Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методическое пособие 822

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
31.85 Mб
Скачать

Научный журнал строительства и архитектуры

Время релаксации,θ, с

12000

10000

8000

6000

4000

2000

0

-10

0

10

20

30

40

50

60

 

Состав № 1

ЩМА-10с добавкой Viatop-66

 

Температура, T, °С

 

 

 

 

 

 

 

Состав № 2

ЩМА-10,модифицированные керамзитовым порошком

 

 

Рис. 3. Зависимости изменения времени релаксации θ от температуры Т для ЩМА-10

Время релаксации, θ, с

10000

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0

-10

0

10

20

30

40

50

60

Температура, T, °С

Состав № 1 ЩМА-15 с добавкой Viatop-66

Состав № 2 ЩМА-15, модифицированные керамзитовым порошком

Рис. 4. Зависимости изменения времени релаксации θ от температуры Т для ЩМА-15

Согласно зависимостям (рис. 3, 4), время релаксации напряжений модифицированных ЩМА выше, чем у стандартных составов, следовательно, снижается вероятность появления пластических деформаций при высоких эксплуатационных температурах.

Выводы. В ходе исследований реологических характеристик щебеночно-мастичных асфальтобетонов выявлено следующее:

при отрицательных эксплуатационных температурах ЩМА, модифицированные керамзитовым порошком, обладают более высокой трещиностойкостью и низкой хрупкостью, чем стандартные ЩМА со стабилизирующей добавкой Viatop-66;

при высоких эксплуатационных температурах — повышенными сдвигоустойчивостью, теплостойкостью и сопротивлением к возникновению пластических деформаций.

По нашему мнению, повышение реологических и эксплуатационных свойств модифицированных ЩМА обусловливается включением в составы щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей керамзитового порошка.

40

Выпуск № 3 (55), 2019

ISSN 2541-7592

Кроме того, включение пористых порошковых материалов (например, высокодисперсных отсевов дробления керамзита) в асфальтобетоны и битумоминеральные композиции позволит снизить теплопроводность материала и, как следствие, снизить температурные напряжения в покрытии, что может существенно повысить морозо- и трещиностойкость материала.

В ходе исследований установлено, что применение пористых порошковых материалов за счет особенностей топографии и микроструктуры поверхности, а также особенностей механизма взаимодействия с битумным вяжущим способствует повышению эксплуатационных и реологических характеристик ЩМА и, как следствие, увеличению сроков службы дорожных покрытий.

Библиографический список

1.Агейкин, В. Н. Исследование влияния вспученного вермикулитового песка на свойства битумных композиций и асфальтобетонов / В. Н. Агейкин, Л. Е. Свинтицких, Т. Н. Шабанова, А. А. Клюсов // Строительные материалы. — 2003. — № 7. — С. 40—42.

2.Аминов, Ш. Х. Использование пиритного огарка в качестве минерального наполнителя в асфальтобетонах / Ш. Х. Аминов, И. Б. Струговец, Г. Г. Ханнанова, И. В. Недосеко, В. В. Бабков // Строительные материалы. — 2007. — № 9. — С. 42—43.

3.Богуславский, А. М. Основы реологии асфальтобетона / А. М. Богуславский, А. А. Богуславский. — М.: Высш. шк., 1972. — 200 с.

4.Борисенко, Ю. Г. Битумно-минеральные композиции, модифицированные высокодисперсными отсевами дробления керамзита / Ю. Г. Борисенко, А. А. Солдатов, С. О. Яшин // Строительные материалы. — 2009. — № 1. — С. 62—63.

5.Будянская, Л. А. Щебеночно-мастичный асфальтобетон в условиях Западной Сибири: опыт применения / Л. А. Будянская, Е. Ю. Махров, A. K. Эфа // Современные технологии устройства и содержания дорожного покрытия: материалы 4-й Междунар. науч.-техн. конф. — Звенигород, 2004. — 324 с.

6.Кирюхин, Г. Н. Покрытия из щебеночно-мастичного асфальтобетона / Г. Н. Кирюхин, Е. А. Смирнов. — М.: Элит, 2009. — 176 с.

7.Высоцкая, М. А. Оценка качества битумоминеральных композитов с применением пористых наполнителей / М. А. Высоцкая, Д. К. Кузнецов, М. Ю. Федоров // Дороги и мосты. — 2012. — № 27. — С. 241— 250.

