Модифицированные щебеночно-мастичные асфальтобетоны сниженной себестоимости
Покупка
Тематика:
Транспортное строительство
Издательство:
Поволжский государственный технологический университет
Авторы:
Салихов Мухаммет Габдулхаевич, Иливанов Виктор Юрьевич, Веюков Евгений Валерианович, Мирошин Александр Николаевич
Год издания: 2018
Кол-во страниц: 188
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 978-5-8158-1958-0
Артикул: 780178.01.99
Доступ онлайн
400 ₽
В корзину
Рассмотрен опыт использования шебеночно-мастичных асфальтобетонов в покрытиях автомобильных дорог. Показана возможность проектирования составов щебеночно-мастичных асфальтобетонов, позволяющих снизить себестоимость и требуемый расход битума для приготовления шебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси за счет замены дробленого песка и минерального порошка отходами дробления известняков и модификации кубовыми остатками при производстве местного химического производства Чувашской Республики.
Для исследователей- аспирантов, магистрантов направления подготовки «Строительство», специалистов дорожной отрасли.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ЩЕБЕНОЧНО-МАСТИЧНЫЕ АСФАЛЬТОБЕТОНЫ СНИЖЕННОЙ СЕБЕСТОИМОСТИ Монография Йошкар-Ола ПГТУ 2018
УДК 625.768.6 ББК 39.311 М 74 Авторы: М. Г. Салихов, В. Ю. Иливанов, Е. В. Веюков, А. Н. Мирошин Рецензенты: доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой строительных материалов Казанского государственного архитектурно-строительного университета А. М. Сулейманов; доктор технических наук, профессор кафедры строительных конструкций Чувашского государственного университета им. И.Н. Ульянова М. В. Петров; доктор педагогических наук, профессор кафедры мостов и дорожных машин Казанского государственного архитектурно-строительного университета М. Х. Гатиятуллин Модифицированные щебеночно-мастичные асфальтобето ны сниженной себестоимости: монография / М. Г. Салихов, В. Ю. Иливанов, Е. В. Веюков [и др.]. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2018. – 188 с. ISBN 978-5-8158-1958-0 Рассмотрен опыт использования щебеночно-мастичных асфальтобетонов в покрытиях автомобильных дорог. Показана возможность проектирования составов щебеночно-мастичных асфальтобетонов, позволяющих снизить себестоимость и требуемый расход битума для приготовления щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси за счет замены дробленого песка и минерального порошка отходами дробления известняков и модификации кубовыми остатками при производстве местного химического производства Чувашской Республики. Для исследователей, аспирантов, магистрантов направления подготовки «Строительство», специалистов дорожной отрасли. УДК 625.768.6 ББК 39.311 Научное издание САЛИХОВ Мухаммет Габдулхаевич, ИЛИВАНОВ Виктор Юрьевич, ВЕЮКОВ Евгений Валерианович, МИРОШИН Александр Николаевич МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ЩЕБЕНОЧНО-МАСТИЧНЫЕ АСФАЛЬТОБЕТОНЫ СНИЖЕННОЙ СЕБЕСТОИМОСТИ Монография Редактор Л. С. Емельянова. Компьютерная верстка и дизайн обложки С. Н. Эштыкова. Подписано в печать 25.04.2018. Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 10,93. Тираж 500 экз. Заказ №… Поволжский государственный технологический университет. 424000 Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3. Отпечатано с готового оригинал-макета в ООО «Принтекс». Республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, бульвар Победы, 14 ISBN 978-5-8158-1958-0 © Салихов М. Г., Иливанов В. Ю., Веюков Е. В., Мирошин А. Н., 2018 © Поволжский государственный технологический университет, 2018 М 74
ПРЕДИСЛОВИЕ В данной работе представлена актуальная тема, посвященная изу чению состояния, перспектив и проблем в области применения и уде шевления производства щебеночно-мастичных асфальтобетонов в Рос сийской Федерации, Чувашской Республике и за рубежом. Выдвинута рабочая гипотеза о возможности снижения себестоимо сти производства данных материалов в покрытиях автомобильных до рог путем равноценной замены некоторых дорогостоящих дисперсных минеральных компонентов отходами дробления известняков из местных месторождений Чувашии, а снижения требуемого расхода битума пред полагается добиться путем поиска и введения в смеси небольшого ко личества отходов химической промышленности с поверхностно активирующими свойствами. На основе патентного поиска сформулированы задачи исследова ний. Определены свойства выявленных отходов дробления известняков из местных месторождений Чувашской Республики и потенциально пригодные в качестве поверхностно-активирующих добавок химиче ские отходы – кубовые остатки производства 8 ПФДА. Для достижения поставленной цели исследований и решаемых за дач обосновываются применяемые при экспериментальных исследова ниях методы, методики, установки и приборы, некоторые из них разра ботаны авторами. На основе рассмотрения ряда вариантов зернового состава мине ральной части щебеночно-мастичных смесей подобран оптимальный состав, обеспечивающий наибольшую упаковку их при уплотнении, и изучено влияние отходов 8 ПФДА на основные свойства битумного вя жущего. При этом доказана возможность равноценной замены мине
