смеси асфальтобетонные тип д

5. Колбановская А.С., Михайлов В.В. Дорожные битумы. — М.: Транспорт. — 1975. — 262 с.

4. Дерягин Б.И., Кротова Н.А., Смега В.П. Адгезия твердых тел. — М.: Наука. — 1973. — 270с.

3. Печеный Б.Г. Битумы и битумные композиции. — М.: Химия. — 1990. — 256с.

2. Гезенцвей Л.Б. Дорожный асфальтобетон — М.: Транспорт. — 1985. — 350с.

1. Королев И.В. Пути экономии битума. — М.: Транспорт. — 1986. — 161с.

Полученные результаты исследований показывают определяющую роль в технологии приготовления асфальтобетонных смесей содержания минерального порошка. Представленная простая методика, доступная заводской лаборатории, позволяет определять оптимальные температуры перемешивания асфальтобетонных смесей, обеспечивающие значительное повышение качества асфальтобетонов. На рис. 2 представлены обобщающие зависимости оптимальных температур перемешивания асфальтобетонных смесей различных составов от содержания минерального порошка. Учитывая, что в практике производства асфальтобетонных смесей используют заполнители различного минерального состава, а также битумы различного происхождения, то оптимальные температуры перемешивания асфальтобетонных смесей следует определять на конкретных замесах в конкретных заводских смесителях.

Зерновые составы литых асфальтобетонных смесей подбирали в соответствии с требованиями германского стандарта ZTV Asphalt — Stb 07 [7] (смеси 1, 2) и ТУ 5718.002.04000633-2006 [9] (смесь .3). Согласно требованиям ТУ на литые асфальтобетонные смеси и литой асфальтобетон [9] регламентируется температура смеси на выходе из смесителя. Этот показатель дифференцирован в зависимости от зернового состава и назначения асфальтобетонов. Температура приготовления литых смесей должна быть равной согласно германскому стандарту 230-250 °С, по российским требованиям для литых смесей типа II и III — 200-230 °С. В зерновом составе смеси 3 большее количество щебня и меньшее содержание минерального порошка (табл. 2). Как видно из рисунка 1 (в) и таблицы 4, оптимальные температуры приготовления литых смесей совпадают с нормативными значениями. Показатели свойств литых асфальтобетонов определяли в соответствии с требованиями ТУ 5718.002.04000633.2006 и ГОСТ12801-98. Как следует из таблиц 2 и 4 и рисунка 1, температура перемешивания литых асфальтобетонных смесей зависит от содержания минерального порошка, чем его больше, тем выше температура перемешивания. Установлено, что с повышением содержания минерального порошка в литой асфальтобетонной смеси температура растрескивания Тр понижается.

Температуры растрескивания асфальтобетонов Тр, определенные при охлаждении защемленного по концам образца, в зависимости от температуры перемешивания асфальтобетонных смесей имеют минимальные значения при температурах перемешивания, при которых Rр имеет максимальные значения [3]. Как следует из таблицы 3, температура растрескивания асфальтобетонных образцов, приготовленных из смесей при температурах перемешивания 145 °С, повышается от -22 °С до -17 °С по мере перехода гранулометрии заполнителя в афальтобетоне от типа А до типа Д. В то же время приготовление асфальтобетонных смесей при оптимальных температурах приводит к понижению Тр асфальтобетонов на 4-14 °С по сравнению с Тр асфальтобетонов, приготовленных из смесей при стандартной температуре перемешивания 145 °С, при этом по мере перехода гранулометрии заполнителя от типа А до типа Д Тр понижается от -26 до -31 °С. Следует заметить, что разница значений Тр асфальтобетонов из смесей, приготовленных при стандартной и оптимальных температурах перемешивания, возрастает от 4 до 14 .С при переходе гранулометрии заполнителей от типа А до типа Д. Прослеживается пропорциональная зависимость температур растрескивания Тр и прочности при расколе Rр асфальтобетонов при 0 °С: по мере возрастания прочности при расколе температура растрескивания асфальтобетонов понижается (таблица 3).

Перемешивание смесей при оптимальных температурах приводит к значительному повышению практически всех показателей физико-механических свойств асфальтобетонов, превышающих стандартные пределы.

