герб

ГОСТы

флаг

Повышение эффективности применения полимерно-битумных вяжущих на основе блоксополимеров типа СБС

Повышение эффективности применения полимерно-битумных вяжущих на основе блоксополимеров типа СБС

Л.М. Гохман, к.т.н., Е.М. Гурарий, к.т.н., А.Р. Давыдова, к.т.н.,

К.И. Давыдова, инженер, О.В. Гавриленко, инженер,

Т.В. Прокофьева, инженер, СоюздорНИИ

Наряду с объективными причинами незначительных объемов применения полимерно-битумных вяжущих на основе блоксополимеров типа СБС - ПБВ в дорожном строительстве, по нашему мнению, не учитывается возможность повышения эффективности его применения.

В тех случаях, когда применяется ПБВ, проектировщики и строители ориентируются только на те минимальные требования, которые предъявляются ГОСТ Р 52056-2003 к показателям его качества. Вместе с тем данное вяжущее за счет варьирования соотношением компонентов - битума, полимера, пластификатора и ПАВ может обладать теми показателями свойств, которые продиктованы не только действующим ГОСТом, но и условиями эксплуатации покрытия, в котором оно применяется. При этом имеются в виду как климатические условия, так и условия движения. Кроме того, необходимо, по нашему мнению, исходить из того, что никакое вяжущее, в том числе и данное, не может служить панацеей от всех возможных дефектов, возникающих на покрытии. В связи с этим необходимо комплексное решение проблемы, в которое должны входить и предложения по расчету и конструированию дорожной одежды.

В данной статье рассмотрены предложения по комплексному решению вопроса, позволяющего существенно повысить сроки службы дорожных, мостовых и аэродромных покрытий, устраиваемых с применением ПБВ.

Учитывая, что рассматриваемое ПБВ разработано специально для дорожной отрасли, то и показатели его свойств уже на стадии разработки и принятия проектного решения, наряду с требованием соответствия ГОСТ Р 52056-2003, должны включать специальные требования, связанные с климатическими условиями и условиями эксплуатации покрытия. В первую очередь это касается обеспечения требуемой температурной трещиностойкости покрытия. Для этого необходимо ввести специальные требования к температуре хрупкости ПБВ по Фраасу - она должна быть не выше температуры наружного воздуха наиболее холодных суток района эксплуатации покрытия и назначаться в соответствии со СНиП 23.01.99 с обеспеченностью 0,98 для дорог I и II категорий и 0,92 для III и более низких категорий дорог.

Во-вторых, для обеспечения максимально возможной теплостойкости и сдвигоустойчивости покрытия температура размягчения ПБВ по методу «Кольцо и Шар» должна быть не ниже расчетной температуры сдвигоустойчивости покрытия при скорости ветра, равной нулю и назначаться по Приложению 1 «Руководства по применению комплексных органических вяжущих (КОВ), в том числе ПБВ на основе блоксополимеров типа СБС в дорожном строительстве», утвержденного Распоряжением Минтранса России № ОС-134-р от 11.03.2003 г.

В-третьих, для того чтобы обеспечить требуемую теплостойкость и сдвигоустоичивость покрытий с учетом интенсивности и условий движения, полагаем необходимым для ПБВ, применяемых для дорог I и II категорий движения, а также мостов и аэродромов, повысить требования к температуре размягчения на 2° С по сравнению с требованиями Приложения 1 (см. предыдущий абзац).

В-четвертых, в целях обеспечения требуемой долговременной прочности считаем необходимым увеличить для дорог I и II категорий движения, а также мостов и аэродромов требования к показателям эластичности на 5% по сравнению с требованиями ГОСТ Р 52056-2003.

В-пятых, в целях обеспечения требуемой коррозионной стойкости покрытий считаем необходимым обеспечить хорошую адгезию не только с основными минеральными материалами, применяемыми в составе полимерасфальтобетонных смесей, но и с кислыми (со щебнем и песком) на уровне нормы «выдерживает по контрольному образцу № 2» ( ГОСТ 11508-74). Для этого необходимо введение ПАВ в собственно ПБВ или применение блоксополимера типа СБС, содержащего ПАВ.

