразованию, испытан на морозостойкость - отстоял более 3 лет в полевых условиях, обладает повышенной радиационной стойкостью к ультрафиолетовому излучению (не потрескался).

Заделка трещин в СВЧ-поле, основываясь на теории Ребиндера, производилась методом склеивания однотипных поверхностей и поверхностей с различными свойствами. Абсолютное большинство образцов не удалось разрушить по шву. Было изготовлено более 20 образцов весом от 1 кг из нефтяного дорожного битума по ГОСТ 22245-90 и ГОСТ 33133-2014. Образцы распиливались, или разламывались, затем склеивались в СВЧ, в том числе с резинобитумным материалом, испытывались на удар молотком массой 1 кг. По шву разрушился только один.

Преимущества предлагаемого состава:

- возможность нанесения непосредственно на старое покрытие, щебень, гранит, брусчатку;

- края ремонтируемого участка не нуждаются в предварительной обработке, кроме случаев традиционной обмазки периметра жидким битумом - для дополнительной адгезии;

- дорожное движение может прерываться кратковременно на территории, которая подвергается ремонту (сразу после уплотнения покрытия движение может быть восстановлено);

- быстрый ремонт может быть легко выполнен минимальным составом рабочих, в том числе и традиционным оборудованием;

- экологически безопасен;

- безотходный, остатки могут быть использованы (хранение допустимо в зимнее время, без потери качества);

- легко проводить оперативный контроль качества состава для предотвращения пересортицы и фальсификации.

Таким образом, предлагаемое изобретение обладает улучшенными характеристиками, благодаря которым устраняются недостатки известных решений в сфере строительного производства в автодорожной отрасли.

1. Радиопоглощающий асфальтобетонный дорожный ремонтный состав, включающий отсев дробления щебня, органическое вяжущее, минеральный порошок с использованием радиопоглощающего материала,

отличающийся тем, что

- в качестве отсева дробления щебня применен песок из отсевов дробления щебня габбро-диабазовых пород с размером фракций 1-5 мм и/или никельшлака с размером фракций 1-5 мм,

- в качестве органического вяжущего применен нефтяной дорожный битум, полимерно-битумное вяжущее или нефтяной битум, модифицированный добавками,

- в качестве минерального порошка применены порошки габбро-диабазовых пород и/или никельшлака с размером фракций 100-800 мкм и известковая мука, в количестве масс. %:

габбро-диабаз и/или никельшлак - 50, известковая мука - 50

- при этом соотношение компонентов в составе следующее, масс %:

песок из отсевов дробления щебня 86-76%
минеральный порошок 6-14%
органическое вяжущее 8-10%

2. Радиопоглощающий асфальтобетонный дорожный ремонтный состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве габбро-диабазовых пород используют породы месторождения «Голодай Гора», или месторождения Учалинское (Башкортостан).

3. Радиопоглощающий асфальтобетонный дорожный ремонтный состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве отсева дробления щебня может быть применен песок из отсевов дробления щебня габбро-диабазовых пород с размером фракций до 10 мм включительно и/или никельшлака с размером фракций до 10 мм включительно не более 5-10% от общей массы щебня.

4. Радиопоглощающий асфальтобетонный дорожный ремонтный состав по п. 1, отличающийся тем, что содержит реактопласты, например, эпоксидиановую смолу в количестве масс %: смолы с отвердителем 1-6 от общей массы состава.

5. Способ изготовления состава по п. 1, отличающийся тем, что песок из отсевов дробления щебня габбро-диабазовых пород и/или никельшлака с размером фракций 1-5 мм и/или никельшлака с размером фракций 1-5 мм подвергают СВЧ сушке с одновременным нагревом до температуры выше 100°С для удаления остаточной воды, затем добавляют органическое вяжущее в разогретом или холодном виде и замешивают с порошками габбро-диабазовых пород и/или никельшлака с размером фракций 100-800 мкм и известковой мукой, в количестве масс. %: габбро-диабаз и/или никельшлак - 50, известковая мука - 50, до получения аддитивной смеси.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что в качестве габбро-диабазовых пород используют породы месторождения «Голодай Гора», или месторождения Учалинское (Башкортостан).

7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что в качестве отсева дробления щебня может быть применен песок из отсевов дробления щебня габбро-диабазовых пород с размером фракций до 10 мм включительно и/или никельшлака с размером фракций до 10 мм включительно не более 5-10% от общей массы щебня;

8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что на стадии замешивания порошков в состав добавляют реактопласты, например, эпоксидиановую смолу в количестве масс %: смолы с отвердителем 1-6 от общей массы состава.

9. Способ нанесения состава по п. 1, подготавливают ремонтируемые участки и наносят дорожный ремонтный состав, отличающийся тем, что подготавливают ремонтируемые участки обработкой поверхности битумом или обеспыливанием, наносят состав с последующим уплотнением в присутствии СВЧ-поля, при этом состав используют предварительно нагретым в присутствии СВЧ-поля.



