Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Аналитический обзор научно-технической литературы и патентов по влиянию различных минеральных порошков и асфальтовяжущего на формирование структуры асфальтобетона и его эксплуатационные свойства 10
1.1. Применение различных минеральных порошков и асфальтовяжущих в асфальтобетоне 10
1.2. Формирование структуры асфальтобетона и регулирование его эксплуатационных свойств 15
1.3. Особенности применения извести в составе асфальтобетона 20
Выводы по главе 1 29
ГЛАВА 2. Теоретические представления о химических пюцессах получения карбидной извести, ее экологическом улучшении и физикахимическом взаимодействии с битумом и минеральным материалом в асфальтобетоне 31
2.1. Процессы производства карбидной извести-пушонки с учетом соблю дения требуемых экологических условий 31
22. Физико-химические взаимодействия карбидной извести с битумом и минеральным материалом 39
Выводы по главе 2 42
ГЛАВА 3. Экспериментальная часть 43
3.1. Объекты и методы исследования 43
3.2. Сопоставление состава и свойств карбидной извести со свойствами известнякового минерального порошка 48
3.3. Свойства асфальтовяжущих веществ 51
3.4. Дериватография и инфракрасные спектры минеральных порошков и асфальтовяжущих 56
3.5. Показатели физико-механических свойств асфальтобетонов 67
3.6. Применение метода планирования эксперимента для исследования комплексного влияния содержания карбидной извести и битума на приоритет ные свойства асфальтобетона 73
Выводы по главе 3 87
ГЛАВА4 Опытно-пюизводственное использование асфальтобетона с применением карбидной извести в сгюишльсгве доюжных покрытий - 89
4.1. Приготовление и испытания асфальтобетона во время строительства и эксплуатации опытных участков дорожных покрытий 89
4.2. Технико-экономическая эффективность применения асфальтобетона с карбидной известью в строительстве дорожных покрытий 95
Общие выводы 98
Бибжографический список 100
Приложения 112
- Применение различных минеральных порошков и асфальтовяжущих в асфальтобетоне
- Процессы производства карбидной извести-пушонки с учетом соблю дения требуемых экологических условий
- Сопоставление состава и свойств карбидной извести со свойствами известнякового минерального порошка
- Приготовление и испытания асфальтобетона во время строительства и эксплуатации опытных участков дорожных покрытий
Введение к работе
Одно из важнейших значений для обеспечения высокого качества асфальтобетона верхнего слоя дорожного покрытия имеет минеральный порошок, свойства которого должны благотворно влиять на взаимодействие с битумом, способствуя надежной длительной эксплуатации автомобильной дороги. Традиционный известняковый минеральный порошок зачастую заменяют вторичными продуктами и отходами промышленного производства, но при этом требуется научно-техническое и экономическое обоснование их применения.
Особую ценность представляют не дорогие, достаточно однородные по свойствам, многотоннажные порошкообразные минеральные материалы, используемые без дополнительной переработки, обычно являющиеся вторичной промышленной продукцией или отходами, способствующие высокой работоспособности асфальтобетона в конкретных дорожно-климатических условиях. Весьма эффективна пыль электрофильтров при производстве извести, содержащая большое количество оксида кальция СаО, значительно превышающее 3% допуск, регламентированный ГОСТ 9128-97. Во многих странах для улучшения свойств асфальтобетона используют в его составе также добавки гидрата окиси кальция Са(ОН)г, или извести-пушонки. К аналогичным материалам относится побочный продукт производства карбида кальция Волгоградского ОАО «Химпром», представленный порошкообразным гидратом окиси кальция (не менее 80% по массе), названного карбидной известью-пушонкой марки КИ-80 при ежесуточном выходе для реализации потребителям не менее 150 тонн, то есть около 50000 тонн в год. По зерновому составу порошок соответствует стандартизированным техническим требованиям, указанным в ГОСТ Р 52129-2003. Показатели других свойств, отклоняющихся от стандарта, подлежат научно-техническому обоснованию в составе асфальтобетона, при этом следует учитывать закон о техническом регулировании. Недостаток КИ-80 заключа ется в том, что она относится по санитарно-эпидемиологическому заключению к умеренно опасным веществам 3 класса, обращение с которой требует соблюдения определенных мер по экологическим условиям и технике безопасности. Предельно допускаемая концентрация в воздухе для свежеприго-товленной КИ-80 составляет 2 мг/м , поэтому погрузо-разгрузочные работы и хранение следует осуществлять в герметичных условиях.
