Разработка составов и прогнозирование долговечности щебеночно-мастичного асфальтобетона на шлаковых заполнителях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.05, кандидат технических наук Прозорова, Людмила Аркадиевна

• Прозорова, Людмила Аркадиевна
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Прозорова, Людмила Аркадиевна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4 ГЛАВА 1. АНАЛИЗ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ПРОБЛЕМАМ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА

АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ

1.1. Структура асфальтобетона

1.2. Состав и структура щебеночно-мастичного асфальтобетона

1.2.1. Особенности состава и структуры ЩМА

1.2.2. Стабилизирующие добавки в составе ЩМА

1.2.3. МАК-технология производства ЩМА

1.3. Долговечность щебеночно-мастичного асфальтобетона

1.4. Выводы по первой главе 34 ГЛАВА 2. ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Материалы для щебеночно-мастичного асфальтобетона 3

2.1.1. Шлаковые заполнители 3

2.1.2. Кварцсодержащие заполнители для асфальтобетона 42 2.1.2.1. Гранитный щебень

2.1.3. Материалы наполнителей для асфальтобетонов

2.1.4. Связующие для асфальтобетонов

2.1.5. Целлюлозные волокна для щебеночно-мастичного

асфальтобетона

2.2. Методы исследований

2.2.1. Испытания наполнителей

2.2.2. Методы испытаний асфальтового вяжущего вещества

2.2.3. Методы испытаний заполнителей для асфальтобетона

2.2.4. Методы испытаний щебеночно-мастичных асфальтобетонов

2.2.5. Испытания асфальтобетонов на долговечность

2.3. Выводы по второй главе 67 ГЛАВА 3: ПОДБОР ОПТИМАЛЬНЫХ СОСТАВОВ

ЩЕБЕНОЧНО-МАСТИЧНОГО АСФАЛЬТОБЕТОНА

3.1. Формирование стабильной структуры ЩМА

3.2. Определение оптимальных составов ЩМА с применением

трехфакторного плана эксперимента

3.3. Выводы по третьей главе 86 ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЩЕБЕНОЧНО-

МАСТИЧНОГО АСФАЛЬТОБЕТОНОВ НА

ШЛАКОВЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЯХ

4.1. Исследование водо- и морозостойкости ЩМА

4.2. Исследование сдвигоустойчивости ЩМА

4.3. Исследование усталостной долговечности ЩМА

4.4. Прогнозирование долговечности шлаковых асфальтобетонов

4.5. Выводы по четвертой главе 102 ГЛАВА 5. ВНЕДРЕНИЕ ЩЕБЕНОЧНО-МАСТИЧНОГО

АСФАЛЬТОБЕТОНА НА ШЛАКОВЫХ

ЗАПОЛНИТЕЛЯХ ДЛЯ ВЕРХНЕГО ПОКРЫТИЯ

ГОРОДСКИХ ДОРОГ

5.1. Сравнительная характеристика щебня из металлургического

шлака

5.2. Расчет конструкции дорожных одежд

5.2.1. Исходные данные для расчета

5.2.2. Расчетные параметры подвижной нагрузки

5.3. Расчет конструкции по допускаемому упругому прогибу

5.4. Определение расчетных характеристик грунта

5.5. Расчет сопротивления монолитных слоев при изгибе

5.6. Внедрение асфальтобетонов при ремонтах городских дорог 119 5.7 Выводы по пятой главе 120 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 122 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 124 ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка составов и прогнозирование долговечности щебеночно-мастичного асфальтобетона на шлаковых заполнителях»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы.

С 90-х годов XX века в странах Центральной и Восточной Европы, включая Россию, наблюдается динамичное развитие автомобильного транспорта. Значительно увеличилось количество автомобилей, в том числе грузовых. Возросла и разрешенная нагрузка на ось грузовиков (в России с 1993 г. — 11,5 т). Возросла скорость движения. С каждым годом возрастают и требования потребителей к автомобильным дорогам, обусловленные требованием комфортабельности и безопасности движения. Все это вызывает потребность строительства новых и модернизации уже эксплуатируемых дорог, которые должны быть долговечными и безопасными, что очень затруднительно без использования новых дорожных технологий и более качественных материалов.

Одной из современных технологий, которая быстро внедряется в дорожную практику, является щебеночно-мастичный асфальтобетон ЩМА (8МА). Дорожное покрытие из ЩМА обладает повышенной устойчивостью к возникновению пластических деформаций - колей, а также рекомендованной по условиям обеспечения сцепных качеств в течение всего планируемого срока по эксплуатации [139].

Необходимость модернизации эксплуатируемых дорог и строительства автострад в России является сейчас главной задачей дорожников. Однако это непростая задача. В России строительство дорог возможно обеспечить практически всеми материалами, кроме качественного щебня. Спрос на щебень значительно превышает возможность его производства в карьерах. В связи с этим ведутся поиски альтернативных источников минеральных материалов, из которых можно получать щебень. Одним из них является шлак доменного производства.

Шлаковые асфальтобетоны имеют повышенную пористость и влагопроницаемость. Кроме того, за счет развитой поверхности доменные шлаки требуют повышенного расхода битума. В теории ИСК, разработанной

Соломатовым В.И. и дополненной Рыбьевым И.А. подчеркивается необходимость создания плотных наполненных структур, что обеспечивает достижение максимальных эксплуатационных характеристик при минимальном расходе вяжущего вещества. При этом минимальная толщина битумной пленки с наибольшей эластичностью обеспечивает максимальную прочность сцепления минеральной части асфальтобетона с битумом. Эта структурированность битумной пленки обеспечивается путем введения в состав асфальтобетонной смеси определенного количества минерального порошка. В асфальтовом вяжущем веществе максимально плотной структуры битум и минеральный порошок находятся в оптимальном соотношении, нарушение которого приводит к резкому снижению его прочности.

Дель диссертационной работы - разработка технологии изготовления щебеночно-мастичных асфальтобетонов на шлаковых заполнителях, а также их внедрение в практику строительства и ремонта автомобильных дорог.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи: -применение методов математического планирования эксперимента для оптимизации составов ЩМА на шлаковых заполнителях;

-исследовать долговечность покрытия из ЩМА на основе шлаковых заполнителей;

-экспериментально подтвердить влияние структурообразующих факторов асфальтобетонных смесей на циклическую долговечность асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог на стадии проектирования;

-внедрить полученные составы асфальтобетонов и произвести расчеты толщины слоев дорожной одежды с целью их оптимизации.

Объекты и методы исследований. Объектами исследований явились щебеночно-мастичные асфальтобетоны на шлаковых заполнителях. Теоретические исследования основывались на методах интенсивных раздельных технологий, принятых для искусственных строительных конгломератов (ИСК) и получении наполненных структур, обеспечивающих максимальную плотность и прочность асфальтобетонных покрытий и

увеличение их долговечности. При экспериментальных исследованиях применены методы математического планирования экспериментов ПФП-8 и ОЦКП. Методы испытаний соответствовали требованиям нормативно-технической документации. Для анализа полученных результатов использованы методы математической статистики и ЭВМ.

Научная новизна работы:

- разработаны структурно-технологическая и математическая модели прогнозирования свойств дорожных покрытий щебеночно-мастичных асфальтобетонов на шлаковых заполнителях в зависимости от соотношения компонентов смеси;

- применена полиструктурная теория формирования структуры щебеночно-мастичных асфальтобетонов на шлаковых заполнителях;

- разработана методика прогнозирования долговечности щебеночно-мастичных асфальтобетонов на шлаковых заполнителях в условиях, имитирующих работу асфальтового покрытия в течение года;

- подобрано оптимальное соотношение компонентов щебеночно-мастичных асфальтобетонов на шлаковых заполнителях с помощью уравнений регрессии, полученных в результате математического планирования эксперимента на ОЦКП.

- исследована зависимость физико-механических и деформативных свойств ЩМА на шлаковых заполнителях от содержания компонентов.

Практическое значение работы.

- исследованы физико-механические свойства щебеночно-мастичного асфальтобетона на шлаковых заполнителях, отмечено повышение несущей способности и долговечности дорожных покрытий;

- с помощью математических методов планирования эксперимента получены составы щебеночно-мастичных асфальтобетонов на основе шлаковых заполнителей, обеспечивающие получение экстремальных свойств асфальтобетонных покрытий.

- результаты исследований используются при обучении студентов по дисциплинам «Строительные материалы» и «Технология отходов производства» на Строительном факультете Липецкого государственного технического университета.

- Оптимальный состав асфальтобетона по разработанной технологии принят к внедрению на АБЗ ОГУП «Доравтоцентр» и ОАО ДСП-1 г. Липецка и использован этими организациями в верхнем слое покрытий при ремонтах городских дорог г. Липецка в 2010 году. Общая площадь покрытия составила 24 тыс. м2. Экономический эффект за счет снижения толщины верхнего слоя покрытия и стоимости материалов с учетом приведенных затрат составил 540 ООО руб. или 22,5 р./1 кв. м.

Значимость для теории и практики. Теоретические и экспериментальные исследования позволили применить методику прогнозирования долговечности ИСК для щебеночно-мастичных асфальтобетонов на шлаковых заполнителях.

Обоснованность и достоверность исследований и выводов по работе обеспечена методически обоснованным комплексом исследований с использованием стандартных средств измерений, применением математических методов планирования экспериментов и статистической обработкой результатов, а также опытными испытаниями и их положительными практическими результатами, не противоречащими выводам известных положений, сходимостью результатов испытаний.

Основные положения, выносимые на защиту:

- полученные с помощью математических методов планирования эксперимента зависимости свойств щебеночно-мастичных асфальтобетонов на шлаковых заполнителях от содержания наполнителя, заполнителя и соотношения битум/целлюлозная добавка, позволяющие без проведения дополнительных экспериментов прогнозировать показатели свойств верхнего слоя покрытий.

- методика прогнозирования долговечности асфальтобетонов по результатам длительных испытаний образцов в условиях, имитирующих работу дорожного покрытия в течение года.

- разработанная конструкция дорожной одежды, позволившая уменьшить толщину верхнего слоя из оптимального состава без снижения несущей способности.

