Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время межремонтные сроки службы покрытий существенно ниже нормативных требований. Одна из основных причин - это использование устаревших технологий, опирающихся на традиционные материалы, несоответствующие по своим свойствам напряжениям и деформациям, возникающим в покрытии. Это особенно проявляется в климатических условиях юга европейской части России, где связные слои работают в значительно более широком диапазоне температур. Ужесточение требований к исходным строительным материалам и своевременный ремонт покрытий позволят увеличить срок службы автомобильных дорог.
Повышение межремонтных сроков службы покрытия - задача важная и актуальная и решить ее можно, в частности, за счет широкого применения новых технологий и нетрадиционных строительных материалов, позволяющих повысить качество покрытия и продлить его межремонтные сроки.
Цель диссертационного исследования: разработка битумной мастики и вибролитой смеси для ремонтных работ с повышенными структурно-механическими и эксплуатационными свойствами, устойчивых к сдвиговым и климатическим воздействиям.
Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи: - теоретически обосновать и выявить основные направления улучшения качества битумных мастик и вибролитых смесей;
-разработать эффективный комплексный резинополимерный
модификатор, повышающий качество битумных мастик и вибролитых смесей;
-обосновать эффективность улучшения свойств асфальтовяжущего, используемого в вибролитых смесях с применением комплексного модификатора;
- оптимизировать количество компонентов комплексного модификатора в
битумных мастиках и вибролитых смесях, обеспечивающее их повышенные
эксплуатационные свойства;
выявить воздействие разработанного способа модифицирования на процесс старения и эксплуатационные свойства вибролитых смесей;
провести оценку технико-экономической эффективности и опытно-производственное внедрение использования комплексного модификатора в производстве битумных мастик и вибролитых смесей для ремонтных работ.
Объект исследования - битумная мастика и вибролитая смесь, предназначенные для ремонта покрытий строительных сооружений.
Предмет исследования - устойчивость модифицированных битумных мастик и вибролитых смесей к транспортным и погодно-климатическим воздействиям
Научная новизна:
- разработан комплексный резинополимерный модификатор,
улучшающий эксплуатационные свойства битумных мастик и вибролитых
смесей, предназначенных для ремонта покрытий строительных сооружений;
- теоретически обоснован и экспериментально подтвержден механизм воздействия разработанной полимерно-дисперсно-армирующей добавки из термоэластопласта и резиновой крошки на процессы структурообразования и структурно-механические свойства битумных мастик и вибролитых смесей;
- экспериментально выявлено воздействие основных технологических и рецептурных факторов на свойства разработанных битумных мастик и вибролитых смесей.
На защиту выносятся:
- теоретические и экспериментальные исследования по выявлению
механизмов воздействия разработанного модификатора на физико-
механические и структурные свойства битумной мастики и вибролитой
смеси.
- прогнозирование свойств, направленных на изучение влияния
рецептурных факторов и технологии приготовления разработанных битумных
мастик и вибролитых смесей на их физико-механические свойства;
- математические модели экспериментально-статистических
зависимостей физико-механических свойств модифицированных битумных
мастик и вибролитых смесей от их структуры и количественного содержания
вяжущего;
- результаты экспериментальных исследований оптимизации состава
битумной мастики, вибролитых смесей II типа и оценка воздействия
различного процентного содержания разработанного модификатора на их
свойства;
- исследование влияния комплексного модификатора, состоящего из термоэластопласта и резиновой крошки, на устойчивость вибролитой смеси к колееобразованию и стойкость к старению.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в работе, подтверждена сходимостью результатов параллельных испытаний; сопоставимостью результатов лабораторных и опытно-производственных работ; использованием современных приборов и оборудования; экспериментально-статистическими методами математического планирования эксперимента и теорией математической статистики.
Практическая значимость работы:
разработан комплексный резинополимерный модификатор, улучшающий структурные и физико-механические показатели свойства битумных мастик и вибролитых смесей.
разработаны битумная мастика и вибролитая смесь с повышенными структурно-механическими и эксплуатационными свойствами, устойчивые к сдвиговым и климатическим воздействиям.
разработана технология приготовления и применения модифицированных битумных мастик и вибролитых смесей, предназначенных для ремонта покрытий строительных сооружений;
получены экспериментально-статистические модели изменений прочности, водостойкости, сдвигоустойчивости вибролитых смесей в зависимости от содержания битума и разработанного модификатора;
- установлено, что применение разработанной добавки в вибролитой
смеси позволяет повысить устойчивость к накоплению остаточных деформаций
при эксплуатации автомобильных дорог на 25%;
- получены патенты РФ:
-
Патент 2426754 РФ, МПК C08L95/00. Битумно-резиновая мастика / С.К. Илиополов, И.В. Мардиросова, Е.В. Леконцев, СВ. Горелов, А.В. Каклюгин, И.В. Ивановская, Д.С.Черных, О.А. Балабанов. - 2010105357/04, заявлено 15.02.10; опубл. 20.08.11, приоритет 15.02.10. - С.6.
-
Патент 2012135912РФ. Плотная вибролитая асфальтобетонная смесь / С.К. Илиополов, И.В. Мардиросова, Е.В. Леконцев, Д.С. Сараев, С.А. Чернов, А.В. Каклюгин, заявлено 21.08.2012; опубл. 27.09.2013.
3. Патент 2418019 РФ, МПК C08L95/00 С04В26/26. Вяжущее для
дорожных пластобетонов / С.К. Илиополов, И.В. Мардиросова, Д.С. Черных,
Д.Д. Булатов, А.В. Каклюгин, С.А. Чернов, Н.Х.Чан, Е.В. Леконцев. -
2009145232/04 заявлено 07.12.09; опубл. 10.05.11, приоритет 07.12.09. - С.8.
Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на ежегодных научно-практических конференциях Ростовского государственного строительного университета («Строительство» - 2008 - 2012 гг.), на научных семинарах кафедры «Автомобильные дороги» РГСУ, а также на МНПК «Инновационные материалы, технологии и оборудование для строительства современных транспортных сооружений» (Белгород: БГТУ, 2013)
Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в 16 опубликованных работах, в том числе в 4 работах в рецензируемых изданиях, рекомендуемых ВАК РФ, 3 патентах и 9- в других изданиях.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 140 наименований, в том числе на иностранных языках, 3 приложений. Работа изложена на 175 страницах машинописного текста, содержит 38 таблиц и 42 рисунка.