Известные из научно-технической литературы положительные свойства гашеной и негашеной извести в составе асфальтобетона позволяют надеяться на возможность использования сравнительно дешевой карбидной извести для строительства дорожных асфальтобетонных покрытий.
Актуальность принятого направления исследования возможности и особенностей использования карбидной извести в качестве минерального порошка асфальтобетонных смесей для устройства дорожных покрытий из плотного асфальтобетона объясняется не только региональной необеспеченностью дорожного строительства традиционным известняковым минеральным порошком, экономическим фактором снижения стоимости полуфабриката при условии соблюдения технических требований к асфальтобетону в определенных дорожно-климатических зонах, но и ожидаемым увеличенным сроком службы дорожного покрытия. При вовлечении карбидной извести-пушонки в строительство асфальтобетонных покрытий одновременно решается вопрос прекращения значительных захоронений не использованного известкового материала под землей.
Ранее негашеную и гашеную известь рекомендовали применять как активирующую небольшую добавку в минеральные материалы кислого характера для улучшения адгезии битума, а также для приготовления улучшенных асфальтобетонных смесей. Порошкообразный минеральный материал, содержащий до 40% оксида кальция, получаемый при производстве извести, обосновано использовали в качестве эффективного минерального порошка. Оставалась совершенно не изученной проблема полной или частичной замены минерального порошка карбидной известью-пушонкой в ас фальтобетоне, что не потребует усложнения технологии в связи с необходимостью дозирования двух компонентов минерального порошка. Не достаточно была разработана теоретическая база по особенностям поведения, взаимодействия с битумом негашеной извести и извести-пушонки при различных составах асфальтовяжущего вещества.
Цель данной работы заключается в научном и практическом обосновании оптимальных условий использования карбидной извести-пушонки в составе плотного асфальтобетона при строительстве дорожных покрытий.
Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих основных задач:
- изучить процесс получения карбидной извести-пушонки с адсорбированной газовой фазой при производстве карбида кальция;
- улучшить экологические условия при использовании карбидной извести в строительстве асфальтобетонных покрытий;
- разработать уточненные теоретические положения по физико- химическому взаимодействию карбидной извести с битумом и минеральным материалом в асфальтобетоне;
- экспериментально выявить адсорбционную активность карбидной извести и термоокислительную устойчивость асфальтовяжущего;
- обосновать оптимальный состав асфальтовяжущего в асфальтобетоне для обеспечения лучших показателей физико-механических свойств;
- проанализировать результаты опытного строительства участков асфальтобетонных покрытий с применением карбидной извести.
Научная новизна: - теоретически показаны три разновидности образующихся связей битума с карбидной известью: водородные, хемосорбционные и обменные при участии стабильных и активных свободных радикалов битума; ионы кальция сдерживают подвижность кислородсодержащих функциональных групп, предотвращая образование перекисей, способствующих термоокислительному старению битума;
- экспериментально подтверждено замедление термоокислительного старения битума в асфальтовяжущем под воздействием карбидной извести; аналогичное воздействие следует из результатов испытаний вырубок асфальтобетонного покрытия, находящегося 8 лет в эксплуатации;
- показана повышенная структурирующая битум способность и битумоем-кость карбидной извести по сравнению со свойствами, проявляемыми известняковым минеральным порошком;
- установлено оптимальное массовое соотношение битума с КИ-80, (Б/П), соответствующее максимальной сдвигоустойчивости асфальтовяжущего и асфальтобетона, предотвращая колееобразование на дорожном покрытии;
- показана достаточная длительная водостойкость асфальтобетона, при замене известнякового порошка на карбидную известь;
- выведены математические уравнения зависимости длительной водостойкости и прочности при сжатии при 50°С от содержания битума и карбидной извести в плотном асфальтобетоне типа Г.
