CC BY
37УДК 625.855.3
О ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ КОМПЛЕКСНОЙ МОДИФИКАЦИИ ДОРОЖНЫХ
АСФАЛЬТОБЕТОНОВ
Братчун В.И., Беспалов В.Л.
ГОУ ВПО ДонНАСА, ДНР, 286123, г. Макеевка, ул. Державина, 2, e-mail: bratv09@ yandex.ru
Аннотация. С использованием экспериментально-статистического метода планирования эксперимента установлено, что оптимальная массовая концентрация бутадиенметилстирольного каучука СКМС-30 в битумах III структурно-реологического типа БНД 40/60, БНД 60/90 должна составлять 2 - 3% мас., технической серы 25 - 30% мас., а массовая концентрация СКМС-30 на поверхности минерального порошка 0,5% мас. При данных концентрационных соотношениях формируется структурный слой модификатора, приводящий к усилению межмолекулярного взаимодействия на поверхности раздела фаз «битумополимерсерное вяжущее - поверхностно-активированный СКМС-30 минеральный порошок». Асфальтополимерсеробетонные смеси отличаются повышенной удобоукладываемостью и уплотняемостью в диапазоне температур 60 - 130°С. Асфальтополимерсеробетоны характеризуются широким интервалом вязкоупругого поведения. Температура перехода в вязкотекучее состояние 75°С, устойчивость по Маршаллу 23 кН против 15 кН для традиционного горячего асфальтобетона. Они более долговечны, коэффициент старения при 75°С и ультрафиолетовом облучении после 2000 часов прогрева составляет Кст = 1,25, для стандартного асфальтобетона Кст = 1,6; коэффициент водостойкости после 90 суток водонасыщения Квд = 0,87, коэффициент морозостойкости после 100 циклов, F = 0,83, для стандартного асфальтобетона F = 0,41.
Ключевые слова: высокотехнологичные горячие литые асфальтополимерсеробетонные смеси и асфальтоплмерсеробетоны повышенной долговечности.
ВВЕДЕНИЕ
Из критического анализа литературных источников по направленному регулированию структуры комплексно-модифицированных
асфальтобетонов установлено, что к настоящему времени недостаточно полно сформулированы теоретические положения получения
модифицированных асфальтобетонов повышенной долговечности; не исследованы явления и процессы, происходящие в асфальтобетонах с комплексно-модифицированной микроструктурой; отсутствуют данные: об оптимальных концентрационных соотношениях в системе «битум -бутадиенметилстирольный каучук СКМС-30 -техническая сера»; о параметрах технологических режимов производства
асфальтополимерсеробетонных смесей;
недостаточно изучены физические и деформационно-прочностные характеристики комплексно-модифицированных асфальтобетонов [1 - 16].
На основе методологии системного анализа предложенных физико-химических моделей
модифицированных асфальтовяжущих веществ и асфальтобетонов с использованием
экспериментально-статистического описания
разработаны и реализованы принципы получения комплексно-модифицированных горячих и литых асфальтобетонных смесей, которые позволяют комплексно решить проблему обеспечения покрытия нежесткой дорожной одежды автомобильной дороги способностью
противостоять одновременно колейности, усталостному разрушению, трещиностойкости и термоокислению, заключающиеся в комплексной модификации органических вяжущих полимером термодинамически совместимым с нефтяными дорожными битумами: бутадиенметилстирольный каучук СКМС-30 совместно с технической серой; и формированием в битуме пространственной полимерной сетки с расчетным количеством узлов и кинетически гибких цепей из макромолекул и надмолекулярных образований с одновременной поверхностной активацией СКМС-30 минеральных материалов асфальтобетонной смеси.
Целью исследования является теоретическое и экспериментальное обоснование способов
получения ресурсоэкономичных и технологичных комплексно-модифицированных горячих и литых асфальтобетонных смесей для строительства конструктивных слоев нежестких дорожных одежд повышенной долговечности путем установления закономерностей формирования структуры модифицированных органических вяжущих и контактной зоны на поверхности раздела фаз «комплексно-модифицированное органическое вяжущее - поверхностно-активированные СКМС-30, минеральные материалы асфальтобетона».