8.Высоцкая, М. А. Особенности структурообразования битумоминеральных композиций с применением пористого сырья / М. А. Высоцкая, Д. К. Кузнецов, Д. Е. Барабаш // Строительные материалы. — 2014. —

1—2. — С. 68—71.

9.Гезенцвей, Л. Б. Дорожный асфальтобетон / под ред. Л. Б. Гезенцвея. — М.: Транспорт, 1985. —

350 с.

10.Грушо-Новицкая, А. О. Влияние дисперсности и количества отходов керамзита на эксплуатационные характеристики битума БН 90/10 / А. О. Грушо-Новицкая, В. П. Ярцев // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. — 2003. — № 5. — С. 28—31.

11.Гридчин, А. М. Дорожные композиты на основе дисперсного вспученного перлита / А. М. Гридчин, А. П. Коротаев, В. В. Ядыкина, Д. А. Кузнецов, М. А. Высоцкая // Строительные материалы. — 2009. — № 5. — С. 42—44.

12.Михайлов, А. А. Реологические характеристики холодного асфальтобетона на основе модифицированных жидких битумов / А. А. Михайлов, Ю. И. Калгин // Материалы науч. конф. «33 Огаревские чтения». Ч. 2. Естественные и технические науки. — Саранск: Изд-во Мордовского университета, 2005. — С. 274—280.

13.Коротаев, А. П. Повышение качества асфальтобетона за счет использования пористого минерального порошка: дис. … канд. техн. наук / Коротаев Александр Павлович. — Белгород, 2009. — 169 с.

14.Свинтицких, Л. Е. Влияние дисперсности вспученного вермикулита на свойства битумного вяжущего и асфальтобетона / Л. Е. Свинтицких, Т. Н. Шабанова, А. А. Клюсов, В. Н. Агейкин // Строительные материалы. — 2004. — № 9. — С. 32—33.

15.Солдатов, А. А. Структура поверхности пористых порошков на основе отсевов дробления керамзита и их адсорбционная активность / А. А. Солдатов, Ю. Г. Борисенко, // Строительные материалы. — 2011. —

6.— С. 36—38.

16.Ameri, M. Evaluation the Effects of Nanoclay on Permanent Deformation Behavior of Stone Mastic Asphalt Mixtures / M. Ameri, R. Mohammadi, M. Vamegh, M. Molayem // Construction and Building Materials — 2017. — № 156. — P. 107—113.

41

Научный журнал строительства и архитектуры

17. Karakus, A. Investigating on Possible Use of Diyarbakir Basalt Waste in Stone Mastic Asphalt /

A.Karakus // Construction and Building Materials. — 2011. — № 25. — P. 3502—3507.

18.Liu, X. Effect of Volcanic Ash Filler on Thermal Viscoelastic Property of Sbs Modified Asphalt Mastic / X. Liu, M. Zhang, L. Shao, Z. Chen // Construction and Building Materials. — 2018. — № 190. — P. 495—507.

19.Nguyen, H. Effects of Crumb Rubber Content and Curing Time on the Properties of Asphalt Concrete and Stone Mastic Asphalt Using Dry Process / H. Nguyen, T. Tran // International Journal of Pavement Research and Technology. — 2018. — № 11. — P. 236—244.

20.Schumacher, G. Splittmastixasphalt mint Zusats von synthetischen Fasern / G. Schumaher, L. Bullinger, J. Lehdrich // Bitumen — 2002. — № 4. — Р. 157—158.

References

1.Ageikin, V. N. Issledovanie vliyaniya vspuchennogo vermikulitovogo peska na svoistva bitumnykh kompozitsii i asfal'tobetonov / V. N. Ageikin, L. E. Svintitskikh, T. N. Shabanova, A. A. Klyusov // Stroitel'nye materialy. — 2003. — № 7. — S. 40—42.

2.Aminov, Sh. Kh. Ispol'zovanie piritnogo ogarka v kachestve mineral'nogo napolnitelya v asfal'tobetonakh / Sh. Kh. Aminov, I. B. Strugovets, G. G. Khannanova, I. V. Nedoseko, V. V. Babkov // Stroitel'nye materialy. — 2007. —

9. — S. 42—43.

3.Boguslavskii, A. M. Osnovy reologii asfal'tobetona / A. M. Boguslavskii, A. A. Boguslavskii. — M.: Vyssh. shk., 1972. — 200 s.

4.Borisenko, Yu. G. Bitumno-mineral'nye kompozitsii, modifitsirovannye vysokodispersnymi otsevami drobleniya keramzita / Yu. G. Borisenko, A. A. Soldatov, S. O. Yashin // Stroitel'nye materialy. — 2009. — № 1. — S. 62—63.