Практическая значимость. Разработаны и испытаны составы асфальтобетонов с различным содержанием карбидной извести, обеспечивающие определенные физико-механические свойства. Установлена возможность применения карбидной извести с повышенной 10% влажностью как для приготовления горячих, так и холодных водосодержащих органоминераль-ных смесей, пригодных для строительства дорожных покрытий.
Построены опытные участки дорожных асфальтобетонных покрытий с использованием карбидной извести на городских дорогах с высокой интенсивностью движения. Покрытия находятся в хорошем состоянии, на них отсутствует колейность и разрушения. Один участок, протяженностью более 300 м., эксплуатируется в течение 8 лет без проведения ремонтных работ, другой построен в 2004 г. на главной городской автомагистрали (проспект им. Ленина).
Результаты работы используются в учебном процессе при изучении разделов по технологии строительства асфальтобетонных покрытий и контро лю качества для студентов специальности 270205 «Автомобильные дороги и аэродромы».
Автор защищает:
- теоретические положения взаимодействий битума с карбидной известью, обеспечивающие усиленные когезионные и адгезионные связи в асфальто-вяжущем;
- технологические возможности улучшения экологического фактора при работе с карбидной известью;
- обоснование замены известнякового минерального порошка карбидной известью с целью улучшения свойств асфальтобетона;
- возможность применения карбидной извести в горячих асфальтобетонных и холодных водосодержащих органоминеральных смесях с максимально допускаемой 10% влажностью КИ-80 по техническим условиям поставщика;
- эффективность использования карбидной извести в качестве минерального порошка для плотного асфальтобетона.
Достоверность полученных результатов подтверждена применением стандартизированных и специальных современных методов исследования, статистической обработкой экспериментальных данных с доверительной вероятностью 0,95 и проверкой результатов исследований при строительстве опытных участков дорожных покрытий.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-технических конференциях:
- «Региональные технологические и экономико-социальные проблемы развития строительного комплекса Волгоградской области»,ч.1 (Волгоград, 2003 г);
- Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава (Волгоград.2004 г.);
- Научно-техническая конференция « Экологические проблемы в транс-портно-дорожном комплексе» (Москва, 2005 г.);
- IV Международная научно-техническая конференция (Волгоград, 2005 г.)
- Ill Росийско-Германская научно-практическая конференция (Волгоград, 2006 г.);
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 7 печатных трудов, включая доклады, научные статьи в сборниках и научных журналах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов, содержит 111 страниц машинописного текста, 29 рисунков, 25 таблиц, списка литературы из 126 наименований и 4 приложений.
