23.06.11 20:22

УДК 691.167:625.851

Начальник испытательной лаборатории ОАО «Тоннельный отряд №44», к.т.н. Дьяков К.А. Заместитель начальника испытательной лаборатории ОАО «Тоннельный отряд №44», к.т.н. Черсков Р.М.

РЕЗИНИРОВАННЫЕ АСФАЛЬТОБЕТОННЫЕ СМЕСИ

Высокие темпы роста грузонапряженности на дорогах нашей страны, приводя к ускоренному накоплению дефектов дорожных одежд, стимулируют поиск новых материалов и технологий, позволяющих продлить сроки службы российских дорог. И здесь необходимо перенимать опыт передовых дорожных держав США и Германии, которые нашли эффективные пути решения данной проблемы. Одним из таких решений стало разработка и использование материалов на основе резино-битумного вяжущего, о которых и пойдет речь в дальнейшем.


Исторические сведения

Развитие материалов на основе резино-битумного вяжущего началось в конце 1930-х годов с использования их для заделки трещин, ямочного ремонта и устройства мембранных слоев. В начале 1950-х годов Льюис и Велборн из бюро общественных дорог США провели обширное лабораторное исследование по оценки влияния различных резин на свойства нефтяных битумов. Результаты были опубликованы в октябре 1954 года в литературном издании «Общественные Дороги» (Public Roads) вместе с результатами исследования их коллег из бюро общественных дорог Рекса и Пека "Лабораторные исследования резинированных асфальтобетонных смесей для покрытий автодорог". Исследование смесей охватывало широкий спектр резин и каучуков, которые вводились как в битум («мокрый» процесс), так и непосредственно в смесь при ее приготовлении («сухой» процесс). Интерес и работа в этой области продолжала расти, также, как и число заявок на патент. В марте 1960 года в Чикаго, штат Иллинойс, Институтом Асфальта был проведен первый симпозиум по использованию резины в битуме

В 60-70-х годах прошлого века Чарльз Макдоналд из города Финикса, штат Аризона, активно занимался разработкой резино-битумного вяжущего и способствовал развитию «мокрого» процесса (также названного процессом Макдоналда) производства резинированных асфальтобетонных смесей. Он первым системно использовал резино-битумное вяжущее в горячих смесях для ямочного ремонта и для поверхностных обработок при ремонте и содержании автомобильных дорог. Использование резинированных слоев chip seal эффективно служило в качестве основной стратегии города по ремонту и защите покрытий магистральных дорог в течение почти двадцати лет, пока рост объемов грузоперевозок не потребовал увеличения толщины асфальтобетонного покрытия. В качестве успешного решения этой проблемы были разработаны резинированные асфальтобетонные смеси с прерывистой гранулометрией.

Начатые в 1975 году калифорнийским дорожным агенством Caltrans экспериментальные исследования материалов на основе резино-битумного вяжущего с устройсвом опытных участков покзали высокий положительный эффект от их применения. Покрытия из резинированных асфальтобетонных смесей оказались более износостойкими и снижали образование отраженных трещин.

Проект Ravendale (02-Las-395), построенный в 1983 году коренным образом изменил подход Caltrans к использованию материалов на основе резино-битумного вяжущего. Проектом было предусмотрено устройство 13 экспериментальных участков, на которых путем долголетних наблюдений сравнивались резинированные асфальтобетонные и мембранные слои с традиционными из асфальтобетонных смесей с прерывистой гранулометрией. Отмечается, что участок с резинированным асфальтобетоном, полученным

с помощью «сухого» процесса, продержался более 19 лет до перекрытия в 2002 году. После 4-х лет наблюдений к 1987 году стало очевидно, что более тонкие слои покрытия из резинированных асфальтобетонных смесей служат лучше, чем более толстые слои из традиционных смесей с прерывистой гранулометрией. После этого количество проектов с использованием резинированных асфальтобетонов возросло, и одновременно дорожное агенство Caltrans продолжало изучать их работоспособность и степень эффективности при меньшей толщине слоя.

В марте 1992 года Caltrans издает "Руководство по проектированию резинированных асфальтобетонных смесей с прерывистой гранулометрией (ARHM-GG)", основанное на проведенных исследованиях. В нем указывается на замедление процессов трещинообразования на слоях из резинированных асфальтобетонных смесей с прерывистой гранулометрией в сравнении с обычными смесями, что при обеспеченной несущей способности позволяет устраивать их толщиной вдвое меньшей.

К 1995 году только в Калифорнии устроено свыше 400 проектов с использованием материалов на основе резино-битумного вяжущего. Активное применение резинированных асфальтобетонов наблюдалось и в других штатах (Аризона, Техас, Аляска, Орегон, Флорида и др.). При этом отмечается, что применение резинированных асфальтобетонов в слоях покрытий автомобильных дорог увеличивает межремонтные сроки, способствуя:

- Повышению сопротивления слоя температурному, усталостному и отраженному трещинообразованию, что связано с высокой деформативностью, эластичностью и теплостойкостью резинобитумного вяжущего, а также с его повышенным содержанием

- Улучшению сопротивления окислительному старению, что связано с наличием более толстых пленок вяжущего и присутствием антиоксидантов в шинной резине

- Повышению сопротивления колееобразованию, что связано с высокой вязкостью резинобитумного вяжущего при повышенных температурах

- Улучшению фрикционных свойств покрытия (повышению сцепления колеса с покрытием)

- Снижению уровня шума и уровня безопасности в связи с лучшим цветовым контрастом покрытия с разметкой, поскольку сажа из резины действует как пигмент, который дольше сохраняет цвет покрытия черным

- Сбережению энергетических и природных ресурсов в связи с переработкой крупнотоннажных накапливающихся отходов — изношенных шин

На основании многочисленных исследований в США был выпущен стандарт ASTM D6114 "Standard Specification for Asphalt-Rubber Binder" (Технические условия на резино-битумное вяжущее), в котором отражены требования к вяжущему и его основным компонентам. При этом, согласно стадарту ASTM D8 "Standard Terminology Relating to Materials for Roads and Pavements" (Стандартная терминология, касающаяся материалов для дорог и дорожных покрытий) резино-битумное вяжущее — это смесь битума, дробленой резины из изношенных шин и определенных добавок, в которой резиновый компонент составляет не менее 15% от массы всей смеси, и он достаточно провзаимодействовал с горячим битумным вяжущим, чтобы произошло набухание резиновых частиц.