5.Budyanskaya, L. A. Shchebenochno-mastichnyi asfal'tobeton v usloviyakh Zapadnoi Sibiri: opyt primeneniya / L. A. Budyanskaya, E. Yu. Makhrov, A. K. Efa // Sovremennye tekhnologii ustroistva i soderzhaniya dorozhnogo pokrytiya: materialy 4-i Mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. — Zvenigorod, 2004. — 324 s.

6. Kiryukhin, G. N. Pokrytiya iz shchebenochno-mastichnogo asfal'tobetona / G. N. Kiryukhin,

E.A. Smirnov. — M.: Elit, 2009. — 176 s.

7.Vysotskaya, M. A. Otsenka kachestva bitumomineral'nykh kompozitov s primeneniem poristykh napolnitelei / M. A. Vysotskaya, D. K. Kuznetsov, M. Yu. Fedorov // Dorogi i mosty. — 2012. — № 27. — S. 241— 250.

8.Vysotskaya, M. A. Osobennosti strukturoobrazovaniya bitumomineral'nykh kompozitsii s primeneniem poristogo syr'ya / M. A. Vysotskaya, D. K. Kuznetsov, D. E. Barabash // Stroitel'nye materialy. — 2014. — № 1—2. — S. 68—71.

9.Gezentsvei, L. B. Dorozhnyi asfal'tobeton / pod red. L. B. Gezentsveya. — M.: Transport, 1985. — 350 s.

10.Grusho-Novitskaya, A. O. Vliyanie dispersnosti i kolichestva otkhodov keramzita na ekspluatatsionnye kharakteristiki bituma BN 90/10 / A. O. Grusho-Novitskaya, V. P. Yartsev // Vestnik BGTU im. V. G. Shukhova. — 2003. — № 5. — S. 28—31.

11. Gridchin, A. M. Dorozhnye kompozity na osnove dispersnogo vspuchennogo perlita / A. M. Gridchin, A. P. Korotaev, V. V. Yadykina, D. A. Kuznetsov, M. A. Vysotskaya // Stroitel'nye materialy. — 2009. — № 5. —

S.42—44.

12.Mikhailov, A. A. Reologicheskie kharakteristiki kholodnogo asfal'tobetona na osnove modifitsirovannykh zhidkikh bitumov / A. A. Mikhailov, Yu. I. Kalgin // Materialy nauch. konf. «33 Ogarevskie chteniya». Ch. 2. Estestvennye i tekhnicheskie nauki. — Saransk: Izd-vo Mordovskogo universiteta, 2005. — S. 274—280.

13.Korotaev, A. P. Povyshenie kachestva asfal'tobetona za schet ispol'zovaniya poristogo mineral'nogo poroshka: dis. … kand. tekhn. nauk / Korotaev Aleksandr Pavlovich. — Belgorod, 2009. — 169 s.

14.Svintitskikh, L. E. Vliyanie dispersnosti vspuchennogo vermikulita na svoistva bitumnogo vyazhushchego

i asfal'tobetona / L. E. Svintitskikh, T. N. Shabanova, A. A. Klyusov, V. N. Ageikin // Stroitel'nye materialy. — 2004. — № 9. — S. 32—33.

15.Soldatov, A. A. Struktura poverkhnosti poristykh poroshkov na osnove otsevov drobleniya keramzita i ikh adsorbtsionnaya aktivnost' / A. A. Soldatov, Yu. G. Borisenko, // Stroitel'nye materialy. — 2011. — № 6.— S. 36—38.

16.Ameri, M. Evaluation the Effects of Nanoclay on Permanent Deformation Behavior of Stone Mastic Asphalt Mixtures / M. Ameri, R. Mohammadi, M. Vamegh, M. Molayem // Construction and Building Materials — 2017. — № 156. — P. 107—113.

17. Karakus, A. Investigating on Possible Use of Diyarbakir Basalt Waste in Stone Mastic Asphalt /

A.Karakus // Construction and Building Materials. — 2011. — № 25. — P. 3502—3507.

18.Liu, X. Effect of Volcanic Ash Filler on Thermal Viscoelastic Property of Sbs Modified Asphalt Mastic / X. Liu, M. Zhang, L. Shao, Z. Chen // Construction and Building Materials. — 2018. — № 190. — P. 495—507.

