Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Материалы. Конструкции. Технологии
Изучение температурного старения битумо-порошковых смесей
Опубликована: 2019-12-20
  • М. Г. Салихов Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)
  • Е. В. Веюков Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)
  • Л. И. Малянова Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова (г. Чебоксары)
  • А. З. Гайфуллина Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)

Аннотация

Приведен анализ достоинств и недостатков использования бетонов с применением битумов, по сравнению с другими видами бетонов, в качестве конструктивного материала для покрытий дорожных одежд автомобильных дорог. Отмечено, что в процессе приготовления, транспортировки, укладки в инженерные сооружения и дальнейшей эксплуатации покрытий неизбежно происходят изменения их структуры и основных физико-механических свойств. Причем изменение свойств и структуры асфальтобетонов и других битумоминеральных материалов во времени происходит, как правило, в сторону ухудшения. Одним из главных факторов в этом процессе выступает температура. При этом решающую роль играет битум, который вместе с минеральным порошком связывает минеральные компоненты воедино. Наибольшую роль в изменении свойств играет асфальтовое вяжущее.
Известная методика изучения старения отдельно битума в тонких пленках, приведённая в стандартной методике ПНСТ 8-2012, не учитывает влияния на этот процесс высокоразвитых поверхностей минерального порошка. Новая методика, предложенная на кафедре строительных технологий и автомобильных дорог Поволжского государственного технологического университета, помогает избежать этого недостатка. Данная методика позволяет проводить лабораторные исследования процессов старения всех видов известных бетонов с использованием как органических вяжущих, так и смесей битума с их минеральными составляющими по отдельности. Также появляется возможность изучения старения смесей в технологическом и эксплуатационном периодах их жизни. Работы при этом выполняются с использованием стандартного набора лабораторного оборудования, анализ характера и интенсивности процессов старения (динамики развития во времени) осуществляется при помощи безразмерных коэффициентов, избегая влияния на анализ масштабного фактора. Кроме того, в процессе проектирования появляется возможность корректировки составов битумоминеральных смесей с учетом их старения в дальнейшем. Результаты экспериментальных исследований, полученные путем расчетов значений коэффициента старения асфальтового вяжущего по различным показателям по новой методике, позволили выявить степень подверженности их старению при высоких температурах, определить наиболее значимые показатели и выполнить анализ для смесей при различных соотношениях минерального порошка и битума. В данной работе показаны результаты изучения теплостойкости, пределов прочности при сжатии при +20 и +50 °С. По результатам экспериментов установлены корреляционные зависимости рассматриваемых показателей от времени прогревания смесей при высокой температуре и выполнен теоретический анализ установленных зависимостей.

Биографии авторов

М. Г. Салихов, Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)

доктор технических наук, профессор кафедры строительных технологий и автомобильных дорог, Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола. Область научных интересов – физико-химические и технологические аспекты производства и применения дорожно-строительных материалов. Автор 230 публикаций, 14 патентов и авторских свидетельств СССР и РФ на изобретения.

Е. В. Веюков, Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)

кандидат технических наук, доцент кафедры строительных технологий и автомобильных дорог, Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола. Область научных интересов – исследование антигололедных асфальтобетонов для покрытий автомобильных дорог. Автор 42 публикаций, 2 патентов РФ на изобретение.

Л. И. Малянова, Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова (г. Чебоксары)

кандидат технических наук, доцент кафедры строительства, Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова, г. Чебоксары. Область научных интересов – исследование модифицированных асфальтобетонов с отходами местной промышленности. Автор 20 публикаций, 3 патентов РФ на изобретение.

А. З. Гайфуллина, Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)

магистрант кафедры строительных технологий и автомобильных дорог, Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола.

