1Студент кафедры химической технологии Иркутского
государственного технического университета
2Научный руководитель, профессор кафедры
химической технологии Иркутского государственного технического университета
Обоснование необходимости применения
полимерно-битумного вяжущего и требования к ним для дорог первой
климатической зоны
Дорожное
покрытие должно обеспечивать максимальное сопротивление усталостным
разрушениям, обладать устойчивостью к изменениям температур суточных и сезонных
циклов.
Одним из основных способов повышения сроков службы
асфальтобетонных покрытий, в силу физической природы и структурных особенностей
асфальтобетона, является изменение структуры и свойств органических вяжущих материалов,
используемых для его приготовления.[1]
Повсеместно применяемые органические вяжущие -
дорожные битумы по ГОСТ 22245-90, - не отвечают современным
требованиям дорожного строительства в России по следующим причинам:
- имеют недостаточную трещиностойкость в жестких
климатических условиях России, так как более 95% ее территории характеризуются
температурой наиболее холодных суток ниже минус 25°С, 65% территории - ниже
минус 35°С и 35% территории - ниже минус 40°С;
- имеют недостаточный температурный интервал
работоспособности, т.е. при требуемой для обеспечения необходимой
теплостойкости покрытий. Температура размягчения (порядка 50°С). Так же они не
обладают даже минимально требуемой температурой хрупкости - минус 25°С, не
говоря уже о районах Сибири, где требуемые температуры хрупкости органических
вяжущих должны достигать минус 45°С, что соответствует расчетным зимним
температурам дорожных покрытий;
- не эластичны, так как по своей природе являются
термопластами, а в условиях современного грузонапряженного и интенсивного
движения автомобилей, обусловливающего многократные динамические воздействия на
покрытие, органические вяжущие должны быть эластомерами, т.е. характеризоваться
высокой эластичностью - способностью к большим обратимым деформациям во всем
диапазоне эксплуатационных температур.
В связи с вышеизложенным необходимо в будущем
рекомендовать вместо битумов повсеместно применять полимерно-битумное вяжущее
(ПБВ), которые относятся к классу эластомеров и характеризуются требуемыми
показателями эластичности, температурного интервала работоспособности,
трещиностойкости (температурой хрупкости) и теплостойкости (температурой
размягчения).
Вяжущее может быть отнесено к классу эластомеров
только в том случае, если его показатель эластичности не менее 70%,
что и регламентировано в ОСТ 218.010-98 для ПБВ на основе СБС и в
соответствующем проекте ГОСТ Р.[2]
Температура хрупкости ПБВ должна быть близка к
температуре воздуха наиболее холодных суток района строительства или хотя бы не
выше зимних расчетных температур покрытия с тем, чтобы при достижении этих
температур вяжущее не становилось бы хрупким, а сохраняло работоспособность и
способствовало релаксации напряжений, возникающих в них от комплексного
воздействия изменения температур и многократного динамического воздействия от
колес автомобилей.
Температура размягчения вязких ПБВ должна быть не ниже
расчетной температуры сдвигоустойчивости покрытия, основанной на средней
максимальной температуре воздуха наиболее жаркого месяца района строительства
при скорости ветра 1 м/с, чтобы обеспечить требуемую теплостойкость и
сдвигоустойчивость покрытий.
ПБВ должны характеризоваться необходимой адгезией к
поверхности минеральных материалов, используемых в данной
полимерасфальтобетонной смеси или поверхностной обработке, чтобы как минимум
обеспечить требуемый коэффициент длительной водостойкости материала и его
длительную эксплуатацию в покрытии или в другой конструкции без шелушения и
выкрашивания.
Полимерасфальтобетонные смеси должны подбираться и
уплотняться в покрытии с минимально возможным показателем водонасыщения,
который должен обязательно обеспечиваться использованием соответствующей
техники и технологии, при содержании в полимерасфальтобетоне максимально
возможного количества ПБВ. Это в свою очередь позволит обеспечить наибольшую
деформативность покрытия при низких и отрицательных температурах и высокую
усталостную прочность, а следовательно, и долговечность.
Литература:
1. Гохман Л.М. Улучшение рабочих характеристик
дорожных битумов. - М., 1990.
2. Дошлов О.И. – Адгезия и адгезивы. Том 3. Полимерно-битумные
вяжущие (технология, получение, применение): монография. – Иркутск, 2006.- 200
с.
3. Басурманова И.В., Гохман Л.М., Капанадзе И.И.
Особенности работы покрытия из асфальтобетонной смеси с применением ПБВ на
бетонном основании при отрицательной температуре // Вопросы проектирования
дорожных одежд со сборными и монолитными цементобетонными покрытиями. - М.,
1983. - (Тр. / Союздорнии).
4. Гохман Л.М., Золотарев В.А., Гезенцвей Л.Б.
Исследование деформационной устойчивости асфальтобетона с применением ПБВ (на
основе ДСТ) в статическом и динамическом режимах деформирования. - М., 1977. -
(Тр. / Союздорнии; Вып. 89).
5. Дошлов О.И., Елшин А.И., Козиенко А.И.
Модифицированные нефтяные битумы для дорожного строительства. Иркутск:
Издательство ИрГТУ, 2001. С. 100.