Применяемые в настоящее время добавки «Амдор-9», «Дорос-АП», «БП-3М». как и другие ПАВ с активными аминогруппами, характеризуются специфическим неприятным запахом, который в значительной степени сдерживает их широкое применение. Предлагаемые нами адгезионные добавки ПАВ относятся к новому классу ПАВ двойного действия и характеризуются наличием активных малеиновых групп. Эти ПАВ содержат в своем составе малеинизированные низкомолекулярные полимеры, являющиеся продуктом присоединения малеинового ангидрида к низкомолекулярным полибутадиену или полиизопрену или к их смесям с побочными продуктами производства подсолнечных масел.

Наиболее глубоко исследованный и опробованный на практике малеинизированный низкомолекулярный полибутадиен «Техпрогресс-1» характеризуется рядом преимуществ: не обладает резким специфическим неприятным запахом; практически не имеет резкого неприятного запаха даже при нагреве; обладает высокой пожаробезопасностью: его температура вспышки не ниже 200° С.

Предлагаемые к применению ПАВ нового класса с активными малеиновыми группами, в связи с высокой реакционной способностью малеинового ангидрида, по-видимому, могут образовывать, наряду с физическими, и химические связи вяжущих с поверхностью минеральных материалов. Оптимальное содержание МНПБ в органических вяжущих материалах (ОВМ), при том же эффекте, несколько ниже, чем для катионных ПАВ, и составляет для ПБВ - 0,5-0,9%, а для битумов - 0,4-0,7% к массе ОВМ.

В целях вхождения на рынок России альтернативного поставщика блоксополимеров типа СБС исследована возможность приготовления ПБВ на основе блоксополимеров марок Enprene 701 и Enprene 611 российской фирмы «Эн Чуан Кэмикэл». Появление на рынке альтернативных блоксополимеров типа СБС позволит увеличить как ассортимент полимеров, так и снизить их стоимость, что должно привести к более широкому применению ПБВ в дорожном строительстве.

ПБВ, полученные на основе блоксополимеров марок Enprene 701 и Enprene 611 (представленных в виде мягкой непластицированной крошки или дробленых гранул размером менее 1,25 мм), отвечают требованиям ГОСТ Р 52056-2003, при условии требуемой растворимости их в индустриальном масле. При этом температура при определении их растворимости должна составлять 175-180° С, как и в процессе приготовления ПБВ на основе этих полимеров. Полимерно-битумные вяжущие на основе Enprene 701 по сравнению с ПБВ с использованием ДСТ-30Р-01 характеризуются более высокой теплостойкостью, трещиностойкостью и растяжимостью, особенно при 0° С, меньшей склонностью к старению, что позволит повысить долговечность, трещиностойкость и сдвигоустойчивость полимерасфальтобетона.

Комплексность предлагаемого решения затрагивает и подход к расчету конструкции дорожной одежды.

Во-первых, предлагается из расчета дорожной одежды исключить верхний слой покрытия толщиной не менее 6 см, а требуемую, исходя из современных условий движения, капитальность дорожной одежды обеспечивать за счет основания и нижних слоев покрытия, а в случае ремонта и реконструкции - за счет слоев усиления.

Во-вторых, предлагается устраивать между верхним слоем покрытия и основанием дорожной одежды трещинопрерывающую прослойку - подгрунтовку для обеспечения, с одной стороны, совместной работы верхнего слоя покрытия со всей дорожной одеждой, а с другой - исключить на покрытии образование отраженных трещин.

В-третьих, предлагается непосредственно за устройством верхнего слоя покрытия выполнять поверхностную обработку высокой долговечности, возобновляемую каждые 5 лет, на основе ПБВ, обеспечивающих этот срок службы за счет высокой адгезии, трещиностойкости, теплостойкости и эластичности. Актуальность повышения безопасности движения автомобилей за счет устройства поверхностной обработки, особенно в настоящее время, не вызывает сомнения. Кроме того, такая поверхностная обработка предохранит верхний слой покрытия от износа и значительно повысит его срок службы, вплоть до нормативного срока службы дорожной одежды.