Литература

1. Рыбьев И.А. Асфальтовые бетоны. Москва: Высшая школа, 1969. 400 с.
2. Дорожный асфальтобетон / Л.Б. Гезенцвей, Н.В. Горелышев, А.М. Богуславский, И.В. Королев; под ред. А.Б. Гезенцвая. 2-е изд., перераб. и доп. Москва: Транспорт, 1985. 350 с.
3. Королев И.В. Пути экономии битума в дорожном строительстве. Москва: Транспорт, 1986. 149 с.
4. Печеный Б.Г. Долговечность битумов и битумно-минеральных покрытий. Москва: Стройиздат, 1981. 123 с.
5. Таращанский Е.Г., Вильмсен И.И. Исследование старения асфальтобетона импульсным ультразвуковым методом // Повышение эффективности применения цементных и асфальтовых бетонов в Сибири: сб. 3. Омск: СибАДИ, 1975. С. 40-61.
6. Скрипкин А.Д., Старков Г.Б., Колесник Д.А. Старение битума в технологическом процессе его подготовки для производства асфальтобетонных смесей // Сб. статей и докладов ежегодной научной сессии Ассоциации исследователей асфальтобетона. Москва: МАДГТУ (МАДИ), 2010. С. 46-53.
7. Бахрах Г.С. Учет процесса старения при проектировании состава битумоминеральных смесей // Автомобильные дороги. 1973. № 9. С. 8-9.
8. ГОСТ 12801-98. Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний: введен в действие Постановлением Госстроя России 24.11.1998, № 16 с 01.01.1998. Москва: ГУП ЦПП, 1999. 39 с.
9. Патент РФ на изобретение № 2654954. Способ определения скорости и интенсивности старения асфальтобетонов / Салихов М.Г., Веюков Е.В., Сабиров Л.Р., Малянова Л.И. Заявка № 2017104604 от 13.02.2017, опубл. 23.05.2018, Бюл. № 15.
10. Гохман Л.М., Амосов Н.В. Исследование влияния качества битума на процесс старения в тонких слоях // Нефтепереработка и нефтехимия. 1988. № 2. С. 6-8.
11. Братчун В.И., Гуляк Д.В., Беспалов В.Л. О некоторых закономерностях старения бетонных смесей и бетонов на органических вяжущих на примере дегтебетонов // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. Харьков: ХАДИ, 2008.
12. ПНСТ 8-2012. Дороги общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Метод определения сопротивления битума старению под воздействием высокой температуры и воздуха (Метод RFTOT), EN 12607-2007. Москва: Стандартинформ, 2014.
13. Салихов М.Г., Малянова Л.И., Веюков Е.В. Изучение трещиностойкости и сдвигоустойчивости асфальтобетонов в процессе температурного старения // Труды Поволжского государственного технологического университета. Вып. 6. Серия: Технологическая. Йошкар-Ола: ПГТУ, 2018. С. 145-148.
14. ОДМ 218.3.021-2011. Методические рекомендации по подбору составов асфальтобетонных смесей с учетом влияния адгезионных добавок на старение органических вяжущих в битумоминеральных смесях. Москва: Росавтодор, 2012.
15. ОДМ 218.3.020-2012. Методические рекомендации по обеспечению устойчивости битумов против старения и применению в технологических процессах изготовления и применения в асфальтобетонных смесях.
16. Изучение температурного старения модифицированного щебеночно-мастичного асфльтобетона с отходами дробления известняков / М.Г. Салихов, В.Ю. Иливанов, Л.И. Малянова, Е.В. Веюков // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. Пермь: ПНИПУ, 2018. № 1. С. 67-74.
17. Калгин Ю.И., Строкин А.С., Тюков Е.Б. Перспективные технологии строительства и ремонта до рожных покрытий с применением модифицированных битумов. Воронеж, 2014. 244 с.
18. Калашникова Т.М. Проектирование составов долговечных асфальтобетонов / Т.Н. Калашникова // Труды СоюздорНИИ. 1984. С. 36-41, 66-71.
19. Золотарев В.А. Долговечность дорожных асфальтобетонов. Харьков: Высшая школа, 1977. 114 с.