Пивкин.ру - СОЮЗ ЯМОБОРЦЕВ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ

pivkin.ru

В России около 70 % грузов перевозят автомобильным транспортом. Большие денежные суммы расходуются на строительство новых дорог и на ремонт существующих. 

На дорожное покрытие постоянно возрастают нагрузки, а также увеличивается интенсивность движения. Специфические условия эксплуатации объектов дорожного строительства (путепроводы, мосты, развязки) в различных климатических условиях вызывают необходимость предъявлять повышенные требования к дорожным покрытиям. Битум по ГОСТ 22245-90, не может удовлетворить эти требования полностью. В нашей стране проводятся работы по созданию современных материалов для устройства дорожных покрытий. Одно из них – это модификация битумов полимерными добавками.

ГОСТ 9128-2013 нормирует показатели физико-механических свойств полимерасфальтобетонных смесей и полимерасафльтобетона, в том числе показатели прочности, глубины вдавливания штампа, зерновые составы смесей с учетом вязкости ПБВ(полимерно-битумного вяжущего) на основе блоксополимеров типа стирол- бутадиен-стирол (СБС). 

Применение ПБВ в России в широком масштабе позволит значительно повысить качество покрытий, их долговечность, и как следствие сократить затраты на ремонт.

Асфальтобетонная смесь представляет собой рационально подобранную смесь из песка, щебня, минерального порошка и битума нефтяного дорожного вязкого.

Основной вид нефтяного вяжущего, применяемого в асфальтобетонной смеси - это битум нефтяной, в идеальном варианте он должен быть пластичным, способным без разрушения выдерживать низкие температуры и перепады температур.

Экономически эффективными модификаторами для нефтяных битумов являются те, которые не дорогие по цене и обладают ниже перечисленными свойствами:

- не разрушаются при температуре приготовления смеси ;

- совместимы с битумом при проведении процесса перемешивания;

-увеличивают сопротивления битумов к воздействию сдвиговых напряжений и делают битум более «эластичным» при низких температурах;

-химически стабильны, сохраняют свои свойства в условиях работы в дорожном покрытии.

Наибольшее применение нашли полимеры типа СБС. Полимерасфаль- тобетонная смесь обладает лучшей уплотняемостью, смесь хорошо уплотняется при более низких температурах. 

Объем замкнутых пор в смеси с ПБВ на 20-30 % больше, чем у плотной горячей асфальтобетонной смеси. Полимерасфальтобетон удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к горячему асфальтобетону по ГОСТ 9128-2013, характеризуется высокими прочностью при 50º С, водо - и морозостойкостью.

Полимерасфальтобетон менее чувствителен к колебаниям температуры, он отличается от асфальтобетона большей деформативной трещино-стойкостью, сдвигоустойчивостью и долговременной прочностью.

В СоюздорНИИ проводились научные исследования по вопросу компонентного состава и изучению физико-механических свойств полимерно-битумных вяжущих.

Так, были определены принципы выбора компонентов для приготовления ПБВ, а именно:

- кинетическая устойчивость,

- совместимость,

- эластичная сетка в ПБВ должна образовываться во всем объеме при минимальном содержании полимера,

- должна иметься возможность одновременного повышения теплостойкости и трещиностойкости ПБВ,

- нормы по токсичности, технологичности должны быть не ниже чем у битумов.

При получении ПБВ используют пластификатор, также для повышения адгезии к минеральным материалам кислых пород используют поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Термоэластопласты-блоксополимеры типа СБС, применяют для производства ПБВ, т.к. они хорошо растворяются в битуме и образуют пространственную структурную сетку из молекул полимера в битуме.

В качестве пластификатора возможно применение индустриального масла и др, в качестве ПАВ – "Амдор-9", "Дорос-АП", "БП-ЗМ". Содержание полимера колеблется от 1 до 4 % (по массе) для разных битумов и характеризуется резким изменением вязкости.

