CC BY
111
УДК 691.3:625.75
ПРОТИОЖЕЛЕДНИЙ АСФАЛЬТОБЕТОН - ПЕРСПЕКТИВНИЙ МАТЕР1АЛ ДЛЯ ПОЛ1ПШЕННЯ ЗИМОВОГО УТРИМАННЯ ДОР1Г
В.К. Вирожемський, ст.наук.сп1вроб., к.т.н., перший заступник
директора, К.В. Краюшкша, зав1дувач в1дд1лу дорожньо-буд1вельних матер1ал1в 1 технолог1й, А.О. Соць, техн1к дорожньо-буд1вельних матер1ал1в 1 технолог1й, ДерждорНД1
Анотаця. Улаштування асфальтобетонних покритт1в з протиожеледними властивостями дозволяе забезпечити безпеку руху в зимовий пер1од, скоротити ктьюсть мехамзованих очисток 7 покращити еколог1чний стан придорожньог смуги.
Ключов1 слова: протиожеледна добавка, асфальтобетон, м1неральний порошок, «В1нтерпав».
Вступ
Зимова слизьюсть на автомобшьних дорогах - одна з головних проблем при забезпеченш безпеки руху в зимовий перюд, яка призводить до зниження швидкосп руху автомобшв в 2 - 2,5 рази i збшьшення собiвартостi перевезень на 20 - 30 %.
У рiзних крашах зимова слизьюсть стае причиною до 40 % дорожньо-транспортних пригод. Вiрогiднiсть виникнення ДТП при утворенш ожеледицi на покритп збiльшуеться майже в 10 разiв порiвняно з сухим по-криттям.
Анал1з публжацш
Iснуючi методи боротьби з ожеледицею за допомогою використання хiмiчних речовин зменшують зимову слизькiсть, але одночасно виникають проблеми, пов'язанi з негативним еколопчним i корозiйним впливом на покриття. В той же час не в повнш мiрi забезпечуеться безпека руху в перюд переходу температури повiтря вщ позитивно! до вщ'емно! з утворенням ожеледицi [1, 2].
Аналiз методiв боротьби з зимовою слизькiстю [3] показав, що застосування
засобiв i матерiалiв, якi забезпечують попередження утворення льоду i зчеплення льодових i снiгових вiдкладень з дорожнiм покриттям, недопущення цього явища на дорогах, е бшьш перспективним у порiвняннi iз способами руйнування льоду i снiгового накату на покриттi.
С способи попередньо! обробки дорожнiх покритпв, розробленi технологи пiдiгрiву покриття, але це вимагае дуже значних фшансових витрат i дае локальний ефект.
Експериментальш даш
Для надання покриттю протиожеледних властивостей до асфальтобетонно! сумiшi до-бавка «Вштерпав» виробництва ^алшсько! компани «Iтерхiмiка» додаеться як замiна частини традицшного мiнерального порошку, тому тонюсть помолу його при виготовленнi повинна бути до 0,1 мм. Властивосп мшерального порошку з протиожеледною добавкою «Вштерпав» наведено в табл. 1.
При приготуванш асфальтобетонних сушшей i замiнi частини мiнерального порошку на протиожеледну добавку «Вштерпав» кiлькiсть мiнерального порошку, що залишилась у складi сумiшей
типу Б та В, не повинна бути нижчою 4 % вщ маси мшеральних матерiалiв.
що включае характерний параметр -коефiцieнт дифузи.
Таблиця 1 Властивост1 мшерального порошку з протиожеледною добавкою
J = -
Д^с
dx
(1)
Нормативш Мшеральн
Найменування значення за ий
показнишв ДСТУ Б.В. 2.7-121-2003 порошок з добавкою
1. Вм1ст частинок, % -др1бшше 0,071 мм -др1бшше 1,25 мм 70,0 100,0 75,0 100,0
2. Пориспсть при
ущшьненш МПа, % за об'емом не бшьше 35,0 30,0
3. Набрякання зразк1в
1з сум1ш1 порошку з бпумом,% за об'емом 2,5 2,0
не бшьше
4. Показник
бггумоемносп, г не бшьше 65,0 60,0
5. Волопсть, % 1,0 0,8
за масою не б1льше
6. Пдрофобшсть, - 24,0
г, не менше
7. Масова частка
нерозчинних у вод1 - 8,0
речовин, %
Як показали лабораторш дослiдження, мiнеральний порошок з протиожеледною добавкою «Вштерпав» вщповщае вимогам ДСТУ Б.В.2.7-121-2003 (табл. 2) I марка неактивований.
Для литих емульсшно-мшеральних сушшей допускаеться введення протиожеледно! добавки «Вштерпав» у кшькосп 6 - 7 % вщ маси мшеральних матерiалiв з використанням мiнерального порошку 3 - 5 % вщ маси мшеральних матерiалiв з вщповщним пiдбором складових
компонентiв. Фiзико-механiчнi властивосп асфальтобетонно! сумiшi типу Б з введенням протиожеледно! добавки «Вiнтерпав» наведет в табл. 2. Для порiвняння була взята сушш без добавки. Протиожеледний ефект досягаеться за рахунок того, що в б^умомшеральних покриттях е пори, яю з'еднуються як з поверхнею покриття, так i мiж собою. Дифузiя розчинiв солей в ультраповерхневий шар, що вщповщае за взаемодда льоду i асфальтобетону, вщбуваеться згiдно з першим законом Фша,
де J - дифузний потш; Д - коефiцiент дифузи; dс/dx - градiент концентрацп.
Знак «-» свiдчить про направленiсть потоку вiд бiльших концентрацiй до менших [4].
