CC BY
1
УДК 691.168
Макаров Д.А.
магистрант 2 курса СКФУ, г. Ставрополь, РФ Борисенко Ю.Г. канд. тех. наук, профессор, СКФУ, г. Ставрополь, РФ Рудак С.В. инженер ООО «ТПС» г. Ставрополь, РФ
УЧЕТ ПРОЦЕССОВ СТАРЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ СОСТАВОВ И ТЕХНОЛОГИИ РЕГЕНЕРИРОВАННЫХ АСФАЛЬТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
Аннотация
Актуальной проблемой в дорожной отрасли как в России, так и за рубежом, является повторное использование старого асфальтобетона. Как известно, асфальтобетон характеризуется ярко выраженными тиксотропными свойствами. Тиксотропия асфальтобетона способствует улучшению его структуры, некоторые дефекты в теплую погоду под влиянием динамического воздействия автотранспорта исчезают («самозалечиваются»).
Ключевые слова
асфальтобетоны, тиксотропия, старение асфальтобетонов, регенерация асфальтобетона.
Актуальной проблемой в дорожной отрасли как в России, так и за рубежом, является повторное использование старого асфальтобетона. Объем ежегодно снимаемого старого асфальта в нашей стране измеряется миллионами тонн и в ближайшее время будет только нарастать в связи с большими объемами дорожных ремонтных работ. Поэтому, разработка, совершенствование рациональных составов и оптимальной технологии регенерации старого асфальтобетона является важной задачей для дорожного хозяйства РФ.
При разработке составов регенерированных асфальтобетонов и технологии их регенерации необходимо учитывать и понимать особенности изменения структуры и структурно-механических свойствах длительно эксплуатируемых асфальтобетонов и процессов их старения.
Результаты теоретических исследований структуры асфальтовых бетонов изложены в работах Гезенцвея Л.Б., Горелышева Н.В., Золотарева В.А., Королева И.В., Ладыгина Б.И., Руденского А.В., Рыбьева И.А., Сюньи Г.К. и др. Многочисленные данные исследований показали, что воздействие кислорода воздуха способствует окислению и полимеризации битумного вяжущего, при которых меняется его групповой химический состав. Кислород является главным фактором, изменяющим свойства битума в результате его термоокислительной деструкции. Температура играет роль катализатора, ускоряя или замедляя реакцию окисления углеводородов. Установлено, что реологические свойства битумного вяжущего после кратковременного его пребывания в зоне высоких температур при объединении с каменными материалами изменяются значительно. Необходимо отметить, упомянутые и другие исследования в этом направлении показали, что обычно применяемый при переработке (регенерации) нагрев асфальтобетона, основанный на переносе тепла от сильно нагретых поверхностей в глубь материала, неприемлем ввиду резких изменений свойств органического вяжущего.
В процессе окислительной полимеризации битума минеральный материал асфальтобетона оказывает каталитическое воздействие, что приводит к росту высокомолекулярных соединений.
Адсорбция органических веществ, возрастающая по мере роста молекул, также является важным фактором, определяющим кинетику процесса старения асфальтобетона. Кроме того, вода и солнечная радиация оказывают существенное влияние на процессы старения битума, а степень дисперсности и химическая природа минеральных материалов влияют на свойства органического вяжущего и на процессы, проходящие на границе раздела битум - минеральный материал.
Согласно теоретическим представлениям о кинетике адсорбционных процессов в асфальтобетонах выяснено, что адгезия битума к минеральным материалам по мере старения увеличивается и одной из форм старения вяжущего является избирательная диффузия (фильтрация) его компонентов в поры и микротрещины минерального материала. Выше указанные процессы влияют на изменение с течением времени структуры и структурно-механических свойств асфальтовых бетонов. От свойств битума, особенностей асфальтобетона, климатических условий района эксплуатации и интенсивности движения транспорта зависят степень и характер этих изменений.
Как известно, асфальтобетон характеризуется ярко выраженными тиксотропными свойствами. Так, некоторые дефекты (мелкие трещины, раковины и др.) в теплую погоду под влиянием динамического воздействия автотранспорта исчезают («самозалечиваются»). Тиксотропия асфальтобетона способствует улучшению его структуры. Большое значение приобретает способность асфальтобетона доуплотняться под нагрузкой в летнее время года. Согласно имеющихся данных исследований установлены сезонные изменения свойств асфальтобетона в дорожном покрытии. Выявлено, что наименьшей плотность и наибольшим водонасыщением асфальтобетон обладает в весеннее время года (т.е. в период после или во время протекания интенсивных процессов деструкции).Тиксотропные свойства в наибольшей степени проявляются в районах с теплым и жарким климатом у асфальтобетонов с повышенным содержанием битумного вяжущего. Несмотря на то, что часть дефектов структуры может благодаря тиксотропным свойствам залечиваться, процессы деструкции и старения с течением времени протекают и изменяют свойства асфальтобетона.
