Модифицированные асфальтобетоны с отходами дробления известняков

М. Г. САЛИХОВ     Е. В. ВЕЮКОВ     Л. И. МАЛЯНОВА 

 
 
 
 

МОДИФИЦИРОВАННЫЕ  

АСФАЛЬТОБЕТОНЫ С ОТХОДАМИ 

ДРОБЛЕНИЯ ИЗВЕСТНЯКОВ 

 

Монография 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Йошкар-Ола 

2019 
 

УДК 625.85(470.344) 
ББК 39.311(2Рос.Чув) 

С 16 

 

Рецензенты: 

доктор технических наук, профессор кафедры ДСМ КазГАСУ  

Гатиятуллин М. Х.; 

доктор технических наук, профессор кафедры транспорта и дорожного  

строительства УГЛТУ Кручинин И. Н.; 

доктор технических наук, профессор кафедры ЖБКК КазГАСУ  

Мирсаяпов И. Т. 

 
 

Печатается по решению 

редакционно-издательского совета ПГТУ 

 
 

Салихов, М. Г. 
  
Модифицированные асфальтобетоны с отходами дробления 

известняков: 
монография 
/ 
М. Г. Салихов, 
Е. В. Веюков, 

Л. И. Малянова. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный 
технологический университет, 2019. ‒ 160 с. 
ISBN 978-5-8158-2092-0 

 

Обобщен и проанализирован опыт использования асфальтобетонов в 

покрытиях автомобильных дорог. Показана возможность проектирования 
составов асфальтобетонов, позволяющих снизить себестоимость и требуемый расход битума за счет замены минерального порошка и части дробленого песка отходами дробления известняков и модификации кубовыми 
остатками при производстве местного химического производства Чувашской Республики. 

Для исследователей, аспирантов, магистрантов направления подго
товки «Строительство», специалистов дорожной отрасли. 

 

УДК 625.85(470.344) 
ББК 39.311(2Рос.Чув) 

 

ISBN 978-5-8158-2092-0 
© Салихов М. Г., Веюков Е. В.,  
Малянова Л. И., 2019 
© Поволжский государственный  
технологический университет, 2019 

С 16

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ ........................................................................................... 7 

 
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ .......................................................................... 9 
 
ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................. 10 
 
1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ В ПОКРЫТИЯХ  
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И ПУТИ СНИЖЕНИЯ  
ИХ СЕБЕСТОИМОСТИ............................................................................. 13 

1.1. Отечественный и зарубежный опыт использования  
асфальтобетонов в дорожных одеждах  ................................................ 13 
1.2. Возможности снижения себестоимости асфальтобетонов  
при обеспечении их качества и долговечности .................................... 14 
1.3. Местные каменные материалы и отходы химической  
промышленности Чувашской Республики и возможность  
их использования в качестве добавок в асфальтобетоны.................... 17 

 
2. ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ  
МЕСТНЫХ ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ЧУВАШИИ  
В АСФАЛЬТОБЕТОНАХ И ОСОБЕННОСТИ  
ИХ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ ........................................................... 22 

2.1. Особенности проектирования составов минеральной части  
асфальтобетонов с отходами дробления известняков ......................... 22 
2.2. Обоснование выбора взятых для исследования материалов ........ 28 
2.3. Теоретическое обоснование требуемого расхода вяжущего  
для приготовления асфальтобетонов с отходами дробления  
известняков при присутствии поверхностно-активных веществ ....... 29 
2.4. Особенности структурообразования модифицированных  
асфальтобетонов с ОДИ для покрытий автомобильных дорог........... 37 
2.5. Методики экспериментальных исследований ............................... 38 

2.5.1. Стандартные методики исследований .................................... 38 
2.5.2. Методика изучения деформируемости образцов  
модифицированных АБ с ОДИ при повышенных температурах  
под действием постоянной нагрузки................................................. 39 
2.5.3. Методика установления значений модуля упругости  
модифицированных асфальтобетонов с ОДИ .................................. 39 

2.5.4. Изучение процесса старения модифицированных  
асфальтобетонных смесей с отходами дробления известняков  
при действии высоких температур (+150 С) ................................... 40 

Выводы по главе 2 ................................................................................... 47 

 
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ  
КУБОВЫХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА АНИЛИНА АсД  
НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БИТУМОВ И АСФАЛЬТОБЕТОНОВ С ОТХОДАМИ ДРОБЛЕНИЯ ИЗВЕСТНЯКОВ .. 49 

3.1. Цель и условия экспериментов ....................................................... 49 
3.2. Экспериментальные исследования влияния добавок АсД  
на физико-механические свойства битума ........................................... 51 
3.3. Получение обобщенной многофакторной модели температуры 
размягчения модифицированного кубовыми остатками  
при производстве анилина вязкого битума БНД 90/130 ..................... 54 

