Бессчетнов Борис Владимирович. Асфальтобетон повышенной длительной трещиностойкости на модифицированных битумных вяжущих

Короткий опис

Бессчетнов, Борис Владимирович. Асфальтобетон повышенной длительной трещиностойкости на модифицированных битумных вяжущих : диссертация ... кандидата технических наук : 05.23.05 / Бессчетнов Борис Владимирович; [Место защиты: Рост. гос. строит. ун-т].- Ростов-на-Дону, 2011.- 173 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/3427

ФГБОУ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
на правах рукописи
Бессчетное Борис Владимирович
АСФАЛЬТОБЕТОН
ПОВЫШЕННОЙ ДЛИТЕЛЬНОЙ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ
НА МОДИФИЦИРОВАННЫХ БИТУМНЫХ ВЯЖУЩИХ
05.23.5 — Строительные материалы и изделия
Диссертация
на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель: доктор технических наук Углова
Евгения Владимировна
Ростов — на - Дону
2011

9
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 9
1.1 Основные факторы, влияющие на трещиностойкость
асфальтобетона 10
1.2 Анализ влияния температурного воздействия на*
трещиностойкость асфальтобетона 22
1.3 Моделирование климатических факторов эксплуатации*
, асфальтобетона в лабораторных условиях 26
1.4 Повышение длительной.трещиностойкости асфальтобетона 32
1.5 Цели и задачи исследований 50
ГЛАВА II. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОВЫШЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОЙ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ АСФАЛЬТОБЕТОНА ЗА СЧЕТ МОДИФИЦИРОВАНИЯ БИТУМНОГО ВЯЖУЩЕГО 53
2.1 Показатель длительной трещиностойкости асфальтобетона* 53
2.2 Модифицирующие добавки различного функционального
назначения для повышения длительной трещиностойкости асфальтобетона 57
2.2.1 Влияние полимерных добавок различных групп на
структуру и свойства битумов и асфальтобетонов 57
2.2.2 Влияние поверхностно-активных веществ на свойства
битумов и асфальтобетонов 60
2.2.3 Влияние ингибиторов старения на свойства битумного
вяжущего 68
2.3 Выводы по главе II 75
ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МОДИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК РАЗЛИЧНОГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА БИТУМОВ 76
3.1 Методика исследований изменения физико-механических
показателей органического вяжущего 76

з
3.2 Характеристики модифицирующих добавок, используемых для
повышения долговечности асфальтобетона 77
3.2.1 Регранулят полимерного этилен-пропилена (РПЭП) 77
3.2.2 Поверхностно-активное вещество КАДЭМ-ВТ 78
3.2.3 Ингибитор старения - Технический углерод 79
3.3 Определение оптимальной дозировки добавок различного
функционального назначения и физико-механические показатели модифицированных битумных вяжущих 81
3.4 Влияние модификаторов различного функционального
назначения на структуру и свойства битумов 85
3.4 Выводы по главе III 91
ГЛАВА IV. ВЛИЯНИЕ МОДИФИКАТОРОВ РАЗЛИЧНЫХ
ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ НАЗНАЧЕНИЙ НА ДЛИТЕЛЬНУЮ ТРЕЩИ НОСТОЙКОСТЬ АСФАЛЬТОБЕТОНА С УЧЕТОМ КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ 92
4.1 Методика исследований изменения физико-механических
показателей асфальтобетона с учетом процессов воздействия климатических факторов в лабораторных условиях 92
4.1.1 Характеристики минеральных материалов для
асфальтобетонов, исследуемых в лабораторных условиях 95
4.1.2 Характеристика асфальтобетонной смеси,
модифицированной добавками различного
функционального назначения 98
4.2 Методика исследований изменения физико-механических
показателей эксплуатируемого асфальтобетона на автомобильных дорогах 101
4.3 Влияние климатических факторов на трещиностойкость
асфальтобетона 106
/

