Методическое пособие 810

Таблица 2

Результаты корреляционных испытаний на приборе Виалита по отрывущебенок от слоя вяжущего

3. Определение средней глубины впадин макрошероховатости (шероховатой поверхностной обработки) методом песчаного пятна. Методика позволяет определить сред-

нюю глубину впадин шероховатой поверхности дорожных покрытий, а также покрытий с шероховатой поверхностной обработкой.

Измерение заключается в том, чтобы на покрытии с шероховатой поверхностной обработкой распределить заданный объем песка и по полученным размерам песчаного пятна определить глубину впадин шероховатой поверхности.

Измерения необходимо выполнять в следующей последовательности:

1)очистить щеткой-сметкой поверхность;

2)заполнить песком емкость, слегка ударить по дну емкости для осадки песка и дополнить емкость песком;

3)высыпать песок горкой на поверхность покрытия;

4)распространить песок по поверхности круговыми движениями штампа до касания нижней частью штампа выступов поверхности и заполнения песком впадин;

5)измерить диаметр круга, получившегося в результате распределения (не менее четырех значений).

После получения необходимых данных проводится их обработка. Площадь круга (песчаного пятна) определяется по формуле:

где Sn — площадь круга, мм2; dcp — среднее значение диаметра круга, мм. Глубина впадин шероховатой поверхности определяется по формуле:

где Нсрj — глубина впадин шероховатой поверхности j-го измерения, мм; 1000 — переводной коэффициент из см3 в мм3; Vпеска — объем песка, высыпанного на поверхность, Vпеска составляет от 200 до 250 см3.

Подготавливаются образцы материалов и покрытий противоскольжения из полиурета- ново-щебеночных смесей для испытаний.

Прежде чем приступить к проведению испытаний, подготавливают фракции щебня 5— 10 и 10—20 мм и полиуретановое вяжущее. Для того чтобы подготовить образцы щебня к испытаниям, его промывают с целью удаления пылеватых, глинистых и других примесей (рис. 8). После промывки и удаления всех примесей от частиц щебня каждую навеску просушивают отдельно на плите в вытяжном шкафу до полного удаления воды (рис. 9).

Получаем смесь для покрытия испытываемых образцов. Размешиваем полиуретановую смолу РТ-ТПИ 001А строительным миксером в бочке. Затем в специальной емкости смешиваем смолу РТ-ТПИ 001А и отвердитель РТ-ТПИ 001В в соотношении, заданном СТО 88902325-01-2014.

61

Научный журнал строительства и архитектуры

После соединения компонентов в емкость с полиуретановым вяжущим высыпается небольшими порциями щебень фракцией 5—10 мм, который равномерно смешивается со смесью. Объем полиуретанового вяжущего — 330 мл на 5 кг щебня. Аналогично подготавливают смесь полиуретанового вяжущего и щебня фракцией 10—20 мм. Полиуретановощебеночная смесь фракциями 5—10 и 10—20 мм размещается на картонные основания раз-

мером 100×30 см (рис. 10).

Ожидают сутки для схватывания полиуретанового вяжущего. Затем распределяют песок объемом 200 см3 по поверхности макрошероховатого покрытия (рис. 11).

Диаметр песчаного пятна для макрошероховатой поверхности на основе фракции щебня 5—10 мм составил 19,0 см.

Площадь круга (песчаного пятна) определим по формуле (1): Sn = 28697 мм2. Глубину впадин шероховатой поверхности найдем по формуле (2): Нсрj = 6,97 мм.

Диаметр песчаного пятна для макрошероховатой поверхности на основе фракции щебня 10—20 мм составил 13,5 см.

Площадь круга (песчаного пятна) по формуле (1): Sn = 14306 мм2. Глубина впадин шероховатой поверхности по формуле (2): Нсрj = 1399 мм.

Полученную глубину впадин шероховатости поверхности сопоставляют с минимально допустимыми значениями по СНиП 3.06.03-85 и СНиП 2.05.02-85.

62

Выводы

1.В опыте по исследованию сцепления вяжущего с щебнем было установлено, что при испытании гранитного и известнякового щебня на сцепление с полиуретановым вяжущим пленка полиуретанового вяжущего сохраняется, вода прозрачная, а визуальный показатель сцепления хороший. Это означает, что гранитный и известняковый щебень выдержали испытание на сцепление по контрольному образцу№ 1.

