CC BY
47
Добавка «Грикол» как эффективное средство борьбы с зимней
скользкостью
А.В. Дацков, Н.И.Ширяев
Академия строительства и архитектуры
Донского Государственного Технического Университета
Кафедра Автомобильные дороги
Аннотация: Методы обработки дорожного покрытия антигололедными реагентами, в том числе солью, уменьшая зимнюю скользкость, не обеспечивают безопасность движения при непрогнозируемых перепадах температуры воздуха. Распределение по поверхности покрытия противогололедных материалов, в значительной степени загрязняет окружающую среду и увеличивает коррозионное воздействие на металлические части автомобиля. Решением данной проблемы является, использование асфальтобетонных смесей с антигололедными свойствами.
Ключевые слова: Щебеночно-мастичный асфальтобетон (далее ЩМА), щебеночно-мастичная асфальтобетонная смесь, притивогололедная добавка, адгезия льда с покрытием, стабилизирующая добавка, предварительный национальный стандарт (далее ПНСТ), тест Lottman.
В зимний период времени из-за образования наледи на поверхности покрытия,значительно снижается безопасность движения автотранспорта, что в свою очередь приводит к увеличению дорожно-транспортных происшествий.
С целью обеспечения требуемой безопасности движения необходимо проводить работы по борьбе с зимней скользкостью противогололедными материалами.
Наиболее распространенными методами борьбы с зимней скользкостью считаются метод химической обработки ииспользование фрикционных материалов вместе с химическими реагентами.
На автомобильных дорогах применение большого содержания химических реагентов пагубно влияет как на отдельные части автотранспортного средства, так и на экологическую составляющую сельскохозяйственных угодий, особенно на дорогах регионального значения,
так как зачастую выгул скота производят в непосредственной близости от транспортной сети.
В статье представлены результаты применения в составе асфальтобетонной смеси добавки, которая способна снижать адгезию льда к поверхности автомобильной дороги.
Для создания противогололедных асфальтобетонов в их составе применяют добавку «Грикол» (ОДМ Методические рекомендации по применению наполнителя «Грикол» в составах асфальтобетонных смесей для устройства покрытия с антигололедными свойствами, Утв. Распоряжением Росавтодора Минтранса РФ от 27.06.2002, №ОС-564-р.). Наибольший эффект от ее влияния наблюдается при температурах воздуха от 0 до -6°С.
С целью определения влияния противогололедной добавки на физико-механические свойства асфальтобетона в лабораторных условиях были разработаны составы щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей представленных в таблице№1. Для проведения экспериментальных исследований использовался щебень фракции 10-15мм и 5-10мм, песок из отсевов дробления щебня, минеральный порошок, стабилизирующая добавка ипротивогололедная добавка «Грикол». В качестве органического вяжущего при приготовлении щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей использовался битум вязкий нефтяной дорожный марки БНД 60/90 с полимерным модификатором.Результаты испытаний представлены в таблице 2.
Таблица1Состав щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей
Наименование Рецепт 1 Рецепт 2 Рецепт 3 Рецепт 4
Щебень фр. 10-15мм 58 58 58 58
Щебень фр. 5 - 10мм 12 12 12 12
Песок из отсевов дробления щебня 16 16 16 16
Минеральный порошок 14 10 9,5 9
Противогололедная - 4,0 4,5 5,0
добавка «Грикол»
Битум БНД 60/90 с полимерным модификатором 6,0 6,0 6,0 6,0
Стабилизирующая добавка 0,4 0,4 0,4 0,4
По результатам испытаний установлено, что асфальтобетонные смеси, приготовленные с применением противогололедной добавки «Грикол», соответствуют требованиям действующей нормативной документации. Так как введение добавки «Грикол» происходит за счет уменьшения содержания минерального порошка, что может пагубно повлиять на водостойкость асфальтобетона, в статье представлены результаты испытаний щебеночно-мастичного асфальтобетона по методу Lottman в соответствии с ПНСТ 1132016 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Метод определения водостойкости и адгезионных свойств».
Таблица 2- Показатели физико-механических свойств ЩМА-15
Наименование Требования по Рецепт 1 Рецепт 2 Рецепт 3 Рецепт 4
показателей ГОСТ 310152002 ПНСТ 1132016
Плотность - 2,410 2,406 2,398 2,401
Остаточная пористость,% 1,5-4,5 2,81 2,94 3,18 3,04
Водонасыщение, % 1,0-4,0 2,12 2,41 2,56 2,93
Предел прочности при сжатии при температуре 20 оС, МПа, 2,2 3,4 4,3 3,9 4,1
не менее
Предел прочности при сжатии при температуре 50 оС, МПа, 0,65 1,17 1,21 1,30 1,28
не менее
Трещиностойкость - предел
прочности на растяжение при расколе 2,5-6,0 5,1 4,6 3,8 3,2
при температуре 0 °С, МПа
Водостойкость при
длительном 0,85 0,86 0,87 0,87 0,89
водонасыщении, не менее
Стекание 0,07-0,15 0,09 0,12 0,10 0,12
¡и
Сдвигоустойчивость : - коэффициент внутреннего трения, не менее - сцепление при сдвиге при температуре 50оС, МПа, не менее 0,93 0,18 0,94 0,26 0,93 0,24 0,95 0,27 0,94 0,28
Водостойкость по методу Ьойтаи, не менее 0,8 0,85 0,90 0,93 0,94
Сущность данного метода испытания заключается в определении отношения пределов прочности сухих и влажных образцов, предварительно подверженных воздействию положительных и отрицательных температур.