Сравнение физико-механических свойств асфальтобетонов, приготовленных при стандартных и оптимальных температурах перемешивания смесей, показывает (табл. 3), что асфальтобетоны всех исследуемых зерновых составов, приготовленные при стандартной температуре 145 °С, не удовлетворяют требованиям ГОСТ по некоторым показателям, особенно по водостойкости, как при кратковременном, так и при длительном водонасыщении.

Интересно расположение значений предела прочности при расколе Rp образцов при стандартной температуре перемешивания смесей 145 °С. У смеси типа А, имеющей самое малое содержание минерального порошка, предел прочности при расколе при 0 .С имеет самое высокое значение, причем, чем больше в смеси минерального порошка, тем ниже значение Rp (в смесях Б, В, Г и Д). Это свидетельствует о том, что при перемешивании при 145 .С смесей, содержащих меньше минерального порошка, покрытие поверхности минерального заполнителя битумом происходит быстрее с получением гомогенной смеси, что отражается в повышении Rр. Температуры, при которых предел прочности при расколе Rp, достигая максимума, начинает снижаться, свидетельствуют о преобладании процесса старения в битумных пленках, приводящих к их охрупчиванию и понижению прочности при расколе. Прочность Rр у асфальтобетонов при температурах перемешивания смесей, превышающих температуру максимума Rр, закономерно повышается у асфальтобетонов по мере увеличения в их составе содержания минерального порошка (рис. 1).

Как следует из рисунка 1 (а, б), максимумы прочности образцов, определяемых при расколе при температуре 0 .С, асфальтобетонов с гранулометрией заполнителей типов А, Б, В и песчаных типов Г, Д по ГОСТ 9128-2009, по мере увеличения в смеси минерального порошка сдвигаются в сторону более высоких температур, превышающих стандартные пределы температур перемешивания смесей. Так, для асфальтобетонных смесей, приготавливаемых на битуме марки БНД 60/90, как уже упоминалось, стандартный температурный диапазон составляет 145-155 °С, а температуры перемешивания указанных смесей на битуме той же марки, при которых имеется максимум Rp, составляют 160-190 °С, повышающийся с увеличением в смеси количества минерального порошка.

В опытах использовались асфальтобетонные смеси, зерновые составы минеральной части которых соответствовали мелкозернистым непрерывным гранулометриям типа А, Б, В, песчаным типа Г и Д по ГОСТ 9128-2009 (табл. 1), а также литые асфальтобетонные смеси, имеющие зерновой состав минеральной части согласно германскому стандарту [7], и литая асфальтобетонная смесь, имеющая зерновой состав согласно ТУ 5718.002.04000633.2006 [9] для типа II (табл. 2).

Повышение температуры перемешивания асфальтобетонной смеси способствует смачиванию и покрытию поверхности заполнителя битумом, что проявляется в повышении прочности образцов, определяемой как при сжатии, так и при расколе, изгибе или растяжении. Однако при определенной температуре перемешивания смеси начинают преобладать процессы старения битума, сопровождающиеся повышением его вязкости, что выражается в дальнейшем повышении прочностных показателей, определяемых при сжатии образцов, и к снижению этих показателей, определяемых при расколе, изгибе или растяжении образцов, которые являются относительной характеристикой трещиностойкости асфальтобетонов. Это подтверждается результатами экспериментальных исследований.

По мере повышения температуры перемешивания асфальтобетонных смесей показатели прочности образцов, определяемые при сжатии, как и показатели водостойкости, постоянно возрастают вплоть до температур перемешивания порядка 260-280 °С [3]. В то же время, установленное в работах [3,10,11] наличие максимума показателей прочности, определяемое при расколе, изгибе или растяжении образцов, при определенной температуре перемешивания асфальтобетонных смесей, как уже упоминалось, обусловлено тем, что перемешивание битума с минеральным заполнителем сопровождается протеканием двух процессов: смачивание и покрытие поверхности заполнителя битумом; старение битума.