Другой ведущей страной мира по дорожному строительству активно занимающейся вопросом введения дробленой резины в асфальтобетонные смеси является Германия, где также разработан стандарт на резинобитумные вяжущие TL RmB-StB By "Technische Lieferbedingungen fur Gummimodifizierte Bitumen" (Технические условия для резино-битумных вяжущих).

Исследовательские и опытно-производственные работы по применению в асфальтобетоне резины в основном полученной в результате переработки изношенных шин проводились и в нашей стране (Н.В. Горелышев, А.И. Лысихина, Г.К. Сюньи, Б.М. Слепая, А.В. Руденский и т.д.).

В результате проведенных исследований было отмечено, что при перемешивании битума с резиной в течение 2-3 ч при температуре 160-180 0С резина претерпевает существенные изменения свойств, сопровождающиеся потерей эластичности.

Исследования Б.М. Слепой [Слепая Б.М. Исследование влияния резинового порошка на свойства дорожного асфальтобетона. Балашиха, изд. Союздорнии, 1972, 17с.] основанные на введении резинового порошка (частицы меньше 1 мм) в количестве 2-3% непосредственно в минеральный материал до его объединения с битумом, показали, что в этом случае резина не подвергается деструкции и в наибольшей степени сохраняет эластические свойства. Вводимый таким образом резиновый порошок создает в асфальтобетоне развитую систему «центров эластичности», способствующую существенному улучшению его структурно-механических свойств. Также было установлено, что резиновый порошок оказывает на битум более выраженное в сравнении с обычно применяемым известняковым минеральным порошком структурирующее воздействие, которое отражается в упрочнении асфальтобетона, особенно при высоких эксплуатационных температурах. Но наиболее характерным свойством резинированных асфальтобетонов является их повышенная эластичность в широком интервале температур, которая обеспечивает асфальтобетону высокую деформативность при низких эксплуатационных температурах.

Сделанные выводы также подтверждаются акустическими исследованиями, которые показали повышенные характеристики усталостной долговечности, демпфирующей способности (что особенно важно там, где возникают значительные динамические воздействия - для дорожных покрытий на мостах, в трамвайных путях и т.д.) и шумопоглощающих свойств резинированных асфальтобетонов.

Применение резинового порошка в силу особенностей его взаимодействия с битумом позволяет изменить поровую структуру, а также и коррозионные свойства асфальтобетонов (на порядок понижается коэффициент фильтрации и на 20-30% увеличивается коэффициент морозостойкости).

На основе проведенных исследовательских и опытных работ Союздорнии разработаны «Методические рекомендации по строительству асфальтобетонных покрытий с применением дробленой резины» и «Методические рекомендации по применению асфальтобетонных смесей с полимерными отходами промышленности».

В общем, исследования, проведенные в нашей стране, еще раз показали целесообразность применения резинированных асфальтобетонов. Построенные в различных климатических районах страны участки дорожных покрытий с применением резинового порошка имели высокие эксплуатационные показатели.

Требования к материалам

В США, согласно ASTM D 6114, к материалам для получения резино-битумного вяжущего выдвигаются следующие требования:

Битумное вяжущее должно отвечать требованиям ASTM D 946 (Технические условия для классифицированных по пенетрации битумных вяжущих для использования в конструкциях дорожных одежд) или таблицы 1 или 3 ASTM D 3381 (Технические условия для классифицированных по вязкости битумных вяжущих для использования в конструкциях дорожных одежд).

Дробленая резина из изношенных шин должна иметь влажность менее 0,75% по массе и должна быть сыпучей. Плотность резины должна быть в пределах 1,15±0,05 г/см3. Дробленая резина из изношенных шин не должна содержать видимых частиц цветного металла и не более 0,01% по массе частиц черного металла.

Для использования в горячих асфальтобетонных смесях содержание волокна не должно превышать 0,5 % от массы дробленой резины из изношенных шин. Однако, при использовании в резино-битумных вяжущих, распределяемых распылением, содеражание волокна не должно превышать 0,1% по массе. Допустимо применение до 4% минеральной муки (например, талька), которая позволяет предотвратить слипание и спекание резиновых частиц. Другие инородные загрязняющие материалы (стекло, песок, дерево и т.д.) должны составлять менее 0,25% по массе.

Рекомендуется применение дробленой резины с отсутствием остатка на сите 2,36 мм. Грансостав резины должен быть согласован между покупателем и поставщиком резино-битумного вяжущего для конкретного применения, поскольку было обнаружено что грансостав резины может влиять на физические и эксплуатационные свойства асфальтобетонов.

Таким образом, обязательными компонентами резино-битумного вяжущего являются дорожный битум и дробленая резина из изношенных шин, которые провзаимодействовали достаточно для того, чтобы набухли резиновые частицы. Однако, допускается применение других добавок, включая другие виды резиновых одходов.