42

Выпуск № 3 (55), 2019

ISSN 2541-7592

19.Nguyen, H. Effects of Crumb Rubber Content and Curing Time on the Properties of Asphalt Concrete and Stone Mastic Asphalt Using Dry Process / H. Nguyen, T. Tran // International Journal of Pavement Research and Technology. — 2018. — № 11. — P. 236—244.

20.Schumacher, G. Splittmastixasphalt mint Zusats von synthetischen Fasern / G. Schumaher, L. Bullinger, J. Lehdrich // Bitumen — 2002. — № 4. — P. 157—158.

FEATURES OF THE INTENSE DEFORMED CONDITION

OF THE COVERINGS FROM SMA MODIFIED BY CERAMSITE POWDER

Yu. G. Borisenko 1, S. O. Kazaryan 2

North-Caucasus Federal University 1, 2

Russia, Stavropol

1PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Building

2Senior Lecturer of the Dept. of Building, e-mail: sam23otr@mail.ru

Statement of the problem. The task of improving the performance characteristics of crushed stonemastic asphalt concrete by modifying them with porous powder materials, using the example of expanded clay powder, is considered.

Results. As a result of experimental studies revealed features of the deformative behavior of the proposed compositions at different operating temperatures. The graphs of dependences of the impact of expanded clay powder on the viscosity and relaxation time of the stresses of crushed stone-mastic asphalt concrete were obtained.

Conclusions. It was established experimentally that crushed stone-mastic asphalt concrete modified with expanded clay powder has a higher heat resistance, shear resistance and crack resistance than traditional compositions with stabilizing additives. Increasing these properties leads to an increase in the service life of road surfaces.

Keywords: stone mastic asphalt concrete, road pavement, expanded clay powder, rheology, viscosity, stress relaxation, Viatop-66.

ОБЪЯВЛЕНЫ КОНКУРСЫ 2020ГОДА НА ПРАВО ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНТОВ

ПРЕЗИДЕНТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ДЛЯ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ

Министерство науки и высшего образования РФ совместно с Советом по грантам Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых и по государственной поддержке ведущих научных школ РФ объявляет конкурсы 2020 года на право получения грантов Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых — кандидатов наук (МК-2020, до 35 лет) и молодых российских ученых — докторов наук (МД-2020, до 40 лет).

Гранты выделяются на двухлетний срок для финансирования расходов на проведение фундаментальных и прикладных научных исследований.

Размер гранта молодого ученого — кандидата наук составляет 600 тыс. руб., доктора наук — 1 млн. руб. в год, включая оплату его труда и труда соисполнителей.

Заявки на участие в конкурсах принимаются в электронном виде на сайте ФГБНУ НИИ РИНКЦЭ: https://grants.extech.ru с 02.08.19 по 02.10.2019.

Контактные телефоны: (499) 259-24-86; (499) 259-29-78, (916)359-13-53, (916)204-57-99.

43

Научный журнал строительства и архитектуры

DOI 10.25987/VSTU.2019.55.3.005

УДК 691.168 : 625.855

ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАТИВНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ АСФАЛЬТОБЕТОНА, МОДИФИЦИРОВАННОГО ДОБАВКОЙ TAFPACK-PREMIUM

Нгуен Ван Лонг 1, Ф. В. Матвиенко 2, Нгуен Дык Ши 3

Хошиминский университет транспорта 1 Вьетнам, г. Хошимин

Воронежский государственный технический университет 2 Россия, г. Воронеж

Институт технологии и образования — Данангский университет 3 Вьетнам, г. Дананг

1Канд. техн. наук, зав. кафедрой автомобильных дорог, e-mail: long_gtvt@mail.ru

2Канд. техн. наук, доц. кафедры строительства и эксплуатации автомобильных дорог, e-mail: fmatvienko@yandex.ru

3Канд. техн. наук, зав. кафедрой технологии и образования, e-mail: ducnguyensy@yahoo.com

Постановка задачи. Вопрос повышения колееустойчивости дорожных асфальтобетонных покрытий является весьма актуальной задачей. Одним из методов решения этой проблемы является введение в органические вяжущие различных модифицирующих добавок.

Результаты. Приведен теоретический обзор результатов исследований деформативной устойчивости асфальтобетонов, модифицированных различными добавками. Приведены результаты экспериментальных исследований основных физико-механических характеристик и колееустойчивости мелкозернистого плотного асфальтобетона BTN C12,5 с различным содержанием добавки

Tafpack-Premium.

