WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Тип А Тип Б Тип В без добавки с добавкой КПМ Рис. 8. Влияние добавки КПМ и типа смеси на вязкость асфальтобетона при растяжении Методы оценки сдвигоустойчивости асфальтобетона, принятые в настоящее время, позволяют определить внутреннее трение и сцепление на последнем этапе его деформирования, т.е. при разрушении. Однако пластическое течение наступает при напряжениях гораздо меньших, чем критические. Следовательно, используемые методы не дают представления о работе сжатии при 50 С изгибе при 10 С, МПа Предел прочности при Предел прочности при Вязкость, МПа*с асфальтобетона в зоне эксплуатационных нагрузок, а полученные результаты не позволяют правильно оценить способность исследуемых асфальтобетонов сопротивляться воздействию сдвигающих усилий.

Для решения этой проблемы на основании анализа существующих методов испытания асфальтобетонов на сдвиг разработан метод определения вязкости асфальтобетона при постоянном сдвигающем напряжении 0,МПа в условиях ограничения бокового расширения при температуре 60 0С.

Вязкость определялась по скорости деформации на прямолинейных участках кривых ползучести при сдвиге, отвечающих установившемуся стационарному процессу пластического необратимого течения при постоянном значении высокоэластической деформации. По данным Ю.Е. Никольского, величина прикладываемого напряжения соответствует суммарному сдвигающему напряжению от вертикальной и горизонтальной нагрузок для участка с транзитным движением.

В качестве испытательного оборудования использовался прибор для определения глубины вдавливания штампа диаметром 25,2 мм (площадью 5 см2) (рис. 9).

4 Рис. 9. Прибор для определения вязкости асфальтобетона при сдвиге в условиях ограничения бокового расширения:

1 – форма; 2 – упорное кольцо; 3 – испытуемый образец; 4 – нагрузочный штамп; 5 – емкость для выдерживания образца; 6 – стол прибора; 7 – шарик; 8 – рукоятка; 9 – шток;

10 – индикатор часового типа; 11 – опорный столик; 12 – груз Вязкость асфальтобетона определялась по формуле:

, d / dt Р Па – нагрузка, Н ; S – площадь поверхности нагружения, где, ; Р S м2, которая, как показали многочисленные эксперименты, с большой степенью приближения может быть принята равной площади боковой поверхd ности усеченного конуса ABCD; – относительная скорость деформации dt сдвига, условно принимаемая равной скорости перемещения одной из двух S параллельных пластин с площадью поверхности, между которыми находится испытываемый материал толщиной, равной отрезку МК, проходящеd v му через середины отрезков ВС и ВL, и равному CL/2:, где – проdt МК екция скорости деформации сдвига на линию ВС, м/с (рис. 10).

A B М К D С L Рис. 10. Схема нагружения асфальтобетонных образцов при испытании на определение вязкости асфальтобетона:

1 – форма; 2 – упорное кольцо; 3 – испытуемый образец; 4 – нагрузочный штамп;

АD и BC – образующие поверхности сдвига Полученные данные показывают (рис. 11), что в условиях ограничения бокового расширения, характерных состоянию асфальтобетона в покрытии, значительный вклад в показатель вязкости вносит наличие щебеночного каркаса. При этом нужно отметить значительное преимущество асфальтобетона, модифицированного добавкой КПМ. Причем наибольший эффект модифицирования достигается на асфальтобетоне типа А, в котором сопротивление сдвигу щебеночного каркаса подкрепляется высокой вязкостью межзерновых пленок вяжущего.

Поскольку разрушение асфальтобетонов под действием многократных нагрузок обусловлено процессами усталости, т.е. образованием и накоплением микродефектов с постепенным снижением прочности во времени, то крайне актуальным является вопрос исследования усталостной долговечности комплесно-модифицированного асфальтобетона. Результаты экспериментальных исследований, полученные на разработанной в ДорТрансНИИ установке усталостного вибронагружения, показали, что введение разрабо танного модификатора способствует повышению усталостной долговечности более чем в 1,5 раза.

