Щебеночно-мастичный асфальтобетон с комплексной целлюлозосодержащей стабилизирующей добавкой.

ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. ПОВЫШЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЩМА С ПРИМЕНЕНИЕМ СТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ДОБАВОК 12
1.1. Факторы, влияющие на физико-механические показатели асфальтобетонных покрытий 12
1.2. Анализ существующих стабилизирующих добавок для щебеночно-мастичного асфальтобетона 23
1.3 Анализ требований к свойствам щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей 29
1.4. Научные предпосылки повышения физико-механических показателей щебеночно-мастичных покрытий 31
1.5. Выводы по первой главе 35
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 37
2.1. Характеристика сырьевых материалов 37
2.1.1. Крупный заполнитель (щебень) 40
2.1.2. Мелкий заполнитель 42
2.1.3. Минеральный порошок 43
2.1.4. Органическое вяжущее 44
2.1.5. Стабилизирующие добавки 45
2.2. Методы исследования сырьевых материалов 48
2.3. Определение микроструктуры стабилизирующих добавок 48
2.4. Методы исследования битумных вяжущих со стабилизирующими добавками 51
2.5. Приготовление щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси 53
2.6. Методы испытания щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей 54
2.7. Статистическая обработка результатов измерений 58
2.8. Выводы по второй главе 59
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ БИТУМА И ЩЕБЕНОЧНО-МАСТИЧНОГО АСФАЛЬТОБЕТОНА СО СТАБИЛИЗИРУЮЩИМИ ДОБАВКАМИ 60
3.1. Определение оптимального состава комплексной целлюлозосодержащей стабилизирующей добавки 60
3.2. Исследование микроструктуры целлюлозных стабилизирующих добавок на растровом электронном микроскопе JSM-6510 LV 63
3.3. Исследование влияния стабилизирующих добавок на свойства битума. 66
3.4. Оптимизация состава щебеночно-мастичного асфальтобетона с комплексной целлюлозосодержащей стабилизирующей добавкой 74
3.5. Физико-механические свойства щебеночно-мастичного асфальтобетона с различными стабилизирующими добавками 81
3.6. Выводы по третей главе 86
ГЛАВА 4. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЩМА С КОМПЛЕКСНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩЕЙ СТАБИЛИЗИРУЮЩЕЙ ДОБАВКОЙ 88
4.1. Приготовление щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси 88
4.2. Стойкость к колееобразованию по методу AASHTO TP 63 90
(метод АРА). 90
4.3. Статистическая обработка полученных результатов 92
4.4. Анализ усталостной долговечности щебеночно-мастичного асфальтобетона со стабилизирующими добавками 97
4.5. Численный метод расчета НДС дорожного покрытия с использованием программного комплекса ANSYS 98
4.6. Выводы по четвёртой главе 109
ГЛАВА 5. ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ЩЕБЕНОЧНО-МАСТИЧНОГО АСФАЛЬТОБЕТОНА С КОМПЛЕКСНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩЕЙ СТАБИЛИЗИРУЮЩЕЙ ДОБАВКОЙ 110
5.1. Технология изготовления комплексной целлюлозосодержащей стабилизирующей добавки 110
5.2. Характеристика объекта опытно-промышленных испытаний 112
5.3. Экономическая эффективность использования результатов исследования 117
Выводы по пятой главе 118
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 118
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 121
П Р И Л О Ж Е Н И Я 145
Приложение 1 146
Приложение 2 147
Приложение 3 148
Приложение 4 149
Приложение 5 150

