Разработка технологий для улучшения физико-механических свойств шлаковых асфальтобетонов

• Автор: Штефан, Юрий Витальевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 184 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ НАУЧНОТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ПРОБЛЕМАМ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ .

1.1. Методы улучшения свойств асфальтобетона за счет активации битумного связующего

1.2. Использование активаторов для наполнителей асфальтобетонов

1.3. Методы улучшения качества дорожных покрытий

1.4. Использование отходов от фрезерования асфальтобетонных покрытий в качестве заполнителей для асфальтобетона

1.5. Использование шлаковых заполнителей в составах асфальтобетонов

ГЛАВА 2. ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Материалы для асфальтобетона

2.1.1. Заполнители для отходов фрезерования покрытий на шлаковых заполнителях

2.1.2. Кварцсодержащие заполнители для асфальтобетона

2.1.2.1. Гранитный щебень
2.1.2.2. Кварцевый песок.
2.1.3. Материалы наполнителей для асфальтобетонов
2.1.3.1. Минеральные порошки из отходов промышленности.
2.1.3.1.1. Шлам Липецкой ТЭЦ2.
2.1.3.1.2. Шлам агломерационного производства
2.1.3.1.3. Шлам силикомарганца.
2.1.3.1.4. Наполнитель из молотого известняка
2.1.3.1.5. Наполнитель из цементной пыли.
2.1.4. Связующие для асфальтобетонов.
2.1.5. Активаторы ГКЖ или ГКЖ
2.2. Теоретическое обоснование использования наполнителя из шлама ТЭЦ
и активатора гидрофобизующей добавки ГКЖ
2.3. Методы исследований
2.3.1. Методы испытаний наполнителей.
2.3.2. Методы испытаний асфальтовяжущего вещества
2.3.3. Методы испытаний заполнителей для асфальтобетона
2.3.4. Методы испытаний асфальтобетонов
2.3.5. Испытания асфальтобетонов на долговечность
2.4. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОРОШКОВ ИЗ ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ НА ИХ ОСНОВЕ
3.1. Составы и свойства наполнителей
3.2. Исследование влияния порошков на свойства битума.
3.3. Разработка составов асфальтобетонов с добавками наполнителей из местных отходов промышленности
3.4. Технология изготовления асфальтобетонов с применением наполнителей
3.5. Выводы по главе
ГЛАВА 4 ПОДБОР ОПТИМАЛЬНЫХ СОСТАВОВ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ
НА ШЛАКОВЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЯХ
4.1. Планирование эксперимента с помощью двухфакторного плана.
4.2. Сравнительные характеристики шлаковых асфальтобетонов на кварцевом и шлаковом песке
4.3. Определение оптимальных составов асфальтобетонов с применением трехфакторного плана эксперимента.
4.4. Обработка данных с помощью критерия оптимальности.
4.5. Исследование вязкопластичных свойств асфальтобетона с помощью планирования эксперимента.
4.6. Оценка деформационнопрочностных свойств асфальтобетона.
4.6.1. Определение состава смеси с помощью критерия оптимальности
4.7. Выводы но главе.
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ НА ШЛАКОВЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЯХ И ОТХОДАХ ОТ ФРЕЗЕРОВАНИЯ СТАРЫХ ПОКРЫТИЙ
5.1. Прогнозирование долговечности шлаковых асфальтобетонов.
5.2. Прогнозирование долговечности асфальтобетонов на основе отходов от фрезерования дорожных покрытий
5.3. Выводы по главе
ГЛАВА 6. ВНЕДРЕНИЕ АСФАЛЬТОБЕТОНА ОПТИМАЛЬНОГО
А СОСТАВА ДЛЯ ВЕРХНЕГО ПОКРЫТИЯ ГОРОДСКИХ ДОРОГ
6.1. Расчет конструкции дорожных одежд
6.1.1. Исходные данные для расчета
6.1.2. Расчетные параметры подвижной нагрузки.
6.2. Расчет конструкции по допускаемому упругому прогибу
6.3. Определение расчетных характеристик грунта.
а 6.4. Расчет сопротивления монолитных слоев при изгибе.
6.5. Внедрение асфальтобетонов при ремонтах городских дорог.
6.6. Техникоэкономические показатели.
6.7. Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4.
ПРИЛОЖЕНИЕ 5.