2.В опыте по определению адгезии при помощи прибора Виалита было установлено, что количество оторванных частиц щебня на образцах с полиуретановым вяжущим меньше, чем на образцах с битумом. Это говорит о гораздо лучшей адгезии между частицами щебня и полиуретанового вяжущего

3.Определение показателя макрошероховатости показало, что полиуретановый щебеночный слой с фракцией щебня 5—10 мм можно отнести к крупношероховатым покрытиям согласно ВСН 38-90 «Технические указания по устройству дорожных покрытий с шероховатой поверхностью», а полиуретановый щебеночный слой с фракцией щебня 10—20 нельзя отнести к данным покрытиям из-за высокого показателя глубины шероховатости поверхности.

4.Исследуемый слой можно использовать как укрепление обочины дороги или покрытия дорог 5-й категории, но необходимы более детальные исследования по другим показателям, чтобы сделать окончательный вывод.

Библиографический список

1.Беляцкий, В. Н. Особенности отверждения олигомерных продуктов из отходов полиуретанов

иих применение на практике / В. Н. Беляцкий, Ю. М. Кривогуз // Наука и техника. — 2012. — № 2. — С. 68—70.

2.Задирака, А. А. Преимущества применения полиуретановых композитных составов при укреплении откосов насыпей и выемок в дорожном строительстве / А. А. Задирака // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. — 2017. — № 9. — С. 25—29.

3.Задирака, А. А. Применение полиуретановых композитных составов для устройства оснований и/или покрытий транспортных сооружений / А. А. Задирака // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. — 2017. —№ 4. — С. 72—75.

4.Задирака, А. А. Ремонт щебеночных конструкций на откосах автомобильных дорог с применением современных материалов [Электронный ресурс] / А. А. Задирака // Техническое регулирование в транспортном строительстве. — 2017. — № 2 (22). — С. 1—3. — Режим доступа: http://trts.esrae.ru/41-247.

5.Задирака, А. А. Физико-механические показатели и свойства полиуретана и применение полиуретановых изделий, увеличивающие надежность транспортных сооружений в процессе эксплуатации [Электронный ресурс] / А. А. Задирака, Н. Е. Кокодеева, Е. С. Бондарь // Техническое регулирование в транспортном строительстве. — 2017. — № 6 (26). — С. 27—31. — Режим доступа: http://trts.esrae.ru/46-335.

6.Кокодеева, Н. Е. Конструкция покрытия транспортного сооружения: пат. РФ № 155397 / Н. Е. Кокодеева, А. В. Кочетков, В. Ю. Леонтьев. — Бюл. № 27. — 19.01.2015.

7.Кокодеева, Н. Е. Способ устройства конструкции основания и/или покрытия транспортного сооружения: пат. РФ № 2593506 / Н. Е. Кокодеева, А. В. Кочетков, В. Ю. Леонтьев. — Бюл. № 22. — 10.08.2016.

8.Леонтьев, В. Ю. Методика расчета угла осыпания склонов методом излишних фигур при проектировании защитных щебеночно-полиуретановых слоев [Электронный ресурс] / В. Ю. Леонтьев, А. В. Кочетков, Л. В. Янковский, В. Ю. Задворнов, И. Г. Шашков // Дороги и мосты. — 2016. — № 2. — С. 51—66. — Режим доступа: http://rosdornii.ru/files/dorogi-i-mosti/36/4.pdf.

9.Леонтьев, В. Ю. Методы ремонта щебеночных конструкций, армированных объемными георешетками на конусах мостовых сооружений и откосах автомобильных дорог / В. Ю. Леонтьев, Н. Е. Кокодеева // Дороги. Инновации в строительстве. — 2015. — № 43. — С. 74—78.

10.Леонтьев, В. Ю. Полиуретановые покрытия / В. Ю. Леонтьев // Автомобильные дороги. — 2016. — № 5. — С. 78—83.

11.Леонтьев, В. Ю. Применение вяжущего материала на основе полиуретана для укрепления и ремонта защитных покрытий транспортных сооружений / В. Ю. Леонтьев // Транспортное строительство. — 2016. — № 1. — С. 7—10.

63

Научный журнал строительства и архитектуры

13.Леонтьев, В. Ю. Укрепление откосов земляных сооружений. Вяжущий материал на основе двухкомпонентной полиуретановой системы ДОРОЛИТ / В. Ю. Леонтьев // Новые технологии в строительстве. — 2016. — № 1. — С. 14—31.