Применение различных минеральных порошков и асфальтовяжущих в асфальтобетоне
В наиболее сложных условиях эксплуатации автомобильных дорог находится плотный и высокоплотный верхний слой асфальтобетонного дорожного покрытия, содержащий в своем составе асфальтовяжущее вещество, представленное смесью битума с минеральным порошком. Многофункциональное значение минерального порошка и асфальтовяжущего, их влияние на структуру и свойства асфальтобетона описано в многочисленных работах, среди которых в аналитическом обзоре рассмотрены публикации [1-41]. П. В. Сахаров впервые важнейшее значение придал асфалыовяжущему веществу при проектировании состава асфальтобетона, прогнозировании его эксплуатационных свойств [1]. Это основное положение получило развитие в работах И.А. Рыбьева и других исследователей [4-11], классифицировавших минеральные порошки по активности взаимодействия с битумом и установивших закономерности поведения асфальтовяжущих при различных массовых соотношениях битума и порошка Б/П. Из природных инертных минеральных материалов, не изменяющих во времени свой химический состав и физико-механические свойства, предпочтение перед кремнеземом получил ставший традиционным известняковый порошок, отнесенный к активным порошкам в связи с особенностями кристаллического строения. Преобладание положительного электрического заряда в виде ионов кальция на поверхности кристаллических решеток у известняка обеспечивает улучшенное адгезионное взаимодействие с электроотрицательными активными функциональными группами битумов, в то время как порошок из кремнезема характеризуется низкой активностью в связи с электроотрицательностью кислорода на поверхности частиц и худшим взаимодействием с битумом. Минеральные порошки имеют очень большую удельную поверхность, значительно структурируют битум, упрочняя тонкие, склеивающие минеральный материал, прослойки вяжущего. Н.В. Горелышев [53] показал значительное увеличение когезии битума, его структурирование, при уменьшении толщины склеивающей металлические пластины прослойки битума. Известняк более интенсивно структурирует битум по сравнению с кремнеземом [9, 44, 54, 55], повышает прочность и водостойкость асфальтобетона при определенных составах асфальтовяжущего. Активированные, гидрофобные известняковые минеральные порошки обладают неоспоримыми преимуществами перед неактивированными [11, 19, 52, 56], однако они дороже и производятся по усложненной технологии. Вместо традиционного известнякового минерального порошка находят применение различные вторичные продукты промышленного производства, разнообразные порошкообразные отходы [22, 57-70] свойства которых после определенных технологических воздействий соответствуют предъявляемым требованиям, не ухудшая качества асфальтобетона дорожных покрытий в заданных эксплуатационных условиях. Особое внимание в аналитическом обзоре уделено, содержащим известь минеральным порошкам, в состав которых входят оксид или гидрат окиси кальция [4, 16, 18, 21, 26, 27, 28-39, 42, 46, 47, 49-51]. Известь обладает высокой адсорбционной способностью, химической активностью, повышает прочность и водостойкость асфальтобетона, замедляет его старение, применяется как весьма эффективный эмульгатор битума во влажных органоми-неральных смесях, нейтрализует вредное действие глинистых примесей при укреплении грунтов. В указанных многочисленных публикациях чаще всего применяются небольшие количества извести, выполняя роль активатора, модифицирующего минеральную поверхность кислых минеральных мате риалов, добавок к инактивным минеральным порошкам. Опровержение минимального стандартизированного ограничения содержания активных СаО + MgO в составе минерального порошка показано в работе [42], где обоснован значительно больший допуск количества негашеной извести, но не рассмотрена правомерность применения предельно максимального количества извести-пушонки, существенно отличающейся свойствами от оксида кальция.
Минеральные порошки марок МП-1, МП-2 охарактеризованы различными нормированными свойствами, структурируя вяжущее, усиливая коге-зию и адгезию контактирующего с ними битума в зависимости от кристал-лохимических особенностей [43-45,48]. Предельные значения влажности и битумоемкости порошков в обновленном ГОСТе [48] для марок МП-2, к которым относится и исследуемая нами карбидная известь-пушонка, соответствующая ТУ 301-06-90, следует расширить, поскольку не ухудшаются стандартизированные показатели свойств асфальтобетона и органомине-ральных материалов, как показано в результатах нашей экспериментальной части и опытном строительстве. Массовое соотношение битума и минерального порошка в асфальтовяжущем влияет на образование микроструктуры и физико-механические показатели асфальтобетона. Структурированный битум в асфальтовяжущем не должен быстро стареть, становиться хрупким под воздействием кислорода воздуха, солнечных лучей, высокой температуры и воды, обладая повышенной термоокислительной устойчивостью.
Процессы производства карбидной извести-пушонки с учетом соблю дения требуемых экологических условий
Производство на Волгоградском ОАО «Химпром» карбида кальция, являющегося целевым продуктом, основано на реализации химической реакции взаимодействия негашеной извести СаО с углеродом при высокой температуре СаО + ЗС = СаС2 + СО (2.1)
Карбид кальция нашел широкое применение главным образом в газосварочной технике для получения ацетилена: СаС2 + Н20 = Са(ОН)2 + С2Н2 (2.2)
В технологическом процессе производства карбида кальция образуется большое количество пылевидной фракции, содержащей химические соединения СаО, Са3Р2, CaS, CaCN2, MgC2. Пыль улавливается аспирационной системой (Рис.2.1), включающей увлажнение, так как сухое пылеулавливание не достаточно эффективно. Влажная среда содержит небольшое количество воды, необходимое для получения порошкообразной извести-пушонки.
