CC BY
76
УДК 625.855.3
ТЕПЛОСТ1ЙК1СТБ ЛИТИХ АСФАЛБТОБЕТОН1В НА ОСНОВ1 Б1ТУМ1В, МОДИФ1КОВАНИХ ПОЛ1МЕРАМИ
В.К. Жданюк, професор, д.т.н., Ю.А. Масюк, асп1рант, ХНАДУ, А.О. 1вженко, директор, ДП “Дншропетровський облавтодор”, В.П. Шевченко, голова правлшня, ВАТ “ШРБУ-33”
Анотащя. Наведет результати до^джень впливу концентрацИ полiмерiв у складi бiтумополiмерних в ’яжучих на теплосттюсть литих асфальтобетотв. Встановле-но, що застосування полiмерiв забезпечуе пiдвищення показника теплостiйкостi литих асфальтобетотв.
Ключовi слова: литий асфальтобетон, теплосттюсть, бiтумополiмерне в ’яжуче, полiмер, механiчнi властивостi, глибина занурення штампу.
Вступ
Лип асфальтобетонш сумш^ являючись рiзнови-дом гарячих асфальтобетонных сумшей, вiдрiз-няються ввд них пвдвищеною здатшстю ущшьню-ватись при укладанш у покриття. Щдвищена ущшьнювашсть забезпечуеться збiльшеним вмю-том в литих асфальтобетонних сумiшах бiтуму. Теплостшшсть литих асфальтобетонiв традицiйно забезпечуеться застосуванням при приготуваннi сумiшей в’язких бiтумiв та пвдвищеним вмiстом мiнерального порошку. У крашах Захщно! £вро-пи спостерпаеться тенденцiя до збiльшення
об,eмiв литих асфальтобетонних сумiшей, як1 застосовуються у конструкщях гiдроiзоляцiйного захисту залiзобетонних прогонових будов авто-дорожнiх моспв та шляхопроводiв. Обумовлено це водонепроникшстю i високою корозiйною стiйкiстю шарiв iз литого асфальтобетону. Литi асфальтобетонш сумiшi рекомендуеться також застосовувати при улаштуванш покриттiв та ям-ковому ремонтi асфальтобетонних покриттiв при низьких температурах повпря. Перевага надаеть-ся литим асфальтобетонним сумшам при улаштуванш покритпв у мiсцях, не доступних для ущiльнення традицiйними котками.
Анал1з публ1кац1й
З ростом навантажень на вюь транспортних засо-бiв, що спостерiгаеться в останнi роки в Укра1ш, висуваеться бiльше вимог до теплостшкосп i, вiдповiдно, зсувостшкосп асфальтобетонних ша-рiв дорожнiх одяпв при високих лiтнiх температурах.
Аналiз лiтературних джерел показуе [1-4], що модифжац1я нафтових бiтумiв полiмерами класу
термоеластопластiв надае 1м еластичностi i тд-вищено! теплостiйкостi та забезпечуе меншу тем-пературну чутливiсть показнишв мiцностi асфа-льтобетонiв, виготовлених на основi бпумополь мерного в’яжучого. Бпумам, модифiкованим по-лiмерами, властивий бшьш широкий iнтервал пластичностi порiвняно iз традицiйними дорож-нiми бiтумами.
Узагальнення результатiв дослвджень, наведених у лггературних джерелах, сввдчить про те, бшь-шiсть дослiджень стосуеться оцiнки впливу биу-мополiмерних в’яжучих на властивосп гарячих асфальтобетонiв. Порiвняно iз гарячими, властивосп литих асфальтобетотв на основi бiтумiв, модифiкованих полiмерами, вивчеш недостатньо [5-8].
