Низкие эксплуатационные характеристики асфальтобетонных смесей (АБС), используемых в дорожном строительстве, приводят к тому, что уже на 3–4 год эксплуатации подавляющему количеству дорог в России требуется проведение капитального ремонта, тогда как за рубежом средний межремонтный срок службы составляет 10–13 лет. При соблюдении технологии укладки низкая долговечность дорожных покрытий обусловлена качественными показателями вяжущего, входящего в состав асфальтобетонных смесей, поэтому с улучшением качества дорожного вяжущего, происходит улучшение эксплуатационных показателей дорожных покрытий [1–3].
Для улучшения качества дорожные вяжущие модифицируют различными материалами, в качестве которых используют термопласты, эластомеры, и термоэластичные полимерные материалы.
Для устройства и ремонта дорожных покрытий широко используются АБС на основе битума, модифицированного такими материалами как: сера, каучук (полибутадиеновый, натуральный, бутилкаучук, хлоропрен и др.), органо-марганцевые компаунды, термопластичные полимеры (полиэтилен, полипропилен, полистирол, этилен-винилацетат (ЭВА), термопластичные каучуки (полиуретан, олефиновые сополимеры, а также блок-сополимеры стирол-бутадиен-стирола. Однако использование первичных модифицирующих материалов приводит к значительному удорожанию асфальтобетонных смесей [3–5].
Для снижения стоимости асфальтобетонных смесей при модификации битума первичными каучуковыми материалами наиболее перспективным является замена их каучуковыми составляющими из регенерата, полученного при переработке отходов резинотехнических изделий (РТИ), самыми массовыми из которых являются изношенные автомобильные шины [4]. При различных режимах обработки резиновой крошки из изношенных автомобильных шин, при получении регенерата, молекулярная масса каучуковых составляющих меняется. Зависимости физико-механических показателей дорожного вяжущего от молекулярной массы каучуковой части регенерата позволяют сформулировать требования к регенерату, используемому в дальнейшем для модификации битума. Исследования проводились на модельных резиновых смесях, используемых при изготовлении автомобильных шин. Для изменения молекулярной массы каучуковых составляющих резиновых смесей они подвергались предварительной обработке в микросмесителе типа Брабендер при определенных условиях. Оценка изменения молекулярной массы каучуковых составляющих проводилась методом капилярной вискозиметриии [4–7]. Модификация дорожных вяжущих осуществлялась в лопастном смесителе периодического действия [7–10].Результаты исследования влияния молекулярной массы каучуковых составляющих на физико-механические показатели дорожных-вяжущих представлены в таблице.
Таблица
Результаты исследования влияния молекулярной массы каучуковых составляющих на физико-механические показатели дорожных вяжущих.
|
Молекулярная масса |
Пенетрация |
Дуктильность |
Температура размягчения |
Эластичность |
|
2,078 |
50 |
235 |
56 |
54 |
|
2,904 |
38 |
125 |
57 |
48 |
|
3,898 |
32 |
120 |
62 |
43 |
Анализ полученных данных показывает, что при модификации битума каучуковыми материалами с минимальной молекулярной массой значения эластичности и пенетрации значительно выше, чем при максимальной, а температура размягчения при этом отличается незначительно. Следовательно для модификации дорожного-вяжущего лучше использовать регенерат резиновой крошки с минимальной молекулярной массой каучуковых составляющих.
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. Фролов В. А. Влияние условий обработки шинных резиновых смесей на молекулярную массу каучуковых составляющих / В. А. Фролов, С. А. Меркулов, Е. Н. Рыков // Молодой ученый. — 2014. — № 3. — С. 360–361.
5. 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.
6. 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.
7. Беляев, П. С. Получение резинобитумных композиционных материалов / Беляев П. С., Забавников М. В., Маликов О. Г.- Saarbrucken (Германия): LAP LAMBERT Academic Publiighing, 2012. — 145с.
8. 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
9. 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.
10. 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.