Взаимодействие отмеченных соединений с ограниченным количеством воды происходит в соответствии с уравнениями: СаО + Н20 = Са(ОН)2; (2.3) Са3Р2 + 6Н20 =ЗСа(ОН)2 +2РН3; (2.4) CaS + 2H20 = Ca(OH)2 + H2S; (2.5) CaCN2 + 3H20 = СаСОз + 2NH3; (2.6) MgC2 + H20 = Mg(OH)2 + C2H2 (2.7)
В результате образуется карбидная известь, включающая в себя смесь всех полученных веществ. Общее содержание извести-пушонки Са(ОН)2 в карбидной извести марки КИ-80 не менее 80% в соответствии с ТУ 301-06-16-90. Распределение по размерам минеральных частиц (Рис.2.2) соответствует требованиям, предъявляемым к традиционным минеральным порошкам; медианный размер частиц - 41 мкм. Средняя массовая доля влаги по паспортным данным около 3%, а по ТУ не должна превышать 10%. При максимально допускаемой влажности происходит незначительное агрегирование частиц КИ-80, легко разрушаемое при погрузо-разгрузочных операциях с помощью ковшевых погрузчиков или сжатого воздуха. На заводе предусмотрена отгрузка карбидной извести в цементовозы и в бункерные железнодорожные вагоны. Наряду с известными свойствами обычной извести-пушонки карбидная известь имеет специфический неприятный для людей запах. Газовая фаза частично адсорбируется порошкообразным продуктом. Интенсивность запаха снижается во времени при хранении. Анализ химического состава КИ-80 в свежеприготовленном состоянии и через 1 год хранения подтвердил процесс ее медленного превращения в СаСОз. Через год содержание карбоната кальция увеличилось при соответствующем уменьшении содержания Са(ОН)2, как показано в экспериментальной части данной работы; значительного комкования КИ-80 не наблюдалось.
Кроме естественной десорбции, или выветривания газовой фазы во время хранения карбидной извести необходимо использовать химические способы нейтрализации экологически вредных соединений, в частности сероводорода, который образуется при взаимодействии примесей CaS с водой. Токсичность и агрессивность сероводорода и его производных для человека и окружающей среды известны, поэтому даже при малых количествах сероводорода нежелательно ограничиваться естественным процессом его десорбции в атмосферу. Ацетилен является основной газовой фазой, которая в чистом виде не обладает запахом и токсичностью, хорошо горит и проблем с его нейтрализацией не возникает.
Рассмотрим экологически безопасную, технически надежную и экономически эффективную технологию нейтрализации сероводорода с использованием местного реагента, представленного местным бишофитом. Природный бишофит содержит в качестве основной соли хлорид магния (92-96%) и другие химически активные соединения, придающие ему высокие каталитические свойства, ускоряя химические процессы.
Предложенный в ВолгГАСУ новый состав поглотительного раствора сероводорода содержит в качестве сорбента-окислителя комплексный хромовый окислитель в количестве 0,7-3,0 масс.%, природный бишофит в количестве 30-40 масс.%, пластификатор и воду. Полученные результаты показали, что природный бишофит более, чем на 20% эффективнее обычно используемых катализаторов, представленных ZnCb и хлоридом магния, который является основной солью самого бишофита, являющегося подходящей средой для получения поглотительных растворов с универсальными техническими параметрами, позволяющими использовать такие растворы в сложных промышленных условиях, что является важной характеристикой для очистки углеводородных газов с минимальными энергетическими затратами.