4
4.3.1 Оценка влияния модифицирующих добавок на изменение
физико-механических показателей асфальтобетона в процессе моделирования циклов климатических факторов 107
4.3.2 Исследования изменения физико-механических
показателей эксплуатируемого асфальтобетона 118
4.4 Корреляционная связь между прочностью образцов-балочек на
растяжение при изгибе и прочностью на растяжение при расколе ' образцов-цилиндров 1 128
4.5 Исследование влияния модифицирующих добавок на изменение
свойств асфальтобетона по критерию длительной трещиностойкости с учетом климатических факторов 131
4.6 Выводы по главе IV 138
ГЛАВА V. ТЕХНКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ПРИМЕНЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ ПОВЫШЕННОЙ ДЛИТЕЛЬНОЙ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ НА МОДИФИЦИРОВАННЫХ БИТУМНЫХ ВЯЖУЩИХ .' 139
5.1 Рекомендации применения асфальтобетонов повышенной
длительной трещиностойкости на модифицированных битумных •
вяжущих 139
5.2 Технико-экономическая эффективность использования
результатов исследования 143
5.3 Выводы по главе V 146
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 147
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 149
ПРИЛОЖЕНИЯ 159

Список літератури

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
1. Установлены факторы снижения трещиностойкости асфальтобетона в
процессе эксплуатации: ухудшение деформативных свойств асфальтобетона вследствие ускоренного старения битумов повышенной вязкости, ослабление структурных связей в асфальтобетоне: в результате попеременных циклов замораживания. — оттаивания и снижения адгезионных связей битумного вяжущего из-за воздействия водной среды. ;
2. Предложен: показатель длительной трещиностойкости асфальтобетона: — отношение временных функций: предела прочности на растяжение: к модулю упругости асфальтобетона^ определяемый в лабораторных условиях, после заданного числа циклов, климатического: воздействия, моделирующих режимы эксплуатации асфальтобетона в.данном районе строительства.
3. Разработан новый экспериментальный метод . оценки длительной
трещиностойкости асфальтобетона, позволяющий моделировать, климатические факторы эксплуатации:: путем прогрева* образцов
асфальтобетона при: расчетной температуре, их длительного1 водонасыщения и циклов замораживания - оттаивания.
4. Теоретически* обоснована’ и экспериментально: доказана? целесообразность, применения модифицирующих добавок различного? функционального назначения в битумном вяжущем для/ повышения? длительной трещиностойкости асфальтобетона-: Впервые получены экспериментальные данные и. зависимости, определяющие длительную трещиностойкость асфальтобетона с учетом циклов климатического воздействия. ,
5. Изучено: влияние1 модифицированных битумных вяжущих на физико-механические свойства асфальтобетона с учетом климатических воздействий, что позволит определить, наиболее эффективные добавки для получения асфальтобетона повышенной длительной: трещиностойкости и показали целесообразность использования Технического углерода, замедляющего процессы старения: вяжущего, и полимерных модификаторов. Введение

148
РПЭП и Технического углерода в битумное вяжущее асфальтобетонной смеси повышает длительную трещиностойкость асфальтобетона после 6 циклов климатического воздействия на 25 и 20 % соответственно.
6. Установлены зависимости скорости снижения показателя длительной трещиностойкости с учетом климатических факторов для асфальтобетонов на битумных вяжущих, модифицированных добавками различного функционального назначения.
7. Предложены рекомендации по подбору составов асфальтобетонов повышенной длительной трещиностойкости, приготовленных на модифицированных битумных вяжущих с учетом климатических факторов.
8. Расчет экономии затрат в процессе устройства и эксплуатации верхнего слоя покрытия за счет применения различных модифицирующих добавок в битумном вяжущем асфальтобетонной смеси на автомобильной дороге II технической категории протяженностью 1 км (9000 м ) в год при использовании Технического углерода, КАДЭМ-ВТ и РПЭП составитІЗІ 580, 91 980 и 225 180 руб. соответственно с учетом срока их службы.