АНАЛИЗ ПУБЛИКАЦИЙ
Анализ теоретических и экспериментальных исследований, выполненных научными школами под руководством В.И. Братчуна, В.А. Веренько, Т.И. Горшениной, Л.М. Гохмана, В.А. Захарова, В.А. Золотарева, S.M. Prince, B.R. Gurmann и др. [1 - 16], свидетельствует, что одним из наиболее перспективных способов изменения состава и структуры дисперсионной среды битумов является модификация органического вяжущего
олигомерами (фенолформальдегидные,
эпоксидные, инденкумароновые смолы, кубовые остатки ректификации стирола и сырого бензола и др.), а также полимерами: термоэластопласты типа СБС в Европе, ДСТ в Российской Федерации (из общего количества полимеров, используемых для модификации битумов, термоэластопласты составляют 75 %); термопластичные полимеры (винилацетат, винилметилакрилаты, полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол и др. - 15%). На остальные разновидности полимеров-
модификаторов приходится, не более 10 % [11 - 15]. Одновременное воздействие на дисперсионную среду и дисперсную фазу битумов осуществляется полимерами в комплексе с дисперсной или гранулированной серой, а также полимером и активным дисперсным наполнителем.
Взаимодействие минеральных материалов и органических вяжущих является важнейшим элементом структурообразования в бетонах на органических вяжущих, так как оно, при прочих равных условиях, определяет прочность и деформативность асфальтобетонов при эксплуатационных температурах, способность противостоять изменяющемуся влажностному режиму и старению.
Анализ литературных источников
свидетельствует о том, что асфальтополимербетоны (горячий асфальтополимербетон и литой асфальтополимербетон с комплексно-
модифицированной микроструктурой, в которых
нефтяной дорожный битум модифицирован бутадиенметилстирольным каучуком СКМС-30 в комбинации с технической серой, а поверхность минеральных материалов активирована полимером (СКМС-30), не исследованы как физико-химические системы.
Теоретические положения формирования оптимальной структуры битумополимерсерного вяжущего и асфальтополимерсеробетона заключается в следующем.
Модификацию битума
бутадиенметилстирольным каучуком СКМС-30 необходимо вести из раствора в углеводородных фракциях.
Можно предположить, что в этом случае при концентрации СКМС-30 2 - 3% мас. в органическом вяжущем в области эксплуатационных температур сформируется термофлуктуационная пространственная
полимерная сетка (исследования Л.М. Гохмана). Узлами цепей из макромолекул и надмолекулярных образований СКМС-30 являются а-метилстирольные блоки, которые объединяются между собой с понижением температуры до точки перехода полистирола в стеклообразное состояние. Прочность термофлуктуационной
пространственной полимерной сетки будет определяться количеством узлов и энергией взаимодействия в них, а эластичность -кинетической гибкостью бутадиеновых цепей между узлами сетки.
По мере увеличения концентрации элементарной серы (температура объединения битума и серы 150 - 155° С) должно произойти увеличение общей структурированности системы в результате того, что незначительная часть серы должна принять участие в вулканизации бутадиенметилстирольного каучука (образуются преимущественно моносульфидные и поперечные полисульфидные связи). До 10% масс. серы вступит в химическое взаимодействие с углеводородами битума. Произойдет дегидрирование и
образование асфальтеноподобных веществ. Часть серы растворится (20 - 26% мас.). Остальная сера должна диспергироваться в битуме до коллоидного состояния. Это приведет к усилению коагуляционного структурообразования в битумополимерсерном вяжущем за счет взаимодействия частиц серы через прослойки полимера. В битумополимерсерном вяжущем возникнет трехмерная сопряженная сетка, узлами которой являются асфальтены, химически
связанная сера, кристаллы серы и коллоидно-диспергированная сера.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИСЛЕДОВАНИЙ
Объекты и методы исследования. В качестве органического вяжущего принят нефтяной дорожный битум БНД 40/60,
соответствующийтребованиям ДСТУ 4044-2011 (ГОСТ 22245-90).
Для комплексной модификации
микроструктуры асфальтобетона использован: каучук синтетический бутадиен-метилстирольный СКМС-30 АРКМ-15 (ГОСТ 11138-78); техническая сера (ГОСТ 127.1-93).