Выводы. Установлен значительный положительный эффект от применения предложенной добавки в количестве 5 % по массе битума для улучшения колееустойчивости асфальтобетона. Предложено применение асфальтобетона BTN C12,5, модифицированного добавкой Tafpack-Premium в количестве 5 % по массе битума, для устройства верхнего слоя покрытия автомобильных дорог высоких категорий.

Ключевые слова: асфальтобетон, добавка Tafpack-Premium, деформативная устойчивость, колееустойчивость, колееобразование.

Введение. Вопрос повышения колееустойчивости дорожных покрытий является в настоящее время актуальной задачей [1, 2, 5—13, 17—20]. По данным исследований [8, 17], на многих автомобильных дорогах Вьетнама выявлено значительное количество участков с колейностью, глубина которой составляет до 10 см, что превышает предельно допустимые значения. Формирование колеи на дорожных покрытиях приводит к ухудшению комфортности и безопасности движения, а также приносит значительный ущерб экономике страны [7].

Ряд исследований [3, 6, 9, 12, 14—20] показывают, что колееустойчивость асфальтобетонного покрытия может быть улучшена путем применения различных модифицированных добавок. Модификация дорожного битума различными добавками исследуется и успешно применяется в дорожном строительстве в России, Вьетнаме, Китае, Японии, США и странах Европы [3, 6, 9, 12, 14—16, 18].

По данным исследования [12], адгезионные добавки применяются в 44 американских штатах, из которых 56 % штатов используют жидкие добавки, а 44 % — добавки гидрата из-

© Нгуен Ван Лонг, Матвиенко Ф. В., Нгуен Дык Ши, 2019

44

Выпуск № 3 (55), 2019

ISSN 2541-7592

вести. Согласно результатам исследования Национальной ассоциации извести Америки, применение добавок гидрата извести в США позволяет увеличить срок службы всех типов автомобильных дорог на 2—5 лет [14].

Результаты исследования Европейской ассоциации извести показали, что введение добавок гидрата извести в асфальтобетонное покрытие увеличивает его срок службы ориентировочно на 20—25 %. Жидкие химические добавки, в свою очередь, находят широкое применение в европейских странах [1413].

В зависимости от имеющегося опыта в азиатских странах используются различные добавки, также дающие положительные результаты: в Индии — жидкие добавки и добавки гидрата извести, на Филипинах — жидкие добавки, в Малайзии — гидраты извести и Wetfix Be, в Китае — гидраты извести и цемент, в Японии — гидраты извести и жидкие добавки

Tough Fix, Tough Fix Hyper [20].

Во Вьетнаме был проведен ряд исследований использования различных добавок для улучшения прочностных характеристик и колееустойчивости асфальтобетонов [6, 13, 15, 16, 18, 19]. Результаты исследования [6] показали, что применение адгезионной добавки Wetfix BE позволяет улучшить сцепление битума с каменными материалами, повысить устойчивость Маршалла и колееустойчивость асфальтобетона.

Результаты исследования [18] показали, что введение в битум добавки Zycotherm позволяет улучшить качество его сцепления с каменными материалами, повысить температуру размягчения, уменьшить пенетрацию и увеличить индекс проникновения PI. Применение добавки Zycotherm улучшает технические характеристики и деформативную устойчивость асфальтобетона. Данные исследования [15] показали, что использование добавки Toughfix с содержанием от 0,1 до 0,2 % по массе битума дает хороший эффект, не увеличивает пенетрацию, повышает температуру размягчения, увеличивает его сцепление с каменными материалами. Добавка Toughfix позволяет улучшить технические характеристики асфальтобетона, такие как устойчивость по Маршаллу, пластичность, остаточная устойчивость, колееустойчивость и прочность на растяжение. В работе [19] показано, что 6 существующих адгезионных добавок во Вьетнаме эффективны для асфальтобетона BTN C12,5. Показан эффект этих добавок в порядке от высокого до низкого: 1 — гидрат извести, 2 — цемент, 3 — Wetfix Be, 4 — Zycotherm, 5 — Tough Fix, 6 — Tough Fix Hyper.

Одной из применяемых в некоторых странах добавок для улучшения колееустойчивости асфальтобетона является Tafpack-Premium (TPP), представляющая собой гранулированную белую добавку, легкорастворимую в асфальтобетонной смеси. С целью укрепления научной базы применения добавки TPP в дорожном строительстве во Вьетнаме, авторами были проведены исследования основных физико-механических и эксплуатационных свойств асфальтобетона типа BTN C12,5, модифицированного этой добавкой.

