Контрольная работа: Поверхностно-активные добавки для дорожных битумов

Во втором случае полимер (например, СБС) предварительно обрабатывается таким образом, что кажется растворенным в битуме.

Недостатком коллоидных мельниц является тенденция разделения макромолекул основного материала, так что в конечном счете в битуме после переработки будут иметься полимеры с меньшим средним молекулярным весом, чем в начале. Это объясняется тем, что возникающие в коллоидных мельницах большие срезывающие усилия ведут к изменению молекулярной структуры полимера.

Мешалки с низкими срезывающими усилиями позволяют добиться более высоких значений точек размягчения и намного большей пластичности модифицированного битума.

При использовании полимеров, которые не могут сочетаться с химической системой битумов (полиэтилен, атактический полипропилен и натуральный каучук), необходимы установки для приготовления модифицированного битума непосредственно на асфальтобетонных заводах, чтобы приготовленный материал мог быть использован для приготовления асфальтобетона до разделения фаз.

Для переработки полипропилена и природного каучука или регенерированной резины рекомендуется использовать мешалки малой скорости. В этом случае перемешивание битума с полимером происходит за счет расплавления полимера. Для получения модификаций на основе полиэтилена используются мешалки с большими срезывающими усилиями, которые могут обеспечить дисперсное распределение полиэтилена в битуме.

В Республике Беларусь и в условиях России применение пластомерных добавок не рекомендуется по климатическим условиям. При сильном охлаждении и продолжительных морозах асфальтобетоны на основе таких вяжущих подвержены сильному трещинообразованию.

5. Битумно-полимерные и дегте-полимерные вяжущие

Стоимость гидроизоляционных полимерных материалов обычно выше битумных, поэтому все шире применяют битумно-полимерные материалы, имеющие лучшие характеристики и меньшую стоимость по сравнению с полимерными ГИМ.

Полимерные добавки можно отнести к структурирующим, которые позволяют расширить интервал работоспособности материала, так как с их введением повышается тепло- и морозостойкость. Полимерные добавки улучшают упругие свойства, растяжимость, когезию органических вяжущих. Наибольшее применение получили эпоксидные смолы, поливинилацетат, полистирол, синтетический каучук и латекс, натуральный латекс, количество которых в горячем битуме или дегте составляет 1…6% от массы вяжущего.

При смешивании с битумами каучики создают в битуме самостоятельную решетку, способную воспринимать деформации битума. Для увеличения прочности битумно-полимерного материала можно частично или полностью завулканизировать каучук, при этом каучук сначала набухает в битуме, а затем частично растворяется и снижает температуру хрупкости материала с одновременным повышением его теплостойкости.

Дивинилстирольные и изопренстирольные термоэластопласты являются наиболее технологичными добавками к битумам, так как при нагревании они расплавляются и при перемешивании быстро образуют гомогенную смесь. Эти сплавы превосходят битумно-каучуковые за счет их более равномерного распределения в битумах при перемешивании.

Сложной операцией является совмещение битумов с полимерами и каучуками, обычно находящихся в состоянии растворов или латексов. Если полимер или каучук находятся в состоянии растворе, то битум вводится при температуре ниже температуры вспышки растворителя, а затем смесь при постоянном перемешивании медленно подогревается до полного испарения растворителя и достижения сплавом рабочей температуры. Если каучук вводится в виде латекса, то битум после нагревания до 100..110С соединяется в смеси с латексом при интенсивном перемешивании. Для предотвращения вспенивания битума добавляют пеногасящую добавку, нагрев сплава продолжается до полного испарения воды и достижения рабочей температуры.

Активаторы - вещества, которые повышают адгезионные свойства на границах раздела фаз, увеличивающие полярность компонентов, ускоряющие реакции полимеризации или поликонденсации, улучшающие технологические свойства смесей. В битумно-минеральных смесях активаторами могут служить добавки извести, оксида магния, портландцемента, шлакопортландцемента и др. В качестве активаторов применяют ПАВ, которые снижают поверхностное натяжение на границе двух фаз, способствуя увеличению смачиваемости битумом и дегтем, повышению адгезии к минеральным материалам, значительному увеличению прочности и улучшению других свойств ГИМ.