3.3.1. Основные расчетные формулы ................................................ 54 

3.4. Установление области рационального соотношения в смеси  
битума и добавки АсД по температуре размягчения ........................... 55 
3.5. Экспериментальное установление требуемого количества  
вяжущего для приготовления модифицированного асфальтобетона  
с ОДИ типа Б ........................................................................................... 60 

3.5.1. Экспериментальные исследования влияния  
добавок АсД на физико-механические свойства асфальто- 
бетонов с ОДИ типа Б......................................................................... 62 

3.6. Получение обобщенной многофакторной модели прочности  
при сжатии при температуре +50 °С для модифицированного  
асфальтобетона с ОДИ типа Б ............................................................... 66 

3.6.1. Установление области рационального состава  
для модифицированного асфальтобетона с ОДИ по значениям  
предела прочности при сжатии образцов при температуре +50 С .... 66 

3.7. Влияние содержания добавки АсД на температурную  
устойчивость асфальтобетонов с ОДИ при Т=+50 °С  
при действии расчетных нагрузок ......................................................... 71 

3.7.1. Результаты экспериментального исследования  
деформируемости образцов асфальтобетонов с ОДИ типа Б  
с различным содержанием кубовых остатков АсД .......................... 71 

3.8. Установление значений модуля упругости асфальтобетона  
с отходами дробления известняков типа Б при температуре +20 С . 74 
3.9. Установление значения модуля упругости асфальтобетона  
с отходами дробления известняков типа Б при температуре +50 °С . 75 
3.10. Исследование влияния добавок АсД на процессы старения  
асфальтобетонов с ОДИ при высокой температуре (+150 °С) ........... 76 
Выводы по главе 3 ................................................................................ 101 

 
4. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ  
И УКЛАДКИ МОДИФИЦИРОВАННЫХ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ  
С ОДИ В ПОКРЫТИЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ ......................... 104 

4.1. Разработка конструкций дорожных одежд с покрытием  
из модифицированного асфальтобетона с ОДИ................................ 104 

4.1.1. Обоснование расчётной нагрузки от лесовозного  
автопоезда на покрытие автомобильной дороги (вариант 1) ...... 105 
4.1.2. Конструирование и расчет дорожных одежд  
с использованием в покрытии модифицированного  
асфальтобетона с отходами дробления известняков (вариант 2) 107 

4.2. Особенности технологии приготовления модифицированной  
асфальтобетонной смеси с ОДИ типа Б ............................................. 112 
4.3. Особенности технологии приготовления модифицированной  
асфальтобетонной смеси с ОДИ и устройства верхнего слоя  
покрытия автомобильной дороги с их использованием ................... 117 

4.3.1. Разработанные составы для приготовления смеси  
и расход материалов ........................................................................ 117 
4.3.2. Технологическая схема приготовления модифицированного 
вяжущего на основе использования кубовых остатков  
при производстве анилина (АсД) ................................................... 119 
4.3.3. Технологическая схема производства  
модифицированной асфальтобетонной смеси с отходами  
дробления известняков  ................................................................... 119 
4.3.4. Исследование уплотняемости модифицированной  
асфальтобетонной смеси с ОДИ ..................................................... 122 
4.3.5. Особенности технологической схемы устройства верхнего 
слоя асфальтобетонного покрытия из модифицированного  
асфальтобетона с отходами дробления известняков .................... 125 

4.3.6. Технологическая карта производства  
модифицированной асфальтобетонной смеси с отходами  
дробления известняков .................................................................... 129 
4.3.7. Технологическая схема приготовления  
модифицированного вяжущего с использованием  
кубовых остатков при производстве анилина АсД ....................... 129 

4.4. Определение экономической эффективности применения  
модифицированного АБ с ОДИ для покрытия дорожных одежд  
автомобильных дорог .......................................................................... 134 
Выводы по главе 4 ................................................................................ 139 

 
Заключение ............................................................................................... 141 
 
Библиографический список .................................................................... 143 
 
 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

 
Данная работа посвящена актуальной теме совершенствования со
ставов асфальтобетонов в покрытиях автомобильных дорог. 

Представлено краткое описание состояния вопроса применения и 

удешевления производства и использования асфальтобетонов в дорожном строительстве в Российской Федерации, Чувашской Республике и 
за рубежом. Выдвинута рабочая гипотеза о возможности снижения себестоимости производства данных материалов в покрытиях автомобильных дорог путем равноценной замены некоторых дорогостоящих 
дисперсных минеральных компонентов отходами дробления известняков из местных месторождений Чувашской Республики, а снижения 
требуемого расхода битума предполагается добиться путем поиска и 
введения в смеси небольшого количества отходов химической промышленности с поверхностно-активирующими свойствами.  