1. Исследование влияния добавки TPP на основные свойства битума и асфальто-

бетона. При испытании были использованы следующие исходные материалы:

каменные материалы из карьера Танканг провинции Донгнай в соответствии с тре-

бованиями TCVN 8819-2011;

битум Petrolimex 60/70 в соответствии с требованиями TCVN 7493-2005;

минеральный порошок «Хатьен» в соответствии с требованиями TCVN 8819-2011;

добавка Tafpack-Premium компании Taiyu Vietnam в количестве 0 % (контрольный состав), 3, 4 и 5 % по массе битума Petrolimex 60/70.

Авторами были проведены экспериментальные исследования основных характеристик битума Petrolimex 60/70, модифицированного добавкой ТРР. Результаты испытания приведены в табл. 1.

Данные табл. 1 показывают, что все технические характеристики битума Petrolimex 60/70 с различными содержаниями добавки ТРР соответствуют требованиям 27/2014/TTBGTVT и TCVN 7493-2005.

45

Научный журнал строительства и архитектуры

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

Результаты определения основных характеристик битума Petrolimex 60/70 с добавкой ТРР

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристика

 

Содержание ТРР, %

 

По 27/2014/TT-

0

3

4

 

5

BGTVT

 

 

 

 

Глубина проникания иглы при 25 оC — 0,1 мм

63,0

53,5

49,5

 

46,0

60—70

 

Индекс проникновения PI

−0,83

−0,67

−0,54

 

−0,36

−1,5—1

 

Температура размягчения по кольцу и шару, oC

48,6

54,5

57,0

 

60,0

≥ 46

 

Динамическая вязкость при 60 oC, Пa·с

256

278

290

 

315

≥ 180

 

Растяжимость при 25 °С, см

>100

>100

>100

 

>100

≥ 100

 

Содержание парафина, %

1,58

1,57

1,56

 

1,56

≤ 2,2

 

Температура вспышки, oC

336

340

345

 

349

≥ 232

 

Растворимость в C2HCl3, %

99,63

99,69

99,65

 

99,62

≥ 99

 

Удельный вес при 25 oC, г/см3

1,034

1,035

1,035

 

1,036

1,0—1,05

 

Потеря массы, %

0,06

0,05

0,03

 

0,03

≤ 0,8

 

Сохраняемое проникновение, %

70,53

72,30

77,50

 

80,30

≥ 54

 

Сцепление с каменными материалами, уровень

3

4

4

 

4

≥ 3

 

Некоторые показатели битума значительно изменяются: пенетрация при 25 °С снижается на 15,08, 21,43 и 26,98 % соответственно, температура размягчения увеличивается на 12,14, 17,28 и 23,46 %, сцепление с каменными материалами увеличивается на 1 уровень, а индекс проникновения увеличивается на 19,28, 34,94 и 56,63 % соответственно. Чем выше индекс проникновения, тем меньше влияет температура на битум. Технические характеристики битума Petrolimex 60/70 наиболее улучшены при содержании 5 % добавки TPP.

Составы плотного асфальтобетона BTN C12,5 были подобраны в соответствии с требованиями TCVN 8820-2011 и 858/QĐ-BGTVT. Гранулометрический состав асфальтобетона BTN C12,5 приведен на рис. 1.

Рис. 1. Гранулометрический состав плотного мелкозернистого асфальтобетона BTNC 12.5

Авторами были подготовлены асфальтобетонные цилиндрические образцы и проведены испытания по методу Маршалла. Результаты определения объемных характеристик асфальтобетона BTN C12,5 на битуме Petrolimex 60/70 с различными содержаниями добавки ТРР приведены в табл. 2.

46

Выпуск № 3 (55), 2019

 

 

 

 

 

 

ISSN 2541-7592

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2

 

Объемные характеристики асфальтобетона BTN C12,5 сразличными содержаниями ТРР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание ТРР, %

 

Значения по

 

Характеристика

0

 

3

4

 

5

TCVN 8819-2011

 

 

 

 

 

и 858/QĐ-BGTVT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оптимальное содержание битума, %

5,1

 

5,1

5,1

 

5,1

5,0—6,0

 

 

Поглощение битума заполнителем, %

0,50

 

0,48

0,46

 

0,44

 

 

Средняя плотность, г/см3

2,42

 

2,43

2,43

 

2,43

 

 

Истинная плотность, г/см3

2,54

 

2,53

2,53

 

2,53

 

 

Воздушные пустоты, %

4,13

 

4,00

3,80

 

3,80

4—6

 

 

Пустоты в минеральном заполнителе, %

14,96

 

14,86

14,75

 

14,73

≥ 13,5

 

 

Пустоты, заполненные битумом, %

72,40

 

73,26

74,13

 

74,52

65—75

 

Данные табл. 2 показывают, что основные объемные характеристики асфальтобетона BTNC 12,5 с различным содержанием добавки TPP незначительно изменяются по сравнению с контрольным образцом и соответствуют требованиям TCVN 8819-2011 и 858/QĐ-BGTVT.