Апробация работы. Основные результаты проведенных исследований были доложены и обсуждены:

- на научной конференции студентов и аспирантов Липецкого государственного технического университета в г. Липецке в 2007 г.;

- на Всероссийском совещании заведующих кафедрами материаловедения и технологии конструкционных материалов / Научно-методический совет по материаловедению и технологии конструкционных материалов «Материаловедение и технологии конструкционных материалов - важнейшие составляющий компетенции современного инженера. Проблемы качества технологической подготовки» в г. Волгоград, Волжский в 2007 г.;

- на международной научно-технической конференции «Эффективные конструкции, материалы и технологии в строительстве и архитектуре» в г. Липецке в 2007 г.;

- на ежегодной научной сессии Ассоциация исследователей асфальтобетона в Московском автомобильно - дорожном институте (государственном техническом университете)в г. Москве в 2008 г.;

- на V международной конференции «Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов» в г. Волгограде в 2009 г.;

- на VII международной научно-практической конференции «Строительство и архитектура XXI века: перспективы развития и инновации» в г. Орел в 2010 г.

Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 10 научных статьях, в том числе 1 работа опубликована в рецензируемом научном издании.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, основных выводов, списка использованных источников и приложений. Она включает 140 страниц, из них 123 страницы основного текста, 28 таблиц, 26 иллюстраций, 141 наименований используемой литературы и 2 приложения.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ПРОБЛЕМАМ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ

ПОКРЫТИЙ

1.1. Структура асфальтобетона

Интенсивное развитие автомобильного транспорта, особенно в последние годы, необходимость значительного расширения сети автомобильных дорог, в том числе в районах с суровым климатом, увеличение грузонапряженности и интенсивности движения на автомобильных дорогах вызывают необходимость кардинального улучшения структурно-механических характеристик асфальтобетона и, прежде всего, его долговечности. Речь идет о значительном повышении эксплуатационных характеристик асфальтобетона при его работе в дорожном покрытии: сохранении во времени его прочности, трещиностойкости, устойчивости к образованию колеи, шероховатости и светотехнических свойств при высокой экономической эффективности [1].

В настоящее время асфальтобетонные покрытия составляют 92% от общей протяженности автомобильных дорог с твердым покрытием [2]. Применение щебеночно-мастичного асфальтобетона позволяет получать покрытие с высокой прочностью, водостойкостью, сдвигоустойчивостью, трещиностойкостью.

Основные свойства асфальтобетона тесно связаны с его структурой. Поэтому большинство исследователей, изучавших те или иные свойства асфальтобетона, стремились к установлению взаимосвязи этих свойств с определенными признаками структуры материала [3, 4, 5].

При изучении строительных материалов и выяснения путей оптимизации классических показателей возникает необходимость четкой схемы их описания с оценкой структуры композита на всех уровнях его формирования [3,4, 5].

На основе исследований закономерностей изменения свойств материалов с конгломератным типом структуры, И.А. Рыбьев [3]

сформулировал две концепции в структурообразовании искусственных строительных конгломератов. Один из пунктов концепции искусственных строительных конгломератов гласит, что существует «закономерность в общем виде между прочностными показателями искусственного конгломерата и его вяжущим веществом при оптимальных структурах». Ценным достоинством оптимальных структур является подобие их между собой. Таким образом, закономерность, открытая в отношении одного материала, может распространяться на другие, при условии оптимальности структур. Подбор состава, при котором структура оказывается не только оптимальной, но и рациональной, позволяет запроектировать материал, показатели качества которого и полной мере соответствуют заданным характеристикам в реальных условиях производства и эксплуатации [6, 7].

В работе [8] дано обобщенное определение структуры строительных конгломератов, типичным представителем которых является асфальтобетон и сформулированы теоретические положения, составляющие общую теорию асфальтобетона, которые могут быть распространены на весь класс битумоминеральных материалов: «Под структурой или внутренним строением искусственных строительных конгломератов понимают пространственное расположение кристаллов, кристаллических обломков и агрегатов, аморфных частиц различной формы и степени дисперсности с их взаимными связями и порядком сцепления между собой».

Асфальтобетон является типичным представителем строительных материалов, обладающих конгломератным типом структуры. Как и в других подобных материалах, его структура характеризуется наличием грубозернистой смеси, сцементированной и искусственным специально выбранным вяжущим веществом.

Структура асфальтобетона или совокупность признаков, определяющих его строение, пространственное расположение компонентов, характер связи между ними, характеризуется плотностью и пористостью минерального остова и самого асфальтобетона, структурой и объемом битума, склеивающего

минеральные части и заполняющего пустоты каркаса, образованного минеральными составляющими. При этом под структурой минерального остова понимается размер, форма, характер поверхности и относительное расположение минеральных частиц.

Поиски теоретических обоснований оптимальных гранулометрических составов смесей, т.е. наилучшего соотношения компонентов начаты еще в начале XX столетия и продолжаются до сих пор [9, 10, 11, 12, 13]. Предложено множество способов расчета гранулометрии, однако цель всех методов одна -получение плотных минеральных смесей с наименьшим объемом пор, заполнять которые должен наиболее дорогой компонент асфальтобетона -нефтяной дорожный битум.

Структура конгломератов из битумоминералыных щебеночных и песчаных смесей обычно характеризуется объемом и характером их порового пространства, которые принято определять по методикам для оценки однородных структур. Однако асфальтобетон нельзя отнести к конгломерату с однородным типом структуры, так как он состоит из нескольких по однородности фаз [3, 8, 9].

В соответствии с вышеизложенным, определенный интерес, для более полного анализа структуры и свойств асфальтобетона, представляет рассмотрение элементов полиструктурной теории полимербетона, разработанной В.И. Соломатовым [14]. В этой теории структура композиционных материалов рассматривается как составленная из многих структур (от грубых макроструктур до молекулярных и атомных), переходящих одна в другую по принципу «структура и структуре». Такой подход перспективен для анализа причин образования неоднородностей в микроструктуре асфальтобетона, по аналогии с кластерным механизмом их образования в полимербетонах [15].

Также особый интерес представляет теория структурообразования полимербетонов, разработанная В.В. Патуроевым [16]. Сущность разработанной теории базируется на реально существующих закономерностях и

заключается в том, что основные физико-химические взаимодействия полимерного связующего происходят на границе с поверхностью мелкодисперсного наполнителя, а характер этого взаимодействия подчиняется правилу экстремальных значений, т.е. экстремальные значения получаемых свойств отвечают оптимальной полимероемкости системы.

Таким образом, структурная модель полимербетона должна включать: микроструктуру клеящей мастики, мезоструктуру полимерраствора и макроструктуру системы в целом.

Предложенная структурная модель полимербетона позволяет изучать его основные физико-механические свойства и закономерности их изменения на более простых системах — мастиках, а затем, определив оптимальные параметры и характеристики, уточнить их для более сложных систем -полимербетонов. Кроме того, такой подход помогает более глубоко разобраться в сущности довольно сложных физико-механических взаимодействий, протекающих в процессе структурообразования.

При формировании органоминеральных структур (как на вяжущих из полимеров, так и из битума) большое влияние на качество композита оказывают не только свойства вяжущего и заполнителей (наполнителей), но и характер взаимодействия между ними [17, 18,19, 20, 21].

Рассматривая основные положения работы Н.Б. Урьева [22], асфальтобетон можно представить как высококонцентрированную систему, относящуюся к самостоятельному классу объектов современной коллоидном химии.

Способность асфальтобетона разделяться на составные компоненты и последующее формирование их в монолит с сохранением первоначальных свойств показывает, что твердые и жидкие компоненты в асфальтобетоне контактируют, в основном, по поверхности раздела [8].

В результате исследований, выполненных в Харьковском автомобильно-дорожном институте [23, 24], за основу которых была принята гипотеза, что компоненты асфальтобетона сами являются системами, которые представляют

иерархию из элементов различных структурных уровней, были введены три типа структур в конгломерате: макроструктура (щебень + асфальтовый раствор), мезоструктура (песок + асфальтовяжущее), микроструктура (минеральный порошок + битум).

Это деление помогло установить взаимное влияние щебня и вяжущего на процессы формирования структуры и прочности асфальтобетона и выделить три характерные макроструктуры; базальную, поровую и контактную.

Согласно исследованиям Ребиндера П.А. и Михайлова Н.В. [25]. устойчивость структуры асфальтобетона определяется энергетическим и связями на поверхности раздела его твердых и жидких фаз. Таким образом, связи между компонентами в асфальтобетонах классифицируются по типу образующихся структур: коагуляционной, конденсационной и кристаллизационной.

Однако вид структуры асфальтобетона предопределяется не только структурой минерального остова, структурой битума, особенностями взаимодействия минеральных материалов с битумом, плотностью асфальтобетона и особенностями его капиллярно-поровой структуры [11]. Количественное содержание и соотношение минеральных составляющих (щебня, песка и минерального порошка) также определяют структуру минерального остова асфальтобетона, различия в структуре резко меняют свойства самого асфальтобетона. Таким образом, изменяя гранулометрический состав смеси и структуру, можно управлять свойствами асфальтобетона, изменяя их в широком диапазоне [26, 27].

Так, Горелышев Н.В. [28] в зависимости от количественного соотношения минеральных составляющих выделил в структуре три типа: каркасный, состоящий из плотно упакованного щебня, пустоты которого заполнены асфальтовым раствором, объем которого не превышает объем пустот в щебне и песке и не раздвигает их зерна; полукаркасный - зерна щебня частично раздвинуты повышенным объемом асфальтового раствора и бескаркасный - для структуры такого типа характерна большая раздвижка зерен

щебня объемом заполняющей смеси, в результате чего, зерна щебня как бы плавают в пластичной части асфальтобетона.

Немаловажное значение для сознания оптимальной структуры асфальтобетона имеет пространственная упаковка зерен. По мнению [29] для создания более плотной упаковки минеральных заполнителей необходимо стремиться к гексагональном форме зерен, при которой каждое зерно касается двенадцати других зерен.

При решении частных задач по разработке конгломератов из битумоминеральных смесей необходимо иметь основные закономерности изменения их структурно-механических свойств, представления о течении структурообразующих процессов, зная которые можно в широком диапазоне варьировать свойствами асфальтобетонных смесей.