14.Fujii, M. Moisture-curing Pavement Material / M. Fujii, N. Nishimura // Japanese Patent no. JP2001000318045, 2003.14

15.Hoffmann, A. Method for Producing Mineral-bearing Cover Layers for Floor Coverings / A. Hoffmann, H. Ebert, B. Klesczewski // German Patent no. EP2007/000234, 2012.

16.Hoffmann, A. Process for the Production of Ballast / A. Hoffmann, E. Torsten, M. Udo, W. Hans-Guido, T. Kleiner, R. Busch // German Patent no. US9297121B2, 2014.

17. Mohmeyer, N. Process for the Production of Ballast / N. Mohmeyer, O. Reese, A. Eisenhardt,

M.Leberfinger, H. Mohmeyer // German Patent no. EP2008/062180, 2009.

18.Opferkuch, R. Method of Manufacturing Water Permeable Surface from Mineral Aggregate Bonded with Organic Adhesive / R. Opferkuch, R. Hartenburg, S. Heinz // German Patent no. DE19733588A, 1999.

19.Shigang, A. Effect of Aggregate Distribution and Shape on Failure Behavior of Polyurethane Polymer Concrete Under Tension / Ai Shigang, Tang Liqun, Mao Yiqi, Pei Yongmao, Liu Yiping, Fang Daining // Computational Materials Science. — 2013. — Vol. 67. — P. 133—139. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.commatsci. 2012.08.029.

20.Shigang, A. Numerical Analysis on Failure Behaviour of Polyurethane Polymer Concrete at High Strain Rates in Compression / Ai Shigang, Tang Liqun, Mao Yiqi, Liu Yiping, Fang Daining // Computational Materials Science. — 2013. — Vol. 69. — P. 389—395. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2012.12.018.

References

1.Belyatskii, V. N. Osobennosti otverzhdeniya oligomernykh produktov iz otkhodov poliuretanov i ikh primenenie na praktike / V. N. Belyatskii, Yu. M. Krivoguz // Nauka i tekhnika. — 2012. — № 2. — S. 68—70.

2.Zadiraka, A. A. Preimushchestva primeneniya poliuretanovykh kompozitnykh sostavov pri ukreplenii otkosov nasypei i vyemok v dorozhnom stroitel'stve / A. A. Zadiraka // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta im. V. G. Shukhova. — 2017. — № 9. — S. 25—29.

3.Zadiraka, A. A. Primenenie poliuretanovykh kompozitnykh sostavov dlya ustroistva osnovanii i/ili pokrytii transportnykh sooruzhenii / A. A. Zadiraka // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta im. V. G. Shukhova. — 2017. — № 4. — S. 72—75.

4.Zadiraka, A. A. Remont shchebenochnykh konstruktsii na otkosakh avtomobil'nykh dorog s primeneniem sovremennykh materialov [Elektronnyi resurs] / A. A. Zadiraka // Tekhnicheskoe regulirovanie v transportnom stroitel'stve. — 2017. — № 2 (22). — S. 1—3. — Rezhim dostupa: http://trts.esrae.ru/41-247.

5.Zadiraka, A. A. Fiziko-mekhanicheskie pokazateli i svoistva poliuretana i primenenie poliuretanovykh

izdelii, uvelichivayushchie nadezhnost' transportnykh sooruzhenii v protsesse ekspluatatsii [Elektronnyi resurs] / A. A. Zadiraka, N. E. Kokodeeva, E. S. Bondar' // Tekhnicheskoe regulirovanie v transportnom stroitel'stve. — 2017. —

№6 (26). — S. 27—31. — Rezhim dostupa: http://trts.esrae.ru/46-335.

6.Kokodeeva, N. E. Konstruktsiya pokrytiya transportnogo sooruzheniya: pat. RF № 155397 / N. E. Kokodeeva, A. V. Kochetkov, V. Yu. Leont'ev. — Byul. № 27. — 19.01.2015.

7.Kokodeeva, N. E. Sposob ustroistva konstruktsii osnovaniya i/ili pokrytiya transportnogo sooruzheniya: pat. RF № 2593506 / N. E. Kokodeeva, A. V. Kochetkov, V. Yu. Leont'ev. — Byul. № 22. — 10.08.2016.

8.Leont'ev, V. Yu. Metodika rascheta ugla osypaniya sklonov metodom izlishnikh figur pri proektirovanii

zashchitnykh shchebenochno-poliuretanovykh sloev [Elektronnyi resurs] / V. Yu. Leont'ev, A. V. Kochetkov, L. V. Yankovskii, V. Yu. Zadvornov, I. G. Shashkov // Dorogi i mosty. — 2016. — № 2. — S. 51—66. — Rezhim dostupa: http://rosdornii.ru/files/dorogi-i-mosti/36/4.pdf.

