Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: XLVII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ» (Россия, г. Новосибирск, 21 июня 2018 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Архитектура, Строительство

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Хабибуллин Ф.Ф. ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИМЕРАСФАЛЬТОБЕТОНОВ В СВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯ // Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: сб. ст. по мат. XLVII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 12(47). URL: https://sibac.info/archive/meghdis/12(47).pdf (дата обращения: 28.02.2024)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИМЕРАСФАЛЬТОБЕТОНОВ В СВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯ

Хабибуллин Фаниль Фаилевич

студент 2-го курса магистратуры, кафедры АДМ иТ  КГАСУ,

РФ, г. Казань

Мавлиев Ленар Фидаесович

научный руководитель,

канд. техн. наук, ст.преп. АДМ иТ КГАСУ,

РФ, г. Казань

Наиболее распространенным типом до­рожных покрытий в России и за рубежом являются асфальтобетонные, устраиваемые с применением нефтяных дорожных биту­мов. Увеличение грузонапряженности и интенсивности движения ав­томобилей приводит к преждевременному их износу и разрушению предопределяя срок службы равный 6-ти годам. В результате, несмотря на незавершенность сети автомобиль­ных дорог России, имеющих твердое покрытие, более 90 % материальных, трудовых и энергетических ресурсов выделяется дорожной отраслью на их ремонт и реконструкцию.

Одним из важнейших условий повышения долговечности ас­фальтобетонных покрытий является улучшение свойств битумов и правильный выбор их с учетом условий эксплуатации. Эффективным способом повышения качества является регулирование их свойств путем применения различных мо­дифицирующих добавок (полимеров, резиновой крошки, серы, адге­зионых добавок и др.). Применение полимеров для модификации би­тумов относится к одной из наиболее активно внедряющихся техно­логий строительства и ремонта покрытий автомобильных дорог.

До настоящего времени критерий выбора тех или иных полимерных добавок в битум регламентировался действующими ГОСТ Р 52056 на полимерно-битумные вяжущие и ГОСТ Р 9128-2013 на дорожные полимерасфальтобетоны.

Полимерно-битумные вяжущие (ПБВ) получают растворением полимера в битуме или предварительным растворением полимера в специальном растворителе (индустриальном, сланцевом масле, ди­зельном топливе и др.) с последующим смешением раствора полиме­ра с битумом.

Необходимым условием получения ПБВ является совместимость обоих компонентов, т.е. способность полимера растворяться или на­бухать в дисперсионной среде битума.

Способы приготовления битумов, модифицированных полимера­ми, предусматривают, как правило, повышенную температуру про­цесса (150 - 200°С) и интенсивное перемешивание компонентов. Температура разложения большинства используемых для модифика­ции битумов полимеров (полиэтилена, полипропилена, этиленпропи­леновых каучуков, термоэластопластов и др.) значительно превышает температуру совмещения их с битумом. Следовательно, реакции тер­мо - и механодеструкции полимеров в массе битумов не происходят, а если и имеют место, то протекают в очень незначительной степени. Битумы при нагревании размягчаются, а термопластичные полимеры, независимо от того, были они кристаллическими или аморфными, пе­реходят в вязкотекучее состояние. Повышенная температура ускоряет набухание или растворение полимера в битуме.

Объяснение механизмов структурообразования ПБВ позволило провести более широкие исследования по применению различных по­лимеров в качестве модифицирующих добавок к битумам.

Пространственная структурная сетка в ПБВ образуется при опре­деленном содержание полимера. Л. М. Гохманом выдвинута гипотеза о том, что содержание полимера, при котором он образует простран­ственную структурную сетку в битуме, определяется способностью молекул полимера к ассоциации. Прочность структурной сетки за­висит от прочности связей в узлах сетки и количества узлов, а эла­стичность - от гибкости цепей между узлами. По способности макро­молекул к ассоциации все полимеры можно разделить на две группы.

1. Полимеры, макромолекулы которых характеризуются склонно­стью к ассоциации. К таким полимерам относятся:

2. Полимеры, макромолекулы которых не проявляют склонности к ассоциации. Макромолекулы таких полимеров образуют простран­ственную сетку за счет случайных зацеплений и переплетения цепей.

Компоненты ПБВ не вступают между собой в химическое взаимодей­ствие, и полимерные добавки действуют как армирующий элемент. Структурообразующие добавки существенно повышают механиче­ские свойства и температурную устойчивость вяжущего и разделяют­ся по форме частиц на волокнистые и порошкообразные наполнители.