Пластификаторы - вещества, придающие повышенную эластичность и гибкость материалу при низких температурах. При выборе количества пластификатора следует учитывать, что с его введением в композицию понижается теплостойкость, ускоряется старение материала, снижается вязкость и химическая стойкость. Для битумно - и дегтеминеральных материалов применяют в качестве пластификатора минеральные масла, веретенное масло, зеленое масло, петролатум, мазут, гудрон, антраценовое масло в пределах 2…40%.

6. Поливинилбутираль

Поливинилбутираль (ПВБ) - аморфный полимер, представляющий собой ацеталь поливинилового спирта.

Изучалась локальная подвижность стеклообразного полимера - поливинилбутираль - и свободный объем, которые влияют на проницаемость и газоразделение полимеров, методом конформационных зондов. ПВБ характеризуется высокой адгезией к различным поверхностям, отличными оптическими и пленкообразующими свойствами, хорошими физико-механическими свойствами (эластичность, ударная прочность и износостойкость), морозо- и светостойкостью, устойчив к воздействию О2 и О3.

На рис. 2 и 3 представлены зависимости адгезии и диэлектрической проницаемости битума при использовании в качестве модификатора поливинилбутираля (ПВБ - отход ОАО «Салаватстекло»). Диэлектрическая проницаемость ПВБ при 50 Гц составляет 4,2 - 4,5. В качестве минерального материала были использованы песок, мрамор, галька. При увеличении концентрации ПВБ в битуме адгезия на всех видах минерального материала и диэлектрическая проницаемость модифицированного битума увеличиваются.

Рисунок 2. Зависимости адгезии          Рисунок 3. Зависимость

модифицированных битумов от          диэлектрической проницаемости

количества ПВБ                                     модифицированных битумов от                                                                            количества ПВБ

Структура битумов, модифицированных рассмотренными выше видами полимеров, созданная при технологической температуре, как правило, сохраняется и после охлаждения. Это обусловлено резким увеличением вязкости приготовленного полимерно-битумного материала при понижении температуры, препятствующим расслоению дисперсной системы. Следовательно, понятие «совместимость полимеров с битумами» включает две составные части: термодинамическую совместимость компонентов, а также совместимость на уровне двухфазных структур.

При комнатной температуре и в реальных условиях эксплуатации битумы, модифицированные полимерами, представляют собой, как правило, микро- или макро - неоднородные системы, т.е. являются композиционными материалами. Свойства их определяются фазовой структурой смеси, в частности механические - преимущественно, свойствами непрерывной фазы. Именно поэтому способностью придавать битуму эластичность (свойство, присущее в том числе и олефиновым полимерам, например полиэтилену, полипропилену, этилен-пропиленовому каучуку и др.) обладают лишь те полимеры, которые образуют непрерывную фазу в массе композиции. Роль полимера, образующего дисперсную фазу в массе битума, сводится лишь к упрочнению материала за счет наполнения его частицами. Варьируя видом, концентрацией полимера, можно получать композиционные материалы с заданным комплексом физико-механических свойств.

Качество битума не оказывает существенного влияния на характер модифицирующего действия полимеров, который обусловлен, преимущественно, химической природой полимера. Однако химический состав и структура битума влияют на совместимость с полимерами и свойства конечного продукта. С повышением степени окисленности битума совместимость его с полимерами любого химического строения и молекулярной массы ухудшается, что обусловлено увеличением содержания в битуме асфальтенов и высокомолекулярных смол, снижением количества масел и низкомолекулярных смол, которые принимают непосредственное участие в процессе растворения полимеров. Использование в качестве исходного сырья для приготовления полимерно-битумных композиций битумов, обогащенных ароматическими соединениями, благоприятствует совместимости компонентов, что согласуется с известными положениями теории физической химии полимеров и обусловлено лучшей растворимостью полимеров в ароматических соединениях.