 

Похожие патенты:

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.
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 области материалов для дорожного строительства, в частности к составам модифицированных асфальтобетонных смесей, и может быть использовано при строительстве и ремонте покрытий автомобильных дорог, аэродромов, городских улиц, мостов и т.п.

Изобретение относится к области дорожного строительства, к инфраструктурным элементам освещения автодорожных магистралей, тротуаров и пешеходных дорожек. Технический результат: создание дополнительной подсветки для покрытий.

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.

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 раскрывает привитой полимер, содержащий цепь основного полимера Р, содержащую сопряженные диеновые звенья; по меньшей мере одну боковую привитую цепь G, представленную следующей общей формулой (1)R-(OCH2CH2)m-S-, (1)где R представляет собой насыщенную, линейную или разветвленную углеводородную цепь, содержащую по меньшей мере 18 атомов углерода, а m представляет собой целое число, варьирующееся в диапазоне от 0 до 20, при этом указанная привитая цепь G связана с цепью основного полимера Р через атом серы из формулы (1); и по меньшей мере одну привитую цепь G’, представленную следующей общей формулой (4)-S-R’-S-, (4)где R’ представляет собой углеводородную группу, насыщенную или ненасыщенную, линейную или разветвленную, циклическую и/или ароматическую, содержащую от 2 до 40 атомов углерода, необязательно содержащую один или несколько гетероатомов, при этом указанная привитая цепь G’ связана с цепью основного полимера Р с использованием каждого атома серы из формулы (4).

Изобретение относится к области строительства и может применяться при устройстве покрытий дорожных одежд автомобильных дорог. Технический результат: снижение толщины слоев дорожной одежды, повышение прочности, сдвигоустойчивости, трещиностойкости и снижение стекаемости ЩМА-смеси.

Изобретение относится к привитому полимеру GP, включающему основную цепь полимера Р и по меньшей мере один привитой компонент G, связанный с основной цепью полимера, причем привитой компонент G имеет общую формулу -S-R1-X-R2, в которой R1 и R2 независимо друг от друга представляют собой линейные или разветвленные, ненасыщенные или насыщенные углеводородные группы такие, что общее число атомов углерода в группах R1 и R2 составляет от 2 до 110; Х представляет собой амидную, амидо-кислотную функциональную группу, функциональную группу мочевины или уретана, причем привитой компонент G связан с цепью полимера Р через атом серы, при этом цепь Р получена в результате сополимеризации звеньев диена с сопряженными двойными связями и звеньев моновинилового ароматического углеводорода.
Изобретения относятся к области гидропоники и ландшафтоведения, в частности к созданию поверхностей спортивного назначения. Субстрат для использования в качестве подложки для выращивания культур содержит: первую часть, представляющую собой скелет субстрата и составляющую более 70% общего объема субстрата, составленную из частиц Р>100 мкм размером более 100 мкм.
Изобретение относится к способам изготовления резиновой плитки, резиновой брусчатки, используемых для сооружения дорожек, тротуаров, покрытий на детских, спортивных и других площадках.

Изобретение относится к технологической линии по производству дерноблоков для создания естественного травяного покрытия и может быть востребовано во многих городах и рабочих поселках, а также на различных спортивных сооружениях.

Изобретение относится к области ремонта и содержания покрытий в автодорожной отрасли и может быть применено при ремонте асфальтобетонных дорожных покрытий, изготовленных из различных асфальтобетонов. Радиопоглощающий асфальтобетонный дорожный ремонтный состав по изобретению включает отсев дробления щебня, вяжущее и минеральный порошок, при этом в качестве отсева дробления щебня используется песок из отсевов дробления щебня габбро-диабазовых пород с размером фракций 1-5 мм иили никельшлака с размером фракций 1-5 мм, в качестве минерального порошка используется порошок габбро-диабаза иили никельшлака с размером фракций 100-800 мкм, а также порошок известняковый, в количественном соотношении: порошок габбро-диабаз иили никельшлак 50 масс. , порошок известняковый 50 масс. , а в качестве органического вяжущего используется нефтяной дорожный битум, полимерно-битумное вяжущее или нефтяной битум, модифицированный добавками. Количественное соотношение компонентов в составе следующее: песок из отсевов дробления щебня 86-76 масс , минеральный порошок 6-14 масс. , органическое вяжущее 8-10 масс. . Использование в асфальтобетонном дорожном ремонтном составе радиопоглощающего материала способствует улучшению эксплуатационных характеристик асфальтобетонного дорожного ремонтного состава, экономической выгоде от технологии его изготовления и нанесения, увеличению срока службы нового упрочненного дорожного покрытия, устойчивого к агрессивным средам и ультрафиолетовому облучению. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 табл.

Наверх