Способ армирования асфальтобетонной смеси

Способ армирования асфальтобетонной смеси

Реферат

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов, а именно к области армирования асфальтобетонных покрытий, и может быть использовано для строительства автодорог, аэродромов и др.

Известен способ армирования дорожного асфальтобетона с использованием хризотил-асбеста (Патент РФ №2135426, 1999 г.).

Недостатками такого метода является то, что увеличивается расход битума. Кроме того, асбест токсичен и загрязняет окружающую среду.

Известен способ армирования асфальтобетонной смеси путем введения в асфальтобетонную смесь во время ее перемешивания органических полимерных волокон в горячем виде сразу после их формирования из расплава (Армирование асфальтобетонных покрытий при строительстве и реконструкции дорожных одежд. Автомобильные дороги, ОИ ЦБНТИ Минавтодора РСФСР, М., 1990, вып.5, стр.24-26).

Недостатками известного способа является то, что необходим нагрев органических полимерных волокон, что повышает энергозатраты и приводит также к испарению вредных веществ в окружающую среду.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ армирования асфальтобетонных смесей путем введения в ее состав древесных волокон, полученных из древесной крошки путем сушки ее в восходящем потоке воздуха с температурой 120°С и последующей распушки в мельнице с ситообразными лопастями, причем перед подачей в смеситель древесные волокна просасывают через фильеры вентилятором, при этом в смеситель сначала подают для их перемешивания минеральный порошок, битум и поверхностно-активное вещество, а затем в процессе перемешивания подают древесные волокна, щебень и песок (Патент РФ №2262491, МКЛ С04В 26/26, 2005 г.).

Недостатком данного способа является неоднородное распределение древесных волокон в смеси и высокая вероятность обгорания древесных волокон при свободном его попадании в смеситель на перегретый инертный материал, что отражается на физико-механических свойствах асфальтобетонной смеси.

Задачей настоящего изобретения является создание способа армирования асфальтобетонной смеси с достаточно высокими свойствами с использованием доступного экологически чистого сырья, в достаточных количествах имеющегося в России.

Поставленная задача решается так, что в способе армирования асфальтобетонной смеси путем введения в ее состав предварительно подготовленного целлюлозосодержащего материала в качестве целлюлозосодержащего материала берут льняную солому, причем предварительную подготовку ее ведут до получения полуцеллюлозы и смешивают с битумом при соотношении полуцеллюлоза:битум как (1-3):(1-2) соответственно, затем гранулируют и вводят в разогретую асфальтобетонную смесь в процессе смешения ее компонентов.

В варианте выполнения способа в смесь полуцеллюлоза-битум дополнительно вводят Неозон Д при соотношении, мас.%:

Смесь полуцеллюлоза-битум	95-99
Неозон Д	остальное

Асфальтобетонную смесь получают смешением битума, щебня, песка, минерального порошка и берут для армирования согласно ГОСТ 31015-2002.

В качестве целлюлозосодержащего материала берут льняную солому: лен-межеумок, лен-долгунец, лен-кудряш.

Полуцеллюлозу (ПЦ) получают путем замачивания льняной соломы в бучильном чане с рубашкой и мешалкой в водном растворе щелочи NaOH 1,5-3,0% концентрации с добавлением поверхностно-активного вещества (ПАВ) - 0,5-1%. Замочку ведут в течение 15-60 минут при Т=100°С, гидромодуль 1:20. Полученный продукт в виде водяной пульпы подают в термомеханохимический активатор, где обрабатывают в течение 5-12 минут при температуре 100°С. Затем полученную полуцеллюлозу промывают, сушат до влажности 6% и распушают.

В качестве ПАВ берут, например, синтанол АЛМ-10 по ТУ 6-14-864-88.

Битумы берут марок битумы нефтяные дорожные вязкие марок БНД 60/90, БНД 90/130, БН 90/130 по ГОСТ 22245-90, БДУ 70/100 по ТУ 38.1011356-91 и полимерно-битумное вяжущее ПБВ 60.

Полученную полуцеллюлозу смешивают с битумом в экструдере, совмещенном с гранулятором, при соотношении ПЦ:битум как (1-3):(1-2) соответственно (Таблица 1).

В варианте способа в смесь полуцеллюлозы и битума дополнительно вводят реагент Неозон Д при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Смесь полуцеллюлозы с битумом	95-99
Неозон Д	остальное

Неозон Д - товарная форма химического реагента N-фенил-β-нафтиламина (О.Я.Нейланд. Органическая химия. М., «Высшая школа», 1990, стр.415).

Таблица 1
№	Полуцеллюлоза, %	Битум, %	Неозон Д,%
1	60	БН 90/130	-
40
2	50	БДУ 70/100	-
50
3	34	ПБВ 60	-
66
4	75	БН 90/130	-
25
5	35	БНД 90/130	5
60
6	59	БНД 60/90	1
40

Технология получения армированной асфальтобетонной смеси включает в себя смешение разогретой щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси или в процессе приготовления щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси с гранулами смеси полуцеллюлоза-битум (Согласно примеров таблицы 1) в количестве 0,2-0,5% по массе (Таблица 2).

Щебеночно-мастичные асфальтобетонные смеси в зависимости от крупности применяемого щебня подразделяются на виды: ЩМА-20, ЩМА-15, ЩМА-10.

Показатели физико-механических свойств асфальтобетонов по примерам 7-12 представлены в таблице 2.

Таблица 2
№ п/п	Виды смесей ЩМА, %	Гранулы смеси из табл.1, %	Показатели физико-механических свойств
Остаточная пористость, %	Водонасыщение по объему, %	Предел прочности при сжатии при т-ре 20°С, МПа
7	ЩМА-10	№1	2,2	1,3	3,3
99,8	0,2
8	ЩМА-15	№2	1,6	1,3	3,2
99,75	0,25
9	ЩМА-20	№3	1,7	1,1	3,0
99,7	0,3
10	ЩМА-10	№4	1,8	1,7	2,9
99,65	0,35
11	ЩМА-15	№5	1,7	1,6	2,6
99,55	0,45
12	ЩМА-20	№6	1,5	1,6	2,3
99,5	0,5

Как видно из таблицы 2, асфальтобетоны, полученные заявляемым способом армирования щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси, имеют показатели остаточной пористости 1,5-2,2%; показатели водонасыщения - 1,3-1,7%; предел прочности при сжатии при температуре 20°С - 2,3-3,3 МПа, величины, которые соответствуют требованиям ГОСТ 31015-2002, имеют большой срок эксплуатации и получаются с использованием при армировании щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей доступного экологического сырья, имеющегося в достаточном количестве в России.

1. Способ армирования асфальтобетонной смеси путем введения в ее состав предварительно подготовленного целлюлозосодержащего материала, отличающийся тем, что в качестве целлюлозосодержащего материала берут льняную солому, причем предварительную подготовку ее ведут до получения полуцеллюлозы и смешивают с битумом при соотношении полуцеллюлоза:битум, как (1-3):(1-2) соответственно, затем гранулируют и вводят в разогретую асфальтобетонную смесь в процессе смешения ее компонентов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в смесь полуцеллюлозы с битумом дополнительно вводят реагент Неозон Д при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Смесь полуцеллюлозы с битумом	95-99
Неозон Д	остальное