Образцы, предназначенные для испытания по методуЬоАтап, подвергаются 18 циклам замораживания-оттаивания, при этом один цикл состоит из охлаждения в течение 4 часов при температуре минус 18 0С и нагреву в течение 4 часов при температуре 49 0С. Чтобы ускорить процесс воздействия температуры на образец разрешается термостатировать его 15 часов при температуре минус 18 0С, а затем 24 часа при температуре 60 0С в воде. Далее образцы термостатируются в течение двух часов при заданной температуре и испытываются сухие и влажные образцы путем внецентренного сжатия при скорости 3,8мм/мин
Показатель водостойкости
0,96 0,94 0,92 0,9 0,88 0,86 0,84 0,82 0,8
к Рецепт 1 - Рецепт 2 Рецепт 3 * Рецепт 4
Рецепт 1
Рецепт 2
Рецепт 3
Рецепт 4
Рис.2Метод определения водостойкости и адгезионных свойств. Тест ЬоИтап
По результатам натурных испытаний (рис.1) сцепления ледяного покрова с покрытием автомобильной дороги, можно сделать вывод, что при добавлении «Грикол» в асфальтобетонную смесь значение показателя «адгезия льда с покрытием» значительно уменьшается, а при увеличении содержания и вовсе снижается к минимуму. При более низких температурах воздуха не исключают дополнительную обработку противогололедными материалами, но значительно снижают их удельный расход и количество циклов обработки, что в свою очередь уменьшает энергозатраты на содержание автомобильной дороги. Эффект на покрытии от применения в составе асфальтобетонной смеси добавки «Грикол» в зимний период сохраняется в течение 5-6 лет.
0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
Показатель адгезии льда с покрытием автомобильной дороги
0,74-
0,29
оде! одб
Рецепт 1 Рецепт 2 Рецепт 3 Рецепт 4
Рис. 1 Сцепление льда с покрытием автомобильной дороги Таким образом, введение в асфальтобетонную смесь добавки «Грикол» повысить безопасность дорожного движения засчет уменьшения показателя адгезии льда, что в свою очередь снижает возможность образования гололедицы на покрытии в переходный период, улучшить экологическую составляющую автомобильной дороги. Применение противогололедной добавки увеличивает стоимость асфальтобетона по сравнению с
традиционными смесями, но при этом обеспечивается получение экономического эффекта за счет снижения затрат по зимнему содержанию.
Литература
1. Николенко М.А., Бессчетнов Б.В. Повышение длительной трещиностойкости асфальтобетона дорожных покрытий // Инженерный вестник Дона, 2012г., №2. URL:ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2197.
2. Черных Д.С., Строев Д.А., Задорожный Д.В., Горелов С.В. Оценка влияния количества асфальтогранулята и технологии его подачи на свойства приготавливаемых асфальтобетонных смесей // Инженерный вестник Дона, 2013г., №4.URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2012/856.
3. Каменев А.М., Ильясов К.Х. Исследование водно-теплового режима и прочности городских дорог // Дороги и мосты, 2007, №11, С.191.
4. Bennett C.R. Calibrating road roughness meters in Developing countries // Transportation research record, 1996, №1536. P. 24
5. Qounte L. Porous asphalt on road pavement // Illinois road, 2012, №1037. P.69
6. Васильев Ю.Э. Исследование коррозийной устойчивости сероасфальтобетона // Интернет-журнал «Науковедение», 2014г., выпуск 5(24), URL:naukovedenie.ru/PDF/12TVN514.pdf.
7. Ваняшин М.А. Асфальтобетоны с противогололедными свойствами // Вестник БГТУ, 2009г. С.249.
8. Арутюнов В.А. Новые технологии в дорожном строительстве // Автомобильные дороги, 2001г., №2. С.44
9. Кудрявцев А.В. Гидрофобизация дорожного покрытия для борьбы с гололедом // Сборник материалов международной научно-технической конференции, 2005г., С.57.
10. Котухов А.Н. Антигололедный асфальтобетон для дорожного строительства // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук БГТУ, 2003, С.57.
References
1. Nikolenko M.A., Besschetnov B.V. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2012, №2. URL: ivdon. ru.ru. magazine. archive. n4y2013.2197.
2. CHernyh D.S., Stroev D.A., Zadorozhnyj D.V., Gorelov S.V., Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2013, №4. URL: ivdon.ru.ru.magazine.archive.n2y2012.856.
3. Kamenev A.M., Il'yasov K.H. Dorogiimosty, 2007, №11.p. 191.
4. Bennett C.R. Calibrating road roughness meters in Developing countries. Transportation research record, 1996, №1536. P. 24
5. Qounte L. Porous asphalt on road pavement. Illinois road,2012, №1037. P.69
6. Vasil'ev Y.E. Internet-zhurnal «Naukovedenie», 2014g,vypusk 5(24), URL: naukovedenie.ru.PDF. 12TVN514.pdf.
7. VanyashinM.A. Vestnik BGTU, 2009. p.249.
8. Arutyunov V.A. Avtomobil'nye dorogi, 2001, №2. P.44
9. Kudryavcev A.V. Sbornik materialov mezhdunarodnoj nauchno-tekhnicheskoj konferencii, 2005, P.57.
10. Kotuhov A.N. Antigololednyj asfal'tobeton dlya dorozhnogo stroitel'stva. [De-icing asphalt for road construction]. Dissertaciya na soiskanie uchenoj stepeni kandidata tekhnicheskih nauk BGTU, 2003.p.57