Таким образом, введение разработанной добавки КПМ позволяет получить асфальтобетоны различных типов с повышенной сдвиго- и трещиностойкостью.

20,4,2,0,0,0,Тип А Тип Б Тип В без добавок с добавкой КПМ Рис. 11. Влияние добавки КПМ и типа смеси на вязкость асфальтобетона при сдвиге Оценка влияния разработанной добавки КПМ на процесс термоокислительного старения по методу, предложенному Ю.И. Калгиным, выявила положительное влияние модификатора на кинетику изменения прочности асфальтобетона при термоокислительном воздействии, что крайне важно, поскольку работа с модифицированным асфальтобетоном связана с более высокими температурами (рис. 12). Такое воздействие добавки обусловлено присутствием в ее составе пластификатора и полиэтилена, обладающего низкой реакционной способностью.

10,32 10,9,9,8,8,5,51 6,5,23 5,3,2,2,1,98 1,1,0 5 10 15 20 25 30 35 Время старения, ч без добавки с добавкой Рис. 12. Зависимость предела прочности при сжатии при температуре 20 0С асфальтобетона на основе битума БНД 60/90 и асфальтобетона, модифицированного КПМ Вязкость, МПа*с *10^МПа Предел прочности при 20 С, В четвертой главе приведены технология и результаты устройства верхних слоев покрытий из асфальтобетонных смесей, модифицированных добавкой КПМ, на городских улицах г. Ростова-на-Дону. Приготовление смесей и строительство экспериментальных участков производились силами ОАО «ДРСУ» и ГП РО «Ростовское ДРСУ». Отмечены высокие по сравнению с традиционными материалами эксплуатационные показатели модифицированных асфальтобетонов.

Расчетная экономическая эффективность применения асфальтобетонных смесей, модифицированных добавкой КПМ, для устройства верхних слоев покрытий составила 18 р. в год на 1 м2.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 1. Научно обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения дорожных асфальтобетонов с повышенной устойчивостью к транспортным и погодно-климатическим воздействиям за счет применения разработанного комплексного каучуко-полиолефинового модификатора (КПМ).

2. Разработан состав модификатора, сочетающего в себе преимущества полиолефинов и эластомеров, что позволяет одновременно придать асфальтобетонам необходимую жесткость при высоких эксплуатационных температурах, а также эластичность и трещиностойкость в области низких температур.

3. Выявлены закономерности воздействия разработанного модификатора на структуру битумов. Методами ИК-спектроскопии и микроскопии подтверждена гипотеза образования в полученном вяжущем эластичной асфальтено-полимерной решетки. Исследованы особенности поведения битумов, содержащих каучуко-полиолефиновый модификатор, в условиях малых деформаций и многократного приложения нагрузок путем определения вязкости неразрушенной структуры и усталостной долговечности вяжущих.

4. Установлены закономерности влияния и границы варьирования содержания битума, щебня и модификатора на физико-механические свойства асфальтобетонов. При введении в асфальтобетонные смеси разработанной добавки предел прочности на сжатие при 50 0С повышается на 40 - 50 % при одновременном снижении предела прочности на сжатие при 0 С на 5 – 10 %, улучшается водостойкость и снижается водонасыщение асфальтобетона.

5. Изучено влияние модификатора на трещиностойкость асфальтобетонов различных типов путем испытания образцов-призм на растяжение при изгибе. Установлено, что комплексно-модифицированные асфальтобетоны обладают повышенными значениями предела прочности при динамическом изгибе; вязкость на растяжение при изгибе увеличивается в 1,5 - 2 раза, а усталостная долговечность - в 1,5 раза.

6. Разработан метод определения вязкости асфальтобетонов в условиях ограничения бокового расширения для характеристики скорости накоп ления деформаций сдвига при температуре 60 С. Введение комплексного модификатора позволяет повысить вязкость асфальтобетонов при сдвиге в зависимости от их типа в 2 - 5 раз.