Использован известняковый минеральный порошок (МП): содержание СаСОэ - 92%; удельная поверхность 81,2 = 400 м2/кг; средняя плотность -2715 кг/м3; средняя плотность под нагрузкой 40 МПа - 1880 кг/м3; пустотность - 31,8%; битумоемкость - 50%.
Щебень и песок получены дроблением и рассевом гранита Каранского карьера (Донецкая область) со следующими показателями качества: дробимость - 6,2% (марка щебня по прочности -1400); истираемость щебня в полочном барабане -2,3%; насыпная плотность щебня - 1410 кг/м3; истинная плотность - 2670 кг/м3; морозостойкость Б > 200 циклов; содержание зерен лещадной и игольчатой формы - 6,5%.
Гранулометрический состав минеральной части принятого асфальтобетона, характеризуется частными остатками на ситах (мм): асфальтобетон тип «А»: 15...10 - 29%; 10...5 - 21%; 5...2,5 - 15%; 2,5...1,25 - 15%; 2,5.1,25 - 1%; Тип «Б»: 15.10 -22,8%; 10.5 - 17,2%; 5.2,5 - 17,2%; 2,5.1,25 -12,8%; 1,25.0,63 - 8,3%; 0,63.0,315 - 6,5%; 0,315.0,14 - 4,8%; 0,14.0,071 - 3,2%; минеральный порошок - 7,2%.
В настоящей работе кроме стандартных, принят ряд специальных методов исследования: калориметрический (микрокалориметр ДАК-1-1А), электронномикроскопический (сканирующий
микроскоп ИСИ-60А); инфракрасная спектроскопия (спектрометр 8ресогф; исследование усталостной долговечности при действии статических и динамических нагрузок в условиях двухстороннего изгиба выполнено на разработанной установке, которая позволяет выполнять исследования стандартных образцов-балочек (16-4-4 см) в режиме
постоянных циклических нагружений с определением количества циклов до разрушения и замеров величин прогиба образца. Режимы циклического нагружения: нагрузка от 0,1 до 0,5 с, отдых от 0,2 до 0,9 с. Величина циклической нагрузки 10-50% от разрушающей. Температурные режимы испытаний: -20°С; -10°С; 0°С; 10°С; 20°С. Для определения глубины вдавливания штампа при определении пластичности литых асфальтобетонов, определения подвижности литых
асфальтополимербетонных смесей, устойчивости по Маршаллу, моделирования уплотняемости асфальтобетонных смесей на кафедре «Автомобильные дороги и аэродромы» ГОУ ВПО «ДонНАСА» изготовлены приборы и оборудование в соответствии с нормативными документами.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ АНАЛИЗ
Данные, приведенные на (рис. 1), показывают, что активация поверхности минерального порошка бутадиенметилстирольным каучуком СКМС-30 из раствора в бензине приводит к значительному упрочнению межфазного контакта
«битумополимерсерное вяжущее - активированная СКМС-30 поверхность минерального порошка».
Зависимость предела прочности при сжатии асфальтополимерсеробетона имеет максимум при содержании 0,5% мас. СКМС-30 на поверхности минерального порошка. При данной концентрации термоэластопласта на поверхности минерального порошка (рис. 1) формируется олеофильный структурированный слой СКМС-30, который способствует усилению коагуляционного структурообразования в асфальтовяжущем веществе.
Составы асфальтополимерсерного вяжущего оптимизированы. Факторы варьирования -массовая концентрация в битуме СКМС-30 Х1 = 1 ... 5% мас. и технической серы Х2 = 20 ... 60% мас. Параметры оптимизации
асфальтополимерсеробетона, приготовленного на известняковом минеральном порошке, который активирован 0,5% мас. СКМС-30 : предел прочности при сжатии при 0°С Я0 (У1) - не более 12 МПа, при 75°С Я75 (У2) - не менее 1,2 МПа, а также коэффициент водостойкости при длительном водонасыщении Квд (Уз) - не менее 0,8. Регрессионный анализ выполнен с помощью ЭВМ по программе, написанной на языке МаШСАБ. У1(1) и У2(2) аппроксимированы полиномами второй степени, а У3 (3) первой:
R75, МПа10-1
Рис. 1. Диаграмма предела прочности при сжатии при температуре 75°С, R75 мелкозернистого асфальтобетона (тип Б), отличающегося составом асфальтовяжущего вещества: 1 - вяжущее - битум (Б), П25 = 59 0,1 мм, известняковый минеральный порошок (ИМП) не активирован; 2 - вяжущее - Б, П25= 5 9 0,1 мм с 2% мас. бутадиенметилстирольного каучука СКМС-30, ИМП не активирован; 3 - вяжущее - Б, П25 = 59 0,1 мм с 30% мас. технической серы (S), ИМП не
активирован; 4 - вяжущее - Б, П25 = 59 0,1 мм с 2% мас. СКМС-30 и 30% мас. S, ИМП не активирован; 5, 6, 7, 8 -вяжущее - Б, П25 = 59 0,1 мм с 2% мас. СКМС-30 и 30% мас. S, ИМП активирован 0,5% мас., 1,0% мас., 1,5% мас. и
2,0% мас. СКМС-30 соответственно.