Для направленного регулирования технологических и строительно-технических свойств асфальтобетон и их смесей и асфальтобетона Королевым И.В. [10] были разработаны принципы направленного структурообразования асфальтобетона, согласно которым первый принцип основан на разрушении первоначальных атомных контактов между минеральными частицами и обволакивании их пленкой битума заданной толщины. Второй - на строгом соблюдении заданной вязкости системы на различных стадиях структурообразования. Так, при перемешивании вяжущего с минеральной частью вязкость системы должна быть минимальной, при транспортировке -максимальной, а при укладке и уплотнении должна находиться в строго заданных пределах. В основу третьего принципа был положен выбор технологии, при которой в исходном материале уменьшилось бы количество «природных» дефектов и не появилось «наведенных» дефектов в асфальтовых системах.

Сформулированные положения [10] о структурообразовании в конгломератах из битумоминеральных щебеночных и песчаных смесей позволяют прогнозировать характер и природу явлений, протекающих на

границе раздела фаз высококонцентрированных дисперсных систем на стадиях реализации технологии и при эксплуатации.

Принципы теории [10] приобретают особую актуальность, если учесть, что формирование структуры асфальтобетона и контактов между его составляющими происходит на всех стадиях производства - от перемешивания до уплотнения [12, 30, 31, 32, 33]. В процессе перемешивания на поверхности минеральных зерен образуются структурированные адсорбционно-сольватные оболочки вяжущего, свойства которого - прочность, вязкость, пластичность -изменяются по мере удаления от минеральном подкладки, зависят от характера пористости минеральных составляющих, обуславливающей «фильтрационный эффект», и структурного типа битума [34, 35, 36].

Необходимость механического воздействия на

высококонцентрированные дисперсные системы вызывается спецификой их структурообразования. Вследствие увеличения концентрации и дисперсности минеральных частиц в асфальтовых системах возрастает свободная поверхностная энергия на границе в микрогетерогенных системах (асфальтовяжущем веществе), что часто приводит к самопроизвольному возникновению трехмерных структур (агрегатов из дисперсных частиц), представляющих очаги микронеоднородностей асфальтобетонной смеси. Главным фактором, определяющим поведение таких структур в условиях воздействия на них внешних сил, является соотношение между сцеплением частиц дисперсных фаз в структуре и интенсивностью внешних механических воздействий на дисперсные системы [37]. Как подчерки вал П.А. Ребиндер [38] необходимо, чтобы само тело асфальтобетона было бы предельно однородным и прочным без термических и других напряжений, которые возникают под действием внешних факторов в условиях эксплуатации в качестве внутренних напряжений.

Рассмотрение особенностей формирования структуры

высококонцентрированных дисперсных систем приводит к необходимости учета специфики контактных взаимодействий, поскольку объемные

(интегральные) свойства асфальтобетона зависят от количественных и качественных характеристик, а также свойств контактов между частицами грубо- и высокодисперсных фаз через тонкую прослойку битума [3, 23, 34, 39, 40,41,42, 43].

Однако в асфальтобетоне, вследствие сложной микрогеометрии поверхности минеральных частиц остова, прослойки вяжущего будут иметь различную толщину, изменяющуюся от долей микрометра до нескольких микрометров. Повышения механической прочности, эксплуатационных показателей, а также однородности структуры конгломерата на органическом вяжущем можно добиться путем направленного структурообразования адсорбционно-сольватных оболочек на поверхности минеральных частиц. Это достигается за счет введения в смесь рационально подобранного количества минерального порошка, который играет особую роль в процессах структурообразования асфальтобетона [44].

Своеобразие порошка в минеральной смеси выражается в том, что его высокодисперсные частицы выступают в роли активных адсорбентов и структурных центров. Подобно другим адсорбентам с высокоразвитой поверхностью, минеральный порошок, используемый в асфальтобетоне, показывает крутые изотермы адсорбции и большие пределы адсорбционного насыщения. Проявление этих свойств обуславливается минералогическим, кристаллографическим и гранулометрическим составами порошков. Как уже упоминалось, свойства битумоминерального материала определяются особенностями связей, возникающих между отдельными минеральными зернами, зависят от свойств битума, толщины слоя, покрывающего минеральные зерна, а также от процессов взаимодействия минеральных материалов и битума на их общей поверхности раздела, и обуславливаются деформациями, которые могут проявляться в виде повышенной пластичности при высоких положительных или повышенной хрупкости при отрицательных температурах.

При взаимодействии минеральных материалов и битума наиболее важное значение имеют процессы химической адсорбции, протекающие на границе раздела битум - минеральный материал. Процессы физической адсорбции определяются сферой действия ненасыщенных молекулярных сил поверхности твёрдого тела и природой адсорбирующегося битума.

В обычных условиях адсорбция битума является в основном аполярной, физической [8]. Исследования показывают, что часто можно достичь полной десорбции чистого битума из асфальтовых материалов. Однако опыты подтверждают и наличие обменной гетерополярной адсорбции битума, характеризуемой частичной необратимостью, медленно устанавливающимся равновесием, и даже хемосорбции, при которой образуются полностью необратимые химические соединения, прочно связывающие минеральную матрицу с органическим вяжущим в пограничных слоях [8, 45].

Как показал П.А. Ребиндер [46], наиболее прочная связь достигается при химически фиксированной адсорбции с образованием на поверхности хемосорбционных соединений типа мыл, катион которых находится в решетке минерального материала, а анион - в составе битума.

В работах [47, 48] также показано, что силы химической адсорбции в межфазовых контактах являются наиболее устойчивыми. Они возникают в результате хемосорбционных процессов при взаимодействии минерального материала с высокомолекулярными соединениями. Это положение было подтверждено и развито применительно к дорожно-строительным битумоминеральным материалам в работах [49, 50, 51]. Установлено, что устойчивость контакта битумных пленок с поверхностью минеральных частиц обеспечивается только при возникновении химических связей между ними. В обычных условиях хемосорбционные процессы протекают при взаимодействии лишь некоторых минеральных материалов (преимущественно карбонатных горных пород с активными битумами, характеризующимися достаточным для этого содержанием ПАВ - асфальтогеновых кислот и др. Это объясняется тем, что при взаимодействии активного битума с минеральным материалом, в состав

которого входят катионы тяжелых и щелочноземельных металлов, анионы органических кислот битума соединяются с ними прочными химическими связями с образованием новых водонерастворимых соединений. При этом химическая связь полярных групп битума ориентирует углеводородные цепи от поверхности минерального материала, придавая ей гидрофобные свойства.

Наиболее простым случаем хемоадсорбционной связи является взаимодействие катиона щелочноземельного (Ca3", Mg2+) или тяжелого металла (Fe3+, А13+), входящего в кристаллическую решетку минерального материала - с анионом высокомолекулярных органических кислот, находящихся в вяжущем материале; это взаимодействие приводит к возникновению хемоадсорбционной связи с образованием нерастворимого в воде поверхностного соединения типа мыл. Работы P.A. Амброса [51], А.И. Лысихиной [52], A.C. Колбановской [53] по исследованию адсорбционного взаимодействия битумов с поверхностью минеральных материалов подтвердили влияние хемоадсорбционных процессов на образование прочной и устойчивой связи минерального материала и битума. Поэтому одним из возможных и доступных путей достижения хорошего сцепления битума с поверхностью минерального материала является создание условии хемоадсорбционного взаимодействия на поверхности раздела. Следовательно, прочность сцепления обуславливается природой битума и минерального материла. В настоящее время, как показывает практика и визуальные обследования дорожных покрытий, основными видами дефектов на них являются сдвиговые деформации, температурные трещины (в том числе и отраженные), а также коррозионные разрушения в виде выбоин и шелушения. При этом площадь данных дефектов составляет до 50%, хотя покрытия не отработали и половины межремонтного срока.

Связано это, в первую очередь, с динамикой развития современного автомобильного транспорта. Так осевые нагрузки автопоездов достигают 13-15 тонн, а количество осей 5 и более. Межремонтные сроки службы дорожных покрытий составляют 3-5 лет, что предполагает значительные дополнительные затраты средств на проведение ремонтных работ.

В настоящее время в странах Европы, Скандинавии и Северной Америки получили широкое применение на дорогах с высокой интенсивностью движения тяжелых транспортных средств асфальтобетонные смеси с повышенным содержанием щебня и асфальтовяжущего - щебеночно-мастичные асфальтобетоны (ЩМА).

1.2. Состав и структура щебеночно-мастичного асфальтобетона 1.2.1. Особенности состава и структуры ЩМА

Щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА) - это материал, разработанный специально для устройства верхних слоев покрытия на дорогах с высокой интенсивностью движения транспорта [54].

Щебеночно-мастичный асфальтобетон представляет собой самостоятельную разновидность асфальтобетона, обеспечивающую, в отличие от других видов смесей, одновременно водонепроницаемость, сдвигоустойчивость и шероховатость устраиваемого верхнего слоя покрытия [55].

Специфические характеристики ЩМА обусловлены составом смеси.

ЩМА - это щебеночно-битумная смесь, состоящая из щебеночного скелета, в котором все пустоты между крупным щебнем заполнены смесью битума с дробленым песком (битумная мастика).

Зерновой состав ЩМА включает высокое содержание фракционированного щебня (70-80% по массе) с улучшенной (кубовидной) формой зерен с целью создания максимально устойчивого минерального остова в уплотненном слое покрытия. Сдвигоустойчивость покрытия из ЩМА, характеризующая сопротивление колееобразованию, обеспечивается, главным образом, требуемым значением коэффициента внутреннего трения. Поэтому в песчаной части смеси применяется исключительно песок из отсевов дробления горных пород, так как природный песок снижает коэффициент внутреннего трения. Кроме того, высокое содержание крупной фракции каменного материала в ЩМА позволяет получить шероховатую поверхность покрытия и обеспечить требуемые значения коэффициента сцепления колеса с покрытием.

Минеральный остов ЩМА-смеси подбирают по принципу прерывистой гранулометрии. В состав ЩМА-смеси, в зависимости от проектируемого типа смеси (ЩМА - 10, ЩМА - 15, ЩМА - 20), в отличие от асфальтобетонных смесей по ГОСТ 9128-97, содержащих от 30 до 65% щебня, входят 60 - 80% щебня, количество дробленого материала достигает 95%, и битумная мастика [56].

Кривые зерновых составов минеральной части ЩМА существенно отклоняются от кривых плотных смесей.

В зависимости от типа ЩМА его структура строится на следующих размерах щебня: 2-6 мм, 4-8 мм, 6-11 мм или 8-16 мм. В некоторых странах применяют более крупный щебень 16-20 мм. Особенно это характерно для северных стран с устойчивым снежным покровом и связано с массовым применением ошипованных шин в зимний период.