9.Leont'ev, V. Yu. Metody remonta shchebenochnykh konstruktsii, armirovannykh ob"emnymi

georeshetkami na konusakh mostovykh sooruzhenii i otkosakh avtomobil'nykh dorog / V. Yu. Leont'ev,

N.E. Kokodeeva // Dorogi. Innovatsii v stroitel'stve. — 2015. — № 43. — S. 74—78.

10.Leont'ev, V. Yu. Poliuretanovye pokrytiya / V. Yu. Leont'ev // Avtomobil'nye dorogi. — 2016. — № 5. —

S. 78—83.

11.Leont'ev, V. Yu. Primenenie vyazhushchego materiala na osnove poliuretana dlya ukrepleniya i remonta zashchitnykh pokrytii transportnykh sooruzhenii / V. Yu. Leont'ev // Transportnoe stroitel'stvo. — 2016. — № 1. — S. 7—10.

12.Leont'ev, V. Yu. Primenenie poliuretanovogo vyazhushchego v transportnom stroitel'stve / V. Yu. Leont'ev, A. V. Kochetkov, N. E. Kokodeeva, A. A. Zadiraka. — Saratov: RATA, 2017. — 240 s.

64

13.Leont'ev, V. Yu. Ukreplenie otkosov zemlyanykh sooruzhenii. Vyazhushchii material na osnove dvukhkomponentnoi poliuretanovoi sistemyDOROLIT / V. Yu. Leont'ev // Novye tekhnologii v stroitel'stve. — 2016. —

№1. — S. 14—31.

14.Fujii, M. Moisture-curing Pavement Material / M. Fujii, N. Nishimura // Japanese Patent no. JP2001000318045, 2003.

15.Hoffmann, A. Method for Producing Mineral-bearing Cover Layers for Floor Coverings / A. Hoffmann, H. Ebert, B. Klesczewski // German Patent no. EP2007/000234, 2012.

16.Hoffmann, A. Process for the Production of Ballast / A. Hoffmann, E. Torsten, M. Udo, W. Hans-Guido, T. Kleiner, R. Busch // German Patent no. US9297121B2, 2014.

17. Mohmeyer, N. Process for the Production of Ballast / N. Mohmeyer, O. Reese, A. Eisenhardt,

M.Leberfinger, H. Mohmeyer // German Patent no. EP2008/062180, 2009.

18.Opferkuch, R. Method of Manufacturing Water Permeable Surface from Mineral Aggregate Bonded with Organic Adhesive / R. Opferkuch, R. Hartenburg, S. Heinz // German Patent no. DE19733588A, 1999.

19.Shigang, A. Effect of Aggregate Distribution and Shape on Failure Behavior of Polyurethane Polymer Concrete Under Tension / Ai Shigang, Tang Liqun, Mao Yiqi, Pei Yongmao, Liu Yiping, Fang Daining // Computational Materials Science. — 2013. — Vol. 67. — P. 133—139. — DOI: https://doi.org/10.1016/ j.commatsci.2012.08.029.

20.Shigang, A. Numerical Analysis on Failure Behaviour of Polyurethane Polymer Concrete at High Strain Rates in Compression / Ai Shigang, Tang Liqun, Mao Yiqi, Liu Yiping, Fang Daining // Computational Materials Science. — 2013. — Vol. 69. — P. 389—395. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2012.12.018.

PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES

OF POLYURETHANE CRUSHED STONE FOR SLOPES OF EMBANKMENTS

AND EXCAVATIONS OF ROADS AND RAILWAYS

A. A. Zadiraka1, N. Ye. Kokodeeva2, A. V. Kochetkov3

Saratov State Technical University Named after Y. A. Gagarin 1, 2

Russia, Saratov

Perm National Research Polytechnic University 3

Russia, Perm

1PhD student of the Dept. of Transport Construction, tel.: +7-927-629-13-06, e-mail: alex.zadiraka@mail.ru 2D. Sc. in Engineering, Assoc. Prof., Head of the Dept. of Transport Construction,

Director of the School of Energy and Transportation

3 D. Sc. in Engineering, Prof. of the Dept. of Automobiles and Technological Machines, tel.: +7-906-306-95-53, e-mail: soni.81@mail.ru

Statement of the problem. It is necessary to determine the nature of the interaction of the polyurethane binder with crushed stone of various fractions and brands. It is also important to carry out a comparative analysis of the physical and mechanical properties of polyurethane and bituminous binders. The issue of the prospects of a possible use of a polyurethane binder on various elements of a road structure, including on the slopes of mounds and excavations of roads andrailways was considered.