рального порошка, дробленого песка и стабилизирующей добавки отхо дами дробления известняков. Экспериментально исследовано и уста новлено оптимальное количество добавки и теоретически объяснено влияние кубовых отходов на свойства битумного вяжущего и щебеноч но-мастичного асфальтобетона с отходами дробления известняков. Вли яние различного количества добавок 8 ПФДА на структуру ЩМА с ОДИ изучено методом фотографирования шлифов образцов с 500- и 100-кратным увеличением. Результаты экспериментальных работ во многом обосновываются известными теоретическими положениями и подтверждаются результа тами постройки и испытания опытного участка на действующей авто мобильной дороге. Особенностью данной работы является то, что здесь предложен комплексный способ решения проблемы снижения себестоимости и расхода требуемого количества битума для приготовления щебеночно мастичного асфальтобетона и разработка технологий их производства и укладки в конструктивный слой дорожной одежды. При этом обеспечи вается условие сохранения и повышения некоторых основных физико механических и эксплуатационных свойств материала. В проведении отдельных экспериментов участвовали студенты и бакалавры специальности и направления подготовки «Автомобильные дороги», которым авторы выражают свою благодарность. Отдельная признательность также уважаемым рецензентам – профессорам А. М. Сулейманову, М. В. Петрову, М. Х. Гатиятуллину. Авторы с благодарностью примут любые конструктивные замеча ния и предложения по данной работе, которые можно направлять по адресу: 424000, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, д. 3, Поволжский государ ственный технологический университет, кафедра строительных техно логий и автомобильных дорог.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ SMA – Splittmastixasphalt [нем.] АБ – асфальтобетон АБС – асфальтобетонная смесь ГипродорНИИ – государственный дорожный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт ДО – дорожная одежда МАДИ – Московский автомобильно-дорожный государственный техни ческий университет Новантокс 8ПФДА – кубовые остатки производства антиоксиданта С-789 ОДИ – отходы дробления известняков ПАВ – поверхностно-активные вещества СБС – стирен-бутадиен-стирен СЖК – синтетические жирные кислоты СибАДИ – Сибирский государственный автомобильно-дорожный уни верситет СоюздорНИИ – ведущий научно-исследовательский институт в обла сти строительства, реконструкции и ремонта дорог, мостов, тоннелей и аэропортов ХАДИ – Харьковский национальный автомобильно-дорожный универ ситет ЩМА – щебеночно-мастичный асфальтобетон ЩМА с ОДИ – щебеночно-мастичный асфальтобетон с отходами дроб ления известняков ЩМАС – щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь
ВВЕДЕНИЕ Актуальность и перспективы развития темы. Строительство ле совозных автомобильных дорог (ЛАД) связано со значительными затра тами, и отдельные предприятия лесопромышленного комплекса до 20 % своего дохода расходуют на поддержание в рабочем состоянии лесовоз ных дорог и оплату за проезд транспорта с лесными грузами по дорогам общего пользования [20, 132]. Снижение сроков службы автомобильных дорог общего пользова ния наступает с увеличением критических нагрузок от лесовозного транспорта, и особенно это ярко выражено в районах интенсивной вы возки древесины [18]. В условиях Чувашской Республики такими доро гами риска являются автомобильные дороги общего пользования с ас фальтобетонным покрытием: Киря – Буинск, Киря – Алатырь, Шумерля – Алатырь и др. За счёт увеличения количества в общем потоке лесо возных большегрузных автомобилей происходит интенсивное снижение сроков службы данных дорог. В стратегии развития лесопромышленного комплекса России на период до 2020 г., рассмотренной и одобренной на ХIII Международном лесном форуме (Санкт-Петербург, 2011 г. [186]), и республиканской целевой программы «Развитие лесного хозяйства в Чувашской Респуб лике на 2012–2020 годы» обозначены основные направления: комплекс ная переработка древесины, развитие инфраструктуры и лесного до рожного строительства [182]. Для обеспечения конкурентоспособности предприятиям необходимо сокращать время от начала заготовки леса до его обработки. Для этого необходимо создание расширенной сети лес ных дорог, а также обеспечение круглогодичного использования авто мобильных дорог общего пользования.