7. Установлено, что полученные модифицированные асфальтобетоны обладают повышенной стойкостью к термоокислительному воздействию.

8. Производственная проверка подтвердила возможность получения дорожных асфальтобетонов с повышенной стойкостью к транспортным и погодно-климатическим воздействиям за счет применения каучукополиолефинового модификатора. Расчетный годовой экономический эффект, достигаемый в результате применения разработанных модифицированных асфальтобетонных смесей в сравнении с такими же без добавок составил в ценах на 2009 г. 18 руб. на 1 м2.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах Публикации в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендуемых ВАК РФ 1. Черсков Р.М. Свойства асфальтобетонов модифицированных полимерным модификатором на основе вторичного полиэтилена и полибутадиенового каучука // Известия ОрлГТУ. Серия «Строительство. Транспорт». – 2008. - №3/19(549). – С. 72-78.

2. Черсков Р.М. Применение каучуко-полиолефинового модификатора (КПМ) как способ повышения сдвиго- и трещиностойкости асфальтобетона // Вестник ВолгГАСУ. Серия «Строительство и архитектура». – 2009. - Вып.

13(32). – С. 100-104.

Патенты на изобретения:

3. Пат. № 2266934 РФ, МПК С 08 L 95/00. Резиносодержащий полимерный модификатор битума / С.К. Илиополов, И.В. Мардиросова, А.Г.

Щеглов, Е.Н. Чубенко, Р.М. Черсков, Л.Н. Хаддад. – 2004124006/04 заявлено 05.08.04; опубл. 27.12.05. Бюл. №36. приоритет 05.08.04. – С.7. Автором проведены исследования по оптимизации рецептур заявленных композиций.

4. Пат. № 2267465 РФ, МПК C04B 26/26, E01C 7/08. Битумоминеральная открытая смесь / С.К. Илиополов, И.В. Мардиросова, К.А. Дьяков, Е.Н.

Чубенко, Р.М. Черсков, Д.В. Дементьев, Е.Б. Бурштейн. – 2004117304/03 заявлено 07.06.04; опубл. 10.01.06. Бюл. №01. приоритет 07.06.04. – С.6. Автором проведены экспериментальные исследования, положенные в основу композиций.

5. Пат. № 2303576 РФ, МПК С04В 26/26 Асфальтобетонная смесь / С.К. Илиополов, И.В. Мардиросова, А.В. Каклюгин, М.Б. Еремин, Е.Н. Чубенко, Р.М. Черсков, Д.В. Дементьев. – 2005129191/03 заявлено 19.09.05;

опубл. 27.07.07. Бюл. №21. приоритет 19.09.05. – С.7. Автором проведены исследования по оптимизации физико-механических характеристик заявленных композиций.

Публикации в других научных изданиях:

6. Чубенко Е.Н., Черсков Р.М. Резиносодержащие добавки для асфальтобетонных смесей // Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог: Междунар. научн.-практ. конф. – Пермь :

ПГТУ, 2004. – С. 46-48. Лично автором выполнена 1 с. Автором выполнены расчеты эффективных рецептур резиносодержащих модификаторов асфальтобетонов.

7. Мардиросова И.В., Чубенко Е.Н., Черсков Р.М. Резинобитумная добавка для асфальтобетонных смесей // Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог. Охрана окружающей среды:

3-й Всерос. научн.-технич. конф. – Пермь: ПГТУ, 2005. – С. 270-273. Лично автором выполнено 2 с. Автором выполнены исследования по оптимизации состава резинобитумного модификатора асфальтобетонов.

8. Черсков Р.М. Резинобитумное вяжущее с использованием отходов изношенных шин // Изв. Рост. гос. строит. ун-та. – 2004. – № 8.- С. 264.