Results. Some experiments were conducted to study the adhesion of rubble to polyurethane and bituminous binders. The adhesion indices of the binding materials are investigated with the Vialite instrument. An experiment was also conducted to determine the roughness of the polyurethane crushed stone layer as well as to studythe possibilityof usingthis structure as a pavement surfacing.

Conclusions. As a result of the tests, the polyurethane binder was show to interact excellently with rubble compared to bitumen in the same conditions. The experience in determining the macro-roughness did not provide an unambiguous answer as to whether it was possible to use the layer under investigation as a covering of the motor road or not.

Keywords: polyurethane binder, bitumen binder, crushed stone, opening of the binding material, adhesion, adhesion with the binder, macroroughness, resin, hardener.

65

Научный журнал строительства и архитектуры

УДК 625.7/.8

РАЗРАБОТКА СПЕЦИАЛЬНЫХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ РЕМОНТА ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ В ХОЛОДНЫЕ ПЕРИОДЫ ГОДА

Ю. И. Калгин1, А. С. Строкин2, А. А. Седаев3

Воронежский государственный технический университет 1, 2, 3 Россия, г. Воронеж

1Д-р тех. наук, проф кафедры строительства и эксплуатации автомобильных дорог, тел.: (473) 236-18-89, e-mail: kalgin36@yandex.ru

2Канд. тех. наук, доц. кафедры строительства и эксплуатации автомобильных дорог, тел.: (473) 236-18-89, e-mail: alexmech23@gmail.com

3Д-р физ.-мат. наук, доц. кафедры прикладной математики и механики, тел.: (473) 271-53-62,

e-mail: sed@vmail.ru

Постановка задачи. Рассматривается задача разработки холодных асфальтобетонных смесей с повышенными водостойкостью и деформативно-прочностными показателями для ремонта дорожных покрытий, что позволяет укладывать смесь в ремонтные ниши в холодные периоды года на дорогах с высокой интенсивностью движения.

Результаты. Приведены результаты проведенного эксперимента по оценке влияния основных структурообразующих факторов на деформативно-прочностные показатели специальных холодных асфальтобетонных смесей. Показаны деформативно-прочностные показатели оптимальных составов специальной холодной асфальтобетонной смеси.

Выводы. Приведены результаты анализа влияния основных структурообразующих факторов на водостойкость и деформативно-прочностные показатели специальных холодных асфальтобетонных смесей. Показано, что показатель водостойкости TSR может быть использован для подбора состава специальной холодной асфальтобетонной смеси.

Ключевые слова: холодных специальные асфальтобетонные смеси, выбоина, битум, жидкое органическое вяжущие, битумно-полимерное вяжущие.

Введение. Одной из актуальных проблем дорожной отрасли является повышение качества содержания и ремонта асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог с высокой интенсивностью дорожного движения в холодные периоды года [7]. Применяемые в настоящее время технологии ликвидации выбоин асфальтобетонных покрытий путем их ямочного ремонта с использованием литых или традиционных плотных горячих и холодных асфальтобетонных смесей имеют ряд существенных недостатков: недостаточную приживаемость к покрытию, низкую долговечность, недостаточные физико-механические и (или) эксплуатационные показатели (прочность, ровность, шероховатость), высокую стоимость и т. д. [2, 3, 5—11]. Указанных недостатки нехарактерны для специальных холодных асфальтобетонных смесей, позволяющих качественно выполнять ликвидацию выбоин асфальтобетонных покрытий при температурах до −10 оС [6—10]. Однако холодные асфальтобетонные смеси характеризуются недостаточными водостойкостью и деформативно-прочностными показателями, что ограничивает возможность их применения на автомобильных дорогах с высокой интенсивностью движения [10].

1. Оптимизация составов и показателей свойств специальных холодных асфальтобетонных смесей с помощью регрессионной модели их взаимозависимости. Методика проведения эксперимента. Предполагается, что прочностные, эксплуатационные и техноло-

© Калгин Ю. И., Строкин А. С., Седаев А. А., 2018

66

гические свойства специальных холодных асфальтобетонных смесей полностью определяются их составом. Для оценки показателей свойств специальных холодных асфальтобетонных смесей недостаточно использовать стандартные и традиционные в дорожной отрасли методы испытаний, т. к. это не позволяет полностью оценить влияния основных структурообразующих факторов на водостойкость, деформативно-прочностные показатели и технологические свойства материалов для ремонта покрытий автомобильных дорог [1, 4, 12, 15].