На рис. 2—4 приведены результаты испытания асфальтобетона BTN C12,5 с различными содержаниями добавки ТРР по методу Маршалла. Все эксперименты удовлетворяют требованиям стандарта точности по ASTM D6927-15 и AASHTO T 245-15. Дисперсионный анализ ANOVA обеспечивает статистическую значимость с коэффициентом p << 0,05 и скорректированным коэффициентом R2, равным 83 %.

Устойчивость Маршалла, кН

Остаточная устойчивость Маршалла, %

14

12

10

8

6

4

2

0

100

75

50

25

0

13.58

12.7213.08

11.82

8

Рис. 2. Устойчивость асфальтобетона BTNC 12.5

с различным содержанием добавки ТРР

0

3

 

4

 

5

 

 

Содержание ТРР, %

 

 

84.8

89.3

 

91.8

 

93.9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

Рис. 3. Остаточная устойчивость асфальтобетона BTNC 12.5

с различным содержанием добавки ТРР

0

3

4

5

Содержание ТРР, %

Данные рис. 2—4 показывают, что при увеличении содержания добавки ТРР в диапазоне 0—5 % по массе битума:

устойчивость по Маршаллу асфальтобетона BTNC 12,5 при нагружении образцов при температуре 60 °С через 40 минут и 24 часа увеличивается и достигает максимального значения, когда содержание добавки TPP равно 5 %;

47

Научный журнал строительства и архитектуры

при введении в состав асфальтобетона BTNC 12,5 добавки ТРР в количестве 3, 4 и 5 % по массе битума его устойчивость по Маршаллу увеличивается соответственно на 7,61, 10,68 и 14,89 %, остаточная устойчивость Маршалла увеличивается на 5,31, 8,25 и 10,73 %, а пластичность уменьшается соответственно на 2,7, 8,11 и 10,81 % по сравнению с контрольным образцом.

Пластичность, мм

4

 

3.7

 

3.6

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

3.4

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

3.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

3

 

4

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание ТРР, %

Рис. 4. Пластичность асфальтобетона BTNC 12.5

с различным содержанием добавки ТРР

Таким образом, при увеличении содержания добавки TPP технические характеристики битума Petrolimex 60/70 и асфальтобетона BTNC 12,5 значительно улучшаются, а наибольшее улучшение наблюдается при введении 5 % добавки TPP.

2. Экспериментальное исследование влияния добавки ТРР на колееустойчивость асфальтобетона. Экспериментальное исследование асфальтобетона на колееустойчивость были проведены с помощью Гамбургского устройства оценки колееобразования — HWTD по методу А приказа 1617/QĐ-BGTVT. Испытания были проведены с использованием образ- цов-плит размерами 320×260×50 мм при температуре 50 оС. Образцы-плиты подготавливались по приложению С приказа 1617/QĐ-BGTVT. Глубина колеи в испытанных плитах фиксировалась через 15000 циклов нагружения.

Результаты экспериментального определения глубины колеи асфальтобетонных образцов приведены на рис. 5.

Глубина колеи, мм

14

12

10

8

6

4

2

0

12.5

7.39

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5. Пластичность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.68

 

 

 

 

 

асфальтобетона BTNC 12.5

 

 

 

 

 

 

 

 

с различным содержаниtм добавки ТРР

 

 

 

 

 

2.94

 

2.03

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

3

 

4

 

5

 

 

 

 

 

Содержание ТРР, %

 

 

 

Данные рис. 5 показывают, что:

глубина колеи асфальтобетона с различными содержаниями добавки ТРР меньше предельного допустимого значения 12,5 мм, установленного в 1617/QĐ-BGTVT;

глубина колеи асфальтобетона BTNC 12,5 уменьшается при увеличении содержания добавки ТРР и достигает минимального значения при введении 5 % TPP по массе битума. Это свидетельствует о том, что введение добавки ТРР позволяет улучшить колееустойчивость асфальтобетона;

48

Выпуск № 3 (55), 2019

ISSN 2541-7592

глубины колеи асфальтобетона BTN С12.5 с 3, 4 и 5 % добавки ТРР по массе битума при 15000 проходах нагружения соответственно составляют 4,68, 2,94 и 2,03 мм, уменьшаются на 36,67, 60,22 и 72,53 % по сравнению с контрольным образцом.

