Состав битумной композиции для асфальтобетонных покрытий

Состав битумной композиции для асфальтобетонных покрытий

Реферат

Изобретение относится к области получения битумных композиций, содержащих полимерные добавки и предназначенных для использования в дорожном строительстве.

При строительстве автомобильных дорог широко применяются асфальтобетонные покрытия, одним из основных компонентов которых являются вяжущие - вязкие дорожные битумы, качество которых должно удовлетворять требованиям ГОСТ 22245-90.

Выпускаемые нефтеперерабатывающими заводами дорожные битумы зачастую не соответствуют техническим требованиям по таким показателям, как температура хрупкости, характеризующая морозостойкость битума, и температура размягчения, характеризующая устойчивость битума к действию повышенных температур. Кроме того, битумы и асфальтобетонные покрытия на их основе не обладают эластичностью, хотя известно, что это свойство имеет определяющее значение при эксплуатации дорожного покрытия в условиях многократных динамических нагрузок, особенно при пониженных температурах. Низкая растяжимость битумов при пониженных температурах и отсутствие эластичности являются основными причинами образования трещин в дорожном покрытии [Полимерно-битумные вяжущие материалы на основе СБС для дорожного строительства. - Автомоб. дороги: Обзорн. информ./Информавтодор; вып. 4 - М., 2002, с. 2-4].

С целью улучшения качества битумных композиций и придания им эластичности используют полимерно-битумные вяжущие - составы на основе битумов, содержащие полимерные добавки. В качестве полимерных добавок наибольшее применение нашли термоэластопласты и каучуки, в том числе полибутадиеновые каучуки.

Известен состав битумной композиции для дорожных покрытий [Патент РФ №2238955, МПК C08L 95/00, опубликованный 27.10.2004], включающий битум, жидкий полибутадиеновый каучук и углеводородное масло при соотношении битум:полибутадиеновый каучук:масло от 94:4:2 до 96:3:1. В качестве каучука используют: цис-1,4-полибутадиен с молекулярной массой 200-70000 и содержанием цис-1,4-звеньев от 30 до 75% или 1,2-полибутадиен с молекулярной массой 500-40000 и содержанием 1,2-звеньев от 20 до 70%. Использование данного состава, содержащего жидкий полибутадиеновый каучук, позволяет упростить технологию производства, повысить однородность получаемой композиции и снизить энергозатраты.

Недостатком данной композиции является низкая растяжимость при 25°C и 0°C. Следствием низкой растяжимости битумной композиции при пониженных температурах является возможность образования трещин в дорожном покрытии.

Известен состав полимерно-битумного вяжущего для дорожного строительства на основе дорожного битума [Патент РФ №2405796, МПК C08L 95/00, опубликованный 10.12.2010], включающий блок-сополимер стирола и бутадиена и адгезионную присадку - малеинизированный низкомолекулярный 1,2-полибутадиен в количестве 0,4-0,8% масс. с содержанием связанного малеинового ангидрида 21,5-33,0% масс.

Недостатком данного полимерного-битумного вяжущего (ПБВ) является использование двух полимеров: блок-сополимер стирола и бутадиена и низкомолекулярный малеинизированный 1,2-полибутадиен, что усложняет технологию и удорожает производство ПБВ.

Техническим результатом изобретения является улучшение качества битумной композиции для асфальтобетонных покрытий за счет повышения теплостойкости (повышение температуры размягчения), а также улучшение адгезионных свойств, что приводит к увеличению сцепления битума с минеральным материалом.

Указанный технический результат достигается тем, что в составе битумной композиции, включающей смесь битума и малеинизированного синдиотактического 1,2-полибутадиена, используют синдиотактический малеинизированный 1,2-СПБ при следующем соотношении компонентов, в масс. ч.: битум - 100, малеинизированный 1,2-СПБ - 1-8.

Малеинизированный 1,2-СПБ в составе ПБВ играет роль модификатора комплексного действия, с одной стороны - как адгезионной добавки, а с другой - полимерного модификатора.

Для получения малеинизированного 1,2-полибутадиена использовали синдиотактический 1,2-полибутадиен со среднечисловой молекулярной массой M_n=Т0000-90000, содержанием в макромолекулах звеньев 1,2-полимеризации 80-95 мол. %. Реакцию присоединения малеинового ангидрида с 1,2-СПБ проводили в автоклаве при температуре 190-210°C в течение 8-12 часов, получали полимерные продукты с содержанием малеиновых групп 5-25% масс.

Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Для получения битумной композиции для асфальтобетонных покрытий смешивают битум марки БНД 90/130 и малеинизированный синдиотактический 1,2-полибутадиен с содержанием связанного малеинового ангидрида в количестве 5% масс. в течение 20-30 минут при температуре 120-140°C. Малеинизированный синдиотактический 1,2-полибутадиен в битумную композицию вводят в количестве 1 масс.ч. /100 масс.ч. битума.

Примеры 2-8. Все операции проводили в соответствии с примером 1. Результаты экспериментов приведены в табл. 1.

Из данных табл. 1 следует, что полимерно-битумные композиции, полученные на основе нефтяных дорожных битумов и малеинизированного 1,2-СПБ, полностью удовлетворяют требованиям ГОСТ Р 52056-2003 на полимерно-битумные вяжущие и обладают существенно более высокой теплостойкостью, температура размягчения составляет 78-93°C и улучшаются адгезионные свойства, что приводит к увеличению сцепления битума с минеральным материалом. Кроме того, получаемые битумные композиции характеризуются высокой эластичностью, значения которой на 10-36% превышают показатели, указанные в ГОСТ Р 52056-2003.

Использование предлагаемого изобретения позволяет:

- повысить качество и эксплуатационные свойства битумных композиций;

- повысить адгезионные свойства получаемых на их основе асфальтобетонных покрытий;

- увеличить срок эксплуатации асфальтобетонных покрытий.

Состав битумной композиции для асфальтобетонных покрытий, включающий смесь битума и малеинизированного полибутадиена, отличающийся тем, что в качестве полибутадиена используют малеинизированный синдиотактический 1,2-полибутадиен, при этом содержание малеинизированного 1,2-СПБ в битумной композиции находится в пределах от 1 до 8 мас.ч. / 100 мас.ч. битума.