Свойства композиций, приготовленных в одинаковых технологических условиях из разных по химической природе битумов (БДУ - из тяжелой ярегской нефти; БДУС - из смеси западно-сибирских нефтей) при использовании полимера KRATON D 1101 (фирмы «SHELL»), различны. Введение полимера приводит к резкому снижению значений показателя растяжимости битума при 25°C. За счет более высокой способности к растяжению битума марки БДУ композиция последнего с KRATON D 1101 характеризуется также более высокими значениями показателя растяжимости, по сравнению с материалом, приготовленным на битуме марки БДУС. Для придания битуму, модифицированному полимером, способности выдерживать без разрушения растягивающие усилия в реальных условиях эксплуатации дорожных покрытий в качестве исходного сырья для приготовления полимерно-битумной композиции следует применять битумы, характеризующиеся высоким уровнем значений показателя растяжимости при 25°C (более 100 см) как до, так и после смешения с минеральным материалом.

За счет лучшей растворимости в массе битума дорожного улучшенного марки БДУ полимер типа СБС способен в несколько большей степени реализовывать присущую ему эластичность. Этим же объясняется и более высокая вязкость композиции полимера с битумом, полученным из остатков переработки тяжелой ярегской нефти.

Битумы, модифицированные полимерами (в том числе и блоксополимерами), являются дисперсными (неоднородными) системами, а следовательно, термодинамически неустойчивыми, что является причиной их расслоения (разрушения), особенно при повышенной температуре в статических условиях (в отсутствие перемешивания). Чем выше сродство полимера к битуму, чем выше степень дисперсности полимера в массе битума, тем выше устойчивость композиционного материала к расслаиванию.

7. Диэтиленгликолем

Результаты использований адгезии к гальке и диэлектрической проницаемости битумов, модифицированных ДЭГ (диэтиленгликолем) приведены на рис. 4. Диэлектрическая проницаемость ДЭГ равна 29,6. Анализ представленных зависимостей показал не линейный характер этих показателей от содержания добавки в битуме. При модифицировании битума ДЭГ наблюдается постепенное увеличение адгезионных свойств и диэлектрической проницаемости битумов, а при добавлении ДЭГ в битум более 5% масс. происходит некоторое снижение адгезии. Диэлектрические свойства битумов изменяются аналогично. ДЭГ обладая небольшим дипольными моментом и высоким значением диэлектрической проницаемости, способствует образованию в битуме как мелкодисперсной, так и крупнодисперсной системы, тем самым регулирует показатели качества битума.

Рисунок 4. Зависимости адгезии и диэлектрической проницаемости модифицированных битумов от количества гликолей

На рис. 5 и 6 представлены результаты исследований адгезии, определенной количественным методом, и диэлектрической проницаемости модифицированных битумов аминами (МЭА - моноэтаноламином и ДЭА - диэтаноламином). Диэлектрическая проницаемость аминов равна 37,7 - 40,5.

Из рисунков видно, что изменение адгезионных свойств и диэлектрической проницаемости модифицированных битумов аналогичны как при использовании МЭА так и ДЭА.

К наиболее известным способам модифицирования дорожных битумов относится добавление резиновой крошки в расплав с температурой 160-180 ◦С, при которой происходит девулканизация резины, высвобождение макромолекул каучука и сплавление его с битумом. Крошку получают дроблением старых автопокрышек и других резинотехнических изделий. Количество добавляемой крошки составляет 12-20% от массы расплавленного битума. Добавки резиновой крошки термореактивных полимеров позволяют повысить деформативность и эластичность, снизить шумовой эффект. В результате набухания полимеров в битумной среде возникает вторичная структура, взаимодействующая с битумом через поверхность раздела.

Помимо органических, в основном полимерных модификаторов дорожного битума существенную роль в улучшении свойств асфальтобетона играют минеральные модификаторы - цемент, зола ТЭЦ, техническая сера и др. В совокупности с органическими модификаторами они образуют группу дорожных композиционных материалов.

К минеральным модификаторам дорожных битумов относятся, прежде всего, измельченные известняки и доломиты с пределом прочности на сжатие не менее 20,0 МПа, измельченные доменные шлаки и природные асфальтовые породы. По степени измельчения необходимо, чтобы порошок полностью проходил через сито с отверстиями 1,25 мм., при этом содержание частиц мельче 0,071 мм. должно быть не менее 70% по массе, а частиц, мельче 0,315 - не менее 90%

Представляет теоретический интерес модификация битума лигнином. Как модификатор, лигнин обладает способностью значительно улучшать свойства битума и других битуминозных вяжущих в результате совмещения тонкодисперсного лигнинного порошка с расплавом битума. Этот процесс связывается с уменьшением толщины структурированных (ориетированых) оболочек и, как следствие, с резким увеличением когезии. Сформировавшаяся структура становится более или менее однородной, ее адгезионная активность возрастает.