 

Коллоидная мельница

При производстве ПБВ используется коллоидная мельница, она измельчает полимерные частицы до молекулярного уровня и равномерно распределяет их в битуме.

Битум, содержащий некоторое количество полимера, которое необходимо для образования пространственной структуры это новое вяжущее и называется ПБВ.

ПБВ в зависимости от глубины проникания иглы при 25°С подразделяются на следующие марки: ПБВ 300, ПБВ 200, ПБВ 130, ПБВ 90, ПБВ 60, ПБВ 40.

При применении пластификатора получается ПБВ высокого качества при минимальном содержании полимера, улучшается удобоукладываемость и уплотняемость полимерасфальтобетонных смесей, появляется возможность обеспечить необходимое качество покрытий по сдвигоустойчивости и трещиностойкости. Эластичная сетка придает ему способность к ориентации при отрицательных температурах. Процесс ориентации обусловлен возможностью пластического деформирования при высокой вязкости системы, которая фиксирует эту сетку в растянутом состоянии, армируя этот материал.

Срок службы верхнего слоя покрытия с использованием ПБВ увеличивается в 1,5-3 раза.

Преимуществом ПБВ является возможность регулировать свойства за счет изменения процентного соотношения полимера и пластификатора, что позволяет использовать его в любых климатических условиях.

Полимерасфальтобетон – это дисперсная система, где частицами дисперсной фазы являются частицы минеральных материалов, адсобрировавшие на своей поверхности и поглотившие в свои поры часть компонетов вяжущего, а дисперсионной средой является дисперсионная среда вяжущего.

В России особые климатические условия, поэтому предпочтительней применять в качестве вяжущего материал, имеющий повышенную трещиностойкость, теплостойкость, адгезию и эластичность.

В зарубежной практике для устройства дорожных покрытий, при необходимости, используются композиционные материалы на основе битума и модификаторов, таких как сера, каучук, термопластичные полимеры (полиэтилен, полипропилен и другие), термопластичные каучуки , а также блоксополимеры стирол-бутадиен-стирола (СБС).

Использование в рецептуре асфальтобетонной смеси ПБВ на основе полимера типа СБС, обеспечивает дорожному покрытию способность к быстрому снятию напряжений, возникающих в покрытии под воздействием движущегося транспорта. В настоящее время за рубежом композиции битума с разным содержанием полимера типа СБС находят широкое применение для устройства дорожных одежд на искусственных сооружениях (мостах, дорожных развязках и пр.) и, как показывает опыт, обеспечивают длительные сроки работы покрытий. При работе с битумами, модифицированными полимерами, нельзя не учитывать особенности их структуры и свойств. Игнорирование этих знаний приведет к получению некачественных полимерно-битумных материалов, а следовательно, и к неоправданным затратам вследствие применения дорогостоящих полимеров в такой материалоемкой отрасли, как дорожное строительство. 

В последние годы в верхних слоях покрытия применяют битум с добавлением ПАВ – КАП (катионно-адгезионная присадка).Битумы нефтяные дорожные и полимерно-битумные вяжущие, как правило, не имеют удовлетворительного сцепления с минеральными материалами кислых пород (гранитом). При плохом сцеплении вяжущего с минеральной частью смеси снижается водоустойчивость асфальтобетона, происходит выкрашивание, образуются выбоины на дорожном покрытии и в дальнейшем происходит его разрушение. Применение КАП обеспечивает прочное сцепление с поверхностью кислых каменных материалов-гранитов.

Ведущий инженер ЛИКСДОиГ ГБУ «ЦЭИИС» Пагнуева Е.П. 

Использованная литература:

Автомобильные дороги . Выпуск 4. ПБВ на основе СБС для дорожного строительства 2002 г.

 

 

Источник: https://www.mos.ru/stroinadzor/documents/issledovaniia-v-stroitelstve/view/134513220/