Исходя из выше изложенного, необходимо отметить, что рациональная технология регенерации асфальтобетона и восстановление дорожных асфальтобетонных покрытий не могут быть осуществлены без улучшения структуры и структурно-механических свойств битума.
При регенерации асфальтобетона и выборе средств улучшения свойств старых битумов необходимо учитывать степень изменения этих свойств. В результате процессов старения в битумном вяжущем увеличивается количество асфальтенов. Поэтому, важной задачей, связанной с улучшением структуры и свойств битумов, является дробление (пептизация) асфальтеновых комплексов, т.е. увеличение вязкопластичности битума.
Важным направлением в регулировании процессов структурообразования регенерированного асфальтобетона с целью повышения его плотности является повышение технологичности смеси в процессе уплотнения за счет снижения прочности контактов и улучшения подвижности гранул. Применительно к регенерируемым асфальтобетонным смесям условием достижения наиболее плотной упаковки гранул является достижение их наибольшей подвижности на начальной стадии формирования структуры материала путем пластификации.
Исходя из теоретических представлений о процессах старения дорожных асфальтобетонов, представлений о структуре и структурообразовании регенерированных асфальтобетонов перспективным направлением повторного использования постаревшего асфальтобетона является применение рационального количества асфальтового гранулята в составах стандартных асфальтобетонных смесей как в качестве инертной добавки, так и добавки вяжущей части смеси. Подбор рациональных составов таких асфальтобетонных смесей с учетом марки смеси, категории дороги, местных условий может эффективно решить задачу утилизации старого асфальтобетона.
Список использованной литературы:
1. Золоторёв В.А. Физико-химические основы и свойства битумных эмульсий / В.А. Золотарёв // Автомобильные дороги. - 2009. - №2. - С. 58-67.
2. Соломатов В.И. Полиструктурная теория композиционных строительных материалов // Новые композиционные материалы в строительстве. Саратов, 1981. С. 8.
3. Соломатов В.И. Развитие полиструктурной теории композиционных строительных материалов // Изв. Вузов. Строительство и архитектура. 1985. № 8. С. 58-64.
© Макаров Д.А., Борисенко Ю.Г., Рудак С.В., 2024
УДК 691.168
Макаров Д.А.
магистрант 2 курса СКФУ, г. Ставрополь, РФ
Борисенко Ю.Г. канд. тех. наук, профессор, СКФУ, г. Ставрополь, РФ Рудак С.В. инженер ООО «ТПС» г. Ставрополь, РФ
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И МЕТОДЫ РЕГЕНЕРАЦИИ ПОСТАРЕВШЕГО АСФАЛЬТОБЕТОНА
Аннотация
Актуальной проблемой в дорожной отрасли как в России, так и за рубежом, является повторное использование старого асфальтобетона. Как известно, по окончании срока службы, в дорожном асфальтобетонном покрытии сохраняется до 80-90 % полезной массы асфальта, пригодного для дальнейшего использования. А регенерация старого асфальтобетона в заводских условиях позволяет использовать весь снятый с дороги старый асфальтобетон.
Ключевые слова
асфальтобетоны, старение асфальтобетонов, тиксотропия, регенерация асфальтобетона.
Одной из актуальных проблем в дорожной отрасли как в России, так и за рубежом, является повторное использование старого асфальтобетона. Объем ежегодно снимаемого старого асфальта в нашей стране измеряется миллионами тонн и в ближайшее время будет только нарастать в связи с большими объемами дорожных ремонтных работ.
Как известно, по окончании срока службы, в дорожном асфальтобетонном покрытии сохраняется до 80-90 % полезной массы асфальта, пригодного для дальнейшего использования. При повторном применении старого асфальтобетона сберегаются как природные нерудные ископаемые, так и органические вяжущие.
В настоящее время известно большое количество методов и технологий регенерации старого асфальта, но их применение в Российской Федерации достаточно ограничено. Это связано с различным минеральным и фракционным составом асфальта, наличием или отсутствием возможностей производственной базы дорожных предприятий, местными особенностями и многими иными факторами.