В дорожных мастиках применяют вяжущее включающее просушенный гидролизный лигнин, расплавляемый в жидкой каменноугольной смоле при 305-320 ◦С. При этом происходит крекинг лигнина, получается черное аморфное вещество с блестящим изломом плотностью 1,22-1,38 г./см3 и температурой размягчения до 150 ◦С. С учетом предыдущих сведений о модифицировании дорожных битумов каменноугольными смолами можно считать, что получается практически однородный каменноугольно-лигниновый субстрат, через посредство которого можно получать лигнобитумные серные композиции

На основании предварительных исследований были приготовлены комбинированные добавки на основе резиновой крошки и смолы пиролиза в соотношениях 1:1,5; 1:2 и 1:3.

На основе полученных добавок были приготовлены модифицированные битумы.

На рис. 7 и 8 показаны зависимости адгезионных свойств и диэлектрической проницаемости модифицированных битумов от содержания комбинированных добавок.

Значительно повышают адгезионные свойства битумов комбинированные добавки в количественном соотношении резины и смолы пиролиза 1:1,5 и 1:2 (рис. 7). Это, видимо, связано с небольшим количеством смолы пиролиза в комбинированной добавке, которая имеет небольшую диэлектрическую проницаемость (2,7) по сравнению с резиной (5,2). При использовании комбинированной добавки при соотношении компонентов 1:3 диэлектрическая проницаемость понижается (рис. 8), как и адгезия битума к минеральному наполнителю, а при соотношении компонентов в добавке 1,0:1,5 и 1:2 диэлектрическая проницаемость и адгезия повышаются. Т.е. с увеличением диэлектрических свойств модифицированных битумов улучшаются и их адгезионные свойства.

Зависимости адгезионных и диэлектрических свойств битумов модифицированных НМПЭ (низкомолекулярным полиэтиленом) показаны на рис. 9. НМПЭ имеет низкую диэлектрическую проницаемость (0,8). В связи с этим, у битумов с повышенным содержанием в них добавки наблюдается снижение диэлектической проницаемости, и как следствие снижаются и адгезионные свойства.

Таким образом, исследования ряда битумов, модифицированных различными добавками показали, что такие показатели качества как адгезия и диэлектрические свойства битумов коррелируются. Установлена зависимость адгезионных и диэлектрических свойств модифицированных битумов, которая показана на рис. 10. Необходимо отметить, что это достаточно обобщенная зависимость, однако позволяет сделать следующий вывод, что наилучшей адгезией обладают битумы с диэлектрической проницаемостью от 2,9 и выше (соответствуют образцам №1 и №2 по ГОСТ 11508-74). Битумы, имеющие значение диэлектрической проницаемости ниже 2,9 относятся к образцу №3.

По результатам исследований можно сделать вывод, что такой показатель как диэлектрическая проницаемость можно использовать для оценки качества битумного вяжущего. При использовании диэлектрического метода возможно значительно интенсифицировать процесс определения адгезионных свойств битумов.

8. Литой асфальтобетон на основе полимер-битумных вяжущих

Исследование литого асфальтобетона, как объекта новой конструкционно-технологической природы, проходят уже на протяжении последних сорока лет.

Им занимались московские, казахстанские, эстонские, саратовские научные школы. Уже в шестидесятых годах он эффективно применялся как материал для тротуаров.

В 1974 году решением Главного технического управления Минавтодора РСФСР были утверждены методические рекомендации Саратовского филиала ГипродорНИИ для применения литого асфальтобетона в строительстве автомобильных дорог.

Под литым асфальтобетоном понимается асфальтобетонная смесь с плотностью равной единицы, в которой отсутствуют поры и которая на требует какого либо вида уплотнения, обладающая высокой пластичностью (свойствами литой массы) при технологической температуре распределения, содержащая исходные компоненты с высокой стабильностью требуемых параметров, отвечающая требованиям технологичности и экологической безопасности.