Для получения структурной сетки в битуме при минимальном со­держании полимера следует ориентироваться на полимеры первой группы. Для образования пространственной структуры в растворе требуется значительно большее содержание полимера второй группы, чем первой при одинаковой молекулярной массе.

Используемые для модификации битумов полимерные добавки подразделяются на четыре класса:

- термопластичные полимеры (термопласты или пластомеры);

- каучукоподобные полимеры (эластомеры);

- термоэластопласты (термопластичные резины);

- термореактивные полимеры (реактопласты)- смолы.

Рассмотрим основные полимерные добавки, используемые для получения модифицированных битумов (табл. 1).

Таблица 1.

 Классификация полимерных добавок, применяемых для модификации нефтяных дорожных битумов

№ п.п

Наименование полимерной добавки

Структурная формула

Термопластичные полимеры

1

полиэтилен

(-СН2-СН2-)n

2

полипропилен

[-СН2-СН(СН3)-]n

3

поливинилхлорид

[-CH2-CH(Cl)-]n

4

поливинилацетат

[-CH2-CH(OCOCH2)-]n

5

полистирол

[-CH-CH(C6H5)-]n

6

полиизобутилен

[-C(CH3)2-CH2]n

7

нефтеполимерные смолы

-

8

термопласт ELV АLАY-АМ (Элвалой-АМ)

-

9

Viskoplast-S (Вископласт-S)

-

10

этиленвинилацетат EVА

-

Эластомеры

1

бутадиен-стирольные каучуки (дивинил стирольные)

[-СН2СН = CHCH2-]n

[-CH2CH2(C6Hs)-]n

2

бутилкаучук

[-С(СНз)2-СН2-СН2-С(СНз)=СН-СН2-]n

3

этиленпропиленовый каучук (СКЭПТ)

[-СН2-СН2-]n-[-СН2-СН(СНз)-]m-[СН2-СН(СН2-СН=СН-СНз)-]р

Термоэластопласты

1

блоксополимеры бутадиена и стирола типа (СБС, Кратон Д 1101, Кратон Д 1184, Кратон Д 1186

[...-CH=CH-CH=CH-CH2-CH(C6Hs)-...]n

Реактопласты

3

Тиокол

HS[-R-Sm-]n

 

Современные этап развития стандартизации России направлен на гармонизацию отечественных стандартов с Европейскими и Североамериканскими (EN, AASHTO и др.), и многие из них уже реализованы в виде новых ПНСТ и Межгосударственных стандартов стран Таможенного союза.

Примером гармонизации стандартов является освоение в России системы "Суперпэйв", позволяющей на основе результатов механических испытаний битума и асфальтобетонной смеси по методикам, имитирующим реальные условия работы дорожного покрытия, оптимизировать состав смеси, в том числе по виду и содержанию вяжущего [1].

По мнению американских ученых,  внедрение  метода «Суперпэйв» в дорожных департаментах США привело к следующим положительным результатам:

-приведена к единообразию документация по проектированию составов и контролю качества асфальтобетона на национальном уровне;

-повысилось качество применяемых дорожных битумов;

-увеличилась доля применения полимерно-битумных вяжущих различных марок в соответствии с климатическими условиями регионов;

-минеральная часть асфальтобетонных смесей стала в большей степени ориентирована на применение дробленых каменных материалов с угловатой формой зерен;

- большее внимание стали уделять зерновым составам минеральной части асфальтобетонных смесей;

- каркасные смеси на основе крупных фракций щебня (номинальный размер зерен, определяемый рассевом на ситах с отверстиями квадратной формы, должен быть 9,5 мм, 12,5 мм, 19 мм, 25 мм или 37,5 мм) стали чаще применяться в конструктивных слоях дорожных покрытий;

-с внедрением экономического стимулирования повысилась значимость контроля качества строительства при приемке асфальтобетонных покрытий.

Отдельного  внимания заслуживает раздел "Суперпэйв", посвященный нормированию и подходу к выбору того или иного битумного вяжущего для конкретных условий (по признаниям американских коллег, наиболее проработанный). Суть его в том, что марка битумного вяжущего определяется интервалом работоспособности (PG Grade) между двумя температурами испытания, соответствующими минимальной и максимальной расчетным температурам асфальтобетонного покрытия в рассматриваемом регионе строительства.  В этом реализуется гибкий практический подход, позволяющий в действительности спрогнозировать "поведение" битумной пленки в структуре асфальтобетона.

 

Список литературы:

  1. Радовский Б.С. "Суперпейв": проектирование состава смеси//Автомобильные дороги. – 2014. – № 9 (994). – С. 34-39.
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.