В результате анализа нормативов [12, 15] был выбран DIN EN 13108-3-2016-12 [15], в котором в качестве критерия водостойкости и деформативно-прочностного показателя холодной смеси на разжиженных битумах используется водостойкость TSR. Водостойкость TSR определяется для холодных асфальтобетонных смесей как отношение предела прочности при непрямом растяжении образца после воздействия влаги (неполного водонасыщения) и цикла «замораживание — оттаивание» и предела прочности при непрямом растяжении образца, выдержанного на воздухе при температуре (21 ±1) °С.

Предполагается, что физико-механические и технологические свойства холодных асфальтобетонных смесей полностью определяются их составом. При этом как сами компоненты, так и их процентное содержание в смеси подвержены случайным флуктуациям. Наконец, измерение самой характеристики смеси, водостойкости TSR, также вносит случайную погрешность. Обозначим численное значение исследуемой характеристики через Y, а ее функциональную зависимость от параметров через F (X1, X2). Присутствие в каждом эксперименте отмеченного выше случайного возмущения отражается в виде аддитивной добавки Z:

Последнее равенство означает, что искомая функциональная связь F (X1, X2) выражает не сам Y, а его математическое ожидание при заданных значениях параметров X1, X2:

В качестве варьируемых величин были выбраны следующие факторы: Х1 — соотношения содержания «заполнитель — минеральный порошок», % в 100 % минеральной части холодной смеси. В качестве заполнителя использовался щебень гранитный М1000 в смеси фракций 4—8, 8—11,2 мм. Минеральный порошок — известняковый неактивированный. Х2 — содержание жидкого битума марки СГ 70/130, % сверх 100 % минеральной части смеси.

План эксперимента:

1:x1 = −1, x2 = −1 в безразмерных величинах, то есть X1 = X1 − min, X2 = X2 − min в натуральных величинах;

2:x1 = −1, x2 = 1 в безразмерных величинах, то есть X1 = X1 − min, X2 = X2 − max в натуральных величинах;

3:x1 = 1, x2 = −1 в безразмерных величинах, то есть X1 = X1 − max, X2 = X2 − min в натуральных величинах;

4:x1 = 1, x2 = 1 в безразмерных величинах, то есть X1 = X1 − max, X2 = X2 − max в натуральных величинах;

5: x1 = 0, x2 = 0 в безразмерных величинах, то есть X1 = (X1 − min + X1 − max) / 2, X2 = (X2 − min + X2 − max) / 2 в натуральных величинах.

Матрица планирования оптимизации состава специальной холодной асфальтобетонной смеси на жидком битуме марки СГ 70/130 приведена в табл. 1.

67

Научный журнал строительства и архитектуры

Таблица 1

Матрица планирования испытания специальной холодной асфальтобетонной смеси на жидком битуме марки СГ 70/130

2. Обработка данных эксперимента. Для холодных асфальтобетонных смесей разного состава X1, X2, который выбирался согласно схеме полного факторного эксперимента с добавлением одного измерения в центре области плана, построение регрессионной модели осуществлялось средствами лицензионного пакета DataFit фирмы Oakdale Engineering. В результате проведения эксперимента получена модель Y-водостойкости TSR специальной холодной асфальтобетонной смеси (рис.).

Водостойкость TSR

где Y — водостойкость TSR; B1, B2, — коэффициенты уравнения модели Y, находятся статистически на основе экспериментальных данных методами регрессионного анализа; Х1 — содержание «щебень — минеральный порошок», % в 100 % минеральной части смеси; Х2 — содержание жидкого битума, % сверх 100 % минеральной части смеси.

Для показателя водостойкости TSR холодного асфальтобетона являются значимыми все исследуемые факторы. Максимальная величина показателя соответствует области значений исследуемых факторов для составов смесей с более высоким содержанием жидкого

68

битума и наименьшим содержанием щебеня гранитного М1000 в смеси фракций 4—8, 8— 11,2 мм в минеральной части.