Принципиальная разница между ЩМА и обычным асфальтобетоном заключается в том, что допуск на размер щебня в асфальтобетонной смеси намного шире, чем в ЩМА.

Обусловлено это наличием большего объема пустот в асфальтобетонной смеси, которые необходимо заполнить более мелкими фракциями. В ЩМА основную структуру составляет крупный щебень, а мелкий служит только для создания «мастики», заполняющей пустое пространство в щебеночном скелете.

С объемной точки зрения структура ЩМА очень похожа на структуру пористого асфальта, которая также образовывается крупным каменным материалом, но в пористом асфальте пространство между каменным материалом заполняется только на 80% от объема, в то время как в ЩМА объем незаполненного пространства составляет не более 3-6%.

Исходя из концепции ЩМА, контакт между отдельными частицами каменного материала должен отвечать специфическим требованиям, а именно: для получения стабильной структуры должны быть особые требования к внешнему виду каменного материала. Он должен быть обязательно молотый и желательно кубовидной формы.

Следующей особенностью ЩМА является повышенное, по сравнению с традиционными горячими смесями, содержание битума (5,5 - 7,5%). Большое количество вяжущего препятствует проникновению влаги внутрь слоя, повышает устойчивость к старению, водо- и морозостойкость, трещиностойкость и, в конечном счете, значительно увеличивает долговечность покрытия. В некоторых зарубежных странах срок службы покрытий из ЩМА составляет более 20 лет. Однако повышенное содержание битумного вяжущего в смеси нужно стабилизировать, то есть предотвратить его отслоение и стекание с поверхности зерен щебня при высоких технологических температурах приготовления, хранения, транспортирования и укладки. Данная проблема легко решается введением в смесь стабилизирующей добавки, например целлюлозного волокна.

В качестве стабилизирующих добавок рекомендуется, в первую очередь, однородное короткофиберное целлюлозное волокно в составе которого не менее 50% фибр длиной от 0,5 до 1,9 мм. Пригодность других, не апробированных волокон (акриловых, минеральных, стеклянных, резинового порошка, полимеров и пр.) следует обосновывать испытаниями по ГОСТ 120801-98 [57].

Специфика составов и структуры щебеночно-мастичного асфальтобетона предусматривает обязательное присутствие в качестве основных структурных составляющих прочного щебня с улучшенной (кубовидной) формой зерен, «объемного» битума и небольшого количества стабилизирующей (обычно волокнистой) добавки для дисперсного армирования вяжущего. Под «объемным» битумом принято понимать ту часть вяжущего в смеси, которая на подвержена структурирующему влиянию дальнодействующих поверхностных сил, действующих на границе раздела фаз. По толщине битумной прослойки, разделяющей минеральные зерна смеси, провести четкую границу между объемным и структурированным битумом практически невозможно. Однако различие между ними существует, так как основное назначение стабилизирующей добавки - удерживать более толстые пленки горячего

битумного вяжущего на поверхности щебня и предотвращать его отслоение и вытекание из смеси при высоких технологических температурах приготовления, транспортирования и укладки [55].

Присутствие «объемного» битума в ЩМА позволило выдвинуть гипотезу о том, что возможно его перерождение и проявление эффекта «самозалечивания» дефектов. Для подтверждения гипотезы был проведен эксперимент, данные которого указывают на возможность доуплотнения покрытия из ЩМА и позволяет обосновать содержание вяжущего в проектируемом составе из условия «самозалечивания» дефектов и пор [58, 59].

ЩМА С самоуплотняется [60]. Для достижения рекомендуемых пределов остаточной пористости слоя его необходимо уплотнить гладковальцевых катком, без применения вибрации.

Нормы остаточной пористости образцов, изготовленных по методу Маршалла, предъявляются в Германии, Венгрии, Испании, Италии, Нидерландов, Норвегии, Чехии, Индонезии и других странах [61, 62].

Снижение пористости материала за счет увеличения содержания щебня может быть достигнуто лишь в очень малых пределах. Для корректировки прочности в первую очередь изменяют соотношение минеральных материалов, затем содержание минерального порошка и лишь после этого содержание вяжущего.

Для формирования оптимальной структуры необходимо обеспечить удобоукладываемость и уплотняемость ЩМАС. В настоящее время технологические свойства асфальтобетонных смесей не оценивают. Это вызывает значительное количество брака при укладке асфальтобетонных слоев. Отклонения в составе смеси вызывают расслоение, выступание мастики на поверхность слоя, дробление зерен щебня под выглаживающей плитой укладчика, налипание смеси на вальцы катка при уплотнении. Причины дефектов в отклонении от рекомендуемой технологии (температура смеси, масса катка, число проходов по следу); недостаточном или избыточном количестве мастики (неверное соотношение между стабилизирующей

добавкой, минеральным порошком и битумом); в составе минеральной части, избытке пыли и др, факторах [63].

С учетом специфических особенностей работы слоя, к щебню для ЩМА предъявляются повышенные требования [56]. Поэтому для ЩМАС используют только высокопрочный щебень кубовидной формы. В щебне ограничено содержание слабых зерен, зерен игольчатой и лещадной формы.

Для производства смеси ЩМА необходим дробленый песок с заданным гранулометрическим составом. Однако производство фракционированного мытого дробленого песка в России до настоящего времени не налажено. Во всех случаях приготовление ЩМАС ведется на отходах камнедробления (отсеве).

1.2.2. Стабилизирующие добавки в составе ЩМА

ЩМА по входящим в состав компонентам практически не отличается от остальных горячих асфальтобетонных смесей, единственное отличие в компонентах состава - это применение стабилизирующих добавок.

Стабилизирующая добавка является одним из структурообразующих компонентов ЩМА. Она препятствует вытеканию битума из смеси [64].

В основном применяют целлюлозные волокна. Но в Германии на строительстве дороги и Клюасе вместо них были применены более прочные синтетические из полиакрилонитрила [65]. Это положительно повлияло на прочность ЩМА. Длина волокон не превышала 6 мм. Французская фирма Vectra разработала и внедрила технологии использования отрезков стекловолокна в качестве добавки [62]. Длина волокон около 12-60 мм.

Для транспортировки и прямого введения в ЩМА на месте его использования наиболее удобен гранулированный стабилизатор. Одной из таких добавок является полимербитумная добавка, разработанная Джаназяном Э.С, Ракитным Г.Л. и др. Эта добавка включает вяжущее (битумная эмульсия): полимер (полиакриламид) - 3-5%; структурообразователь (волокна целлюлозы и алюмосиликат)- 50-75%; резиновую крошку - 15-20% и масло 3-5% [66, 67].

Безотосным А.И., Осинцевым А.А, и др, разработан гранулированный стабилизатор для ЩМА, содержащий гранулы из хризотиловых волокон [68]. Ивановым В.В., Солдатовой Ю.В., Репиной Ж.В., Нуриевой С.И. разработан способ изучения гранулированной стабилизирующей добавки из волокнистого гидросиликата магния [69].

Зарубежными компаниями разработаны готовые добавки: У1АТОР, ТЕСГОЮСЕЬ 1004, ТОРСЕЬ, ОЕ№СЕЬ [64]. В качестве носителей вяжущего в течение многих лет наилучшим образом зарекомендовало себя целлюлозное волокно. Материал из чистых волокон представляет собой «Торсе1» в виде целлюлозных гранул «Тес1шосе1». Интересным материалом являются гранулы «Оешсе1», представляющие собой: спрессованные целлюлозные волокна, в которые введена подобранная доля специальной смеси синтетических алифатических углеводородов. Эта добавка снижает пенетрацию битума и повышает точку размягчения «кольцо и шар». Адгезия исходного битума улучшается. Достигается значительное снижение образования колеи.

Вышеназванные целлюлозные материалы хранятся без проблем, так как их упаковка воздухо- и водонепроницаема.

На российском рынке предлагается и еще один продукт пол названием «У1АТОР 66». Он состоит из пропитанной битумом целлюлозы в виде гранул с битумной оболочкой, предотвращающей комкование материала из-за влажности, но опасность комкования под действием тепла (солнца) имеет место. Однако его главным недостатком является неэкономичность, т.к. цена составляет около 40000 рублей за тонну, хотя в России в настоящее время стоимость битума составляет лишь 4500 рублей за тонну. Кроме того, во избежание стекания вяжущего вводится примерно на 50% больше материала по сравнению с чистым целлюлозно-волокнистым гранулятором, как, например, «Торсе1». В то время как смесь ЩМА с использованием «Торсе1» примерно на 15-20% дороже обычного асфальтобетона, смесь ЩМА с «УМор 66» становится дороже на 30%.

Необходимо отметить, что добавки У1АТОР разработана на основе древесной целлюлозы, импортируемой из Швеции, которая в свою очередь получает целлюлозу из карельской древесины, ввозимой из России. Данные обстоятельства не в последнюю очередь приводят к заметному удорожанию производства томим ЩМА по отношению к обычному асфальтобетону. Как показала практика, стоимость дорожного покрытия из ЩМА увеличивается в среднем на 25 - 35 % в зависимости от климатической зоны.

Альтернативой древесной целлюлозе является целлюлоза из лубяных культур, в частности - льна, отличающегося высокой урожайностью и экологическим потенциалом выращивания. Российскими учеными разработана новая технология получения стабилизирующей добавки [70, 71] на основе льняной целлюлозы и битумов марок БНД 60/90, БМД 90/130, БН 90/130,

Независимо от ценовых показателей очевиден тот факт, что экономическая эффективность дорожных покрытий из ЩМА и народном хозяйстве значительно выше, чем обычного асфальтобетона. Это объясняется тем, что срок службы покрытии из ЩМА, если они правильно устроены, как минимум в 3 раза дольше обычных покрытии [72]. Толщина слоя из ЩМА должна отвечать минимальному требованию «трехкратности самой крупной фракции», Международный опыт показывает, что толщина покрытия 4 - 5 см (100-125 кг/м2) представляется оптимальной [72].

Отечественными исследователями был разработан способ производства ЩМА без дополнительного введения структурообразующих добавок типа целлюлозных волокон, фибры или У1АТОР [73], Их действие заменяется специальным нижущим БИТРЭК. Испытания вырубок из уложенного участка дороги с таким покрытием показали, что ЩМА с вяжущим БИТРЭК имеет значительно больший срок службы, чем обычный асфальтобетон.