В этом случае при условии обеспечения требуемой капитальности дорожной одежды и водоотвода можно говорить о возможности бездефектной эксплуатации верхнего слоя покрытия в течение всего срока службы дорожной одежды - 15 и более лет, так как он будет выполнять только ему одному присущую роль - обеспечивать возможность движения автомобилей с максимальной крейсерской скоростью по покрытию с требуемой ровностью, без выбоин, выкрашиваний, шелушений, сдвигов, колей, волн, трещин, с требуемой шероховатостью и коэффициентом сцепления с колесом автомобиля.

В дополнение к требованиям, регламентированным ГОСТ Р 52056-2003 и ОСТ 218.010-98 к ПБВ, рекомендованы региональные требования к ПБВ по температуре хрупкости по Фраасу и температуре размягчения по методу «Кольцо и Шар».

В данной таблице, в качестве примера, приведены требования к этим показателям для ряда регионов.

Таблица.

Региональные технические требования к ПБВ

№ п/п

Наименование города

Температура хрупкости по Фраасу, °С, обеспеченностью

Температура размягчения по КиШ, °С, не ниже

0,98 дороги I и II категорий, мосты, аэродромы

0,92 дороги III , IV и V категорий

1

Москва

-36

-32

59

2

Санкт-Петербург

-33

-30

58

3

Нижний Новгород

-38

-34

59

4

Новосибирск

-44

-42

60

5

Красноярск

-48

-44

60

6

Иркутск

-40

-38

60

7

Чита

-44

-41

61

8

Хабаровск

-37

-34

62

9

Омск

-46

-43

59

10

Екатеринбург

-42

-43

58

11

Томск

-47

-44

62

12

Владивосток

-27

-26

61

13

Калининград

-29

-24

58

В настоящее время разрабатывается ГОСТ Р на полимерасфальтобетон, в котором будут приведены специфические требования к этому материалу.

На основе проведенных исследований разработаны ОДМ 218.2.003-2007 «Рекомендации по использованию полимерно-битумных вяжущих материалов на основе блоксополимеров типа СБС при строительстве и реконструкции автомобильных дорог», утвержденные Распоряжением Росавтодора Минтранса от 01.02.2007 г. № ОБ-29-р.

Наряду с авторами данной статьи в разработке рекомендаций принимали участие сотрудники ОАО «Техпрогресс Т»: В.Ф. Степанов, В.А. Нечиненный, сотрудник Воронежского филиала ФГУП «ВНИИСК», доктор технических наук B.C. Глуховской.

В рекомендациях приведены способы приготовления и технические требования к ПБВ, в том числе и на альтернативных блоксополимерах, а также к ПБВ с новым ПАВ.

Приведены принципы и методология подбора составов ПБВ, технологические особенности приготовления, применения и подбора горячих полимерасфальтобетонных смесей, технические требования к ним, включающие ряд новых показателей, характеризующих их трещиностойкость, сдвигоустойчивость и усталостную прочность.

Указаны особенности применения и составы ПБВ для устройства поверхностных обработок и трещинопрерываюших прослоек.

Рекомендации содержат разделы по техническому контролю, транспортированию и хранению ПБВ и ПБВ с ПАВ, методам их испытаний, технике безопасности и охране окружающей среды.

(Журнал «Автомобильные дороги» № 6 2007 г.)

Еще документы скачать бесплатно

Интересное

Гост 12821 80 Допуски и посадки Журнал нивелирования Инструкция по пожарной безопасности Испытание предохранительных Поясов Категории дорог Обязанности стропальщика Разрешенная максимальная масса грузового автомобиля СП 42 102 2004 Свес кровли плоской полимерной Сортамент металлопроката Сортамент уголков Сто асчм 20 93 Технологические трубопроводы Условные обозначения на чертежах