[1]Изобретение к относится к дорожному строительству, а именно к технологии приготовления органоминеральных смесей для строительства и ремонта покрытий автомобильных дорог, и может быть использовано для получения холодных и органоминеральных смесей с одновременной утилизацией старого асфальтобетона при устройстве верхних слоев дорожных одежд и ремонте дорожных покрытий.
[2]Органоминеральная смесь для дорожного строительства состоит из щебня в соответствии с требованиями ГОСТ 32703, отсев дробления по ГОСТ 31424, минеральный порошок по ГОСТ 32761, переработанного асфальтобетона фракций 5-15 (10) мм (РАП-щебень) и РАП фракции 0-5 мм в соотношении от 1:2 до 1:4 и эмульсии органо - битумной в количестве 2-3% от массы переработанного асфальтобетона (РАП), а также добавки в виде суспензии - вода и активный минеральный порошок – цемент, известь гашеная, активные порошкообразные местные материалы или отходы промышленности - в соотношении вода : активные порошкообразные материалы (АПМ) = 0,4-0,8.
[3]Особенно актуально применение холодных органоминеральных смесей в зимний период, когда традиционные способы ремонта дорожного покрытия неприменимы.
[4]Применение холодных асфальтобетонов - один из наиболее перспективных способов снижения энергозатрат в дорожном строительстве. Холодные асфальтобетоны можно транспортировать ть на большие расстояния без риска потери или изменения их потребительских свойств. Ремонтный сезон продлевается до температуры минус 20°C, при этом обеспечиваются высокая мобильность и оперативность ремонтных работ. Сокращается энерго- и механовооруженность ремонтных бригад.
[5]Чаще всего, холодная асфальтобетонная смесь производится на основе битума, полимерных добавок и минеральных наполнителей или с применением классической битумной эмульсии и цемента (рисайклинг). Главный недостаток подобных составов - несоответствие показателей водонасыщения, водостойкости и остаточной пористости асфальтобетонов для покрытий автомобильных дорог требованиям ГОСТ 9128-97 к холодным асфальтобетонам и относительно высокая стоимость, что сильно ограничивает возможные сферы применения полученного таким способом асфальтобетона. Кроме того, в случае использования технологии холодного риайклинга набор прочности (формирование покрытия) происходит достаточно продолжительное время (обычно около месяца), что требует снижения скорости и регулирования движения по ширине покрытия.
[6]Известен способ приготовления холодной асфальтобетонной смеси [авторское свидетельство СССР № 707945], который заключается в смешении жидкого нефтяного битума марок СГ 70/130, МГ 70/130, а также более вязкого битума БНД 200/300 с отходами дробления литого шлакового щебня, разогретого до температуры 105-120°С, в зависимости от вязкости используемого битума.
[7]Известен также способ приготовления холодной асфальтобетонной смеси [патент RU № 2186746 на изобретение], включающий в себя нагрев щебенисто-песчаной смеси до 90-160°С и рассеянную на крупную и мелкую фракцию. Разжижители - мазут, нефтяной гудрон в количестве 1,6-3% с температурой 60°С перемешивают с крупной фракцией заполнителя 10 секунд, затем вводят вязкий нефтяной битум БНД 90/130, нагретый до 90-130°С, и перемешивают 15-20 секунд, туда же подают мелкий заполнитель и минеральный порошок, смесь перемешивают 30 секунд.
[8]Способ получения вяжущего для холодного асфальтобетона предлагает патент RU 2531497, когда в битум вводятся две добавки органического происхождения – таловое масло и моноэфир жирной кислоты, возможна добавка небольшого количества модификатора СБС (до 2%).
[9]Главным недостатком всех вышеперечисленных способов является необходимость подогрева участвующих в процессе приготовления смесей минеральных материалов, что требует дополнительных затрат энергии. Кроме того, разжижители, входящие в состав вяжущего, приходится полностью удалять для получения технических характеристик материала до требуемых при эксплуатации дорожного покрытия значений, что достаточно проблематично при использовании модифицированных эмульсий.
[10]Патент RU 2351703 более близок к предлагаемому способу приготовления холодной органоминеральной смеси.
[11]Однако и этому способу присущ тот же недостаток: расход энергии, связанный с необходимостью подогрева битума.
[12]Изобретение направлено на улучшение технологических параметров и основных характеристик физико-механических свойств (сдвигоустойчивости, водоустойчивости, усталостных характеристик и других) холодной органоминеральной смеси, снижение расхода ее дорогостоящих компонентов: битума и полимерной добавки, а также уменьшения экологического ущерба за счет утилизации сфрезерованного переработанного асфальтобетона (РАП).