Зерновые составы минерального заполнителя, согласно ГОСТ 9128-2009, значительно отличаются друг от друга по содержанию как крупного, так и мелкого заполнителя. В особенно широких пределах изменяется содержание минерального порошка (от 4 до 16 %) и соотношение битум./.минеральный порошок (Б/МП). Если в смеси с зерновым составом минерального заполнителя типа А, отношение Б/МП составляет 1,1-0,86, то в смеси типа Д оно находится в пределах 0,6-0,56, хотя согласно ГОСТ 9128-2009.температуры перемешивания для всех этих типов смесей на битумах с пенетрацией при 25 °С от 61 до 90.дмм одинаковые и составляют 145-155 °С. В то же время по нормативам Германии [7], Великобритании [8] и других европейских стран температуры перемешивания асфальтобетонных смесей на битумах с пенетрацией при 25 °С от 50 до 70 дмм составляют 150-190 °С, а с пенетрацией от 70 до 100 дмм — 140-180 °С. Естественно, что для полного и равномерного смачивания требуются различные температуры подогрева и перемешивания компонентов асфальтобетонных смесей, отличающихся зерновым составом минерального заполнителя, то есть с увеличением в смеси минерального порошка должны быть более высокие температуры перемешивания для снижения вязкости и поверхностного натяжения битума и улучшения смачивания. Но, по общепринятому мнению, перемешивание при повышенных температурах приводит к чрезмерному термоокислительному старению битума, приводящему к понижению трещиностойкости асфальтобетонов [2, 3]. У молекул битума, связанных адсорбционными силами с поверхностью минеральных заполнителей, меньшая подвижность, чем у молекул свободного битума. А, как известно, скорость химических превращений обусловлена молекулярной подвижностью участвующих в реакции соединений. Следовательно, повышение температуры перемешивания оказывает меньшее влияние на адсорбированный битум, в основном происходит окисление свободного, не связанного адсорбционными силами, битума. Это подтверждает также многолетний опыт использования литых асфальтобетонных покрытий, которые характеризуются высокой трещиностойкостью, долговечностью, хотя и приготавливаются на битумах марок БНД 40/60 при температурах до 250 °С [7,9]. Это может быть объяснено тем, что литые асфальтобетонные смеси имеют повышенное по сравнению с обычными асфальтобетонными смесями содержание минерального порошка — до 27 %. Вследствие этого битум, содержащийся в литой смеси, практически весь оказывается адсорбированным на поверхности минерального заполнителя, что положительно сказывается на устойчивости к старению всей системы.

Влияние минерального порошка на свойства битума в пограничных слоях зависит от его природы и дисперсности, а также от свойств битумов, что влияет на свойства материала в целом. Формирование микроструктуры асфальтовяжущего, которое происходит при введении в битум минерального порошка, проявляется в увеличении прочностных показателей пропорционально количеству вводимого минерального порошка. При достижении содержания минерального порошка определенного значения, когда расстояние между частицами становится равным сумме толщин структурированных оболочек двух соседних частиц и свойства системы обуславливаются степенью взаимодействия адсорбционно-сольватных слоев, прочность асфальтовяжущего достигает максимума. Оптимальная структурообразующая концентрация минерального порошка для битумов с пенетрацией при 25 0С 40-300 дмм составляет 75-86 %. Увеличение содержания минерального порошка выше оптимального количества приводит к резкому снижению прочности, что объясняется появлением воздушной фазы в системе «минеральный порошок — битум» и ее разуплотнением. Протекание адсорбции и структурирования возможно только при полном и равномерном смачивании поверхности минерального материала битумом. С повышением в смеси минерального порошка смачивание значительно затрудняется из.за сильно развитой его удельной поверхности. При перемешивании асфальтобетонной смеси большая часть битума, в первую очередь, соединяется из-за лучшего массообмена с минеральным порошком, и в дальнейшем требуются значительные затраты энергии, чтобы перевести образовавшееся асфальтовяжущее на поверхность крупных минеральных составляющих щебня и песка [1.3,6].

ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ /Дорожная Техника 2012/Печеный Б. Г., Данильян Е. А.

24.01.2013 В период с 26 по 28 февраля 2013 года в Конгресс-центре Центра международной торговли (Москва, Краснопресненская наб., д.14, подъезд 4) состоится IX Конгресс обогатителей стран СНГ. Основной организатор Конгресса кафедра обогащения руд НИТУ «МИСиС». 17.01.2013 будет проходить с 28 января по 01 февраля 2013 года в Московском государственном горном университете

ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ /Дорожная Техника 2012/