Мета 1 постановка задач1
Процеси структуроутворення i довговiчнiсть асфальтобетону у покриттi перш за все визначають-ся яшстю i складом в’яжучого. Висок1 показники теплостiйкостi i деформативностi асфальтобетону можуть бути досягнутi шляхом застосування для його приготування бiтумiв, модифiкованих поль мерами класу термоеластопластiв. Формування структури i властивостей литого асфальтобетону шсля укладання у покриття може бути забезпече-но створенням сприятливих умов для самоущшь-нення сумiшi шляхом оптишзаци спiввiдношення м1ж бiтумополiмерним в’яжучим i мiнеральною складовою сумiшi. Мета роботи полягае у вста-новленш впливу концентраци полiмеру у складi бiтумополiмерного в’яжучого на теплостiйкiсть литих асфальтобетотв рiзних гранулометричних типiв.
Результати експериментальних дослщжень
Для дослщжень були прийнятi литi асфальтобе-тони двох гранулометричних складiв - пщаний та дрiбнозернистий. При приготуванш зразшв i3 литих асфальтобетонних сумiшей були викорис-танi бпумополГмерш в,яжучi, що виготовленi на основi бпуму марки БНД 60/90 з полiмерами класу термоеластопласпв Kraton D-1101 СМ та ДСТ-30Р-01. Контрольш зразки виготовляли на основi бiтуму марки БНД 40/60. Фiзико-механiчнi властивостi вказаних литих асфальтобетошв були дослiдженi ранiше [8].
Як критерш теплостiйкостi був прийнятий показ-ник занурення штампу у зразок литого асфальтобетону при температурi 40 °С. Визначення показ-нишв занурення штампу у зразки литого асфальтобетону здшснювали за допомогою важшьного пристрою (рис. 1 i 2).
Рис. 1. Важ1льний пристрш для визначення пока-зника занурення штампу: 1 - вантаж; 2 - ш-дикатор годинникового типу; 3 - противага;
4 - станина
A-A
3
2
1
5 •
1Й1
Рис.2. Схема прикладання навантаження на зра-зок литого асфальтобетону через штамп: 1 -зразок литого асфальтобетону; 2 - штамп; 3 - кулька; 4 - навантаження; 5 - термостат
Результати експериментальних дослщжень пока-зують (рис. 3-7), що штенсивне занурення штампу спостертаеться протягом перших 3-4 хвилин, шсля чого темп наростання цього показника сут-тево уповiльнюеться. Показник занурення штампу у дрiбнозернистий литий асфальтобетон дещо менший порiвняно з пiщаним литим асфальтобетоном. Литим асфальтобетонам на основi бiтумiв, модифiкованих полiмерами, властивi меншi зна-чення показника занурення штампу порiвняно з литими асфальтобетонами на основi
и
ft
ей
И
О
с
Час навантаження, хвилин Рис. 3. Залежшсть показника занурення штампу вГд тривалостi прикладання навантаження на поверхню литого дрГбнозернистого асфальтобетону на основi биуму БНД 60/90 з 3 % (3), 5 % (2) та 8 %(1) полiмеру Kraton D-1101 СМ
Час навантаження, хв
Рис. 4. Залежшсть величини занурення штампу вГд тривалостi навантаження литого пщано-го асфальтобетону, виготовленого на бiтумi БНД 60/90 з 3 % (3), 5 % (2) та 8 % (1) Kraton D-1101 СМ
а
н
и
и
л
е
и
Час навантаження, хвилин Рис. 5. Залежшсть величини занурення штампу
вГд тривалосп навантаження литого дрiбно-
зернистого асфальтобетону, виготовленого
на бпум БНД 60/90 з 3 % (3), 5 % (2) та 8 %
(1) ДСТ-30Р-01
в’язкого нафтового биуму. При цьому Гз зростан-ням концентрацп полГмеру у складГ биуму показник занурення штампу зменшуеться. ПорГвняль-ний аналГз наведених експериментальних даних свГдчить про бшьшу ефектившсть термоеластоп-ласту Kraton D-1101 СМ порГвняно з ДСТ-30Р-01.