Fig. 1. Compressive strength diagram at a temperature of 75°C, R75 of fine - grained asphalt concrete (type B), different composition of asphalt binder: 1 - binder - bitumen (B), P25 = 59 0,1 mm, limestone mineral powder (IMP) is not activated; 2 -binder-B, P25= 5 9 0.1 mm with 2% wt. butadiene methyl styrene rubber SKMS-30, IMP is not activated; 3 - astringent-B, P25 = 59 0.1 mm with 30% by weight. technical sulfur (S), IMP is not activated; 4 - binder - B, P25 = 59 0.1 mm with 2% by weight. SCMS-30 and 30% by weight. S, IMP is not activated; 5, 6, 7, 8 - astringent - B, P25 = 59 0.1 mm with 2% month. SCMS-30 and 30% by weight. S, IMP activated by 0,5% wt., 1,0% by weight., 1,5% by weight. and 2,0% by weight. SCMS-30, properly.
активированный СКМС-30 - минеральный порошок отсутствует. В то же время в системе «битумополимерсерное вяжущее - минеральный порошок, активированный 0,5% мас. СКМС-30», более четко проявляются полосы поглощения битума (ароматика, метильные группы), чем в системе «битумополимерсерное вяжущее -неактивированный минеральный порошок». Это свидетельствует о том, что слой структурированного бутадиен-метилстирольного каучука на поверхности минерального порошка улучшает смачивание его вяжущим и обеспечивает более сильное межмолекулярное взаимодействие на поверхности раздела фаз.
У1 (Х1, Х2) = 9,033 + 0,633 • Х1 + 0,825 • Х2 - 0,658
,2
x
(1)
У2 (Х1, Х2) = 1,367 + 0,177 • Х1 + 0,242 • Х2 - 0,225
2
x
Уэ (Х1, Х2) = 0,912 - 0,09 • Х2
(2) (3)
Коэффициент корреляции 0,97, 0,98 и 0,94, коэффициент вариации 0,034, 0,028 и 0,043 соответственно. Информационная способность моделей 1, 2, 3 проверена с помощью критерия Фишера. Определены доверительные интервалы значений для функций отклика. Выделена область оптимальных значений факторов системы «битум -бутадиенметилстирольный каучук - техническая сера», обеспечивающих заданные параметры оптимизации модифицированного
асфальтовяжущего вещества.
Термограммы ДТА, как и данные ИК -спектроскопии, свидетельствуют о том, что химическое взаимодействие на поверхности раздела фаз битумополимерсерное вяжущее -
Асфальтополимерсеробетонные смеси более технологичны, чем традиционные горячие асфальтобетонные. Оптимальный интервал температур уплотнения
асфальтополимерсеробетонных смесей с комплексно-модифицированной микроструктурой 60 - 130°С, а для горячих асфальтобетонных смесей, приготовленных на битуме БНД 40/60, 90 - 130°С. Это позволит продлить строительный сезон и время транспортирования асфальтобетонных смесей, увеличить эффективное время уплотнения.
Асфальтополимерсеробетоны с комплексно-модифицированной микроструктурой оптимальных составов характеризуются следующими показателями качества: предел прочности при сжатии, МПа при 0°С ^ = 8 - 10, при 20°С Я20 = 5,0 - 6,5, при 75°С Я75 = 1,2 - 1,4; набухание, % от объема - 0; водонасыщение, % от объема 1,5 - 2,0.