Оптимизированный состав специальной холодной асфальтобетонной смеси с максимальным значением показателя водостойкости TSR по гранулометрическому составу и содержанию вяжущего был использован для оценки влияния применения жидкого модифицированного битума на деформативно-прочностные показатели асфальтобетона. Было приготовлено жидкое органическое вяжущее путем разжижения вязкого нефтяного дорожного битума в горячем состоянии раствором полимера типа СБС (марки ДСТ 30-01 отечественного производства) в органическом разжижителе с достижением требуемой вязкости для марок СГ 70/130 или СГ 130/200, что производилось подбором содержания разжижителя с дополнительным введением поверхностно-активного вещества «Азол» в количестве 0,5 % по массе. Содержание полимера в вяжущем составило 3 — 4 % по массе. В качестве разжижителей были использованы керосин и дизельное топливо.

С использованием жидких модифицированных вяжущих были приготовлены:

холодные специальные асфальтобетонные смеси на жидком вяжущем, полученном на основе раствора ДСТ 30-01 в керосине (полимер 3—4 % по массе), — 4 состава (№ 1—4);

холодные специальные асфальтобетонные смеси на жидком вяжущем, полученном на основе раствора ДСТ 30-01 в дизельном топливе(полимер3 %по массе), — 2 состава (№5, 6).

Деформативно-прочностные показатели холодного асфальтобетона на основе вышеуказанных жидких органических вяжущих приведены в табл. 2.

Таблица 2

Деформативно-прочностные показатели холодных специальных асфальтобетонных смесей для ремонта асфальтобетонных покрытий

Выводы

1.Показатель водостойкости TSR может быть использован для подбора состава специальной холодной асфальтобетонной смеси для ликвидации выбоин асфальтобетонных покрытий на автомобильных дорогах с повышенной интенсивностью движения.

2.Применение жидкого битумно-полимерного вяжущего оказывает наиболее существенное влияние на деформативно-прочностные показатели холодного асфальтобетона, что следует учитывать при подборе состава холодных специальных асфальтобетонных смесей.

3.Деформативно-прочностные свойства холодных асфальтобетонов с оптимальным гранулометрическим составом, приготовленных на жидком битумно-полимерном вяжущем на основе растворов полимеров типа СБС в керосине, характеризуются более высокими значениями показателей, что позволяет рекомендовать применение указанного разжижителя при приготовлении специальных смесей для ямочного ремонта асфальтобетонных покрытий при повышенной интенсивности дорожного движения.

Библиографический список

1. Баринов, Е. Н. Новые методы оценки качества асфальтобетонов / Е. Н. Баринов. — Л.: Ленинградский инженерно-строительный ин-т, 1989. — 55 с.

69

Научный журнал строительства и архитектуры

2.Бойко, С. А. Разработка щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей с улучшенной удобоукладываемостью для устройства и ремонта дорожных покрытий / Ю. И. Калгин, А. С. Строкин // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. — 2016. — № 1 (45). — С. 74—82.

3.Братчун, В. И. Физико-химическая механика строительных материалов / В. И. Братчун, В. А. Золотарев, М. К. Пактер [и др.]. — Донецк: Ноулиндж, 2013. — 338 с.

4.Золотарев, В. А. Испытания дорожно-строительных материалов / В. А. Золотарев, В. И. Братчун, А. В. Космин [и др.]; под ред. В. А. Золотарева, А. В. Космина. — Харьков: ХНАДУ, 2012. — 368 с.

5. Илиополов, С. К. Органические вяжущие для дорожного строительства / С. К. Илиополов, И. В. Мардиросова, Е. В. Углова [и др.]. — Ростов-н/Д, 2003. — 428 с.

6.Калгин, Ю. И. Дорожные битумоминеральные материалы на основе модифицированных битумов / Ю. И. Калгин. — Воронеж: изд-во Воронеж. гос. ун-та, 2006. — 272 с.

7.Калгин, Ю. И. Перспективные технологии строительства и ремонта дорожных покрытий с применением модифицированных битумов / Ю. И. Калгин, А. С. Строкин, Е. Б. Тюков. — Воронеж: ОАО «Воронежская областная типография», 2014. — 224 с.

8.Малков, В. Теплое отношение к холодному асфальту. Преимущества материалов на основе жидкого битума [Электронный ресурс] / В. Малков // Дороги, мосты, тоннели. — 2010. — № 3. — Режим доступа: http://stroypuls.ru/category/sgh/prilozheniya-sgh/dorogi-mosty-tonneli-3-2010.

9. Руденский, А. В. Дорожные асфальтобетонные покрытия на модифицированных битумах / А. В. Руденский, Ю. И. Калгин. — Воронеж: Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т, 2009. — 143 с.