4
Час навантаження, хв Рис. 6. Залежшсть величини занурення штампу вщ тривалосл навантаження литого
пщаного асфальтобетону, виготовленого на бпум БНД 60/90 з 3 % (3), 5 % (2) та 8 % (1) ДСТ-30Р-01
Час навантаження, хв Рис. 7. Залежшсть величини занурення штампу вщ тривалосл навантаження литого
асфальтобетону, виготовленого на бiтумi БНД 40/60: 1 - пщаний литий
асфальтобетон; 2 - дрiбнозернистий литий асфальтобетон
Висновки
Лип асфальтобетони вiдрiзняються вщ звичайних асфальтобетошв сво!м складом, властивостями, технолопею приготування та улаштування по-критпв. Щдвищений вмiст в’яжучого та мшера-льного порошку у складi лито! асфальтобетонно! сумiшi забезпечують 11 пластичшсть, що дозволяе здiйснювати укладання без ущшьнення котками. Суттевими перевагами литого асфальтобетону перед традицшним гарячим асфальтобетоном е його водонепроникшсть i корозшна стiйкiсть. Литi асфальтобетони на основi бiтумополiмерних в’ яжучих характеризуються меншими значення-ми показника занурення штампу порiвняно з ли-тими асфальтобетонами на основi в’язкого наф-тового биуму марки БНД 40/60. При цьому iз зменшенням концентрацп полiмеру у складi бь тумополiмерного в’яжучого показник занурення штампу збiльшуеться. Цшеспрямоване регулю-
вання теплостiйкостi литих асфальтобетошв мо-жливо здiйснювати на стадп проектування складу бiтумополiмерного в'яжучого, призначеного для ïx приготування.
Литература
1. Stanislaw Styk, Renata Horodecka, Dariusz Sybilski, Zbigniew Ziajka. Doswiadczenia w stosowaniu elastomeroasfaltu do cienkiej warstwy scieralnej na goraco // V International Conference „Durable and safe road pavements”. - Kielce, 1999.- Р.163-170.
2. Willem Vonk, Jan Korenstra. The effect of
KRATONTM Polymers modification on the
thermal cracking behaviour of dense asphaltic mixes // VI International Conference “Durable and safe road pavements”.- Kielce, 2000. -Р.251-256.
3. Шевченко В.П., Романенко С.М., Ребенок О.£.,
Масюк Ю.А., Жданюк В.К. Властивоси биу-мополiмерниx в’яжучих виготовлених у змь шувачi планетарного типу // Автошляховик Украши. - 2001.- №4.- С. 36-38.
4. Жданюк В.К., Ковальчек М., Шевченко В.П.,
Масолитин А.В. Об устройстве асфальтобетонных покрытий с применением асфальтобетонных смесей на основе битума, модифицированного термопластичным эластомером «Кратон Д-1101 СМ» // Коммунальное хозяйство городов. Серия: Технические науки. -2002. - Вып. 42. - С. 75-80.
5. Скрыльник А.П., Питецкий Ю.Н. Исследование влияния добавок полимеров на деформа-тивную способность литого асфальтобетона // Труды СОЮЗДОРНИИ. - 1977. - Вып. 89. -С. 64-69.
6. Золотарев В.А., Ткачук Ю.П., Гельмер В.В. Мехашчш властивоси литого асфальтобетону // Автомобшьш дороги i дорожне будiвництво. - 1983. - Вип. 32. - С. 67-72.
7. Скрыльник А.П., Питецкий Ю.Н. Полимерные
добавки в литом асфальтобетоне // Автомобильные дороги. - 1977.- №9. - С. 25-26.
8. Жданюк В.К., Масюк Ю.А. Властивосп литих
асфальтобетошв на основi бiтумiв модифжо-ваних полiмерами // Автомобшьш дороги i дорожне будiвництво. - 2004. - Вип. 71. -С. 60-64.
Рецензент: В.В. Фшпов, професор, д.т.н.,
ХНАДУ.
Стаття надшшла до редакцп 20 лютого 2005 р.