Резиновая крошка должна также отвечать требованиям по химическому и гранулометрическому составу, которые могут отличаться по штатам. Например, требования в штате Аризона предъявлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1: Требования к грансоставу дробленой резины в штате Аризона

Размер сит

Полные проходы

Тип I

Тип II

#8 (2.36 мм)

100

#10 (2 мм)

95-100

100

#16 (1.18 мм)

40-60

70-100

#30 (600 цм)

0-20

25-60

#50 (300 цм)

0-10

0-20

#200 (75 цм)

0-5

Таблица 2: Требования к химическому составу дробленой резины в штате Аризона

Испытание

Метод испытаний ASTM

Минимум

Максимум

Ацетоновый экстракт

D 297

6,00%

16,00%

Зольный остаток

D 297

-

8,00%

Содержание сажы

D 297

28,00%

38,00%

Содержание каучуковых углеводородов

D 297

42,00%

65,00%

Содержание натурального каучука

D 297

22,00%

39,00%

Готовое резино-битумное вяжущее не должно пениться при нагреве до температуры 175°C (347°F) и должно в зависимости от типа, который выбирается в соответствие с климатическими условиями района строительства, отвечать требованиям таблицы 3. Эти требования имеют рекомендательный характер и предназначены для опеределения степени модификации битума дробленой резиной из изношенных шин

Таблица 3: Требования к физическим свойствам резинобитумного вяжущего

Обозначение вяжущего

Методы испытаний

Тип I

Тип II

Тип III

Структурная вязкость при 175°C (347°F): санттипуаз

Измененный метод испытания ASTM D 2196, методика А

1500-5000

1500-5000

1500-5000

Пенетрация при 25°C (77°F) 100 г, 5 с:

ASTM D 5

25-75

25-75

50-100

1/10 мм





Пенетрация при 4°C (39,2°F) 200 г, 60 с: 1/10 мм

ASTM D 5

>10

>15

>25

Температура размягчения:^ (°F)

ASTM D 36

>57,2 (135)

>54,4 (130)

>51,7 (125)

Эластичность при 25°C (77°F): %

ASTM D 5329

>25

>20

>10

Температура вспышки: °C (°F)

ASTM D 93

>232,2 (450)

>232,2 (450)

>232,2 (450)

Испытание вяжущего после старения в печи в тонкой пленке Остаточная пенетрация при 4°C (39,2°F): % от исходной

ASTM D 1754

ASTM D 5

>75

>75

>75

Более конкретные требования к резино-битумным вяжущим разработаны для конкретного штата в зависимости от климатических условий района строительства и нормируются для определенного перода взаимодействия резины с битумом (Калифорния — 45 мин, Аризона — 30 мин).

В Германии резино-битумные вяжущие являются альтернативой полимерно-модифицированных битумов, и согласно TL RmB-StB By "Technische Lieferbedingungen fur Gummimodifizierte Bitumen" (Технические условия для резино-битумных вяжущих), готовятся в двух модификациях:

- готовое резино-битумное вяжущее, отвечающее требованиям таблицы 4

Таблица 4: Требования к готовым резинобитумным вяжущим

Характеристика или свойство

Ед. изм.

Методы испытаний

Сорта

RmB R 20/60-55

RmB R 35/7055

Плотность

г/см3


Нужно указывать

Пенетрация при 25 0С

0,1 мм

DIN EN 1426

20-60

35-70

Температура размягчения (КиШ)

0С

DIN EN 1427

>55

>55

Температура вспышки

0С

DIN EN ISO 2592

>235

>235

Эластичность при 25 0С1)

%

DIN EN 13398

>50

>60

Устойчивость к повышению жесткости под влиянием тепла и воздуха по DIN EN

12607-1


Изменение массы

%

DIN EN 12607-1

<0,5

<0,5

Остаточная пенетрация

%

DIN EN 1426

>60

>60

Увеличение температуры размягчения (КиШ)

К

DIN EN 1427

<8

<8

Снижение температуры размягчения

К

DIN EN 1427

<2

<2

(КиШ)

Эластичность при 25 0С1)

%

DIN EN 13398

>50

>60

Деформационное поведение в динамическом сдвиговом реометре (DSR)2) (Раздел 2.3.1)


Комплексный модуль сдвига G* при

Па


>7.000

>12.000

60 0С

DIN EN 14770

Угол сдвига фаз 5 при 60 0С

°


<75

<65

Поведение при низких температурах, реометр с изгибом балки (BBR)2) (Раздел 2.3.2)


Жесткость S при -16 0С

МПа

DIN EN 14771

<300

<200

m-фактор при -16 0С


>0,3

>0,3

1) При досрочном разрыве нити вяжущего (<20 см) необходимо указывать ее длину при разрыве

2) Испытания служат для накопления опыта, а что касается указанных величин, то речь идет об ориентировочных значениях

- резино-битумное вяжущее, получаемое из резино-битумного гранулята, отвечающего требованиям таблицы 5, и дорожного битума сортов 50/70 или 70/100. Поскольку резино-битумный гранулят предназначен для подачи непосредственно в асфальтосмесительную установку, то такое резино-битумное вяжущее получают только в лаборатории для проверки на соответствие требованиям, представленным в таблице 6.

Таблица 5: Параметры резинобитумного гранулята



Сорт


Свойства




Методы испытаний


GRM 40/15

GRM 40/20

Плотность

г/см3

1,00-1,04

1,00-1,04

DIN EN 12607-3

Содержание дробленой резины/в

%, по

40/15

40/20

Нет

том числе растворенной

массе




Содержание битума

%, по массе

50

50

Нет

Содержание минерального

%, по

10

10

Нет

порошка

массе




Размер гранул

мм

0-20

0-20

DIN EN 933-1 или 52098

Таблица 6: Требования к полученным в лаборатории смесям из дорожного битума и резинобитумного гранулята

Характеристика или свойство

Ед. изм.