10.Справочная энциклопедия дорожника: в 2 т. Т. II. Ремонт и содержание автомобильных дорог / под ред. А. П. Васильева. — М.: Информавтодор, 2004. — 1129.

11.Хученройтер, Ю. Асфальт в дорожном строительстве / Ю. Хученройтер, Т. Вернер. — М.: ИД «АБВ-пресс», 2013. — 450 с.

12.ASTM D 6704-08 (2015). Standard Test Method for Determining the Workability of Asphalt Cold Mix Patching Material. 2016 мannual book of ASTM Standards. Section 4 Construction. Vol. 04.03. Road and Paving Materials; Vehicle-pavement systems.

13.Carswel, J. Etude des essais de fluage repetes comme method predictive de la resistance a l’ornierage des enrobes / J. Carswel, O. Noglia // RGRA. — 2003. — № 817. — P. 55—59.

14.Chaussees a longue duree de vie et cas de reussite // Rapport du Comite Technique 4.3 sur Chaussees Routieres AIPCR. — 2007. — 42 p.

15.DIN EN 13108-3-2016-12. Bituminous mixtures — Material specifications. Part 3: Soft Asphalt; German version EN 13108-3:2016-12.

16. Hardzynski, F. Modelisation du comportement rheologique des bitumes polymers. Le modеl autocoherant /

F.Hardzynski, Ch. Such // Bull. des Labo P. et Ch. № 214. — 1998. — P. 3—18.

17.Heukelom, W. Une mеthode amеliorеe de caracterisation des bitumen par leurs propriеtеs mеcaniques / W. Heukelom // Bull. Liaison Labo. P. et Ch.— 1975. — №76. — P. 55—64.

18. Jolivet, J. Contribution des mesures rheologiques sur liants a la prevision l’ornierage en laboratoire /

J.Jolivet, M. Malot, G. Ramond, M. Pastor // Bull. Liaison Labo. P. et Ch. — 1994. — № 194. — P. 3—10.

19.Molenaar, J. M. M. An investigation into the specification of rheological properties of polymer modified bitumen / J. M. M. Molenaar, E. T. Hagos, M. F. C. Van De Ven // Proceedings 3rd Eurasphalt & Eurobitume Congress, 12—14 may2004. — Vienna, 2004. — P. 2080—2091.

20.Olard, F. Developpement de l’essai de fatigue sur liants et mastics bitumineux / F. Olard, D. Chabert // RGRA. — 2008. — № 865. — P. 69—74.

References

1.Barinov, E. N. Novye metody otsenki kachestva asfal'tobetonov / E. N. Barinov. — L.: Leningradskii inzhenerno-stroitel'nyi in-t, 1989. — 55 s.

2.Boiko, S. A. Razrabotka shchebenochno-mastichnykh asfal'tobetonnykh smesei s uluchshennoi udoboukladyvaemost'yu dlya ustroistva i remonta dorozhnykh pokrytii / Yu. I. Kalgin, A. S. Strokin // Nauchnyi vestnik Voronezhskogo GASU. Stroitel'stvo i arkhitektura. — 2016. — № 1 (45). — S. 74—82.

3.Bratchun, V. I. Fiziko-khimicheskaya mekhanika stroitel'nykh materialov / V. I. Bratchun, V. A. Zolotarev, M. K. Pakter [i dr.]. — Donetsk: Noulindzh, 2013. — 338 s.

4.Zolotarev, V. A. Ispytaniya dorozhno-stroitel'nykh materialov / V. A. Zolotarev, V. I. Bratchun, A. V. Kosmin [i dr.]; pod red. V. A. Zolotareva, A. V. Kosmina. — Khar'kov: KhNADU, 2012. — 368 s.

5.Iliopolov, S. K. Organicheskie vyazhushchie dlya dorozhnogo stroitel'stva / S. K. Iliopolov, I. V. Mardirosova, E. V. Uglova [i dr.]. — Rostov-n/D, 2003. — 428 s.

6.Kalgin, Yu. I. Dorozhnye bitumomineral'nye materialy na osnove modifitsirovannykh bitumov / Yu. I. Kalgin. — Voronezh: izd-vo Voronezh. gos. un-ta, 2006. — 272 s.

7.Kalgin, Yu. I. Perspektivnye tekhnologii stroitel'stva i remonta dorozhnykh pokrytii s primeneniem modifitsirovannykh bitumov / Yu. I. Kalgin, A. S. Strokin, E. B. Tyukov. — Voronezh: OAO «Voronezhskaya oblastnaya tipografiya», 2014. — 224 s.

70