В настоящее время наиболее известны разработки составов и применение литого асфальтобетона М.С. Мелика-Багдасарова - ямочный ремонт в г. Москва, Ю.Э. Васильева (МАДИ) - литого асфальтобетона с применением серы (ремонт автодорожного моста в Крылатском, г. Москва), методические рекомендации по применению литого асфальтобетона на мостовых сооружениях И.Д. Сахаровой (ФГУП СоюздорНИИ), А.И. Ликвермана (ОАО «Гипротрансмост»), В.Н. Макарова (Минтранс Саратовской области, патент на изобретение), применение литого асфальтобетона для ремонта автомобильных дорог в ФУАД «Большая Волга», начальник М.В. Николаев, в 2003 г. Росавтодором утверждены рекомендации по применению битумно-резиновых композиционных вяжущих материалов для строительства и ремонта автомобильных дорог (для опытного применения).

Из истории можно добавить, что в 1974 году Минавтодором РСФСР был утвержден методический документ о применении литого асфальтобетона при строительстве автомобильных дорог, разработанный в Саратовском филиале ГипродорНИИ.

В настоящем материале представлены результаты широкомасштабного использования литого асфальтобетона на основе полимер-битумных вяжущих в Саратовской области для устройства конструкций дорожной одежды мостового полотна на ряде мостовых объектов, а также при ремонте городских улиц в г. Саратове. За основу было взято наилучшее по мнению авторов техническое решение финской фирмы «Лимминякяйнен» как по составу литого асфальтобетона, так и по конструкции дорожной одежды мостового полотна. Проведенное технико-экономическое обоснование по мостовому полотну из обычного и литого асфальтобетона с учетом проектной интенсивности показало положительный результат расчета инвестиций для инновационного проекта с применением литого асфальтобетона на основе полимер-битумных вяжущих для мостового полотна.

Особенностью конструкций из литого асфальтобетона на основе полимер-битумных вяжущих является единая природа основы - один и тот же битумный материал, обеспечивающий единство и совместную работу слоев между собой в силу одинаковой деформативности, обеспечение слипаемости слоев при технологической температуре 190-200°С, отсутствие необходимости в уплотнении (плотность равна единице), высокая сопротивляемость трещино-, сдвиго- и колееобразованию, морозоустойчивость, прекрасная совместимость с температурными деформациями мостовых металлических пролетов. Литой асфальтобетон органичен в работе с другими видами конструкционных элементов дорожной одежды мостового полотна: обычным асфальтобетоном, гидроизоляцией, деформационными швами, из него наилучшим образом устраиваются направляющие водосточных элементов. Свойства материала и технологии обеспечивают условия удаления воды с поверхности, а также требуемое сцепление колес транспортных средств с дорожным покрытием

Полимербитумное вяжущее обладает высокомолекулярной устойчивой структурой, великолепно связывает битум и исключают его вытапливание и избыточное образование на поверхности дорожного полотна, имеет хорошие адгезионные свойства по отношению к выбранному каменному материалу - карельскому щебню из габродиабаза. Фактически литой асфальтобетон является строительным материалом нового поколения, параметры которого не соответствуют Государственным стандартам на обычный асфальтобетон и должны иметь собственные нормативы. Стоимость литого асфальтобетона практически колеблется от стоимости обычного асфальтобетона до полуторакратного значения цены последнего. Типовым приемом существенного удешевления стоимости конструкции дорожной одежды может служить использования в качестве основы обычного асфальтобетона с покрытием из литого асфальтобетона. Устройства дополнительного слоя шероховатой поверхностной обработки кроме россыпи и прикатки щебня катком 1,5 тонн не предполагается.

Применяемый полимербитум относится к нефтяным дорожным битумам, модифицированным полимерной добавкой SBS (типа стирол-бутадиен-стирола). Для получения полимербитума используют модификаторы калпрен, финапрен и отечественные аналоги, например, ДСТ-30-01. Для модификации требуется 8,5-10% SBS по массе, время приготовления - 4 часа при температуре битума от + 180°С в зависимости от вида полимерной добавки. Разжиженный полимербитум изготовляется из полимербитума и растворителя типа Solvessa 100; предусматривается, что он содержит не менее чем 0,5% по весу поверхностно-активного вещества (ПАВ) типа диамина.

