Введение к работе
Актуальность данной работы обусловлена необходимостью повьпле-нин надежности работы асфальтобетонных покрытий в широком диапазоне эксплуатационных температур Одним из основных методов решения этой проблемы является применение битумов, модифицированных полимерами типа СБС, в качестве которых б Российской Федерации наиболее широко используются отечественный ДСТ-30-01 и импортные Kiaton 1011, Luprene LG и др Однако высокая стоимость и технологические сложности введения полимеров сдерживают их широкое производственное применение Поэтому возможность использования альтернативных модификаторов органического вяжущего, с акцентом на применение техногенных продуктов, в том числе и продуктов измельчения отработанных шин (резиновая крошка), являются весьма актуальной инженерно-экономической задачей
Диссертационная работа Бьшолнялась в рамках задания НК - 6S6 П Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлению" на проведение научных исследований по тематическому плану научно-исследовательских работ, финансируемых из средств федерального бюджета по разделу 1 3 1 Бюджетной классификации РФ по теме "Переработка и утилизация техногенных образований и отходов",и гранта БГТУ им В Г Шухова на проведение научных исследований на 2013 год в рамках программы стратегического развития на 2012-2016 гг
Цель работы - с учетом особенностей свойств резиновой крошки и исходного битума, разработать состав, технологии производства и применения резинобитумного вяжущего (РБВ) в составе асфальтобетонных смесей, обеспечивающие надежную работу асфальтобетонных покрытий в широком интервале температур
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи
исследование влияния особенностей химического состава и структуры резины отработанных шин на свойства резиновой крошки, используе-мойвкачестве модификатора,
разработка методики оценки степени структурированности резиновой крошки,
направленное регулирование свойств композиционного резиноби-тумного вяжущего при модификации битума резиновой крошкой, с учетом степени структурированности резины,
получение асфальтобетона с расширенньлті температурньлті интервалом его надежной работы за счет применения РБВ,
разработка нормативной документации для апробации результатов теоретических и экспериментальных исследований в производственных условиях
Научная новизна. Предложено объяснение механизма воздействия компонентов модификатора на свойства композиционного резинобитумного вяжущего При температурном воздействии происходит частичная де-вупканизация резиновой крошки в масляных фракциях битума, что повы-шает эластичность дисперсионной среды Модификатор сочетает в себе свойства, как термопластов, так и термоэластопластов Сочетание данных свойств предполагает взаимодействие термоэластопластов с ароматическими соединениями мальтеновой части битума, а термопластов, кроме этого, и с нафтеноБвшш и парафино-нафтеноввіми соединениями, что приведет к поБвшіению эластичности и структурной прочности дисперсионной среды
Ввіявлен характер влияния особенностей химического состава, методов измельчения шин и степени структурированности резины на конечные свойства крошки, используемой в качестве модификатора Разработаны методы оценки степени структурированности резиновой крошки Исследован состав и характер взаимодействия органического вяжущего и активного наполнителя резиновой крошки, который представляет собой волласто-нит (Са^Зі^О^), являющийся инертным материалом и содержащий в своем составе до 6% цинка Разность потенциалов цинка и органического вяжущего дополнительно структурирует битум Высокая степень дисперсности частиц наполнителя, размер которых соизмерим с размерами асфальтено-вых комплексов и расстояниями между ними, позволяет им, встраиваясь в асфальтеновый каркас битума, повышать структурную прочность резино-битумного вяжущего
Показано, что приготовление щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей с использованием РБВ позволяет отказаться от применения стабилизирующих добавок и значительно улучшает экологические параметры процесса модификации асфальтобетонной смеси Отмечено улучшение нормируемых показателей асфальтобетона на основе РБВ по сравнению с исходным битумом и полимер битумным вяжущим, что обеспечивает повышение траспортно-эксплуатационных характеристик и работоспособность асфальтобетонных покрытий
Практическая значимость. Установлены количественные соотношения компонентов композиционного резино битумного вяжущего, обеспечивающие оптимальные свойства РБВ
Разработана технология приготовления РБВ с возможностью корректировки технологических параметров, в зависимости от особенностей структурного типа битума и степени структурированности резиновой крошки
Доказано повышение эксплуатационных свойств асфальтобетонных покрытий при применении резино битумного вяжущего, по сравнению с исходным битумом и полимер битумным вяжущим в более широком диапазоне эксплуатационных температур
Внедрение результатов исследований. Для производств енного внедрения результатов диссертационной работы разработаны нормативные документы Производство композиционного резинобитумного вяжущего Технические условия", методические рекомендации Устройство слоев покрытий из резино асфальтобетона на основе композиционного резиноби-тумного вяжущего"
Результаты исследования апробированы в производственных условиях на автомобильной дороге Владимир-Муром-Арзамас" Владимирской области
Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных исследований и промьппленного внедрения используются Б учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по специальности 270205 Автомобильные дороги и аэродромь^ и инженеров по специальности 270204 Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство", 271501 Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей"
Подана заявка на получение патента на изобретение Композиционное резино битумное вяжущее" №2013113643, дата приоритета 26 03 2013
Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на региональных, всероссийских и международных научно-практических и научно-технических конференциях Международная конференция Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных объектов",Санкт-Петербург, 2011, Международная научно-практическая конференция Молодежь и научно-технический прогресс", Губкин, 2011, Международная научно-практическая конференция молодых ученых, Белгород, 2011, Международная научно-практическая конференция БГТУ, Белгород, 2011, Двенадцатая научно-практическая конференция Безопасность движения поездов", Москва , 2011, Международная молодежная научная конференция XXXV111 Гага-ринские чтения", Москва, 2012 (3 место), научно-практическая конференция Белгородская область вчера, сегодня, завтра», Белгород, 2012 Принято участие конкурсах "111-м Международном конкурсе идей 1Q-Chem" по инновационньлїі решениям в области производства и применения нефтехимических продуктов, Москва, 2012, Участник молодежного научно-инновационного конкурса - 2012», Участник молодежного научно-инновационного конкурса - 2013", Международная научная конференция Эффективные композиты для архитектурной геоники». Международная научно-практическая конференция Инновационные материалы, технологии и оборудования для строительства современных транспортных сооружению'
Публикации* По теме диссертации опубликовано двенадцать научных работ, б том числе дае статьи б научных журналах, рекомендованных к публикации ВАК РФ
Структура диссертации* Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих бьшодоб и приложений Содержит 152 страниц машинописного текста, включающего 40 рисунков и фотографий, 23 таблиц, библиографический список из 161 наименований, 4 приложения На защиту выносятся:
механизм структур о образования композиционного резино битумного вяжущего,
характер влияния особенностей химического состава, степени структурированности модификатора, технологии его измельчения и структурного типа исходного битума на конечные свойства композиционного резино битумного вяжущего,
состав композиционного резино битумного вяжущего, модифицированного продуктами переработки резинотехнических изделий,
технологии приготовления резино асфальтобетонной смеси и устройства асфальтобетонных слоев покрытий с применением РБВ,
результаты внедрения