Существует мнение [74], что наиболее актуальным было бы использование для приготовления ЩМА не стабилизирующей добавки, а комплексной структурирующем добавки, которая с одной стороны содержала бы полимерный модификатор, с другой - активный стабилизирующий и

армирующий компонент. Тем самым процессы улучшения качества битумов и стабилизации смесей можно было бы объединить, что существенно упростит технологию и снизит стоимость ЩМА. В качестве такой комплексной добавки в ДорТрансНИИ РГСУ разработан высокоэффективный модификатор -стабилизатор РТЭП (резиновый термоэластопласт), включающий взятые в определенных соотношениях полимерный компонент, шинную резиновую крошку, битумное вяжущее, ПАВ, а также антиоксиданты [75, 76, 77, 78], Наблюдения показали, что покрытия с применением РТЭП находятся в хорошем состоянии через 6 8 лет эксплуатации и какие - либо дефекты и разрушения, включая трещины, пластические деформации, колеи, выбоины, шелушения и т.п. на покрытии отсутствуют.

1.2.3. МАК-технология производства ЩМА

Смеси ЩМА, приготовленные на основе МАК-битума, отличаются тем, что не требуют применения стабилизаторов в виде волокнистых или целлюлозных добавок. Благодаря полимер-модифицированному вяжущему наповерхности щебня формируется пленка увеличенной толщины. Исходный битум 90/130 формально преобразован в битум 40/60 при сохранении температуры хрупкости на уровне -23 - 25°С, при этом КиШ составил 65 - 67°С.

Применение МАК-битума позволяет создавать на поверхности щебня пленку вяжущего такой толщины, которая для классических смесей ЩМА была бы излишней. Однако для полимер-модифицированного вяжущего эффекта стекания не возникает. Применения специальных стабилизирующих добавок целлюлозы или фибры не требуется. Вместе с тем сам процесс укладки и уплотнения проще, чем при использовании смесей с добавками целлюлозы и фибры. Смесь выгружается из кузовов самосвалов без затруднений, вяжущее в кузов не стекает. В процессе укладки отсутствует сегрегация и зоны с избытком вяжущего. Процедура уплотнения смеси соответствует общим рекомендациям для смесей ЩМА. Однако, благодаря толстой пленке битума, формирующейся

на зернах щебня, и свойствам битум-геля, требования к температуре смеси и числу проходов катка смягчаются.

Текстура сформированной после уплотнения поверхности ЩМА соответствует типичной структуре для ЩМА стандартных составов со стабилизаторами.

Таким образом, основной идеей разработки МАК-технологии наряду с модификацией свойств битума, стало стремление увеличить толщину пленки битума, формирующейся на поверхности частиц щебня при приготовлении смесей, что неизбежно должно было отразиться на увеличении срока службы покрытий.

1.3. Долговечность щебеночно-мастичного асфальтобетона

Влияние окружающей среды: микроклимата, химического воздействия выхлопных газов автомобилей, содержащих значительное количество агрессивных по отношению к строительным композитам веществ, на сегодняшний день является наиболее трудно поддающимся традиционному моделированию фактором, от которого зависит важный эксплуатационный показатель асфальтобетона - долговечность.

Долговечность как комплексное свойство органоминерального композита отражает совокупность изменения прочности, деформационных и других физических и физико-механических свойств асфальтобетона под влиянием внешних и внутренних факторов, и напрямую зависит от скорости протекания процессов старения пленок битума на поверхности зерен минеральных материалов асфальтобетона.

Важнейшим свойством ЩМА, предопределяющим долговечность этого материала, является устойчивость его структуры в условиях изменяющегося влажностного и температурного режимов. Подобно большинству других пористых строительных материалов ЩМА разрушается, главным образом, при длительном увлажнении, а также в результате попеременного замораживания -оттаивания.

Асфальтобетонные покрытия при длительном увлажнении вследствие ослабления структурных связей могут разрушаться за счёт выкрашивания минеральных зёрен, что приводит к повышенному износу покрытий и образованию выбоин [79, 80]. При повышении температуры вязкость битума, содержащегося в асфальтобетоне, понижается, связи между минеральными частицами ослабевают, что влечет за собой уменьшение прочности.

При понижении температуры происходит обратное: вязкость битума, а с нею и прочность повышаются. Изменение прочности, связанное с изменением температуры, происходит в достаточно широких пределах. Такие изменения прочности, естественно, ухудшают условия работы асфальтобетонных покрытий. С изменением показателей прочности изменяется и деформационное поведение асфальтобетона. Водостойкость асфальтобетона зависит от плотности и устойчивости адгезионных связей. Вода, как полярная жидкость, хорошо смачивает все минеральные материалы, а это значит, что при длительном контакте с минеральными зернами, обработанными битумом, возможна диффузия воды под битумную плёнку. Кроме того, вола проникает в микродефекты структуры асфальтобетона, что приводит к адсорбционному понижению прочности материала за счёт снижения поверхностной энергии стенок трещин и ослаблению структурных связен у вершины трещины по мере ее развития. Особенно разрушительно вода действует при попеременном замораживании и оттаивании. Вода, проникая в поры материала, способствует отслаиванию битумных пленок, что приводит к ослаблению структурных связей в асфальтобетоне. Расклинивающий эффект от действия воды при замерзании усиливает этот процесс. Как известно, битумные плёнки значительно изменяют свои свойства с понижением температуры - они становятся хрупкими, а вода увеличивается в объёме при замерзании, вызывает большие напряжения в стенках пор, способные привести к возникновению микротрещин. Эти микротрещины при оттаивании заполняются водой и в дальнейшем могут развиваться, чему способствует проникающая в них вода. Таким образом, асфальтобетон, в том числе щебеночно-мастичный, при

одновременном действии воды и пониженных температур находится в наиболее неблагоприятных условиях.

Показатели прочности и водоустойчивости асфальтобетона в значительной степени зависят от свойств применяемых минеральных материалов.

Увеличение водо- и морозостойкости в условиях Центрально-Черноземного региона имеет большое значение, так как в осенне-зимний и весенний периоды наблюдаются многократные колебания положительных и отрицательных температур при интенсивном выпадении осадков.

Срок службы асфальтобетона - долговечность - определяется не только сдвигоустойчивостью в летнее время и температурной трещиностойкостью зимой, но и достаточной прочностью на изгиб в весенний период. Прочность будет считаться достаточной в том случае, если напряжение в асфальтобетоне, вызываемое внешней нагрузкой, не будет превышать допускаемое.

Весной, когда подстилающие грунты приобретают наибольшую влажность, прогибы от транспортных нагрузок могут привести к разрушению покрытия, если прочность асфальтобетона будет недостаточной. Причем прогибы происходят не единичные, а многократные и неритмичные, частота которых зависит от интенсивности движения. Такие многократные прогибы могут вызвать накопление микроразрушений отдельных элементов структуры асфальтобетона - усталостные разрушения, которые достигнув определенного уровня, вызывают образование трещины. Задача заключается в том, чтобы определить предел усталости и допускаемые напряжения на изгиб для разных эксплуатационных условий и разных видов и типов асфальтобетонов.

Усталостные разрушения зависят как от внешних факторов, так и от свойств материала. Если бы асфальтобетон был упругим, то после очередной разгрузки в нем не осталось бы никаких остаточных деформаций. Но так как асфальтобетон является упруго-вязко-пластичным материалом, то его поведение отличается от упругого [81].

Одной из основных причин изменения свойств асфальтобетонов в процессе эксплуатации и снижения его долговечности являются процессы старения,

происходящие в бетоне под действием атмосферных, транспортных, грунтогеологическнх факторов. Под влиянием температуры, кислорода воздуха, солнечной радиации в асфальтобетоне происходят необратимые физико-механические превращения, следствием которых является потеря бетонами на органических, вяжущих деформативной и демфирующей способности, а также коррозионной устойчивости.

Под старением понимается вся совокупность необратимых изменений структуры, физических и механических свойств битума, наблюдающихся при хранении, технологической переработке и эксплуатации [82]. Доминирующей причиной старения битумов, как и других высокомолекулярных веществ, является окисление [83].

Процесс старения ЩМА и асфальтобетон необратим и приводит к отрицательным последствиям: повышается жесткость и снижается упругость асфальтобетона. Это приводит к разрушению битумного слоя. Битум теряет упруго - пластичные свойства, вследствие чего наступает понижение его адгезии к поверхности минеральных составляющих. Этот процесс приводит к понижению водо - и морозостойкости, повышению хрупкости ЩМА и асфальтобетона и в результате - появлению трещин. Интенсивность процесса старения минерально-битумных смесей зависит также от различных технологических факторов, таких как количество крупного щебня, битума, вида каменных материалов, а также добавок.

По A.C. Колбаловскои [34], процессами, вызывающими необратимые изменения состава и свойств битумов, являются: испарение летучих составляющих, происходящее в поверхностном слое битума незначительной толщины и зависящее от содержания легкголетучих компонентов, вязкости битума и температуры; оксиполимеризация компонентов битума, происходящая главным образом на внешней поверхности вяжущего, подвергающейся непосредственному действию света или ультрафиолетовых лучей; поликонденсация, происходящая под влиянием кислорода, и

являющаяся основным процессом, изменяющим состав и структуру битума при старении.

Процессы старения битумов в асфальтобетоне идут по тому же механизму, как и в свободном битуме, хотя имеются и некоторые особенности, обусловленные присутствием минеральных материалов, а в составе ЩМА -волокнистых добавок. Б.Г. Печеный [83, 84] отмечает, что адсорбированные слои по сравнению со свободным битумом имеют одно важное преимущество: молекулы битума в адсорбированных слоях имеют гораздо меньшую подвижность, чем и свободном битуме, что снижает их реакционную способность. Это проявляется в том, что смесь битума с минеральным наполнителем при повышенном содержании минерального порошка (например, при изготовлении литых асфальтов) перемешивают при весьма высоких температурах, достигающих 227°С, при этом не наблюдается значительного окисления битумов, что обусловлено тем, что в таких смесях он в основном находится в адсорбированном состоянии на поверхности минерального порошка, удельная поверхность которого гораздо выше, чем в обычных битумоминеральных композициях. Увеличение срока службы асфальтобетонного покрытия можно достигнуть продлением индукционного периода цепных реакций, протекающих и битуме [34]. Это достигается подбором минеральных материалов, замедляющих процессы окисления, и впадением в битум ингибиторов. Так, в асфальтобетоне на минеральных компонентах из плотного известняка (щебень, высевки, порошок) вязкость битума за счет окисления увеличивается незначительно, поскольку реакционно-способные составляющие битума химически взаимодействуют с подложкой [85].