Мастика представляет собой смесь полимербитума ПБВ 40-60, минерального порошка и песка. Используется для гидроизоляции подземных сооружений, проезжей части мостов по металлическим, бетонным и деревянным основаниям. Бесшовная гидроизоляция достигается путем укладки мастики в горячем виде. Минимальная толщина слоя мастики составляет 17-20 мм. Изоляция наносится в один или два слоя. В качестве вяжущего могут быть применены полимербитумы ПБВ 40-60.

В качестве вяжущего для асфальтобетона могут быть использованы битумы БНД 60/90, БНД 90/130 или полимербитумные вяжущие ПБВ 40-60.

Литой асфальтобетон типа I, II, представляет собой смесь полимербитума ПБВ 40-60, минерального порошка, песка и каменного материала. Несмотря на вибрацию ортотропной плиты от движения транспорта и температурных напряжений, в уложенном на плите слое литого асфальтобетона трещины не образуются. Литой асфальтобетон обладает хорошей износостойкостью, влагонепроницаем, поэтому его успешно применяют в качестве покрытия для мостов с большой интенсивностью движения.

Для приготовления смесей в качестве вяжущего применяют нефтяные глубокоокисленные вязкие дорожные битумы с температурой вспышки не ниже +2400С, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 22245-95. При выборе битума для смесей типа I, II и IV предпочтение отдается вязким нефтяным теплостойким битумам с узкими пределами колебаний по показателю глубины проникания.

При приготовлении составляющих дорожных одежд мостового полотна рекомендуется. При применять модифицированные (для обычного асфальтобетона) и полимер-битумные вяжущие (для литого асфальтобетона). При неудовлетворительной адгезии вяжущего с поверхностью щебня применяют поверхностно-активные вещества. Виды и дозировку добавок, а также требуемый температурный режим вяжущего при введении поверхностно-активных веществ следует применять в соответствии с ГОСТ 28478-90. Для приготовления асфальтобетонных смесей рекомендуется применять порошок минеральный, параметры которого удовлетворяют требованиям ГОСТ 16557-78.

Полимербитум приготавливается в смонтированной на асфальтобетонном заводе дорожного предприятия смесительной установке «Ahesfrom» объемом 6 куб. м. Время приготовления составляет 4 часа при температуре нагрева битума +200-+210°С. В стадии смешивания необходимо остерегаться местного перегрева битума. Полимербитум должен быть использован не позднее, чем через 6 часов после расплавления.

Приготовление разжиженного полимер-битумного вяжущего производится из полимербитума ПБВ 60 в следующем процентном отношении по весу: полимербитум ПБВ 60 - 34%; растворитель - 9%; адгезионное вещество - диамин - 0,5%; бензин - 56,5%.

Емкость смесителя (двух смесителей) для модификации битума должна быть около 8000 кг. На асфальтобетонном заводе необходим погрузчик с вместимостью ковша 1,5 м³. Необходимое количество работников на асфальтобетонном заводе 4-6 человек. Емкости для литого асфальтобетона - 4 штуки: по две 5000 л (5 м³), 7000 л (7 м³). Грузовики 4-осные - 2 штуки (в комплекте с емкостями). Устройство для модифицирования битума (объем 6000 л (6 м³)), трубопроводы, соединители, клапаны. Распределители литого асфальтобетона с шириной распределения 4,5 м, масса 4000 кг. Распределитель щебня, ширина 4,5 м, масса 1500 кг. Полевая дорожная лаборатория с оборудованием. Сервисная (обслуживающая) машина (грузовик) - бортовая типа «Соболь». КАМАЗ 5501, 5511 - автосамосвал для доставки асфальтобетона. Асфальтоукладчик на резиновом ходу, каток весом 3-4 тонны.

Полимербитум доставляется на объект в нагревающих емкостях (котлах-кохерах). Котлы снабжены трубами и запорными кранами для слива полимербитума в специальные металлические лейки вместимостью 15 литров, с последующим разливом в нужном месте мостового полотна. Для выполнения этой операции требуется два специалиста (имеющих практические навыки) и один подсобный рабочий.