Проблема увеличения сроков службы дорожных конструкций ле совозных автомобильных дорог на всей территории России в условиях рыночной экономики заставляет многих учёных вновь и вновь возвра щаться к решению задач по повышению качества и надежности асфаль тобетонных покрытий. Развитие дорожного строительства может быть обеспечено за счет широкого применения в технологии производства местных дорожно строительных материалов, вторичного сырья, техногенных продуктов и отходов промышленного производства. Одним из наиболее перспективных материалов для строительства дорожных покрытий является щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА), который обеспечивает высокий коэффициент сцепления с ко лесом автомобиля, высокое сопротивление постоянной деформации, наивысшую долговечность, низкий уровень шума и снижение расходов на обслуживание [20]. Особенностью структуры ЩМА является наличие щебеночного каркаса, в котором все пустоты между щебнем заполнены смесью биту ма с дробленым песком, минерального порошка и стабилизирующей добавки. При анализе структурных характеристик ЩМА и обычного асфальтобетона, применение большего количества щебня и подобран ного гранулометрического состава ЩМА смесей дает возможность су дить о их более жесткой каркасной структуре, которая обеспечивает передачу нагрузки с поверхности в нижележащие слои через непосред ственно контактирующие друг с другом отдельные крупные частицы каменного материала, благодаря чему слой щебеночно-мастичного ас фальтобетона подвергается меньшим деформациям как в поперечном, так и в продольном направлениях. Однако применение в составе ЩМА
зарубежных стабилизирующих добавок удорожает себестоимость по крытий из ЩМА в 1,3-1,5 раза [68]. В исследованиях последних лет, проведенных под руководством профессора М. Г. Салихова, с положительной стороны проявил себя щебеночно-мастичный асфальтобетон с отсевами дробления известня ков (ЩМА с ОДИ), в котором применены отсевы дробления щебня из вестняковых пород, взамен отсевов дробления щебня прочных пород, минерального порошка и стабилизирующей добавки. Как показали ре зультаты специальных исследований и наблюдений за построенным опытным участком на автодороге Йошкар-Ола – Козьмодемьянск – Че боксары, покрытия из данного материала полностью отвечают требова ниям к их эксплуатационным характеристикам, а по показателям проч ности при сжатии образцов и теплоустойчивости даже имеют преиму щества. Е. В. Вайнштейном [20] обоснованы механизмы обеспечения ста бильности микроструктуры ЩМА с использованием отсевов дробления местных малопрочных известняков (ОДИ) взамен дорогостоящих отсе вов дробления прочных изверженных пород, минерального порошка и стабилизирующей добавки. Установлено также, что основанием для возможной замены являются физико-химические процессы на разделах фаз, такие как активационные, адсорбционные и адгезионные. Однако наряду с вышеперечисленными достоинствами применения ЩМА с ОДИ наблюдается некоторый рост требуемого расхода битума для приготовления ЩМА смеси, что также повышает себестоимость материала, поскольку битум является наиболее дорогостоящим компо нентом асфальтобетонной смеси. Значит – требуется поиск путей сни жения его расхода.
Широкое применение получили два способа снижения расхода би тума в составе асфальтобетонных смесей: предварительное добавление поверхностно-активных веществ (ПАВ) в битум; применение предварительно активированных минеральных ма териалов. Оба эти способа позволяют добиться: улучшения свойств битума в адсорбционных слоях и предот вращения избирательной фильтрации компонентов битума в минераль ный материал; расширения ассортимента и улучшения свойств используемых минеральных материалов. Анализ существующих способов уменьшения расхода битума поз воляет сделать вывод о том, что наиболее простым в технологическом отношении способом снижения расхода битума без снижения эксплуа тационных характеристик асфальтобетона является предварительное введение добавок поверхностно-активных веществ (ПАВ) в битум. В практике асфальтобетонных заводов существуют готовые линии введения и дозирования различных добавок в битум, в том числе и жид ких, а приготовление активирующей смеси, объединение с минераль ным материалом и хранение готового материала требуют дополнитель ного оборудования асфальтобетонного завода. Известно достаточно большое количество добавок ПАВ отечествен ного и зарубежного производства, которые в разной степени повышают адгезионные свойства битума и влияют на эксплуатационные показатели асфальтобетонного покрытия. В большинстве своем они являются побоч ными продуктами химического производства, а использование известных
добавок, в том числе зарубежных производителей, приводит к удорожа нию композита за счет высокой стоимости ПАВ [59]. Применение нового вида ПАВ – из местных отходов Чувашской Республики, образующихся при производстве антиоксиданта для произ водства резиновых изделий, может позволить не только повысить кор розионную стойкость и долговечность дорожного покрытия, снизить его стоимость, но также одновременно решить экологические пробле мы, вызванные последствиями получаемых при производстве изделий побочных продуктов – химических отходов (прил. 5), путем их приме нения в составе щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей с от ходами дробления известняка, а также снизить расход битума при устройстве покрытий лесовозных автомобильных дорог. Целью данной работы является обоснование технологии строи тельства покрытий лесовозных автомобильных дорог с покрытием из модифицированного щебеночно-мастичного асфальтобетона с отходами дробления известняков.
Доступ онлайн
400 ₽
В корзину