Методы испытаний

Сорта

RmB G 25/6052

RmB G 20/6055

RmB G 35/7055

Указания для получения соответствующего состава



50/70 c 12% (по массе) GRM 40/15

50/70 c 22% (по массе) GRM 40/15

70/100 с 33% (по массе) GRM 40/20

Плотность при 25 °С

г/см3

DIN EN ISO

3838

1,000-1,100

1,000-1,100

1,000-1,100

Пенетрация (100 г, 5 с, 25 °С)

0,1 мм

DIN EN 1426

25-60

20-60

35-70

Температура размягчения (КиШ)

0С

DIN EN 1427

>52

>55

>55

Температура вспышки в открытом тигле по Клевеленду

0С

DIN EN ISO 2592

>235

>235

>235

Эластичность при 25 0С1)

%

DIN EN 13398

>50

>55

>60

Устойчивость к повышению жесткости под влиянием тепла и воздуха по DIN EN 12607-1

Относительное изменение массы

%

DIN EN 12607-1

<0,5

<0,5

>0,5

Увеличение температуры размягчения (КиШ)

К

DIN EN 1427

<8

<8

>8

Снижение температуры размягчения (КиШ)

К

DIN EN 1427

<2

<2

<2

Эластичность при 25 0С1)

%

DIN EN 13398

>50

>55

>60

Деформационное поведение в динамическом сдвиговом реометре (DSR)2) (Раздел 2.3.1)

Комплексный модуль сдвига G* при 60 0С

Па

DIN EN 14770

>7.000

>9.000

>12.000

Угол сдвига фаз 5 при 60 0С

°

<75

<70

<65

Поведение при низких температурах, реометр с изгибом балки (BBR)2) (Раздел 2.3.2)

Жесткость S при -16 0С

МПа

DIN EN 14771

<300

<250

<200

m-фактор при -16 0С


>0,3

>0,3

>0,3

1) При досрочном разрыве нити вяжущего (<20 см) необходимо указывать ее длину при разрыве 2) Испытания служат для накопления опыта, а что касается указанных величин, то речь идет об ориентировочных значениях

При этом, рекомендации по выбору вида и сорта резино-битумного вяжущего в зависимости от ожидаемых нагрузок представлены в таблице 7.

Таблица 7: Рекомендации по выбору вида и сорта вяжущего в зависимости от ожидаемых нагрузок

Строительный класс

Асфальтобетонный связующий слой

Слой покрытия из

Асфальтобетона

Щебеночно-мастичного асфальтобетона

Дренирующего асфальтобетона (с открытыми порами)

SV и I

RmB R 20/60-55 RmB G 25/60-52 RmB G 20/60-55

-

RmB R 20/60-55 RmB G 25/60-52 RmB G 20/60-55

RmB R 35/70-55 RmB G 35/70-55

II

RmB R 20/60-55 RmB G 25/60-52

III

Как правило, для приготовления резинобитумного вяжущего и гранулята используется дробленая резина с максимальным размером частиц 1 мм, получаемая из изношенных шин путем помола при температуре окружающей среды.

Таким образом, в Германии в отличие от США до конца не ушли от «сухого» способа получения резинированных асфальтобетонов, разработав гранулят для подачи на разогретый минеральный материал.

В отличие от западных стран в нашей стране основной упор был сделан на разработку «сухого» способа получения резинированных асфальтобетонов, что связано с технологичностью и значительно меньшими затратами на до- и переоборудование асфальтобетонных заводов, хотя в методических рекомендациях по строительству асфальтобетонных покрытий с применением дробленой резины рассматриваются оба варианта.

Согласно пособия к СНиП 3.06.03, «Методических рекомендаций по строительству асфальтобетонных покрытий с применением дробленой резины» (Союздорнии. М., 1985) и «Методических рекомендаций по применению асфальтобетонных смесей с полимерными отходами промышленности» (Союздорнии. М., 1986) для приготовления резинированных асфальтобетонных смесей используют дробленую резину марки РДС с максимальным размером зерен 1 мм, отвечающую требованиям ТУ 10436-87; при этом отмечается, что максимальные плотность и прочность асфальтобетона обеспечиваются при содержании в дробленой резине частиц мельче 0,63 мм не менее 80% массы.

Чтобы повысить совместимость вулканизованной резины с битумом, рекомендуется использовать мягчитель, например сланцевый (ТУ 38-10910-77), в количестве 4-8 % массы дробленой резины.

Применяемый при производстве резинированных асфальтобетонов битум должен соответствовать требованиям ГОСТ 9128. При использовании дробленой резины в литых асфальтобетонных смесях битум должен отвечать следующим требованиям:

Температура размягчения по КиШ, °С............................................................ 15-50

Глубина проникания иглы при 25 °С (100 г, 5 с)............................................. 15-50

при 0 °С (200 г, 60 с), не менее................................. 10

При отсутствии битумов с указанными показателями их следует получать путем смешения нефтяных дорожных битумов, отвечающих требованиям ГОСТ 22245-76, со строительными в соотношениях, которые нужно устанавливать опытным путем.

Как за рубежом, так и в нашей стране требования к минеральным материалам для приготовления резинированных асфальтобетонных смесей практически не отличаются от требований для обычных смесей.

Разработка составов и производство резино-битумных вяжущих

Как уже отмечалось, в США наибольшее распространение получил «мокрый» способ получения резино-битумных вяжущих, т.е. не в процессе приготовления асфальтобетонной смеси, а предварительно, с использованием специального оборудования.

Дорожным агенством Калифорнии (Caltrans) были изданы рекомендации по использованию резино-битумных материалов, в которых даются указания для разработки составов и производства резино-битумных вяжущих и асфальтобетонов на их основе.

Согласно действующим специальным положениям Caltrans SSP 39-400 для смесей с прерывистой гранулометрией (RAC-G) и SSP 39-480 для смесей с открытой гранулометрией (RAC-O) содержание дробленой резины должно составлять 20 + 2 % от общей массы резино-битумного вяжущего. В свою очередь добавляемая дробленая резина должна состоять на 25 + 2 % из резиновой крошки из резин с высоким содержанием натурального каучука и на 75 + 2 % - из резиновой крошки из шинных отходов. Резиновая крошка из изношенных шин в основном должна состоять из частиц размером от 2 мм до 600 um. Крошка из резин с высоким содержанием натурального каучука несколько мельче и в основном должна иметь размеры от 1,18 мм до 300 um.