Нанесение разжиженного полимербитума производится пневмораспылителем с широкой факельной форсункой. Температура не должна превышать +220°С. После обработки металлической поверхности разжиженным полимербитумом (РПБ) на него сверху наносят полимербитум ПБB 60 из расчета 3 кг/м2. Полимербитум должен отвечать требованиям к его качеству (ОСТ 218.010-98). Температура воздуха должна быть не менее +5°С. Температура полимербитума при укладке должна быть +180°-+210°С, ее проверяют при укладке на объекте с помощью специального термометра. Полимербитум доставляют на объект в нагревающихся емкостях (котлах - кохерах). Котлы снабжены трубками для слива с запирающимися кранами. Укладка полимербитума производится вручную - разливается на поверхность из металлической лейки, вместимость которой 15 литров, и разравнивается термостойкими резиновыми шпателями; толщина слоя около 4 мм. Работу (в зависимости от объема) могут выполнять 3 человека.

По результатам четырех- и пятилетней эксплуатации конструкции дорожной одежды мостовых объектов через р. Волга у с. Пристанное получены следующие результаты: отсутствие трещин, выкрашиваний, вспучиваний, хорошие условия стока воды, структура материала препятствуют возникновению гололеда за счет упругости материала и механического разрушения пленки гололеда при проезде транспортного средства, подтверждена высокая водонепроницаемость материала и конструкции, стабильность коэффициента сцепления, отсутствие трещин в стыках сопряжений с другими конструкционными элементами, уменьшение шумообразования относительно аналогичных конструкций и устройств шероховатой поверхностной обработки, хорошая адгезия с материалами дорожной разметки, отсутствие каких либо проявлений возможного пережога битума при указанных температурах приготовления, высокая личная оценка участников дорожного движения при проезде по мостовому переходу. Важнейшим достоинством указанной конструкции является применение в качестве гидроизоляции полимербитумной мастики.

Заключение

Рост количества грузовых автомобилей и нагрузок на ось создает сложные условия для эксплуатации автомобильных дорог, особенно эта проблема актуальна на оживленных автомагистралях (М1/Е30, дороги республиканского значения, улицы крупных городов). Основная проблема, возникающая в связи с высокими осевыми нагрузками и большой интенсивностью движения, - деформация асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог (колея).

Модификация битумов - это направленное улучшение их свойств путем совмещения с полимерными добавками. Введение подходящего полимерного модификатора придает вяжущему и всему кровельному материалу большую тепло- и морозоустойчивость, эластичность, повышенную сопротивляемость усталостным нагрузкам, повышает долговечность. В качестве полимерных модификаторов битума наиболее широко (при производстве кровельных материалов) используются следующие добавки: АПП (атактический полипропилен) иногда в смеси с ИПП (изотактическим полипропиленом) или СБС (стирол-бутадиен-стирол).

Материалы из модифицированных битумов называют полимерно-битумными, иногда в переводной литературе встречаются также термины - резинобитумы - материалы на основе битумов, модифицированных полимером СБС и пластобитумы, модифицированные АПП.

Материалы как с использованием АПП-модификатора, так и СБС-модифицированные имеют свои плюсы и минусы. При рассмотрении материалов с одинаковой основой, но с различными модификаторами можно выделить следующие их особенности. АПП материалы обладают высокой стойкостью к УФ-излучению и химической стойкостью к кислотам и щелочам, более высокой теплостойкостью, чем СБС материалы и хорошей адгезией к металлам и стеклу. СБС-материалы являются более эластичными, морозостойкими, а также легко повторяют форму той поверхности, на которую они укладываются. Вследствие низкой теплостойкости СБС материалов, существуют определенные трудности при их укладке способом наплавления. Поэтому работы необходимо проводить особенно тщательно.