Также установлено, что в процессе испытания не происходило выкрашивания минеральной части заполнителя и отслаивания битумной пленки при использовании добавки ТРР.

На основе исследований, рекомендовано применить асфальтобетон BTN C12,5, модифицированный 5 % ТРР по массе битума для устройства верхнего слоя покрытия автомобильных дорог высоких категорий.

Выводы

1.Применение модифицированного асфальтобетона является одним из основных способов решения проблемы колееобразования покрытий автомобильных дорог, особенно

вусловиях движения многоосных тяжелых транспортных средств и высоких температур Вьетнама.

2.Установлено, что при увеличении содержания добавки TPP технические характеристики битума Petrolimex 60/70 и асфальтобетона BTNC 12,5 значительно улучшаются и наибольшее улучшение наблюдается при введении 5 % добавки TPP.

3.При введении в битум Petrolimex 60/70 добавки ТРР в количестве 5 % его пенетрация при 25 °С снижается на 26,98 %, температура размягчения увеличивается на 23,46 %, сцепление с каменными материалами увеличивается на 1 уровень, а индекс проникновения увеличивается на 56,63 %.

4.При введении в состав асфальтобетона BTNC 12,5 добавки ТРР в количестве 5 % по массе битума его устойчивость по Маршаллу увеличивается на 14,89 %, остаточная устойчивость по Маршаллу увеличивается на 10,73 %, пластичность уменьшается на 10,81 %, а глубина колеи при 15000 проходах нагружения уменьшается на 72,53 % по сравнению с контрольным образцом.

5.На основе полученных авторами данных рекомендовано применение асфальтобетона BTN C12,5, модифицированного 5 % ТРР по массе битума, для устройства верхнего слоя покрытия автомобильных дорог высоких категорий.

Библиографический список

1.Васильев, А. П. Еще раз о причинах колейности и методах их устранения и нейтрализации / А. П. Васильев // Автомобильные дороги. — 2011. — № 2. — С. 75—79.

2.Дедюхин, А. Ю. Армирование асфальтобетонных смесей как способ борьбы с колеей / А. Ю. Дедюхин // Вестник ВолгГАСУ. Сер.: Строительство и архитектура. — 2009. — Вып. 16 (35). — С. 88—92.

3.Калгин, Ю. И. Дорожные битумоминеральные материалы на основе модифицированных битумов / Ю. И. Калгин. — Воронеж: изд-во ВГАСУ, 2006. — 272 с.

4.Мордвин, С. С. Совершенствование метода определения прочности нежестких дорожных одежд динамическим нагружением: автореф. дис. … канд. техн. наук / С. С. Мордвин. — М.: МАДИ, 2011. — 22 с.

5.Нгуен Ван Лонг. Исследование влияния структуры минерального состава на устойчивость и пластичность асфальтобетона / Нгуен Ван Лонг, Нгуен Дык Ши // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. — 2017. — № 1 (19). — С. 25—30.

6.Подольский, Вл. П. Исследование работоспособности асфальтобетона, модифицированного добавкой Wetfix BE / Вл. П. Подольский, Нгуен Ван Лонг, Нгуен Хак Хао, Нгуен Дык Ши // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. — 2015. — № 3 (39). — С. 78—85.

7.Подольский, Вл. П. О необходимости включения испытаний асфальтобетона при температуре 60°С

внормативные документы / Вл. П. Подольский, В. Л. Нгуен, Д. Ш. Нгуен // Наука и техника в дорожной отрасли. — 2013. — № 4. — С. 22—25.

8.Подольский, Вл. П. Причины колееобразования на асфальтобетонных покрытиях и методы повы-

шения их деформативной устойчивости в условиях Южного Вьетнама / Вл. П. Подольский, Н. В. Лонг, Д. И. Черноусов // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. — 2013. — № 1 (29). — С. 57—65.

9. Строкин, А. С. Повышение сдвигоустойчивости и срока службы дорожных покрытий путем применения асфальтобетона каркасной структуры на модифицированном битуме: дис. канд. … техн. наук / А. С. Строкин. — Воронеж: ВГАСА, 2009. — 178 с.

49