Для улучшения взаимодействия дробленой резины с битумом в последний, как правило, добавляются пластифицирующие добавки (масла) в количестве 1-6% по массе, которые представляют собой ароматические углеводородные соединения с высокой температурой вспышки. Пластифицирующие масла улучшают совмещение резины с битумом, обогащая резино-битумную смесь легкими ароматическими фракциями, которые способствуют набуханию резиновых частиц и помогают им диспергироваться в битуме.

Поскольку свойства резино-битумного вяжущего зависят непосредственно от его структуры, совместимости и соотношения составляющих компонентов, а также от температуры и продолжительности взаимодействия резины с битумом, то целью проектирования его состава является именно определение оптимальных пропрций компонентов, температур и времени взаимодействия.

Технология производства резино-битумного вяжущего, предназначенного для асфальтобетонных смесей и для поверхностной обработки (или мембранных слоев), практически не отличается. Основным отличием вяжущих для асфальтобетонных смесей является важность координации их производства с производством смеси.

Процесс производства резино-битумного вяжущего схематично показан на рис. 1.

Рис. 1 Схема приготовления резино-битумного вяжущего

При производстве резино-битумного вяжущего важнейшим фактором является температура, для контроля которой реакционные котлы должны быть оборудованы исправными температурными датчиками.

Для поддержания резиновых частиц во взвешенном состоянии реакционные котлы необходимо оборудовать лопастными или шнековыми смесителями, иначе частицы резины имеют тенденцию оседать на дно или всплывать.

Дробленая резина упаковывается в мешки по 22,7 кг и подается в смесительный агрегат конвейером, или в «биг бэги» и подается в бункер с весовым дозатором.

Оборудование для производства резинобитумного вяжущего и резервуары для его хранения должны быть обеспечены системой обогрева, способной поддерживать температуру в пределах от 190°C до 226°C. Для достижения необходимого эффекта взаимодействия резины с битумом время их перемешивания при температуре от 190 до 2180C должно составлять не менее 45 минут. Поскольку подаваемая дробленая резина имеет температуру окружающей среды и, в связи с этим, при ее введении в вяжущее температура смеси падает приблизительно на 4-10 0С, то чтобы поддерживать температуру взаимодействия в пределах указанного диапазона 190-218 0C перед подачей заданных пропорций дробленой резины битум должен быть нагрет до 204-226 0C.

Для контроля качества резино-битумного вяжущего используются ручные ротационные вискозиметры (Haake, или эквивалентный), которыми периодически измеряется его вязкость. Всякий раз перед использованием резино-битумного вяжущего оно должно быть проверено на соответствие минимальным требованием к вязкости.

Согласно требованиям Caltrans нагрев резино-битумного вяжущего должен быть прекращен, если оно не используется более 4 часов после 45 минутного перида взаимодействия. Скорость охлаждения в изолированном резервуаре может отличаться, но если температура опускается ниже 190°C, то требуется повторный нагрев. Циклом подогрева считается время в течении которого резино-битумное вяжущее находится при температуре ниже 190°C и повторно нагревается до 190 - 218°C. Требованиями Caltrans допускается не более двух циклов подогрева, но при этом вяжущее должно соответствовать всем требованиям нормативных документов.

В случае, если резино-битумное вяжущее вынуждено храниться всю ночь, то чтобы восстановить требуемый уровень вязкости, который снижается в связи с деструкцией резины, рекомендуется ввести дополнительное количество дробленой резины (до 10% от массы вяжущего) и выдержать полученную резино-битумную смесь при температуре 190 — 218 0C в течении 45 минут.

В Германии согласно TL RmB-StB By "Technische Lieferbedingungen fur Gummimodifizierte Bitumen" по требованиям охраны окружающей среды температура при хранении резино-битумного вяжущего не должна превышать 190 0С, что также предотвращает преждевременное старение вяжущего.

Согласно отечественных методических рекомендаций по строительству асфальтобетонных покрытий с применением дробленой резины при введении дробленой резины в битум вяжущее необходимо приготавливать в рабочем котле, оборудованном приспособлением для перемешивания резины и битума. Температура вяжущего не должна превышать 160 °С, время выдерживания - 3 ч.

Чтобы повысить совместимость вулканизованной резины с битумом, целесообразно использовать мягчитель, например сланцевый (ТУ 38-10910-77), в количестве 4-8 % массы дробленой резины. Мягчитель следует предварительно смешать с резиной.

Проектирование и призводство резинированных асфальтобетонных смесей

Зарубежный опыт

Применение резино-битумного вяжущего в горячих смесях в штате Калифорния (США) ограничивается асфальтобетонными смесями с прерывистой и открытой гранулометрией. При этом наибольшее распространение здесь получили резинированные асфальтобетонные смеси с прерывистой гранулометрией (RAC-G).

Согласно спецификации Greenbook горячие резинированные асфальтобетонные смеси с прерывистой гранулометрией (ARHM-GG) должны подбираться по классам и соответствовать требованиям, представленным в таблице 8.