Технология очистки углеводородных газов от сероводорода производится в 2 этапа: - нейтрализация сероводорода комплексом хромового окислителя с получением элементарной серы, являющейся продуктом нейтрализации сероводорода, и нерастворимого гидроксида хрома, являющегося продук 36 том восстановления сорбента; - регенерация восстановленного сорбента кислородом воздуха, то есть окисление гидроксида хрома при температуре не ниже 0С, с получением первоначального хромового сорбента.
В присутствии катализатора происходит реакция: 2H2S + 02- S2+2H20.
Массовое соотношение сорбентов берется из расчета оптимальных концентраций с целью обеспечения необходимой степени очистки углеводородных газов с различным содержанием сероводорода при оптимальной объемной поглотительной способности раствора.
Сопоставление состава и свойств карбидной извести со свойствами известнякового минерального порошка
Свежеприготовленная карбидная известь в высушенном состоянии без газовой фазы в порошкообразном виде содержит следующие химические соединения:
Известняковый минеральный порошок представлен главным образом соединениями СаСОз и совершенно не содержит извести.
При хранении в отвалах до 1 года КИ подвергалась воздействию влаги и воздуха, при этом происходила значительная десорбция газовой фазы, существенно снижалась интенсивность запаха.
Через год хранения анализы показали увеличение соединений СаСОз до 20 % с соответствующим уменьшением количества Са(ОН)2, при этом образовалось очень малое количество Са(НС03)2. Удельная поверхность КИ в свежеприготовленном состоянии - 3970 см /г; через год хранения -3680 см /г. На основе зарегистрированного уменьшения удельной поверхности и определенных химических процессов при хранении КИ в отвалах можно полагать о некотором увеличении размеров ее частиц за счет карбонизации.
Результаты испытаний КИ и МП по ГОСТ Р 52129-2003 показали (Табл.3.1) существенное различие этих порошков практически по всем свойствам.
Повышенное значение битумоемкости КИ по сравнению с МП (Табл.3.1) объясняется меньшими размерами частиц КИ, а также усиленной адсорбцией, мощным структурирующим воздействием на битум. Следует отметить, что оптимизация физико-механических свойств асфальтобетона в случае замены МП на КИ при одинаковых количествах всех минеральных компонентов не привела к ожидаемой необходимости увеличения содержания битума в связи с высокой битумоемкостью КИ, только наблюдалось более рыхлое состояние горячей асфальтобетонной смеси и хорошая ее уплотняемость под давлением 40 МПа. Это можно объяснить образованием дополнительных кристаллизационных связей в комбинации с конденсационными связями битума с минеральным материалом при уплотнении в структуре асфальтобетона, способствовавших усилению его сдвигоустойчивости и водостойкости. Очень малая насыпная плотность КИ придает ей хорошую подвижность, агрегирование частиц не наблюдается. Транспортировка КИ от завода-поставщика осуществляется цементовозами и бункерными железнодорожными вагонами.
Регламентированное стандартом водонасыщение асфальтовяжущего в пределах 4-5% соответствует значительно большему количеству битума в случае применения КИ по сравнению с МП (Рис.3.2.), что вызвано высокой битумоемкостью КИ, ее гидравлической активностью и особенностью испытания.
Экспериментально определяли адсорбционную активность минеральных порошков, которая оказывает влияние на структурирующую способность битума в зоне контакта. Оценку адсорбционной активности получали на основе определения изменений оптической плотности водного раствора метиленового голубого красителя, в который вводили сопоставляемые порошки. Через фиксированные интервалы времени контакта водного раствора с порошком регистрировали оптическую плотность. Время адсорбции принимали от 5 до 55 минут, поскольку при большем времени происходила стабилизация оптической плотности (Рис.3.3). Измерения проводились на приборе КФК-2, показавшем самую быструю и наиболее активную сорбционную способность свежеприготовленной КИ. Через минут оптическая плотность раствора в случае с КИ снизилась в 5 раз по сравнению с МП и в 2 раза по сравнению с хранившейся КИ в течение года. Наблюдается максимальная сорбция свежеприготовленной КИ и через 55 минут, но абсолютная разница при этом не высока. D
Рис. 3.3. Кинетика изменения оптической плотности D водного раствора метиленового голубого с порошками: 1 - известняковый минеральный порошок; 2 - карбидная известь через год хранения; 3 - свежая карбидная известь. В соответствии с полученными данными (Рис.3.3) следует ожидать наиболее высокую структурирующую битум способность свежеприготовленной КИ с составе асфальтовяжущего и асфальтобетона.