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность работы. По данным Федерального дорожного агентства (РОСАВТОДОР) в 2016 г. доля федеральных дорог, соответствующих нормативным требованиям, от общей протяженности, составляет 41,5 %. Покрытия автомобильных дорог в районах Западной Сибири, с суровым климатом, находятся в сложных эксплуатационных условиях. Многофакторное действие окружающей и эксплуатационной среды вызывает преждевременное разрушение верхних слоев, что обусловлено старением битума, связанного с протеканием физико-химических процессов, и механическим износом асфальтобетона.
Одним из способов увеличения срока службы дорожных покрытий, является применение щебеночно-мастичных асфальтобетонов (ЩМА), отличающихся стабильностью, долговечностью, что обусловлено повышенным содержанием щебня (до 80 %) и битума (до 7,5 %) в его составе. Существенным отличием ЩМА от других видов асфальтобетона является применение в его составе стабилизирующих добавок, которые в основном выполняют функцию повышения устойчивости ЩМА к расслоению при кратковременном хранении и укладке смеси. Несмотря на многообразие выпускаемых стабилизирующих добавок, выделить из них такую, которая оказывает комплексный эффект на ряд физико-механических показателей ЩМА достаточно сложно. В связи с этим особую актуальность приобретают работы, направленные на решение вопросов повышения качества щебеночно-мастичного асфальтобетона, в том числе за счёт введения комплексных стабилизирующих добавок, а также разработке концепции определения их эффективности.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. ПОВЫШЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЩМА С ПРИМЕНЕНИЕМ СТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ДОБАВОК
Щебеночно-мастичный асфальтобетон – это разновидность асфальтобетона, которая отличается повышенной каркасностью. В основном ЩМА используют на дорогах с высокой интенсивностью движения, мостовых перекрытия, в аэропортах. Данный материал за счёт высоких прочностных характеристик обеспечивает повышенное сопротивление к внешним воздействиям, отличается стабильностью, долговечностью. За счёт увеличения межремонтных сроков дорожного покрытия ЩМА заслужил своё признание в таких странах как: Россия, США, Китай, Норвегия, Франция, Швеция, Германия [1-7]. Одним из особенностей ЩМА в сравнении с традиционными асфальтобетонами является присутствие в его составе стабилизирующих добавок. Применяются они для увеличения толщины битумных плёнок, удержания горячего битума на поверхности зерен минерального материала во время промежуточного хранения смеси. Вид и свойства этих добавок имеют большое значение для обеспечения качества асфальтобетона. Вопросы разработки и исследования стабилизирующих добавок для ЩМА рассмотрены в ряде работ [8-15].
1.1. Факторы, влияющие на физико-механические показатели асфальтобетонных покрытий
Асфальтобетон – самый распространённый материал для устройства усовершенствованных покрытий автомобильных дорог. Широкое применение асфальтобетона обусловлено рядом его преимуществ, к числу которых относятся: достаточная прочность при растяжении и сжатии, ровность покрытия, хорошее сцепление с автомобильными шинами и бесшумность движения, возможность регенерации и др. [16-20].
Главное отличие асфальтобетона от бетонов на минеральных вяжущих заключается в его пластичности, величина которой зависит от толщины пленки битума и температуры. Битум в асфальтобетоне связывает минеральные материалы в монолит, который не разрушается при деформациях, возникающих в процессе эксплуатации дорожного покрытия в широком интервале температур. Прочность и долговечность пленок битума зависит в значительной степени от деформативных свойств битума, определяющих его поведение под нагрузкой [21-22].
На сайте Росавтодора размещены данные об основных результатах деятельности Федерального дорожного агентства в 2017 году, которые представлены на рисунке 1.1.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Костин, В. И. Щебеночно-мастичный асфальтобетон для дорожных покрытий / В. И. Костин. – Нижний Новгород : НГАСУ, 2009 – 67 с.
2. Кирюхин, Г. Н. Покрытия из щебеночно-мастичного асфальтобетона / Г. Н. Кирюхин, Е. А. Смирнов. – Москва : Элит, 2009. – 176 с.
3. Кирюхин, Г. Н. Строительство дорожных и аэродромных покрытий из щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей / Г. Н. Кирюхин, Е. А. Смирнов // Автомоб. дороги и мосты : обзорн. информ., Вып. 2. – Москва : Информавтодор, 2003. – 96 с.
4. Арутюнов, В. Г Первый опыт строительства покрытий из щебеночно- мастичного асфальтобетона в России / В. Г. Арутюнов, Г. Н. Кирюхин, В. М. Юмашев // Дороги России XXI века. – 2002. – № 3. – С. 58–61.
5. Смирнов, Е. Щебеночно-мастичный асфальтобетон // Автомобильные дороги. – 2001. – № 11. – С. 56–57.
6. Броницкий, Е. И. Использование щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси при капитальном ремонте участков автомобильной дороги Москва – Санкт-Петербург (км 29 – км 62, км 72 – км 85) / Е. И. Броницкнй, Ю. А. Гуменюк, А. В. Комиков // Новости в дор. деле : науч.-техн. ипформ. сб. / Информавтодор. – Москва, 2003. – Вып. 1. – С.22–32.
7. Теория и практика применения щебеночно-мастичного асфальтобетона в Западно-Сибирском регионе / А. Эфа, А. Жураускас, В. Подопригора, Д. Баранов // Автомоб. дороги. – 2003. – № 2. – 90 с.
8. Ядыкина, В. В. Влияние энергосберегающих добавок на свойства щебеночно-мастичного асфальтобетона на примере Evotherm, Азол 1007 и Адгезиол 3-ТД / В. В. Ядыкина, А. М. Гридчин, А. И. Траутваин, Ю. П. Чистяков // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. – Белгород, 2015. – № 6. – С. 149–153.

Весь текст будет доступен после покупки