Таблица 8 Требования к резинированным асфальтобетонным смесям с прерывистым грансоставом согласно спецификации Greenbook (Калифорния)

Размер сита

Класс асфальтоебтолнной смеси

ARHM-GG-B

ARHM-GG-C

ARHM-GG-D

25 mm (1 in)

100

19.0 mm (3/4 in)

90 - 100

100

12.5 mm (1/2 in)

90 - 100

100

9.5 mm (3/8 in)

60 - 75

78 - 92

78 - 92

4.5 mm (No. 4)

28 - 42

28 - 42

28 - 42

2.36 mm (No. 8)

15 - 25

15 - 25

15 - 25

600 um (No. 30)

5 - 15

5 - 15

5 - 15

75 um (No. 200)

0 - 5

2 - 7

2 - 7

Содержание резино-битумного вяжущего % от

7,5 - 8,4

7,5 - 8,7

7,5 - 8,7

массы сухого минерального материала




Пористость %, согласно Калифорнийского

3 -6

3 -6

3 -6

метода испытаний CT 367




Стиабильность по Хвиму, согласно Калифорнийских методов испытаний CT 304 и

CT 366

>25

>23

>23

Пористость минерального остова, %

>18

>18

>18

Похожие требования к резинированным асфальтобетонным смесям выдвигаются и в штате Аризона согласно руководству по приготовлению резинированных асфальтобетонов с открытой и прерывистой гранулометрией для дорожных покрытий (см. табл. 9).

Таблица 8 Требования к резинированным асфальтобетонным смесям с прерывистым грансоставом согласно руководству международной корпорации по системам дорожных одежд (International Surfacing Sistems, Inc)

Размер сит

Открытая гранулометрия

Прерывистая гранулометрия

3/8'' (9 мм)

1/2'' (12 мм)

3/8'' (9 мм)

1/2'' (9 мм)

3/4'' (9 мм)

1'' (24 мм)

100

100

100

100

100

3/4'' (18 мм)

100

100

100

100

90-100

1/2'' (12 мм)

100

95-100

100

90-100

65-85

3/8'' (9 мм)

85-100

75-95

78-92

70-90

50-70

#4 (4,75 мм)

25-55

20-45

28-42

24-42

22-42

#8 (2,36 мм)

5-15

5-15

15-25

15-25

15-25

#30 (600 цм)

0-10

0-10

5-15

5-15

5-15

#200 (75 цм)

0-5

0-5

3-7

3-7

3-7

Стабильность по Маршалу

Указать данные

Не испытывается


Податливость по Маршалу

Указать данные

Не испытывается

Стабильность по Хвиму

Указать данные

Не испытывается

Фактическая пористость, %

3-6

См. примечание 1

Пористость минерального остова, %

>18

>22

Остаточный предел прочности, % (согласно ASTM D 4867, с рекомендуемыми циклами замораживания-оттаивания)

>60

Не испытывается

Содержание резинобитумнго вяжущего, от веса всей смеси

Не нормируется

См. примечание 2

Примечание 1) Фактическая пористость уплотненных в лаборатории смесей с открытой гранулометрией должна определяться на образцах, покрытых парафином (ASTM D 1188).

Примечание 2) Содержание вяжущего в смесях с открытой гранулометрией, как правило, составляет

8,5-11,0 %

Производство смесей с резино-битумным вяжущим незначительно отличается от традиционной технологии приготовления горячих асфальтобетонных смесей. Основное отличие заключается в более высоких температурах приготовления и оборудование заводов насосами повышенной мощности, поскольку обычные насосы не могут справиться с вязикими резино-битумными вяжущими.

Согласно германским техническим условиям TL RmB-StB By "Technische Lieferbedingungen fur Gummimodifizierte Bitumen" резинированные асфальтобетонные смеси могут быть получены с помощью введения на разогретый минеральный материал резинобитумного гранулята. При этом, время перемешивания после подачи гранулята должно составлять 5-10 секунд, после чего вводится дорожный битум. Дальнейшем время перемешивания, как правило, не должно отличаться от принятого для обычных смесей. В сомнительных случаях рекомендуется производить пробное перемешивание.

Отечественный опыт

В соответствии с рекомендациями Союздорнии дробленую резину можно вводить либо непосредственно в минеральную часть асфальтобетонной смеси, либо предварительно объединив ее с битумом. Количество вводимой дробленой резины должно составлять 1,5-3 % массы минеральной части (при введении ее в минеральную часть) или 5-7 % массы битума (при введении в битум).

По зерновому составу горячие уплотняемые асфальтобетонные смеси должны удовлетворять требованиям ГОСТ 9128. В случае, если дробленая резина вводится в минеральную часть смеси, ее зерновой состав нужно учитывать в общем зерновом составе асфальтобетонной смеси. При введении резины в битум ее зерновой состав не учитывается.

Ориентировочный зерновой состав минеральной части литой асфальтобетонной смеси приведен в табл. 9.

Таблица 9 Грансоставы литых смесей, содержащих дробленую резину

Асфальтобетон литой

Содержание в смеси %, зерен минерального материала мельче данного

размера, мм

Ориентировочный расход битума (сверх 100%), %

15

10

5

3

1,25

0,63

0,315

0,14

0,071

Песчаный Щебенистый

100

80-93

95-100

55-80

75-90

47-70

50-67

32-53

32-50

23-40

25-35

22-32

20-27

20-27

15-20

15-20

10-13

7-9

Образцы из горячих уплотняемых асфальтобетонных смесей, содержащих дробленую резину, должны отвечать требованиям, представленным в таблице 10.

Таблица 10 Требования к горячим асфальтобетонным смесям, содержащим дрпобленую резину

Показатели свойств асфальтобетона

Требования

Пористость минерального остова, % объема, для типов

A, Б

B, Г,Д

15-19 18-22

Остаточная пористость, % объема

2-5

Водонасыщение, % объема

2-5

Набухание, % объема, не более

0,5

Предел прочности при сжатии при 20 °С для асфальтобетонов всех типов, МПа, не менее:

2,4

Предел прочности при сжатии при 50 °С, МПа, не менее для песчаных асфальтобетонов для щебенистых асфальтобетонов

1,4 1,0

Образцы из литых асфальтобетонных смесей с дробленой резиной должны отвечать требованиям, приведенным в таблице 11.