Некоторые исследователи [86, 87] отмечают, что атмосферные факторы являются одной из основных причин возникновения деформации на автомобильных дорогах с течением времени. Исследованию влияния кислорода, воды и температурных факторов на старение битумоминеральных материалов посвящены работы многих ученых. Многочисленными

экспериментами было подтверждено, что в начальный период наблюдается повышение физико-механических свойств асфальтобетонов в результате увеличения когезии, вязкости битума и формирования структуры битумоминерального материала под воздействием движения и погоды.

Однако интенсивное старение битума начинается уже на стадии приготовления смеси в процессе объединения битума с волокнами и минеральными материалами, разогретыми до высоких технологических температур.

В работе [88, 89] показано, что минеральные материалы из кварцитопесчаника замедляют интенсивность старения битума по сравнению с графитами. Поэтому для исследований представляло интерес изучение процесса старения битума при взаимодействии с волокнистой добавкой П-2.

Старение, как и другие процессы, протекающие в битумах, сопровождается структурными превращениями, основанными на изменении химической природы битума. В соответствии с этим, старение, по мнению [34], можно исследовать непосредственно, определяя скорость взаимодействия битума с кислородом, или изучить его по изменению любого свойства, лишь бы оно изменялось достаточно заметно.

В условиях искусственного старения процессы протекают не только быстрее, но и качественно иначе, чем в природных условиях; так как отдельные реакции сложного физико-химического процесса, обусловливающее старение, неодинаково активируются повышением температуры [90]. Поэтому результаты, полученные по искусственному старению, имеют условное значение и могут не пользоваться лишь для сравнительной оценки.

В процессе эксплуатации дорожные покрытия, кроме транспортных нагрузок подвергаются воздействию погодно-климатических факторов, оказывающих существенное влияние на их долговечность; температура, скорость ее изменения, солнечная радиация, ветер, атмосферные осадки, влажность воздуха, попеременное увлажнение и высушивание, замораживание и оттаивание [91], Известно, что если напряжение, возникающее и дорожном

покрытии от движущегося транспорта, не превышает его несущей способности, то долговечность зависит от вышеуказанных факторов.

1.4. Выводы по первой главе

1. На основе анализа литературных данных, приведенных в данной главе можно сделать вывод о малой степени изученности циклического воздействия на ЩМА, а также его долговечности в условиях циклического воздействия.

2. Как показывает опыт применения органоминеральных смесей: для устройства покрытий автомобильных дорог, именно щебеночно-мастичный асфальтобетон имеет значительные целесообразные экономические и технические преимущества по сравнению с обычными смесями для дорожных покрытий, объединяя комфорт движения и долговечность.

3. Анализ современного состояния технологии производства шлаковых асфальтобетонов позволил определить следующие цель и задачи диссертационной работы: разработка технологии производства щебеночно-мастичного асфальтобетона на основе шлаковых заполнителей.

Для повышения плотности асфальтобетонов на пористых шлаковых заполнителях необходимо:

- применение методов математического планирования для подбора составов;

- применить интенсивные раздельные технологии, обеспечивающие ускорение технологического процесса;

- исследовать долговечность асфальтобетонного покрытия на основе шлаковых заполнителях;

Заключение диссертации по теме «Строительные материалы и изделия», Прозорова, Людмила Аркадиевна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Приняты основные структурообразующие факторы (соотношение битума к целлюлозной добавке, содержание шлакового заполнителя и гранитного отсева), с помощью которых запроектированы составы асфальтобетонных смесей и испытаны, как на статические, так и на циклические нагрузки.

2. Разработаны математические методы планирования эксперимента на ПФП и ОЦКП. Полученные уравнения регрессии для физико-механических и деформативных свойств щебеночно-мастичного асфальтобетона на шлаковых заполнителях позволили определить их зависимость от содержания битума, наполнителя и заполнителя в составе смеси.

3. Экспериментальные исследования физико - механических свойств асфальтобетона принятого состава подтвердили возможность применения полиструктурной теории композиционных материалов для исследования структурообразующих факторов асфальтобетонов.

4. Экспериментально подтверждено влияние структурообразующих факторов асфальтобетонных смесей на циклическую долговечность асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог.

5. Разработана методика прогнозирования долговечности щебеночно-мастичного асфальтобетона на шлаковых заполнителях, отличающаяся имитацией условий работы дорожного покрытия в течение года.

6. По результатам длительных испытаний произведено прогнозирование долговечности по потере массы, прочности и снижению коэффициента химической стойкости для щебеночно-мастичного асфальтобетона на шлаковых заполнителях. Прогнозируемый срок службы в обоих случаях составил не менее 10 лет.

7. Выполненный расчет по допускаемому упругому прогибу и по напряжениям, возникающим в монолитных слоях при прогибе под действием повторных кратковременных нагрузок, с учетом перспективной интенсивности движения, толщины слоев дорожной одежды 4 см показал возможность применения в качестве заполнителя металлургического шлака без снижения его несущей способности.

8. Проведена оптимизация соотношений компонентов щебеночно-мастичных асфальтобетонов на шлаковых заполнителях с помощью уравнений регрессии, полученных в результате математического планирования эксперимента на ОЦКП.

9. Разработанные составы щебеночно-мастичного асфальтобетона были внедрены при капитальном ремонте проспекта Победы в г.Липецке. Общая площадь покрытия составила 24 тыс. м2. Экономический эффект за счет снижения толщины верхнего слоя покрытия и стоимости материалов с учетом приведенных затрат составил 540 ООО руб. или 22,5 р./1 кв. м.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Прозорова, Людмила Аркадиевна, 2011 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Иваньски М., Урьев Н. Б. Асфальтобетон как композиционный материал (с нанодисперсными и полимерными компонентами). М. : Техполиграфцентр, 2007. 668 с.

2. Алхимова Н. Задача первостепенного значения // Автомобильные дороги. 2006. № 11. С. 8-11.

3. Рыбьев И. А., Жданов А. А. Создание строительных материалов с заданными свойствами // Изв. вузов. Стр-во. 2003. № 3. С. 45-48.

4. Ковалев Я. Н. Активационные технологии дорожных композиционных материалов (научно-практические основы). Минск : Беларуская Энцыклапедия, 2002. 334 с.

5. Котлярский Э. В. Формирование структуры и свойств асфальтобетона в процессе уплотнения : автореф. дис. ... канд. техн. наук. М„ 1990.26 с.

6. Разработка принципиальной концепции единой общей методической основы испытаний дорожно-строительных материалов и конструкций на примере асфальтобетонных смесей, асфальтобетона и асфальтобетонных конструкций дорожной одежды / Ю. Э. Васильев [и др.] // Методы и средства повышения надежности материалов и сооружений на автодорогах с учетом транспортных воздействий. М. : МАДИ, 1996. С. 187-194.

7. Гегелия Д. И. Закономерности изменения некоторых расчетных параметров асфальтобетонов при длительном воздействии воды и знакопеременных температур // Сборник научных трудов СоюзДорНИИ. Балашиха : Высш. шк., 1981. № 100. С. 113-121.

8. Рыбьев И. А Строительные материалы на основе вяжущих веществ. М. : Высш. шк., 1987.307 с.

9. Панина J1. Г. К вопросу об однородности структуры конгломератов из битумоминеральных смесей // Пути экономии материальных и

энергетических ресурсов при ремонте и реконструкции автомобильных дорог : сб. науч. тр. М. : ЦБНТИ МинАвтоДора РСФСР, 1989. Вып. 1. С. 11-20.

Ю. Королев В. И. Принципы направленного структурообразования асфальтобетона // Управление структурообразованием, структурой и свойствами дорожных бетонов : тез. докл. Всесоюз. конф. Харьков : Изд-во ХАДИ, 1983. С. 8-9.

11. Дорожно-строительные материалы / И. М. Грушко [и др.]. М. : Транспорт, 1983. 383 с.

12. Лукашевич В. Н. Исследование процессов структурообразования асфальтобетонных смесей, приготовленных с использованием двухстадийной технологии // Изв. вузов. Стр-во. 2000. № 3. С. 25-31.

13. Соколов Ю. В. Предложения по оптимизации состава дорожных асфальтобетонов. Омск : Изд-во СибАДИ, 1981. 33 с.

14. Соломатов В. И. Элементы общей теории композиционных материалов // Изв. вузов. Стр-во и архитектура. 1983. № 8. С. 61-70.

15. Соломатов В. И. Кластеры в структуре и технологии композиционных строительных материалов // Изв. вузов. Стр-во и архитектура. 1983. № 4. С. 56-60.

16. Патуроев В. В. Полимербетоны. М. : Стройиздат, 1987. 286 с.

17. Хозин В. Г. Усиление эпоксидных полимеров. Казань : ПИК «Дом печати», 2004. 446 с.

18. Анионоактивные битумные эмульсии для дорожных покрытий / В. Г. Хозин [и др.]. Казань : КГасу, 2007. С. 210-216.

19. Ворожейкин В. Как ниточка с иголочкой связаны свойства асфальтобетоны и структура битумной пленки // Автомобильные дороги. 2003. № 7. С. 18-20.

20. Торелышева Л. А Теоретические аспекты взаимодействия различных порошкообразных материалов с органическими вяжущими // Пути экономии материальных и энергетических ресурсов при ремонте и

реконструкции автомобильных дорог. М. : НПО РосДорНИИ, 1989. Вып. 1.С. 29-35.

21. Лысихина А. И. О стабильности битумов и взаимодействии их с минеральными материалами. М. : Дориздат, 1952. 175 с.

22. Урьев Н. Б Высококонцентрированные дисперсные системы. М. : Химия, 1980.319 с.

23. Смирнов В. М Структура и механические свойства асфальтового бетона// Труды ХАДИ. Харьков, 1954. Вып. 1. С. 59-68.

24. Борщ И. М., Терлецкая Л. С. Минеральные порошки для асфальтовых материалов // Труды ХАДИ. Харьков, 1961. Вып. 26. С. 29-33.