[13]Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении качества холодных асфальтобетонных смесей за счет восстановления качества старого битума в переработанном асфальтобетоне (РАП), повышении устойчивости к воздействию шипованных шин, увеличении строительного сезона, возможности предварительного приготовления и транспортирования смеси на значительные расстояния без ухудшения её качества, а также возможность повторного использования асфальтобетона.
[14]Технический результат достигается за счет того, что в качестве вяжущего предлагается применять органо-битумную эмульсию, в которой дисперсионной средой являются органические масла, разжижители или пластификаторы Она может использоваться как добавка – пластификатор в битум на этапе обработки щебня фракции 5-15 (10) мм из сфрезерованного асфальтобетона (приготовление черного щебня из РАП-щебня) и/или играть роль восстанавливающей добавки в сфрезерованную асфальтобетонную смесь (РАП).
[15]Возможны два варианта внесения вяжущего – одно- и двухэтапный.
[16]Двухэтапный способ приготовления состоит в том, что РАП-щебень обрабатывают вяжущим заранее (готовят, так называемый, «черный щебень»), который может храниться на складе более полугода. Затем его смешивают с остальными компонентами.
[17]Однокомпонентный способ состоит в смешении всех компонентов по технологии холодного рисайклинга.
[18]Смесь в обоих случаях приготавливается без нагрева компонентов и может храниться на складе в закрытой таре длительное время.
[19]Компонентный состав смесей приведен в Таблице 1.
[20]| Состав смесей, %% | 1 | 2 | 3 | 4 |
Сфрезерованный
асфальтобетон, фракция 5-15мм | 60 | 60 | 60 | 60 |
Сфрезерованный
асфальтобетон, фракция 0-5мм | 16 | 16 | 16 | 16 |
| Отсев дробления фракция 0 – 5 мм | 21 | 21 | 21 | 21 |
| Минеральный порошок | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Цемент: вода | 3 : 1,5 | | | |
| Известь: вода | | 3 : 1,5 | | |
| Доломитовая мука | | | 3 : 1,5 | |
| Битум нефтяной дорожный БНД 70/100 с 5% эмульсии FF | | | | 2,0 |
| Органо- битумная эмульсия FF | 2,0 | 2,0 | 2,0 | |
[21]Результаты испытаний смеси на 3-е сутки показаны в таблице 2
[22]| Показатели свойств | Одноэтапный метод | Двухэтапный метод | Состав 4 - Смесь с компаундированным битумом
(битум с добавкой
эмульсии FF) |
| Состав 1 | Состав 2 | Состав 3 | Состав 1 | Состав 2 | Состав 3 | |
| Средняя плотность | 2,35 | 2,38 | 2,37 | 2,38 | 2,43 | 2,37 | 2,40 |
| Водонасыщение по объёму | 4,6 | 3,3 | 4,4 | 4,4 | 4,5 | 4,8 | 5,5 |
Пределы прочности, МПа
при 50°С | 0,95 | 1,32 | 0,50 | 1,22 | 0,82 | 2,0 | 1,92 |
| - « - при 20°С | 1,60 | 2,70 | 1,80 | 2,70 | | | 2,76 |
- « -
при непрямом растяжении
(при 0°С) | 0,52 | 0,50 | 0,90 | 0,50 | 0,58 | 1,93 | 2,60 |
| Сдвигоустойчивость tgϕ | 0,835 | 0,743 | 0,835 | 0,843 | 0,767 | 0,840 | 0,737 |
| - « - С | 0,223 | 0,82 | 0,18 | 0,96 | 0,64 | 0,48 | 0,54 |
| Коэффициент водостойкости | 0,93 | 0,91 | 0,84 | 0,96 | 0,88 | 0,87 | 1,0 |
Коэф. длительн.
водостойкости | 0,94 | 0,80 | 0,78 | 0,95 | 0,75 | 0,80 | 0,89 |
[23]Смесь состава 3, приготовленная по двухэтапному методу была уложена на опытном участке на дороге Москва – Минск при температуре воздуха плюс 3°С и влажном покрытии.
[24]Визуальное наблюдение не выявило дефектов покрытия после 30 суток эксплуатации, несмотря на грузонапряженное движение, низкие температуры воздуха (до минус 10 С), мокрое покрытие, применение шипованных шин и противогололедных материалов.