Предел прочности при изгибе при температуре 60°С для асфальтобетона с комплексно-модифицированным асфальтовяжущим веществом в 4,2 раза выше, в сравнении с традиционным горячим асфальтобетоном. Это обеспечит более высокую несущую способность и
сдвигоустойчивость асфальтобетонного покрытия с применением модифицированных
асфальтобетонов.
Асфальтополимерсеробетон характеризуется большими критическими напряжениями (сткр = 0,095 МПа), чем горячий асфальтобетон (0,045 МПа), а также более широким интервалом вязкоупругого поведения в покрытии дорожной одежды.
Температура стеклования для
асфальтополимерсеробетона равна минус 32,5°С, для горячего асфальтобетона на битуме БНД 40/60 -минус 17,5°С, а температура перехода в вязкотекучее состояние для
асфальтополимерсеробетона равна 75°С, для горячего асфальтобетона Твп = 41°С (рис. 2). Следовательно, температурный интервал вязкоупругого состояния модифицированного асфальтополимерсеробетона составляет 107,5°С, что на 49°С больше, чем у горячих асфальтобетонов по ДСТУ Б В.2.7-119:2011 (ГОСТ 9128-2013). Характерно, что модуль упругости асфальтополимерсеробетона при 50 ° С значительно выше, чем асфальтобетона, приготовленного на битуме БНД 40/60 (П25 = 590,1 мм) (рис. 2). Коэффициент пластичности
асфальтополимерсеробетона в диапазоне изученных температур -20 . 50°С линеен. Это свидетельствует о малом температурно-временном влиянии на реологические свойства асфальтополимерсеробетона.
Рис. 2. Температурная зависимость комплексного модуля упругости Е* асфальтобетона при частоте деформирования 0,05 Гц: 1 - мелкозернистый асфальтобетон (тип Б), приготовленный на битуме БНД 40/60 (П25 = 590,1 мм); 2 - мелкозернистый асфальтополимерсеробетон (битум П25 = 590,1 мм модифицирован 2% мас. СКМС-30 и 30% мас. технической серы, минеральный порошок поверхностно-активирован 0,5% мас. СКМС-30).
Fig. 2. Temperature dependence of the complex modulus of elasticity E* asphalt concrete at a deformation frequency of 0,05 Hz: 1 - fine-grained asphalt concrete (type B), prepared on bitumen BND 40/60 (P25 = 590,1 mm); 2 - fine-grained asphalt polymer (bitumen P25 = 590.1 mm modified 2% by weight. SCMS-30 and 30% by weight. technical sulfur, mineral powder is
surface-activated by 0,5% by weight. SKMS-30).
Асфальтополимерсеробетоны более
долговечны. Так, коэффициент старения (тепловой прогрев выполнен при температуре 75°С и ультрафиолетовом облучении в климатической камере ИП-1) после 2000 часов прогрева Кст = 1,25, а для горячего асфальтобетона Кст = 1,6. Коэффициент водостойкости при водонасыщении в течение
90 суток для асфальтополимерсеробетона составляет Квд = 0,87, а для традиционного асфальтобетона Квд = 0,59.
При оптимизации состава бинарной смеси литой асфальтополимерсеробетонной смеси "битумополимерсерное вяжущее - поверхностно-активированный минеральный порошок"
использован двухфакторный композиционный несимметричный план на трех целочисленных уровнях (-1; 0; +1) с коэффициентом корреляции между факторами Гу< 0.1, у = 1,2 и i ф j.
В качестве факторов, действующих на оптимизируемую систему, приняты: массовая концентрация минерального порошка,
активированного раствором СКМС-30 (0,5% мас. СКМС-30 в пересчете на твердое вещество к массе известнякового минерального порошка), Х1 (10 - 20% мас.); массовая концентрация битумополимерсерного вяжущего (битум БНД 40/60 (П25 = 59 0,1мм) модифицирован 2% мас. СКМС-30
по массе и 30% мас. технической серы), Х2 (6,5 - 10,5% мас.). В качестве параметров оптимизации состава матрицы
асфальтополимерсеробетона приняты: предел прочности на растяжение при изгибе при 0°С, У1 (Яизг, не менее 5,6 МПа); коэффициент длительной водостойкости У2 (Квд, не менее 0,96); подвижность смеси при 150°С (Уз, не менее 30 мм); глубина погружения штампа при 40°С, У4 (h, не более 4 мм).