Таблиця 2 Ф1зико-мехашчт властивосп
Найменування показнишв Отримаш результати
Еталонний зразок З добавкою КС-1
1.Порислсть мшерального костяка, % за об'емом 16,5 16,0
2.Залишкова пориспсть % за обемом 3,0 2,4
3.Границя мщносп при стиску МПа, за температури, оС, не менше: 20 50 0 4,8 1,4 9,0 5,0 1,5 9,5
4.Водонасичення, % за об'емом 2,1 2,0
5.Набрякання, % за об'емом 0,3 0,25
6.Коефщ1ент водостшкосп, не менше 0,9 0,9
Примгтка. Кiлькiсть протиожеледно! добавки складала 4,0 % вiд маси мшерального матерiалу.
Втрати солей в поверхневому шарi покриття вiдновлюються з глибини шару за рахунок збирально! ди шин колiс автотранспорту i дифузних процесiв. Швидкiсть накопичення реагенту в поверхневому шарi обумовлена дифузiею i визначаеться другим законом Фiка.
dс Дdс dt dx
де t - час.
(2)
Таким чином, концентрацiя солей хлоридiв на поверхнi б^умомшерального покриття практично постiйна i достатня для ефективного зниження адгезi!' льоду до покриття при ожеледиц i для бiльш легкого руйнування його колесами автотранспорту
внаслщок танення i рихлостi. Технологiя приготування асфальтобетонно! сумiшi не викликае ускладнень i може виконуватись на звичайному обладнанш. Протиожеледна добавка «Вш-терпав» подаеться в змiшувач з окремо!
емкост через дозатор. Можна використати дозатор для дозування мiнерального порошку, або встановити окремий. «Вштерпав» як i мiнеральний подаеться в змiшувач у процес «сухого», без бiтуму, змшування мiнеральних компонентiв в холодному сташ, без пiдiгрiву. Додавання протиожеледно! добавки не потребуе збшьшення часу перемшування i температури приготування асфальтобетонно! сумiшi.
Ще один метод боротьби з ожеледицею -введення протиожеледного матерiалу в асфальтобетонну сушш. Використання дорожнього покриття з протиожеледними властивостями сприяе: забезпеченню безпеки руху при коливаннях температури повпря вiд 0 °С до вщ'емних (приблизно до - 6 °С); значному зменшенню зчеплення снiгу з поверхнею дорожнього покриття, що дозволяе виконувати сшгоочистку без використання хiмiчних реагентiв
(механiчним способом); забезпеченню необхвдних експлуатацiйних характеристик покриття i фiзико-механiчних властивостей асфальтобетону; зниженню корозiйного i екологiчного впливу.
За теоретичними даними, протиожеледш властивостi покриття залишаються незмшними протягом всього його строку служби. Протиожеледш властивосп покриттiв слiд розглядати стосовно конкретних погодно-ктматичних умов або характеру експлуатаци дороги. Так, при ожеледищ це пов'язано з заходами щодо попередження утворення льоду на поверхш покриття. Найбiльш небезпечний перюд утворення ожеледицi вiдбуваеться при температурах вщ +1 °С до -5 °С. При цьому товщина льодового шару складае менше 0,1 мм.
При сильних сшгопадах плавлення сшгових вiдкладень не е ефективним заходом. В цьому випадку краще мехашзованою очисткою не допустити зчеплення сшжно-льодових утворень з покриттям. Надання
покриттю протиожеледних властивостей шляхом введення до складу сумiшi протиожеледно! добавки дозволяе цю технологiю вважати превентивною, тобто такою, яка не допускае утворення льодово! плiвки i зчеплення снiгових вiдкладень з покриттям. На вiдмiну вiд традицшно! превентивно! технологи тут ефект досягаеться пiд рухом колiс транспорту на покриття i капшярно! структури асфальтового бетону.
Висновки
В результат проведення дослiджень розроблена втизняна протиожеледна добавка (наповнювач) «Вштерпав», що забезпечуе нормативы показники мшеральному порошку i асфальтобетону з його використанням.
Новий шдхвд до отримання асфальтобетонних сумшей з
протиожеледними властивостями для будiвництва дорiг оснований на теори твердофазних реакцiй, якi шщдаються механiчним впливом, що приводить до диспергування i взаемодi! твердофазних реагешгв.
Технологiя приготування асфальтобетонних сумiшей з протиожеледними властивостями не викликае ускладнень i може здiйснюватись на юнуючому заводському обладнаннi в умовах АБ3.
Використання асфальтобетону з
протиожеледною добавкою «Вiнтерпав» найбiльш ефективно при штенсивному русi не менше 100 авт/год на одну смугу руху забезпечуеться легка очистка покриття механiчними засобами без застосування протиожеледних реагентiв.
Улаштування асфальтобетонних покритпв з протиожеледними властивостями дозволяе забезпечити безпеку руху в зимовий перюд, скоротити кшьюсть мехашзованих очисток i покращити екологiчний стан придорожньо! смуги.
Лiтература
1. ДБН В.2.3-4-2000. Споруди транспорту.
Автомобiльнi дороги.
2. П Г.1-218-118:2005. eдинi правила зимового утримання автомобiльних Дорiг.
3. Методические рекомендации по применению наполнителя «Прикол» в составах асфальтобетонных смесей для устройства покрытия с антигололедными свойствами. Росавтодор. - М., 2002. - С.12.
4. Tamann G. Chemische Reaktionen in Dulver-
formigen Gemengen zweier Kris-talfarten Z. Anorgan. Chem. - 1975. - №149.
Рецензент: В.О. Золотарьов, професор, д.т.н., ХНАДУ.
Стаття надiйшла до редакци 5 грудня 2007 р.