9. Мардиросова И.В., Чубенко Е.Н., Черсков Р.М. Битумно-резиновая композиция для дорожного строительства // Строительство - 2004: Междунар. научн.-практич. конф. – Ростов-на-Дону: РГСУ, 2004. - С. 18-19. Лично автором выполнено 1,5 с. Автором выполнены исследования по оптимизации состава резинобитумных композиций.

10. Мардиросова И.В., Чубенко Е.Н., Черсков Р.М. Резиносодержащий полимерный модификатор асфальтобетонных смесей // Строительство - 2005: Междунар. научн.-практич. конф. – Ростов-на-Дону: РГСУ, 2005. –С.

10-12. Лично автором выполнено 1,5 с. Автором выполнены расчеты резиносодержащего полимерного модификатора асфальтобетонных смесей.

11. Илиополов С.К., Черсков Р.М. Асфальтобетон с повышенной температурной и усталостной стойкостью // Строительство - 2006: Междунар.

научн.-практич. конф.– Ростов-на-Дону: РГСУ, 2006. –С. 7-8. Лично автором выполнено 1,5 с. Автором проведены исследования температурной и усталостной стойкости комплексно-модифицированных асфальтобетонов, положенные в основу публикации.

12. Черсков Р.М., Заднепровская И.А. Исследование влияния добавки резиновой крошки на физико-механические показатели нефтяных битумов // Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений: 1-й Всерос. науч.-практич. конф. студентов, аспирантов и молодых учных. – Омск: СибАДИ, 2006. –Книга 3. –С. 178-181. Лично автором выполнено 3 с. Автором проведены экспериментальные исследования и статистическая обработка их результатов, послуживших основой публикации.

13. Илиополов С.К., Мардиросова И.В., Черсков Р.М. Повышение температурной стойкости асфальтобетонов путем использования резинополимерной добавки // Вестн. ХНАДУ: сб. науч. тр. – Харьков: ХНАДУ, 2006. – Вып. 34/35. – С. 130 - 132. Лично автором выполнено 2 с. Автором представлены результаты разработки эффективного комплексного резинополимерного модификатора асфальтобетонов.

14. Илиополов С.К., Мардиросова И.В., Черсков Р.М. Повышение качественных показателей асфальтобетонов путем введения резинополимерного модификатора // Современные технологии и материалы в дорожном хозяйстве: Мат-лы науч.-практич. конф. – Харьков: ХНАДУ, 2006.

С. 84-85. Лично автором выполнена 1 с. Автором проведены экспериментальные исследования, положенные в основу публикации.

15. Илиополов С.К., Дьяков К.А., Черсков Р.М. Деформативность и долговечность асфальтобетонов // Строительство - 2007: Междунар. научн.практич. конф. – Ростов-на-Дону: РГСУ, 2007. – С. 4-6. Лично автором выполнено 1,5 с. Автором проведены экспериментальные исследования деформативности и долговечности комплексно-модифицированных асфальтобетонов, положенные в основу публикации.

16. Черсков Р.М., Дьяков К.А., Ивановская И.А. Повышение долговечности асфальтобетона // Строительство - 2007: Междунар. научн.практич. конф. – Ростов-на-Дону: РГСУ, 2007. –С. 8-9. Лично автором выполнена 1 с. Автором проведены экспериментальные исследования, положенные в основу публикации.

17. Черсков Р.М., Илиополов С.К., Дьяков К.А. Повышение сдвиго- и трещиностойкости асфальтобетона путем применения модификатора КПМ // Строительство - 2008: Междунар. научн.-практич. конф. – Ростов-на-Дону:

РГСУ, 2008. –С. 3-4. Лично автором выполнена 1 с. Автором приведены результаты исследований по определению влияния каучуко-полиолефинового модификатора но сдвиго- и трещиностойкость асфальтобетона.

18. Черсков Р.М. Повышение усталостной долговечности битума введением каучуко-полиолефинового модификатора (КПМ) // Строительство - 2008: Междунар. научн.-практич. конф. – Ростов-на-Дону: РГСУ, 2008. –С.

5-6.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»