Регрессионный анализ выполнен с помощью программы "Аса: 2,0". Получены уравнения регрессии в виде неполных и полных полиномов 2-й степени (4, 5, 6):
^ (Х,Х2)= 4,96 + 1,68• X + 1,36• х2 +1,28• х • х2 +1,24• х2 (4)
(м.к.к. = 0,981, Су=10,6%)
02 (X, X ) = 32 +15,5 - X + 7,3 • х2 - 2,39 • х2 (5)
(м.к.к. = 0,975, Су=14,4%) 04 (Х,Х ) = 3,43+0.33 • X + 0,52 • х2 + 0,39 • х • х2 + 0,22 • х2 + 0,32• х22 (6)
(м.к.к. = 0,985, Су = 4,7%)
Характерно, что при всех значениях факторов варьирования коэффициент длительной
водостойкости (У3) обеспечивается.
Исходя из ограничений по показателю пластичности литого асфальтополимерсеробетона (глубина погружения штампа) и по показателю подвижности при 150°С (осадка конуса), а также учитывая экономичность литого
асфальтополимерсеробетона установлено, что оптимальное содержание в смеси активированного минерального порошка должно быть 17 - 18% мас., а модифицированного органического вяжущего 8 - 9,5% мас. (рис. 3).
Литые асфальтополимерсеробетоны
характеризуются повышенным сопротивлением сдвига при высоких положительных температурах (условная жесткость по Маршаллу при 60°С 23,1 кН), повышенной плотностью, коэффициентом длительной водостойкости (90 суток), Квд = 0,89, коэффициентом морозостойкости после 100 циклов попеременного замораживания-оттаивания F = 0,85, коэффициентом теплового старения после 2000 часов прогрева в климатической камере ИП-1 при температуре 75°С и ультрафиолетовом облучении Кст = 1,27.
СТРОИТЕЛЬСТВО И ТЕХНОГЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ №11(63) - 2018
Рис. 3. Зависимость: предела прочности на растяжение при изгибе Rmr (МПа), при 0°С (У1) (а); подвижности асфальтополимерсеробетонной смеси ОК (мм) при 150°С (б); глубины погружения штампа при 40°С, h (мм), (в) и области оптимальных составов Optimal (г) асфальтополимерсерных вяжущих веществ от соотношения в системе поверхностно-активированного бутадиенметилстирольным каучуком СКМС-30 известнякового минерального порошка
и битумополимерсерного вяжущего.
Fig. 3. Dependence: tensile strength at the bend of the Rizg (MPa), at 0°C (Ui) (a); mobility of asphalt polymer-concrete mixture OK (mm) at 150°C (b); depth of immersion of the stamp at 40°C, h (mm), (C) and the area of optimal compositions (g) of asphalt polymer binders from the ratio in the system of surface-activated butadiene methyl rubber SCMS-30 limestone mineral powder
and bitumen polymer binder.
Формулы перехода от кодированных значений факторов к натурным
Х2
и
Xj
X =
X, =
x -15 5 ;
X - 8,5
х1 = 15 + 5-Xi
х2 = 8,5 + 2-Х2
(7)
(8)
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Асфальтополимербетоны с комплексно-модифицированной микроструктурой / Братчун В/И., Беспалов В/Л., Пактер М.К., Ахмед Талиб Мутташар Мутташар // «Наука и техника в дорожной отрасли»: Международный научно-технический журнал. Российская Федерация : Москва, ЗАО «Издательство «Дороги», 2013 (66), №3. С. 35 - 41.
1. Полимерно-битумные вяжущие материалы на основе СБС для дорожного строительства / Гохман Л.М., Гурарий Е.И., Давыдова А.Р., Давыдова Р.К. // М. : Государственная служба дорожного хозяйства Министерства транспорта Российской Федерации. Информавтодор, 2002. Вып. 4. 112 с.
2. Гезенцвей Л.Б. Асфальтовый бетон из активированных минеральных материалов. М.: Стройиздат, 1971. 256 с.