25. Ребиндер П. А., Михайлов Н. В. Научные основы технологии производства новых строительных материалов // Вестн. АН СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1961. № 10. С. 70-77.

26. Торелышев Н. В. Эксплуатационные свойства асфальтобетона // Тез. докл. меж. гос. ассоц. исслед. асфальтобетона. М. : МАДИ, 2000. С. 13-15.

27. Котлярский Э. В., Финашин В. Н., Урьев Н. Б. Контактные взаимодействия при формировании асфальтобетонных смесей в процессе уплотнения // Повышение качества строительства асфальтобетонных и черных покрытий : сб. тр. М. : СоюзДорНИИ, 1987. С. 46-49.

28. Торелышев Н. В Асфальтобетон и другие битумоминеральные материалы. Можайск : Терра, 1995. 176 с.

29. Гегель В. Я. Управляемый контроль качества асфальтобетона на основе квалиметрии и радиометрии // Управление структурообразованием, структурой и свойствами дорожных бетонов : тез. докл. Всесоюз. конф. Харьков : Изд-во ХАДИ, 1983. С. 67-68.

30. Гезенцвей Л. Б. Асфальтовый бетон . М. : Стройиздат, 1964. 444 с.

31. Ладыгин Б. И., Яцевиц И. К., Вдовиченко С. Л. Прочность и

долговечность асфальтобетона. Минск : Наука и техника, 1972. С. 8993.

32. Золотарев В. А. О вкладе составляющих асфальтобетона в его прочность // Повышение эффективности использования материалов при строительстве асфальтобетонных и черных покрытий. М. : СоюзДорНИИ, 1989. С. 78-84.

33. Горелышев Н. В., Быстров Н. В. Новые принципы стандартизации асфальтобетона // Методы и средства повышения надежности материалов и сооружений на автодорогах с учетом транспортных воздействий : сб. тр. М. : МАДИ (ГТУ), 1996. С, 155-156.

34. Колбановская А. С., Михайлов В. В. Дорожные битумы. М. : Транспорт, 1973. 261 с.

35. Руденская И. М., Руденский А. В. Органические вяжущие для дорожного строительства. М. : Транспорт, 1984. 229 с.

36. Кучма М. И. Поверхностно-активные вещества в дорожном строительстве. М.: Транспорт, 1980. 191 с.

37. Bensi Н. А., Jones А. С. An infrared study of water-silicagel system // J.

, Phys. Chem.. 1959. T. 63, № 2. P. 179-182.

38. Ребиндер П. А. Вступительное слово // Материалы работ симпоз. по структуре и структурообразованию в асфальтобетоне. Балашиха : Изд-во Союздорнии, 1968. С. 5-9.

39. Дорожный асфальтобетон / JI. Б. Гезенцвей [и др.]. М. : Транспорт, 1985.350 с.

40. Котлярский Э. В. Влияние количества высоко дисперсного наполнителя и вязкости битума на структурно-механические свойства асфальтобетона // Методы и средства повышения надежности материалов и сооружений на автомобильных дорогах : сб. науч. тр. МАДИ. М. : МАДИ, 2000. С. 86-95.

41. Superpave performance Graded Asphalt Binder Specification and Testing.

Asphalt Institute Superpave Sepies . 1997. № 1. 84 p.

42. Волков M. И., Борщ И. M. Исследования минеральных порошков для асфальтовых бетонов // Труды ХАДИ. Харьков, 1956. № 18. С. 10-23.

43. Горелышев Н. В. Взаимодействие битума и минерального порошка в асфальтовом бетоне // Труды ХАДИ. Харьков, 1955. № 16. С. 10-12.

44. Дорожно-строительные материалы / И. М. Грушко [и др.]. М. : Транспорт, 1991. 357 с.

45. Гохман JI. М. О роли органических вяжущих материалов в обеспечении работоспособности асфальтобетона // Автомобильные дороги. 1987. №3. С. 19-20.

46. Ребиндер П. А. Физико-химическия механика дисперсных структур // Сборник статей АН СССР. М. : Наука, 1966. С. 3-16.

47. Ребиндер П. А. Поверхностно-активные вещества. М. : Знание, 1961. 46 с.

48. Гезенцвей JI. Б. Асфальтовый бетон из активированных минеральных материалов. М. : Стройиздат, 1971. 255 с.

49. Лысихина А. И. Поверхностно-активные добавки для повышения водоустойчивости дорожных покрытий с применением битумов и дегтей. М. : Автотрансиздат, 1959. 232 с.

50. Колбановская А. С. О подборе поверхностно-активных добавок, улучшающих сцепление битума с минеральными материалами // Автомобильные дороги. 1958. № 7. С. 14-15.

51. Амбро Р. А. Об исследовании влияния химических добавок на сцепление битума с каменными материалами // Труды Таллиннского политехнического института. Таллин : Эстонгосиздат, 1956. № 69. С. 74-77.

52. Органические вяжущие для дорожного строительства : учеб. пособие для вузов по специальности «Автомобильные дороги и аэродромы» / С. К. Илиополов [и др.]. М.: Изд-во Юг, 2003. 428 с.

53. Колбановская А. С. Метод красителей для определения сцепления

битума с минеральными материалами. М. : Автотрансиздат, 1959. 63 с.

54. Броницкий Е. И., Гуменюк Ю. А., Комиков А. В. Использование щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси при капитальном ремонте участков автомобильной дороги Москва-Санкт-Петербург (км 29-км 62, км 72-км 85) // Новости в дорожном деле : науч.-техн. информ. сб. М. : Информавтодор, 2003. Вып. 1. С. 22-32.

55. Стебаков А. П., Кирюхин Г. Н., Гопин О. Б. Щебеночно-мастичный асфальтобетон - будущее дорожных покрытий // Строительная техника и технологии. 2002. № 3. С. 25-29.

56. ГОСТ 31015. Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичный. Техн. условия / ГУЛ ЦПП. М. : Госстрой России, 2003. 21 с.

57. ГОСТ 12801. Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний / ГУП ЦПП. М. : Госстрой России, 1999. 36 с.

58. Иваньски М., Урьев Н. Б. Исследование процессов старения ЩМА // Наука и техника в дорожной отрасли. 2002. № 4. С. 26-29.

59. Кирюхин Г. Н. Контроль плотности покрытия из щебеночно-мастичных асфальтобетонов // Наука и техника в дорожной отрасли. 2005. № 1.С. 15-17.

60. Королев И. В., Ларина Т. А. Старение и свойства граничных слоев битума на минеральном зерне // Асфальтобетонные и черные облегченные покрытия автомобильных дорог : Всерос. совещание дорожников. М. : СоюзДорНИИ, 1981. С. 38-40.

61. GroBhans D., Pohlmann Р., Reuter H-R. Ursachen fur Verformungen in Asphaltbefestigungen mit Splittmastixasphaltdeckschichten am Beipiel des Autobahnnetyes in Brandenburg // Bitumen. 1998. № 2. S. 50-59.

62. Schumaher Gunter, Bullinger Ludvig, Lehdrich Jürgen Splittmastixasphalt mint Zusats von synthetischen Fasern // Bitumen. 2002. № 4. S. 157-158.

63. Ларина Т. А Влияние температурного фактора на технологические процессы и долговечность асфальтобетонных покрытий // Доркомстрой. 2005. № 5. С. 77-80.

64. Методические рекомендации по устройству верхних слоев дорожных покрытий из щебеночно-мастичного асфальтобетоны (ЩМА). М. : ФГУП «СоюзДорНИИ», 2002,36с.

65. Raillat P., Chong G. Utilisation destibresde verre en technique contiere // Roufes et acrodr. 1998. № 768. S. 112-124.

66. Заявка на изобретение № 2002113710/03 Рос. Федерация, МПК7 С 08 L 95/00. Стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичного асфальтобетона ; заявл. 20.04.2004 ; опубл. 27.01.2004.

67. Пат. 2222559 Рос. Федерация, МПК7 С 08 L 95/00. Стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичного асфальтобетона. №2002113710/03 заявл. 28.05.2002 ; опубл. 27.01.2004. Бюл. № 200614. 3 с.

68. Заявка на изобретение № 2004111937/03 Рос. Федерация, МПК7 С 04 В 26/26. Гранулированный стабилизатор для щебеночно-мастичного асфальтобетона ; заявл. 19.04.2004 ; опубл. 20.10.2005.

69. Заявка на изобретение № 2004108553/03 Рос. Федерация, МПК7 С 04 В 26/26. Способ получения стабилизирующей добавки для пластичных масс, например, для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси ; заявл. 22.03.2004 ; опубл. 10.10.2005.

70. Заявка на изобретение № 2006142423 Рос. Федерация, МПК7 С 08 L 95/00, С 04 В 26/26. Стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси и способ ее получения ; заявл. 03.02.2003 ; опубл. 24.11.2006.

71. Заявка на изобретение № 2006142424 Рос. Федерация, МПК7 С 04 В 26/26. Способ армирования асфальтобетонной смеси ; заявл. 03.02.2003 ; опубл. 24.11.2006.

72. Ульмгрен Н., Дымов С. Зарубежный опыт применения щебеночно-

мастичных асфальтобетонных смесей (на примере шведского концерна ЖХ) // Материалы и конструкции. Дорожная техника. 2003. №2. С. 22-31.

73. Смирнов Н.В. Опыт применения композиционных вяжущих БИТРЭК в дорожных асфальтобетонах // Дороги России XXI века. 2004. №2. С. 92-96.

74. Илиополов С. К., Мардиросова И. В. Эффективный модификатор-стабилизатор для щебеночно-мастичных смесей // Автомобильные дороги. 2005. № 3. С. 19-22.

75. Пат. 2266934 Рос. Федеращия, МПК7 С 04 Ь 95/00. Резиносодержащий полимерный модификатор битума. № 2004124006/04 ; заявл. 05.08.2004 ; опубл. 27.12.2005.

76. Пат. 2272795 Рос. Федерация, МПК7 С 04 В 26/26. Полимерно-армирующий гранулированный стабилизатор для щебеночно-мастичного асфальтобетона. № 2004124279/03 ; заявл. 09.08.2004 ; опубл. 27.03.2006.