Таблица 11 Требования к литым асфальтобетонным смесям, содержащим дрпобленую резину

Показатели свойств

Требования для асфальтобетона


песчаного

щебенистого

Пористость минерального остова, % объема, не более

22

24

Остаточная пористость, % объема, не более

1,5

2

Водонасыщение, % объема, не более

1

1

Глубина погружения штампа, мм, не более

3-5

1-3

Уплотняемые и литые асфальтобетонные смеси с дробленой резиной нужно приготавливать в асфальтобетонных машинах, оборудованных лопастными мешалками принудительного действия.

Требуемая температура нагрева минеральных материалов для приготовления уплотняемых асфальтобетонных смесей - 160-185 °С, литых смесей - 190-250 °С.

Если дробленую резину вводят непосредственно в асфальтобетонную смесь, то смесители дополнительно оборудуют устройствами, включающими расходную емкость закрытого типа для хранения дробленой резины, рассчитанную на полсмены работы АБЗ, средства для транспортирования от емкости к смесителю и отдельный дозатор для введения резины в мешалку. Расходная емкость должна быть снабжена специальными приспособлениями, обеспечивающими бесперебойную подачу дробленой резины на транспортер. При технической возможности дробленую резину можно дозировать с помощью дозатора минерального порошка.

При введении дробленой резины непосредственно в минеральную смесь рекомендуемое общее время перемешивания компонентов составляет 60-90 с, при этом сухое перемешивание минеральных материалов и дробленой резины в мешалке (до подачи битума) - 15-20 с.

Температура уплотняемых асфальтобетонных смесей при выходе из мешалки должна быть 140-160 °С, литых 190-220 °С (в зависимости от вязкости используемых в смесях битумов).

Устройство слоев из резинированных асфальтобетонных смесей

Зарубежный опыт

Согласно руководству Caltrans для перевозки резинированных асфальтобетонных смесей могут использоваться любые типы кузовов, используемых для традиционных смесей (с разгрузкой через задний борт или через дно). Все грузовики, перевозящие резинированные смеси, должны быть накрыты тентом, чтобы во время транспортировки сохранять температуру.

При возникновении проблем с ровностью покрытия, сегрегацией или темпом доставки смеси, предусматривается использование перегружателя.

Для укладки резинированных асфальтобетонных смесей используются обычные механические самоходные асфальтоукладчики. Асфальтоукладчики должны быть оборудованы виброрейкой с обогревателями, автоматическими средствами управления плитой, и удовлетворять всем необходимым требованиям технических условий Caltrans.

Катки на пневмошинах не используются для уплотнения резинированных смесей из-за чрезмерного налипания смеси к шинам. Все катки должны иметь стальные вальцы и должны быть оборудованы отбойными щитками и системой орошения вальцев. Иногда может потребоваться добавление в систему полива небольшого количества моющего средства.

Минимальная рекомендуемая масса катка составляет 7,3 тонны, поскольку более легкие катки не могут обеспечить требуемой степени уплотнения.

Настоятельно рекомендуется использование двух прикатывающих катков, особенно если ширина укладки превышает 3,65 м. Последние проходы необходимо совершать статическим катком массой не менее 7,3 тонны.

До начала производства резинированных асфальтобетонных смесей должны быть закончены подготовительные работы (фрезерование, ямочный ремонт, заделка трещин и т.д.). Непосредственно перед доставкой смеси, поверхность должна быть выметена и подгрунтована.

Рекомендуемый расход материала для подгрунтовки в пересчете на остаточное вяжущее составляет 0,1-0,3 л/м2.Область нанесения подгрунтовки должна быть ограничена участком, который будет перекрыт в этот день. Подгрунтовка не требуется если резинированная смесь укладывается непосредственно на свежеуложенный слой.

Важно следить, чтобы резинированные смеси во время транспортировки не охлаждались ниже минимальной температуры укладки 143°C. Для поддержания заданной температуры смеси необходимо применение непромокаемых брезентов. Температура отгрузки смеси может колебаться от 149°C, в жаркие дни при малых расстояниях транспортировки, до 174°C в холодные дни при длительной транспортировке; обычная температура отгрузки составляет около 163°C.

Кузова автосамосвалов рекомендуется смазывать мыльным раствором или эмульсией на основе силикона.

Согласно специальных положений Caltrans минимальная температура воздуха и основания при укладке резинированных смесей составляет 13°C. Если она меньше 18°C, диапазон технологических температур для резинированных смесей устанавливается в пределах от 143 до 163°C. При температуре ^ 18°C, резинированная смесь должна быть распределена при температурах от 138 до 163°C. Поскольку температура является определяющим фактором в достижении требуемого уплотнения, то настоятельно рекомендуется работать в верхней области регламентированных диапазонов температур.

Режимы работы асфальтоукладчика при работе с резинированными смесями не отличаться от такового для обычных асфальтобетонных смесей, кроме необходимости уделять большее внимание к температуре смеси в бункере. Для обеспечения ровности покрытия важно, чтобы асфальтоукладчик делал как можно меньше остановок. Важность координирования доставки смеси с укладкой не может быть переоценена. Постоянная скорость асфальтоукладчика, даже если она относительно мала, способствует обеспечению заданных высотных отметок и толщины слоя. Необходимо позаботиться, чтобы борта приемного бункера асфальтоукладчика складывались прежде, чем смесь, накопленная в углах, охладится до образования комьев. Однако, борта никогда не должны складываться при пустом бункере. Пластинчатому транспортеру нельзя позволять работать пустым или почти пустым.

Из-за повышенной жесткости резинированных смесей ручные работы при их укладке должны быть минимизированы.

Жесткая щебенистая структура и вязкое резино-битумное вяжущее, применяемые в резинированных смесях, могут потребовать большего уплотняющего усилия по сравнению с обычными асфальтобетонными смесями. Уплотнение зависит прежде всего от температуры и упллотняющего воздействия.