3. Теоретико-экспериментальные принципы получения дорожных бетонов на органических вяжущих повышенной долговечности с комплексно-модифицированной микроструктурой / Братчун В.И., Беспалов В.Л., Пактер М.К., Самойлова Е.Э., Ахмед Талиб Мутташар, Губарь А.В., Коннов Н.С., Гуляк Д.В. // Вестник ДонНАСА: сб. науч. трудов. Макеевка: ДонНАСА, 2012. Вып. 1(93). С. 25 - 40.
4. Бахрах Г.С. Усталостное разрушение асфальтобетонных покрытий и пути замедления этого процесса. Строительство и эксплуатация автомобильных дорог: Экспресс-информация ЦБНТИ Минавтодора РСФСР, 1980. Вып. 9. 40 с.
5. Золотарев В.А. Перспективы повышения долговечности асфальтобетона // Автомобильный транспорт и дорожное хозяйство на рубеже 3 -го тысячелетия. Харьков, ХГАДТУ, 2000. С. 58 - 61.
6. Золотарев В.А. Долговечность асфальтобетона при совместном действии нагрузок и агрессивных сред // Дорожная техника, 2011. С. 30
- 39.
7. Модифицированные битумные вяжущие, специальные битумы с добавками в дорожном строительстве / Всемирная дорожная ассоциация. Технический комитет «Нежесткие дороги» (88) // Пер. с франц. Золотарева В.А. Под общ. ред. Золотарева В.А., Братчуна В.И. Харьков, изд-во ХНАДУ, 2003. 229 с.
8. Полимерно-битумные вяжущие и асфальтобетоны на основе битумов, модифицированных Элвалоем [Текст] / Золотарев В.А., Ефремов С.В., Пыриг Я.И., Чугуенко С.А. // Вестник Харьковского автомобильно-дорожного университета, 2002. Вып. 19. С. 88 - 93.
9. Веренько В.А. Опыт применения модифицированных битумов и асфальтобетонов в республике Беларусь // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета: сб. науч. тр. / Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет. Харьков: ХНАДУ, 2017. Вып. 79. С. 80
- 88.
10. Горшенина Т.И. Полимер-битумные изоляционные материалы. М.: Недра, 1967. 240 с.
11. Гохман Л.М. Обоснование нормативных требований к к полимерасфальтобетону по ГОСТ 9128-2013 // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета, 2017 г. Вып. 79. С. 22 - 27.
12. Михайлов В.В., Долгов Л.Н., Лаврухин В.Н. Влияние добавок каучука на свойства асфальтобетона // Автомобильные дороги, 1971. № 10. С. 21 - 22.
13. Веренько В.А. Новые материалы в дорожном строительстве: учеб. пособие. Минск: ул. Технопринт, 2004. 170 с.
14. Prince S.M. Construction and perfomance of a sulphur-asphat road in Texas // New Uses sulphur, 2, sump. 137rd meet . Amer. chem soc. New Orlean. La, 1977 - 1978. Washington. P. 161-171.
15. Gurmann B.R. Modfiretung bituminoser Bindermittel mit polymeren // Strassen und Turfbau. 1977. V 31. № 5. P. 30 - 34.
REFERENCE
1. Asfalt and polymer-concrete with complex modified microstructure / Bratchun V/I., Bespalov V/l, Pakter M. K., Ahmed Talib Mutashar Mutashar // "Science and technology in the road sector" international scientific-technical journal. Russian Federation: Moscow, ZAO "publishing House "Roads", 2013 (66), №3. P. 35 - 41.
2. Polymer-bitumen binder materials based on SB S for road construction / Gokhman L. M., gurari E. I., Davydova, A. R., Davydov, R. K. // M. : Public service of a road economy of Ministry of transport of the Russian Federation. Informavtodor, 2002. Issue. 4. 112 p.
3. Gezentsvey, L. B. Asphalt concrete made of activated mineral materials. M.: Stroyizdat, 1971. 256 p.
4. Theoretical and experimental principles of production of road concrete on organic binders of high durability with complex modified microstructure / Bratchun V. I., Bespalov V. L., Pakter M. K., Samoilova, E. E., Ahmed Talib Mutashar, Gubar A.V., Konnov N.. Revelers D. V. // Bulletin of the DonNACEA: Edited Volume. Makeyevka: Donnas, 2012. Issue. 1 (93). P. 25 - 40.