ПРИЛОЖЕНИЕ 6.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В состав компаундов входит, по данным , . БНД и высокопарафинистый мазут, а в качестве разжижителя и пластификатора остаточные компоненты газоконденсата. Высокое содержание парафина повышает гидрофобность вяжущего и повышает его морозостойкость. Недостатком вяжущего, содержащего твердые парафины является снижение его адгезионных свойств. Исследователями разработаны составы асфальтобетонных смесей, содержащие 3. Применение серы позволяет снизить содержание битума в смеси на . Однако для нашего региона газовая сера является привозной, что увеличивает ее стоимость и дефицитность. С нашей точки зрения, целесообразнее применять силиконаты кремнийорганические жидкости ГКЖ, выпускаемые Данковским химическим заводом АО Силан, которые также гидрофобизуют асфальтобетонную смесь или наполнитель при введении их в количестве, не превышающем 0,5 от массы наполнителя. При этом степень гидрофобизации значительно выше, чем у высокопарафинистого мазута, они не увеличивают хрупкость битума, как парафин, а содержание токсичных примесей в их составе значительно ниже. Добавки ГКЖ наоборот увеличивают эластичность и связующую способность битума, даже при малом их количестве. Иркутские ученые по результатам совместных разработок с учеными США рекомендуют применять адгезионную добавку в битумы гептил диметилгидразин один из компонентов ракетного топлива, нуждающийся в утилизации. Этими исследованиями установлено также, что наиболее перспективным для дорожного строительства является гидролизный лигнин отход от переработки древесины или другого растительного сырья, который может заменить и минеральный порошок, и модификатор. Обработка лигнина при температуре 0. С, способствует распаду природного лигнина с образованием устойчивого гидролизного лигнина. Технический гидролизный лигнин ТГЛ является активным наполнителем, повышающим качество асфальтового вещества, а также физикомеханические и деформационные свойства покрытий при отрицательных температурах. Возрастает также водостойкость и адгезия по сравнению с известняковым наполнителем. Для устранения впитывания битума в поры минеральной смеси, снижающей эластичность и долговечность асфальтобетонов, ученые также рекомендуют применять активированные порошки либо двухстадийную подготовку асфальтобетонов на первой стадии готовить активированный порошок введением химически активных добавок, кольматирующих поры, а на второй смешивать полученную органоминеральную смесь с битумным связующим. При этом в качестве модификаторов исследователи предлагают применять сланцевые фусы, а фусы коксохимического производства. Фусы закупоривают поры минеральной части смеси за счет хемосорбции, снижая расход битума с сохранением его эластичности. В Липецке тоже имеются отходы коксохимпроизводства фусы, в которых содержится до высокоактивных фенолов и карбоновых кислот, способных вступать в химическое взаимодействие с минералами твердых частиц с образованием водонерастворимых соединений. При смешивании такого наполнителя с битумом образуется тонкая органическая пленка, сохраняющая элластичность, так как ароматические углеводороды смолы и масла не впитываются в порошок, а остаются в ней. При двухстадийной подготовке асфальтобетонной смеси фусы рекомендуется вводить в нагретую минеральную смесь при перемешивании ее до однородности. Это позволяет активировать не только наполнитель, но и всю минеральную смесь. При этом достигаются более высокие показатели физикомеханических свойств асфальтобетонов, на ускоряется процесс перемешивания смеси, с полнотой покрытия минеральных компонентов битумом , а смесь можно уплотнять при температурах . С вместо 0 С. Рекомендуемое количество фусов 2. При применении такой активации отпадает необходимость использования модифицированных битумов. Однако, фусы Липецкого коксохимпроизводства очень сильно загрязнены как жидкими, так и твердыми отходами и требуют дополнительных затрат на очистку и переработку. Кроме того, они содержат значительные количества токсичных примесей продуктов коксования в виде альдегидов, фенолов и др.