Определены свойства выявленных отходов дробления известняков 

из местных месторождений Чувашии и потенциально пригодные в качестве поверхностно-активирующих добавок химические отходы – кубовые остатки при производстве анилина (АсД).  

Для достижения поставленной цели обосновываются применяемые 

при экспериментальных исследованиях методы, методики, описываются 
используемые установки и приборы (некоторые из них разработаны 
авторами). 

На основе рассмотрения ряда вариантов зернового состава мине
ральной части асфальтобетонных смесей подобран оптимальный состав, 
обеспечивающий наибольшую упаковку их при уплотнении и изучено 
влияние отходов АсД на основные свойства битумного вяжущего. При 
этом доказана возможность равноценной замены минерального порошка и части дробленого песка отходами дробления известняков.  

Экспериментально изучено и установлено оптимальное количество 

добавки, теоретически объяснено влияние кубовых отходов на свойства 
битумного вяжущего и асфальтобетонов с отходами дробления известняков. Влияние различного количества добавок АсД на структуру АБ 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 автомобильной дороге. 

Особенностью данной работы является то, что здесь предложен 

комплексный способ решения проблемы снижения себестоимости и 
расхода требуемого количества битума для приготовления асфальтобетона, а также разработки технологий их производства и укладки в конструктивный слой дорожной одежды. При этом обеспечивается условие 
сохранения и повышения ряда основных физико-механических и эксплуатационных свойств материала. 

В проведении некоторых экспериментов участвовали студенты спе
циальности и профиля подготовки «Автомобильные дороги» Института 
строительства и архитектуры Поволжского государственного технологического университета, которым авторы выражают свою благодарность. Авторы признательны также уважаемым рецензентам – профессорам М. Х. Гатиятуллину, И. Н. Кручинину, И. Т. Мирсаяпову. 

Авторы с благодарностью примут возможные замечания и конструк
тивные предложения по данной работе, которые можно направлять по 
адресу: 424000, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, д. 3, Поволжский государственный технологический университет, кафедра строительных технологий и автомобильных дорог. 
 
 

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 

 

АБ – асфальтобетон; 
АБ с ОДИ – асфальтобетон с отходами дробления известняков; 
АБЗ – асфальтобетонный завод; 
АБС – асфальтобетонная смесь; 
АсД – кубовые остатки при производстве анилина; 
КДЗ – камнедробильный завод; 
МП – минеральный порошок; 
ОДИ – отходы дробления известняков; 
ОДЩ – отсевы дробления щебня; 
ПАВ – поверхностно-активные вещества; 
ЧР – Чувашская Республика; 
Щ – щебень;  
ЩМА – щебеночно-мастичный асфальтобетон; 
ЩМАС – щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь. 

 
 

ВВЕДЕНИЕ 

 
Состояние вопроса и задачи исследования 
 
Актуальность темы. В покрытиях дорожных одежд автомобиль
ных дорог, в том числе расположенных в зонах интенсивного перемещения лесоматериалов лесовозными автопоездами, широко используются асфальтобетоны различных составов. Однако их себестоимость 
сравнительно высокая и к тому же имеет тенденцию постоянно расти.  

С целью уменьшения дороговизны рядом ученых разработаны ас
фальтобетоны, в которых взамен минерального порошка и некоторой 
части мелкого заполнителя используются отходы дробления известняков (ОДИ). При этом наблюдается повышение требуемого расхода битума для их приготовления. Известно также [8, 27, 57, 65, 67], что для 
уменьшения расхода битума и улучшения физико-механических 
свойств асфальтобетонов (АБ) одним из эффективных путей является 
способ введения в них небольшого количества различных поверхностно-активных веществ (ПАВ). Однако выпускаемые отечественной промышленностью и импортные ПАВ являются тоже достаточно дорогими.  

В ходе предварительных испытаний выявлено, что небольшие до
бавки анилина оказывают положительное влияние на физикомеханические свойства битумов:  

 увеличиваются значения сцепления к поверхности минеральных 

материалов, пенетрации, растяжимости и сопротивляемости старению 
при высоких температурах;  

 снижаются значения температур размягчения и хрупкости при от
рицательной температуре.  

Поэтому в настоящее время поиск недорогих веществ из числа 

местных источников, в частности среди отходов и побочных продуктов 
местной промышленности, пригодных для применения в качестве активирующих, является актуальной задачей.  

В ходе патентного поиска и предварительного изучения известных 

характеристик выявлено, что на Новочебоксарском химическом заводе 
Чувашской Республики образуются кубовые остатки при производстве 
анилина (АсД), которые могут быть исследованы в качестве модифицирующей добавки в асфальтобетоны.