Введение к работе
s> <-> ZZ-
Актуальность работы. Высокая интенсивность движения и перегрузка автомобильных дорог большегрузным транспортом в совокупности с отрицательным воздействием атмосферных факторов приводят к интенсивному образованию трещин на асфальтобетонных покрытиях. Используемые в настоящее время материалы в строительстве автомобильных дорог пока не позволяют проработать дорожному полотну весь межремонтный срок без появления различных дефектов. Поэтому для продления сроков службы и сохранения существующих дорожных покрытий в нормативном состоянии необходимо регулярно заниматься ремонтом, в том числе санацией трещин.
Низкие темпы капитального строительства и реконструкции привели к ухудшению эксплуатационного состояния существующей сети автомобильных дорог и значительному накоплению «недоремонта», а затраты на ремонт и заделку трещин стали значительной статьей расходов в содержании автомобильной дороги в процессе эксплуатации. Поэтому потребное і ь в эффективных герметизирующих материалах для ремонта дорожных покрытий из года в год растет.
На российском рынке отсутствуют технически эффективные и недорогие отечественные герметизирующие материалы. Из-за низкой теплостойкости, недостаточной адгезионно-когезионнои прочности, неудовлетворительных показателей упруго-эластичных свойств и трещиностойкости они недолговечны. Применение же зарубежных герметиков не всеїда целесообразно из-за их высокой стоимости.
В настоящее время существуют научные предпосылки для создания высококачественных герметизирующих материалов. Развиты теоретические и научные основы получения битумполимерных композиций с заданными свойствами. Россия располагает существенной сырьевой базой для получения таких материалов. Имеется большой выбор разнообразных по составу и свойствам битумных вяжущих веществ. Налажено производство полимерных модификаторов, имеются техногенные отходы и вторичные продукты, которые могут быть использованы для этих целей.
В связи с этим, решение проблемы разработки новых недорогих герметизирующих материалов с высокими технико-эксплуатационными свойствами, предназначенных для санации трещин покрытий автомобильных дорог, представляется актуальной задачей и имеет большое народнохозяйственное значение.
Целью настоящей работы является исследование битумполимерных наполненных композиций и получение на их основе герметизирующих материалов, предназначенных для санации трещин покрытий автомобильных дорог.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
- исследовать оптимальные параім*№р%і ЛОДй0||ОД,с)эдШ:щения компонентов в герметизирующих кМб4Нмкиод I
чР»гг
разработать составы герметизирующих битумлолимерных наполненных композиций с оптимальными свойствами;
установить особенности технологии приготовления герметизирующих
композиций;
- исследовать физико-механические свойства герметизирующих
композиций;
исследовать стойкость герметизирующих композиций к старению;
провести технико-экономическую оценку эффективности использования разработанных герметизирующих композиций.
Научная новизна работы.
о Впервые исследована совместная модификация битума стирол-
бутадиен-стирольным термоэластопластом (SBS), твердым остатком пиролиза (ТОП) автомобильных шин, резиновой крошкой и адгегионнои присадкой. Изучено влияние и роль адгезионных присадок в формировании агрегативно и седиментационно устойчивых наполненных композиций.
о Установлены закономерности влияния модифицирующих добавок
на свойства герметизирующих композиций. Выявлено, что введение ТОП, резиновой крошки и раствора SBS в оптимальных концентрациях позволяет уменьшить пластичность, увеличить теплостойкость и упруго-эластичные свойства композиций.
о Методами математического планирования эксперимента впервые
получены зависимости, описывающие влияние состава битумполимерных композиций и модификаторов на технические свойства герметизирующих материалов. Установлено, что на изменение теплостойкости и пластичности оказывает большое влияние содержание резиновой крошки, несколько менее содержание ТОП, а содержание раствора SBS наиболее существенно влияет на изменение упруго-эластичных свойств и трещиностойкости.
о Методами РФА и ДТА установлено, что компоненты в
герметизирующей композиции взаимодействуют между собой с образованием неидентифицированных кристаллических соединений, что приводит к формированию аморфно-кристаллической структуры герметизирующей композиции.
о Получены закономерности изменения технических свойств в
зависимости от воздействия различных факторов. Установлено, что в начальный период экспозиции происходит некоторое изменение свойств (до 15%), что связано с дистилляцией остатков легких фракций пластификатора. В дальнейшем процесс стабилизируется. Наибольшее влияние на изменение технических свойств (упруго-эластичных, адгезионных и др.) оказывает длительное воздействие высоких температур. Доказано, что введением активных тонкодисперсных углеродсодержащих наполнителей в количестве 10-20% достигается существенное замедление процессов старения герметизирующих битумполимерных наполненных композиций.
Практическая значимость работы. Разработаны оптимальные составы герметизирующих битумполимерных наполненных композиций, пригодных для санации трещин покрытий автомобильных дорог и технология их получения. Освоение производства таких материалов позволит расширить номенклатуру относительно недорогих отечественных герметизирующих материалов горячего применения.
Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на
научно-технических конференциях КазГАСУ, г. Казань (2004-2005г.г.); I
ч Научно-практической конференции «Стройгерметик 2005» (г.Дзержинск, 2005
г.); Международной научно-практической конференции «Битум в дорожном
строительстве» МАДИ (ГТУ), (г.Москва, 2005 г.); IV Международной научно-
k практической конференции «Автомобиль и техносфера» (г.Казань, 2005 г.); V
Республиканской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Наука. Инновации. Бизнес». (г.Казань, 2005).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 10 печатных работах, в том числе 6 статьях, 3 тезисах докладов. Разработанная герметизирующая композиция защищена 1 патентом на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка использованных источников из 154 наименований и шести приложений. Диссертация изложена на 180 страницах машинописного текста, содержит 26 таблиц, 52 рисунка.
Автор выражает благодарность коллективам аналитической лаборатории ЦНИИГеолнеруд и лаборатории «Литологии» КГУ, кафедрам ТСМИК и строительных материалов КазГАСУ за оказанную помощь при выполнении работы.
