Разработка рецептур модификаторов к дорожным битумам Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

А. Ф. Кемалов, Р. А. Кемалов, Р. Н. Костромин,

Н. Р. Муллахметов

РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР МОДИФИКАТОРОВ К ДОРОЖНЫМ БИТУМАМ

Ключевые слова: битум, каучук, модификатор, композиционный материал.

Вопрос качества дорожных покрытий с давних пор является актуальным для России. Обычные асфальтобетонные покрытия на основе битума не способны обеспечить в условиях современного грузонапряженного и интенсивного движения требуемых физико-механических свойств покрытий и их долговечность. Применение полимер-битумного материала позволяет расширить интервал работоспособности, следовательно, продлить срок службы дорог.

Keywords: вitumen, rubber, modifier, composite material.

The question of quality of road coverings is for a long time actual for Russia.

Usual асфальтобетонные coverings on the basis of bitumen are not capable to provide in the conditions of modern intensive and heavy traffic of demanded physic mechanical properties of coverings and their durability. Application material polymer-bitumen allows expanding a working capacity interval, hence, to prolong service life of roads.

В России и за рубежом к одним из самых многотоннажных нефтепродуктов относятся нефтяные битумы, которые одновременно являются и дефицитными, а их качество служит определяющим фактором в обеспечении долговечности дорожных покрытий.

На сегодняшний день до 70% выпускаемых в России и странах СНГ битумов по ассортименту и качеству не соответствует требованиям современного рынка. Недостаточное качество битумов ведет к преждевременному износу дорожных покрытий и в итоге приводит к увеличению капитальных затрат на проведение трудоемких ремонтных работ. Положение усугубляется непрерывным увеличением грузоподъемности и интенсивности движения транспортных средств, приводящим к значительному росту динамических нагрузок на дорожное покрытие и тем самым повышению требований к качеству битума.

Наши исследования были направлены на увеличение срока службы битум полимерного вяжущего. Известно, что при смешении с минеральным материалом битум переводится в пленочное состояние, причем толщина пленки в зависимости от фракционного состава асфальтобетонной смеси достигает 5-15 мкм. Фактически 1т битума распределяется по поверхности, равной 10 000 м2. Следовательно, в асфальтосмесителе создаются все условия для окисления битума и удаления летучих компонентов, т. е. для химического старения битума. С повышением температуры скорость реакции окисления соединений, входящих в состав битума, возрастает. По данным фирмы «SHELL», интенсивность процесса старения битума на стадии приготовления асфальтобетонных смесей намного выше, чем при транспортировке и эксплуатации [1].

Окисление полимеров молекулярным кислородом является цепным процессом с участием свободных радикалов, при этом первичными продуктами окисления являются гидропероксиды. Именно поэтому в качестве веществ, снижающих интенсивность окисли-

тельных процессов, используют соединения, катализирующие разложение гидропероксидов, дезактивирующие металлы переменной валентности, поглощающие УФ-излучение, «обрывающие» цепные реакции. Им свойственно связывать структуру молекул полимера в матрице битума [2]. Структурирование является не только методом целенаправленного придания битумно-каучуковым композициям новых качественных свойств. При введении его в систему битум-полимер наблюдается повышение температуры размягчения и соответственно снижение растяжимости и глубины проникания иглы, что обусловлено структурированием системы в целом. При этом происходит снижение разветвленности битум-полимерного вяжущего, а также происходит образование волокнистой структуры, за счет чего полученная композиция приобретает более высокую прочность и соответственно долговечность материала.

Значительный экономический эффект достигается вследствие увеличения срока межремонтной эксплуатации дорожного покрытия и объектов гражданского строительства на основе модифицированного битум полимерного вяжущего. Об этом свидетельствует улучшение эксплуатационных показателей модифицированных битумных материалов по сравнению с исходным битумом.

Литература

1. Кемалов, А. Ф. Получение модифицированных битумов введением каучука с целью повышения

срока службы дорожного покрытия / А.Ф. Кемалов, Р.А. Кемалов, Р.Н. Костромин, Н.Р. Муллах-метов // Электронный журнал Исследовано в России. 2009

(http://zhumal.ape.relam.ru/articles/2009/020.pdf)

2. Абдуллин, А.И. Высококачественные асфальтобетоны трехмерной структуры для дорожных покрытий / А.И. Абдуллин, Е.А. Емельянычева, И.А. Абдуллин, Н.Е. Тимофеев // Вестник казанского технологического университета. - 2006. - №2. - С.152-155

© А. Ф. Кемалов - д-р техн. наук, проф. каф. ХТПНГ КГТУ; Р. А. Кемалов - канд. техн. наук, доц. той же кафедры; Р. Н. Костромин - канд. техн. наук, доц. той же кафедры; Н. Р. Муллахме-тов - асс. той же кафедры, [email protected].