Для повышения надежности и долговечности работы покрытий в настоящее время рекомендуется использовать битумы, модифицированные полимерами. Широкое использование модифицированных битумов вместо обычных объясняется их улучшенными свойствами. Асфальтобетоны, приготовленные с использованием полимерных битумов, имеют высокую устойчивость к деформациям за счет большой эластичности применяемых битумов. Кроме того, значительно замедляется процесс старения асфальтобетона. Исследования зарубежных ученых показывают, что у битумов, извлеченных из дорожных покрытий, прослуживших 10 лет, не наблюдается существенных изменений вязкости.

Список используемой литературы

1. Волгушев А.Н. Применение серы в строительстве // Аналитический портал химической промышленности Newchemistry.ru: [сайт]. URL:://www.newchemistry.ru/letter.php? n_id=4348.

. Евдокимова Н.Г. Модифицирование нефтяных битумов добавками // Нефтепереработка и нефтехимия; Сб. науч. Трудов / ИП НХП.-Уфа: Изд. ИП НХП, 2001. - Вып. 33. - С. 68-71.

. Применение серобитумных вяжущих при строительстве объектов дорожного хозяйства // ООО «МосДорПроект»: URL: http://www.mosdorproekt.ru/sera.html.

. Использование нефтяных остатков для производства нефтепродуктов и нефтехимикатов. М.: ОАО ЦНИИТЭнефтехим, 2003. - 71 с.

. Новое поколение строительных материалов в технологии стройиндустрии и дорожном строительстве // Информационно-строительный портал

ProektStroy.ru. URL: http://www.proektstroy.ru/publications/view/11057? bigid=31.

6. Железко Е., Железко Т., Уралов А. Какие битумы нам нужны? // Автомобильные дороги, 2002. - №6. - С. 12-14.

. Пустынников А.Ю., Рябов В.Г., Калимуллин Д.Т., Нечаев А.Н., Тресков Я.А. Получение компаундированных битумов улучшенного качества // Химия и технология топлив и масел, 2006. - №3 - С. 55-57.

. Теляшев И.Р., Обухова С.А., Кутьин Ю.А., Теляшев Э.Г. Влияние технологических параметров на взаимодействие серы с нефтяными остатками. // Нефтепереработка и нефтехимия; Сб. науч. трудов / ИП НХП.-Уфа: Изд. ИП НХП. Вып. 33. 2001 г. - С. 76-81.

. Кутьин Ю.А., Теляшев Э.Г., Везиров Р.Р., Викторова Г.Н. Об использо вании элементарной серы в производстве дорожных битумов // Нефтепереработка и нефтехимия; Сб. науч. Трудов / ИП НХП.-Уфа: Изд. ИП НХП, 2001. - Вып. 33. - С. 40-42.

. Использование специальных добавок увеличивает срок службы дорожных и аэродромных покрытий // Автомоб. дороги: Аннотирован, библиограф. сб. по вопросам стр.-ва, ремонта и содержания автомоб. дорог и мостов (заруб, опыт) / Информавтодор, 2002 г. - Вып. 2. - С. 32-33.

. Гохман Л.М., Гершкохен С.Л. Хрупкость органических вяжущих после многократного растяжения при отрицательных температурах // Автомобильные дороги, 1997. - №10. - С. 1-18.

. Практическое руководство по устройству мостового полотна (одежды) с использованием полимер-битумных вяжущих на объектах мостового перехода черех р. Волга у с. Пристанное Саратовской области // - Саратов: Поволжский научный центр Академии Транспорта РФ. 2000 г.

. Устройство конструкций дорожной одежды мостового полотна с использованием литого асфальтобетона на основе полимер-битумных вяжущих // - Проект отраслевых методических рекомендаций. Саратов, РОСДОРТЕХ. 2003 г.

. Карташевский А.И., Кашина А.Г. Определение адгезии битумов к минеральным материалам // Нефтепереработка и нефтехимия. - 1971. - №4. - С. 11-

. Розенталь Д.А., Сыроежко А.М. Изменение свойств дорожных битумов. // Химия и технология топлив и масел. - 2000. - №4.-С. 41-43.

. Худякова Т.С., Розенталь Д.А. и др. Количественная оценка сцепления дорожных битумов с минеральным материалом // Химия и технология топлив и масел. - 1987. - №6.-С. 35-38.

. Колбановская А.С., Михайлов В.В. Дорожные битумы. - М.: Транспорт. - 1973. - 250 с.