Вяжущее (полимерно-гудроновое вяжущее) для дорожных покрытий

Вяжущее (полимерно-гудроновое вяжущее) для дорожных покрытий

Реферат

Изобретение относится к материалам, используемым при строительстве и ремонте автодорог, а именно к вяжущим материалам для дорожного покрытия.

Известны полимерно-битумные вяжущие материалы (ПБВ) на основе блоксополимеров на основе бутадиена и стирола, которые отвечают всем требованиям, предъявляемым к данным материалам по эластичности, трещиностойкости, деформативности и растяжимости при низких температурах, а также теплостойкости, и на которые имеется ГОСТ Р 52056-2003.

Основным недостатком ПБВ является использование в качестве вяжущего материала битума строго определенного качества, который получают окислением гудрона, за счет чего возрастает стоимость вяжущего и ограничиваются ресурсы для его производства.

Этот недостаток можно отнести ко всем вяжущим материалам на основе битума.

Известно ПБВ для дорожного покрытия, которое содержит, мас.%:

Битум	54,0-88,0
Блоксополимеры бутадиена и стирола	2,0-6,0
Продукт полукоксования углей	10,0-40,0
Гексаметилентетрамин	0,1-2,0 сверх 100

(Пат. РФ №2241724, 2004).

Недостатком известного ПБВ является его достаточно высокая токсичность, обусловленная применением амина и продукта полукоксования углей, ограниченность ресурсов и высокая себестоимость.

Известно также ПБВ для дорожного покрытия, которое содержит смесь из битума, блоксополимера диена и стирола и добавки, причем в качестве битума содержит битум дорожный улучшенный марок БДУ 70/100 или БДУС 70/100, в качестве блоксополимера диена и стирола оно содержит Кратон Д 1101 М, а в качестве добавки - нефтяную фракцию, полученную прямой перегонкой тяжелой малопарафинистой нефти нафтенового основания (Пат. РФ №2260023, 2005).

Недостатком данного ПБВ является крайне ограниченная сырьевая база, так как объемы производства битумов марок БДУ практически уже исчерпаны (они производятся только из остатков переработки ярегской нефти), а марок БДУС - очень невелики и могут удовлетворить потребности лишь небольшого региона России.

Наиболее близким к заявляемому является вяжущее для дорожного покрытия, которое содержит, мас.%:

Битум	44,4-98
Блоксополимеры алкадиена и стирола	0,1-22,3
Масло индустриальное	1,9-33,3

(Пат. РФ №2299228, дата публикации заявки 1997, опубликован 2007).

Недостатком вяжущего по прототипу также является необходимость использования в качестве одного из компонентов более дорогого и более дефицитного продукта - битума марок БНД по ГОСТ 22245-90.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка состава вяжущего для дорожных покрытий, которое бы отвечало всем требованиям по качеству к вяжущим материалам по ГОСТ Р 52056-2003 и в котором битум был бы заменен на более дешевый и доступный материал - гудрон (за счет исключения стадии окисления гудрона при получении битума).

Для решения поставленной задачи предлагается вяжущее для дорожных покрытий, которое включает блоксополимер алкадиена и стирола и масло индустриальное, и отличается тем, что дополнительно содержит гудрон или смесь гудронов с ВУ₅ ⁸⁰=60-160 с, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

гудрон или смесь гудронов с ВУ5 80=60-160 с	83,0-91,3
масло индустриальное	5,0-12,0
блоксополимер алкадиена и стирола	3,5-5,0

Заявляемое вяжущее (далее по тексту ПГВ - полимерно-гудроновое вяжущее) в качестве основного компонента содержит гудрон или смесь гудронов с условной вязкостью при температуре 80°С и с диаметром отверстия 5 мм - ВУ₅ ⁸⁰=60-160 с. Снижение вязкости гудронов ниже 60 с требует повышенного расхода полимера при приготовлении вяжущего, что экономически не рентабельно. Повышение же вязкости используемых гудронов выше 160 с требует значительных расходов как масла, так и полимера, что приводит к невозможности обеспечения всех норм ГОСТ Р 52056-2003.

В качестве пластификатора ПГВ включает масло индустриальное И-40А по ГОСТ 20799-88.

В качестве блоксополимера алкадиена и стирола ПГВ содержит дивинилстирольный термоэластопласт (ДСТ) по ТУ 2294-007-01393697-95.

ПГВ для дорожных покрытий готовят с использованием стандартного оборудования путем смешения компонентов.

Для иллюстрации заявляемого технического решения было приготовлено 4 образца различного состава. Состав образцов приведен в таблице.

В таблицах 2, 3 приведены сопоставительные данные показателей качества разработанных ПГВ соответствующим требованиям ГОСТ Р 52056-2003 к «Вяжущим полимерно-битумным дорожным на основе блоксополимеров типа СБС».

Из данных таблиц следует, что использование в заявленных выше концентрациях и заявленного качества компонентов: гудронов или их смесей с ВУ₅ ⁸⁰=60-160 с, индустриального масла И-40А по ГОСТ 20799-88 и дивинилстирольного термоэластопласта (ДСТ) по ТУ 2294-007-01393697-95 позволяет стабильно производить полимерно-гудроновые вяжущие (ПГВ) для строительства и ремонта автодорог, соответствующие нормам ГОСТ Р 52056-2003 к маркам ПБВ 40, ПБВ 60, ПБВ 90 и ПБВ 130. Замена битума на гудрон приводит к удешевлению вяжущего за счет исключения стадии окисления гудрона при получении битума при сохранении качества дорожных покрытий.

Таблица 1
№ п/п	Наименование компонентов	Содержание компонентов вяжущего (ПГВ), мас.%
1	2	3	4
1	Гудрон ВУ5 80=160 с	91,3	91,0	21,0	19,5
2	Гудрон Ву5 80=60 с	-	-	63,5	63,5
3	Масло И-40А	5,0	5,0	12,0	12,0
4	ДСТ	3,7	4,0	3,5	5,0

Вяжущее для дорожных покрытий, включающее блоксополимер алкадиена и стирола и масло индустриальное, отличающееся тем, что дополнительно содержит гудрон или смесь гудронов с ВУ₅ ⁸⁰=60-160 с при следующем соотношении компонентов, мас.%:

гудрон или смесь гудронов с ВУ5 80=60-160 с	83,0-91,3
масло индустриальное	5,0-12,0
блоксополимер алкадиена и стирола	3,5-5,0