В настоящее время наиболее распространенным типом усовершенствования капитальных дорожных покрытий являются асфальтобетоны, приготовленные с применением модифицированных дорожных вяжущих [1].
В качестве дорожных вяжущих используют нефтяные битумы, которые представляют собой дисперсные коллоидные системы сложного химического состава. В состав битумов входит три основные группы компонентов: асфальтены, смолы и высокомолекулярные углеводороды [2]. Битумы характеризуются определенными показателями качества: пенетрацией (глубиной проникания иглы в битум), температурой размягчения и дуктильностью (растяжимостью).
Примененяемые в дорожном строительстве битумы не всегда обладают хорошим качеством. Для улучшения этих показателей, а также придания дорожному вяжущему специфического свойства — эластичности, которым битум в исходном состоянии не обладает, его подвергают модификации путем введения сторонних высокомолекунярных соединений. Модификация битума позволяет улучшить его адгезионные, прочностные и деформационные характеристики, что в свою очередь и способствует улучшению свойств дорожного покрытия [3].
На сегодняшний момент существует достаточно широкий спектр материалов, которые используют в роли модификаторов, но в основном применяются лишь некоторые виды высокомолекулярных соединений: эластомеры, термопласты, термоэластопласты [4–9].
Целью исследования являлось изучение физико-механических показателей дорожного битума, модифицированного полимерными соединениями.
Процесс модификации дорожного битума осуществлялся в лопастном смесителе переодического действия при температуре 160 °C и скорости вращения перемешивающего устройства 800 об/мин в течение 60 минут [3]. В качестве модифицирующих добавок использовались термоэластопласт типа ДСТ-30–01(ТЭП) и отходы производства синтетических каучуков (ОПСК) в различных соотношениях. После осуществления процесса модификации битума были проведены лабораторные испытания для оценки физико-механических показателей в соответствии с ГОСТ 11501–78, 11506–73, 11505–75 (пенетрация, дуктильность, температура размягчения и эластичность).
В таблице приведены данные по изменению физико-механических показателей модифицированного дорожного битума в зависимости от содержания модифицирующих добавки по сравнению с исходным битумом.
Таблица 1
Физико-механические показатели дорожного битума, модифицированного термоэластопластом и ОПСК
|
Содержание модифицирующей добавки |
Пенетрация, П25*0,1 мм |
Дуктильность, мм |
Температура размягчения, Т, С |
Эластичность, % |
|
БНД 60/90 исходный |
75 |
290 |
58 |
- |
|
БНД 60/90 + ТЭП |
52 |
290 |
64 |
55 |
|
БНД 60/90 + ОПСК |
48 |
202 |
58 |
37 |
Как видно из таблицы пенетрация модифицированного вяжущего уменьшается с увеличением содержания модификаторов, но при этом увеличивается эластичность до 55 %. Температура размягчения возрастает с увеличением содержания модификатора до 64 °C. Сравнение физико-механических показателей модифицированных битумов показывает, что лучшие результаты получаются при использовании в качестве модификатора термоэластопласта ДСТ-30–01.
Литература:
1. Беляев, П. С. Решение проблемы утилизации полимерных отходов путем их использования в процессе модификации дорожного вяжущего/П. С. Беляев, О. Г. Маликов, С. А. Меркулов, Д. Л. Полушкин, В. А. Фролов// Строительные материалы. 2013.- № 10, С. 38–41.
2. Belyaev,V. P. Improving Energy Efficiency of Bitumen Modification with Reclaimed Crumb Rubber/ V. P. Belyaev, O. G. Malikov, S. A. Merkulov, P. S. Belyaev, D. L. Polushkin, V. A. Frolov// Components of Scientific and Technological Progress.- 2013, № 1 (16) — с. 75–77.
3. Беляев, П. С. К вопросу о комплексном решении проблем экологии и качества дорожных покрытий/Беляев П. С., Маликов О. Г., Меркулов С. А., Полушкин Д. Л., Беляев В. П.//Вопросы современной науки и практики. Университет им. В. И. Вернадского.- 2012. № С39. С. 184–189.
4. Belyaev,V. P. Bitumen Modification with Recycled Polymeric Materials / V. P. Belyaev, O. G. Malikov, S. A. Merkulov, D. L. Polushkin, V. A. Frolov, P. S. Belyaev// Глобальный научный потенциал. — 2013, № 9 (30). — с. 29–33.
5. Беляев, П. С. К вопросу получения резино-битумного концентрата для асфальтобетонных дорожных покрытий из изношенных автомобильных шин/Беляев П. С., Забавников М. В., Маликов О. Г.//Вестник Тамбовского государственного технического университета.- 2008. Т. 14. № 2. С. 346–352.
6. Беляев, П. С. Получение резинобитумных композиционных материалов/ Беляев П. С., Забавников М. В., Маликов О. Г.- Saarbrucken (Германия): LAP LAMBERT Academic Publiighing, 2012. — 145с.
7. Смеситель непрерывного действия для композиционных строительных материалов на основе нефтяных битумов/Забавников М. В., Беляев П. С., Маликов О. Г., Хабаров С. Н./патент на изобретение RUS 2247654 18.08.2003
8. Беляев, П. С. О перспективе комплексного решения проблем экологии и повышения качества дорожных покрытий/Беляев В. П., Беляев П. С., Полушкин Д. Л.//Перспективы науки. 2012. № 32. С. 186–189.
9. Беляев, П. С. Исследование влияния резиновой крошки на физико-механические показатели нефтяного битума в процессе его модификации/Беляев П. С., Забавников М. В., Маликов О. Г., Волков Д. С.//Вестник Тамбовского государственного технического университета.- 2005.Т. 11. № 4. С. 923–930.