77. Рекомендации по применению полимерно-дисперсного армирования асфальтобетонов с использованием резинового термоэластопласта (РТЭП). М. : Росавтодор, 2006. 22 с.

78. Пат. 2192400 Рос. Федерация, МПК7 С 04 В 26/26, С 04 В 111:20, С 08 Ь 95/00. Битумопесчаная мастика для тонких слоев покрытий. № 2001111485/03 ; заявл. 25.04.2001 ; опубл. 10.11.2002.

79. Золотарев В. А. Долговечность дорожных асфальтобетонов. Харьков : Высш. шк., 1997. 116 с.

80. Печеный Б. Г. Долговечность битумных и битумоминеральных покрытий. М. : Стройиздат, 1981. 123 с.

81. Дорожный асфальтобетон / Л. Б. Гезенцвей [и др.]. М. : Транспорт, 1985.350 с.

82. Кирюхин Г. Н. Обоснование нового метода ускоренной оценки склонности асфальтобетона к старению // ТР. СоюзДорНИИ. М. :

Изд-во СоюзДорНИИ, 1994. С. 65-75.

83. Печеный Б. Г., Железко Е. П. Об изменении состава и свойств битумов в процессе старения при различных температурах // Нефтепереработка и нефтехимия. 1975. № 8. С. 10-13.

84. Печеный Б. Г. Битумы и битумные композиции. М. : Нефтехимия, 1990. 256 с.

85. Подольский В. П., Расстегаева Г. А. Армированный асфальтобетон с применением активных минеральных отходов и побочных отходов промышленности // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2000. № 9. С. 10-11.

86. Ладыгин Б. И., Яцкевич И. К. Прочность и долговечность асфальтобетона. Минск : Наука и техника, 1972. 288 с.

87. Худякова Т. С. Влияние минерального материала на адгезионную прочность битумо-минеральных смесей // Химия и технология топлив и масел. 1990. № 12. С. 28-29.

88. Ядыкина В. В. Повышение качества асфальто- и цементобетона из техногенного сырья с учетом состояния его поверхности : дис. ... д-ра техн. наук. Белгород, 2004. 394 с.

89. Кузнецов Д. А. Асфальтобетон с использованием минеральных материалов их кварцитопесчаника : автореф. дис. ... канд. техн. наук. Белгород, 2003. 23 с.

90. Пособие по строительству асфальтобетонных покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов (к СНиП 3.06.03-85 и СНиП 3.06.06-88). М. : СоюзДорНИИ, 1991. 162 с.

91. Соколов Б. Ф., Маслов С. М. Моделирование эксплуатационно -климатических воздействий на асфальтобетон. Воронеж : Изд-во ВГУ, 1987. 104 с.

92. ГОСТ 3344. Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства. Технические условия. М. : Госстрой России, ГУП ЦПП, 1983. 9 с.

93. Любарский В. М Осадки природных вод и методы их обработки. М. :

Стройиздат, 1980. 218 с.

94. ГОСТ 9128. Смеси асфальтобетонные дорожные и аэродромные и асфальтобетон. Технические условия / ГУП Ц1111. М. : Госстрой России, 2009. 15 с.

95. Резванцев В. И., Еремин А. В. Шлаковые асфальтобетонные покрытия: эксплуатационно-прочностные свойства. Воронеж : ВГУ, 2002. 160 с.

96. Александров С. Е., Васильева Г. М. Шлаковая пемза - эффективный строительный материал. Воронеж : ЦЧО, 1974. 89 с.

97. Кузнецова Т. В., Кудряшов И. В., Тимашев В. В. Физическая химия вяжущих материалов. М. : Высш. шк., 1989. 383 с.

98. Расстегаева Г. А. Активные и активированные минеральные порошки из отходов промышленности. Воронеж : ВГУ, 2002. 192 с.

99. ГОСТ 5578. Щебень и песок из шлаков черной и цветной металлургии для бетонов. Технические условия / ГУП ЦПП. М. : Госстрой России, 1994. 7 с.

100. ГОСТ 8269.1 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний / ГУП ЦПП. М. : Госстрой России, 1997.43 с.

101. Рыбьев И. А. Строительное материаловедение. М. : Высш. шк., 2002. 701 с.

102. Комар А. Г. Строительные материалы и изделия. М. : Высш. шк., 1988. 527 с.

103. ГОСТ 31015. Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно-мастичный. Технические условия / ГУП ЦПП. М. : Госстрой России, 2003.21 с.

104. ГОСТ 8269.1 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний / ГУП ЦПП. М. : Госстрой России,

1997.43 с.

105. ГОСТ 22245. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия / ГУП ЦПП. М. : Госстрой России, 1990. 8 с.

106. ГОСТ 11501. Битумы нефтяные. Метод определения глубины проникания иглы / ГУП ЦПП. М. : Госстрой России, 1978. 5 с.

107. ГОСТ 11505 Битумы нефтяные. Метод определения растяжимости / ГУП ЦПП. М. : Госстрой России, 1975. 3 с.

108. ГОСТ 11506. Битумы нефтяные. Метод определения температуры размягчения по кольцу и шару / ГУП ЦПП. М. : Госстрой России, 1973.4 с.

109. СТБ 1033-2004. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия. М. : Госстрой России, 2004. 14 с.

110. ГОСТ 22688. Известь строительная. Методы испытаний. М. : Госстрой России, 1977. 11 с.

111. ГОСТ 12784. Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Методы испытаний. М. : Госстрой России, 1978. 17 с.

112. Water Treatment Plant Design. American Society of Civil Engineers. American Water Works Association. McGrow-Hill Publishing Company, 1990.330 p.

113. ГОСТ 8735. Песок для строительных работ. Методы испытаний. М. : Госстрой России, 1988. 28 с.

114. ГОСТ 12801. Материалы на основе органических вяжущих для дорожного строительства. Методы испытаний. М. : Госстрой России, 1998.38 с.

115. Носов Е. А. Технология приготовления и применения активных и активированных фусами минеральных порошков в дорожном строительстве : автореф. дис. ... канд. техн. наук. Воронеж, 2001. 18 с.

116. СНиП 2.05.02. Автомобильные дороги. М. : Госстрой России, 1985.

71 с.

117. ГОСТ 25881. Бетоны химически стойкие. Методы испытаний. М. : Госстрой России, 1983. 6 с.

118. Казарновская Э. А. К вопросу о характеристиках прочности асфальтобетона // Доклады и сообщения на научно-техническом совещании по строительству автомобильных дорог. М. : 1969. С. 289299.

119. Рыбьев И. А. Асфальтовые бетоны. М.: Высш. шк., 1969. 396 с.

120. Гезенцвей JI. Б., Юрашунас Т. К. Асфальтовый бетон из гравийных // Автомобильные дороги. 1968. № 4. С. 22-24.

121. Голованова JL В. Экспериментальные исследования, уточнение и развитие некоторых положений теории асфальтового бетона, применяемого в строительстве : автореф. дис. ... канд. техн. наук. М., 1969. 22 с.

122. Горелышев Н. В. Принципы структурообразования асфальтобетона // Труды СоюздорНИИ. М. : Транспорт, 1969. Вып. 7. С. 39-53.

123. Горелышев Н. В. Рациональная структура асфальтобетона и её влияние на работоспособность дорожных покрытий // Доклады и сообщения на научно-техническом совещании по строительству автомобильных дорог. М. : Изд-во СоюздорНИИ, 1963. С. 8-10.

124. Горелышев Н. В., Пантелеев Ф. Н. О пластичности дорожного асфальтового бетона // Труды МАДИ. М. : Дориздат, 1953. Вып. 15. С. 138-152.

125. Келли А. Высокопрочные материалы. М. : Мир, 1976. 26 с.

126. Рыбьев И. А. Технология гидроизоляционных материалов. М. : Высш. шк., 1991.286 с.

127. Носов С. В. Планирование эксперимента. Липецк : ЛГТУ, 2003. 85 с.

128. Соломатов В. И. Полиструктурная теория искусственных строительных конгломератов // Новые композиционные материалы в строительстве. Саратов, 1981. С. 36-42.

129. Гоглидзе В. M. Разработка основных положений создания сдвигоустойчивых и износостойких полужестких дорожных покрытий для условий горного рельефа и жаркого климата : дис.... д-ра техн. наук. М., 1980. 375 с.

130. Акулич А. В. Структура и свойства дисперсно-армированных асфальтобетонов : дис.,... канд. техн. наук. М., 1987. 169 с.

131. Задорожний Д. В Устройство защитных слоев дорожных покрытий из щебеночно-мастичного асфальтобетона, модифицированного комплексной добавкой : дис. ... канд. техн. наук. Ростов н/Д, 2004. 169 с.

132. Руденский А. В., Калашникова Т. Н. О зависимости прочностных показателей асфальтобетона при различных режимах нагружения // Труды ГипродорНИИ. 1973. Вып. 12. С. 72-76.

133. Руденский А. В. Исследования усталости асфальтобетона // Труды ГипродорНИИ. 1973. Вып. 7. С. 8-13.

134. Горелышева JI. А., Штромберг А. А. Требования усталостной долговечности асфальтобетона // Ассоциация исследователей асфальтобетона. Ежегодная научная сессия : сб. ст. и докл. М. : Изд-во МАДИ, 2009. С. 149-151.

135. Чистяков Е. Г. Разработка методов повышения эксплуатационно-прочностных характеристик автомобильных дорог с учетом циклического воздействия нагрузок : дис. ... канд. техн. наук. Липецк, 2009. 155 с.

136. Штефан Ю. В. Разработка технологий для улучшения физико-механических свойств шлаковых асфальтобетонов : дис. ... канд. техн. наук. Липецк, 2005. 184 с.

137. Иваньски М. Влияние вида минерального материала на свойства асфальтобетона // Наука и техника в дорожной отрасли. 2003. № 2. С. 35-37.

138. Немчинов М. В. Сцепные качества автомобильных дорог и опасность

дорожного движения. М. : Транспорт, 1985. 230 с.

139. Немчинов М. В. Применение в ЩМА щебня из шлаков сталелитейного производства // Наука и техника в дорожной отрасли. 2007. № 1.С. 20-23.

140. Заворицкий В. И. Справочник по проектированию дорожных одежд. Киев : Буд1вельник, 1983. 104 с.

141. Тельфер Г. А. Строительство и эксплуатация городских дорог. М. : Стройиздат, 1989. 272 с.