Приготовление и испытания асфальтобетона во время строительства и эксплуатации опытных участков дорожных покрытий
В дальнейшем работы были приостановлены из-за нарушения требований экологии и техники безопасности в связи с отсутствием закрытых складов для карбидной извести. После монтажа бункерных складов для карбидной извести опытное строительство было возобновлено в 2004 году на проспекте Ленина, являющемся основной городской автомагистралью.
В 1998 году на АБЗ выпускали асфальтобетонную смесь следующего состава: щебень известняковый фр. (5-20) мм -47%; песок речной с модулем крупности 1,5 -45%; карбидная известь-пушонка - 8%; битум Волгоградского НПЗ БНД90/130 - 5,5%. Результаты заводских испытаний образцов асфальтобетона во время опытного строительства в 1998 году из смесей и вырубок из покрытия, а также при обследовании покрытия со взятием и испытанием вырубок в 2005 и 2006 году с участием автора приведены в таблице 4.1.
Результаты испытаний асфальтобетона опытного участка дорожного покрытия, выполненные во время строительства, через 7 и 8 лет эксплуатации позволяют сделать следующие выводы. Подтверждено замедленное старение битума, так как прочностные характеристики асфальтобетона через 7 лет эксплуатации остались практически неизменными, через 8 лет возросли в среднем на 12%. Средняя плотность асфальтобетона стабильна, коэффициент уплотнения выше нормативного значения. Некоторое снижение водостойкости при длительном водонасыщении асфальтобетона не отразилось на эксплуатационном состоянии покрытия, коррозионное разрушение не наблюдается. Характерной особенностью карбидной извести по данным лабораторных и производственных испытаний является ее способность образовывать кристаллизационный каркас, придающий асфальтобетону высокий коэффициент внутреннего трения, компенсирующий пониженное сцепление при сдвиге при 50 С. Пониженное значение предела прочности при расколе при 0С и высокой скорости деформирования не следует рассматривать как фактор склонности к трещи необразован ию. Деформативность асфальтобетона при низких температурах обычно характеризует трещиностойкость.
Строители дорог в Волгограде в настоящее время повысили гарантийный срок нормального эксплуатационного состояния дорожного покрытия с 3 до 5 лет, поэтому 8 летний срок службы при хорошем, не требующим ремонта покрытии способствует сокращению эксплуатационных затрат до 60%, что также согласуется с приведенными данными об аналогичном замедлении термоокислительного старения асфальтовяжущего, показанного в экспериментальной части.
Положительный первичный опыт строительства и эксплуатации в течение 6 лет дорожного асфальтобетонного покрытия с применением карбидной извести, проведенная теоретическая и экспериментальная исследовательская работа, направленная на улучшение экологии, техники безопасности, оптимизацию состава и свойств асфальтовяжущего, асфальтобетона позволили продолжить в 2004 году опытно-производственное использование карбидной извести для строительства покрытия на проспекте имени Ленина г. Волгограда.
Карбидную известь от завода - поставщика доставляли цементовозами и разгружали в специальные бункеры ДСУ-2 и через непродолжительный срок хранения, не более недели, использовали в составе асфальтобетонной смеси. В качестве вяжущего применяли 6% битума БНД60/90, улучшенного добавкой 2% дивинилстирольного термоэластопласта (ДСТ). Минеральная часть состоит из известнякового щебня фр.(5-20) мм - 47%, мелкого речного песка -45%, карбидная известь - 8%. Состав асфальтобетонной смеси соответствовал 2 марке, типу Б. Во время строительства покрытия и через год взяты и испытаны вырубки (Табл. 4.2).