5. Bahrah G. S. Fatigue destruction of asphalt concrete coatings and ways to slow down this process. Construction and operation of roads: Express information COSTI Minavtodor RSFSR, 1980. Issue. 9. 40 PP.
6. Zolotarev V. A. Prospects of increase of durability of asphalt concrete / / Automobile transport and road economy at the turn of the 3rd Millennium. Kharkov, HADTO, 2000. P. 58 - 61.
7. Zolotarev V. A. Durability of asphalt concrete under the joint action of loads and aggressive media // Road equipment, 2011. S. 30 - 39.
8. Modified bitumen binders, special bitumen additives in road construction / world road Association. The technical Committee is "flexible roads" (S8) // TRANS. FR. Zolotarev V. A. Under the General
editorship of V. A. Zolotarev, V. I. Bratchun. Kharkov, Publishing house hnadu, 2003. 229 p.
9. Polymer-bitumen binders and asphalt based on bitumen modified with Elfalem [Text] / Zolotarev V. A., Efremov S. V., Chuguenko Y. I., Tugaenko S. A. // Bulletin of Kharkov automobile-road University, 2002. Issue. 19. P. 88 - 93.
10. Verenko V. A. Experience of application of modified bitumen and asphalt concrete in the Republic of Belarus // Bulletin of Kharkov national automobile and highway University: collection of scientific works. Tr. / Kharkiv national automobile and road University. Kharkiv: khnadu, 2017. Issue. 79. C. 80 - 88.
11. Gorshenina T. I. Polymer-bitumen insulation materials. M.: Nedra, 1967. 240 p.
12. Gokhman L. M. rationale for the regulatory requirements to polymerisation according to GOST
9128-2013 // Bulletin of Kharkov national automobile and highway University, 2017 Issues. 79. P. 22 - 27.
13. Mikhailov V. V., Dolgov L. N., Lavrukhin, V. N. The effect of the addition of rubber on the properties of asphalt concrete // road, 1971. No. 10. P. 21 - 22.
14. Verenko V. A. New materials in road construction: study guide. Minsk: Technoprint street, 2004. 170 p.
15. Prince S.M. Construction and perfomance of a sulphur-asphat road in Texas // New Uses sulphur, 2, sump. 137rd mect . Amer. chem soc. New Orlean. La, 1977 - 1978. Washington. P. 161-171.
16. Gurmann B.R. Modfiretung bituminoser Bindermittel mit polymeren // Strassen und Turfbau. 1977. V 31. № 5. P. 30 - 34.
ON THE FEASIBILITY OF A COMPREHENSIVE MODIFICATION OF ROAD ASPHALT
CONCRETE
Bratchun V. I.,.Bespalov V. L
Summary. Using the experimental and statistical method of planning the experiment, it was found that the optimal mass concentration of butadiene methyl styrene rubber SKMS-30 in bitumen III of structural-rheological type BND 40/60, BND 60/90 should be 2-3% by weight., technical sulfur 25-30% by weight., and the mass concentration of SCMS-30 on the surface of mineral powder is 0,5% by weight. With these concentration ratios, a structural layer of the modifier is formed, which leads to increased intermolecular interaction on the interface of the phases "bitumen polymer binder - surface-activated SCMS-30 mineral powder". Asphalt polymer concrete mixtures are characterized by high workability and compaction in the temperature range 60-130°C. Asphalt polymers are characterized by a wide range of viscoelastic behavior. The transition temperature to the viscous-flow state is 75°C, Marshall resistance is 23 kN versus 15 kN for traditional hot asphalt concrete. They are more durable, the aging coefficient AT 75°C and ultraviolet irradiation after 2000 hours of heating is KST = 1,25, for the standard asphalt concrete KST = 1,6; water resistance coefficient after 90 days of water saturation of KVD = 0,87, frost resistance coefficient after 100 cycles, F = 0,83, for the standard asphalt concrete F = 0,41.
Key words: high-tech hot cast asphalt polymer and sulphur concrete mixtures and asphalt polymer and sulphur concrete of increased durability.