Согласно специальных положений Caltrans для резинирванных асфальтобетонных смесей с прерывистой гранулометрией, если температура окружающей среды и поверхности основания ниже 18°C, прикатка должна быть закончена прежде, чем температура покрытия станет менее 127°C. При температуре ^18°C, прикатка должна быть закончена прежде, чем температура покрытия станет менее 121 °C. Однако, настоятельно рекомендуется, чтобы прикатка смесей была закончена прежде, чем температура слоя станет менее 143°C. Прикатка смесей с прерывистой гранулометрией должна всегда выполняться в вибрационном режиме, однако виброуплотнение недопустимо при температурах ниже минимально допустимой температуры для прикатки, а также после статического (окончательного) уплотнения.

Отечественный опыт

В соответствии с рекомендациями Союздорнии уплотняемые асфальтобетонные смеси, приготовленные с дробленой резиной, следует транспортировать с АБЗ к месту работ в автомобилях-самосвалах, внутренние стенки и дно кузовов которых должны быть предварительно смазаны мазутом, нефтью или мыльным раствором. Не допускается применять для этой цели соляровое масло, так как частицы резины в нем набухают. Транспортировать щебенистые литые асфальтобетонные смеси во избежание их расслоения рекомендуется в специальных котлах, снабженных подогревающими устройствами и мешалками. Песчаные литые асфальтобетонные смеси допускается транспортировать к месту производства работ в автомобилях-самосвалах.

Приготовленные смеси необходимо укладывать на сухое чистое основание. В случае устройства покрытия из уплотняемых смесей основание обрабатывают битумом или эмульсией из расчета 0,5-0,8 л на 1 м2 основания (в пересчете не битум). При устройстве покрытия из литого асфальтобетона предварительная обработка основания битумом не требуется.

При укладке в покрытие температура уплотняемых смесей должна составлять 120140 °С, литых 180-210 °С.

Уплотнение асфальтобетонных смесей с дробленой резиной отличается рядом особенностей. Смеси следует уплотнять при несколько пониженной (по сравнению с принятой для обычных смесей) температуре. Ориентировочно температура смесей к началу укатки должна составлять: для песчаных 90-100 °С, щебенистых 100-120 °С.

Уплотнение следует начинать катками массой 6-8 т гладковальцовыми, либо вибрационными с выключенными вибраторами (2-4 прохода), а затем уплотнять вибрационным катком с включенным вибратором (3-4 прохода) либо гладковальцовым массой 10-13 т и гладковальцовым массой 11-18 т (10-12 проходов).

Вальцы катков должны быть обильно смазаны эмульсией «вода-керосин» или мыльным раствором.

Не рекомендуется использовать для уплотнения асфальтобетонных смесей с дробленой резиной катки на пневматических шинах из-за повышенного сцепления шин с покрытием.

Коэффициент уплотнения покрытия должен составлять 0,98-0,99.

В последнее время, после годов застоя, в России интерес к резинированным асфальтобетонным смесям снова возрос и перспективность этого направления отмечается ведущими специалистами в области технологии асфальтобетонов. Появились новые технологии получения резино-битумных вяжущих (БИТРЭК, БРИТ) и переработки резины в модификатор для асфальтобетонов (УНИРЭМ, КМА). Однако, широкому применению этих материалов препятствует их высокая стоимость и вопрос поиска эффективной технологии получения высокопрочных резинированных асфальтобетонов остается открытым.

 

Комментарии  

 
0 #154 MajorWrell 23.07.2017 04:15
приличный сайт http://maglid.ru/
Цитировать
 
 
0 #153 Arlenetoura 22.07.2017 23:46
Революционное обновление "XRumer 16.0 + XEvil 3.0":
обход бесплатно и быстро captcha Google, Yandex, Фэйсбука, Vkontakte, Bing, Hotmail, Mail.Ru, SolveMedia,
а также свыше 8400 других типов капчи,
с высокой скоростью - 100 изображений в секунду, и точностью - 80%..100%.
В XEvil 3.0 реализовано подключение любых SEO/SMM программ - XRumer, GSA, ZennoPoster, VKBot, A-Parser,
и многих других. Готовится абсолютно бесплатная демо-версия. Интересно? ищите в Ютубе "XEvil: new OCR - captcha solver"


XRumer20170721
Цитировать
 
 
0 #152 Arlenetoura 22.07.2017 18:30
Принципиально новое обновление "XRumer 16.0 + XEvil":
взлом бесплатно и быстро captcha Гугла, Яндекса, Фэйсбука, Vkontakte, Bing, Hotmail, Mail.Ru, SolveMedia,
а также свыше 8400 других видов captcha,
с высокой скоростью - 100 изображений в секунду, и точностью - 80%..100%.
В XEvil 3.0 реализовано подключение любых SEO/SMM программ - XRumer, GSA, ZennoPoster, VKBot, A-Parser,
и многих других. Готовится абсолютно бесплатная демо-версия. Заинтересованы? ищите в Ютубе "XEvil: new OCR - captcha solver"


XRumer20170721
Цитировать
 
 
0 #151 JosephBup 22.07.2017 13:33
калаген премиум где купить во владивостоке: http://j-health.ru/ - sante fx neo, dhc купить спб.
Цитировать
 
 
0 #150 Arlenetoura 22.07.2017 13:09
Принципиально новое обновление "XRumer 16.0 + XEvil 3.0":
обход бесплатно и быстро captchas Гугла, Яндекса, Facebook, Vkontakte, Bing, Hotmail, Mail.Ru, SolveMedia,
а также свыше 8400 других видов капчи,
с высокой скоростью - 100 изображений в секунду, и точностью - 80%..100%.
В XEvil 3.0 реализовано подключение любых SEO/SMM программ - XRumer, GSA, ZennoPoster, VKBot, A-Parser,
и многих других. Готовится абсолютно бесплатная демо-версия. Интересно? см. в YouTube "XEvil: new OCR - captcha solver"


XRumer20170721
Цитировать
 
 
0 #149 Arlenetoura 22.07.2017 03:48
Принципиально новое обновление "XRumer 16.0 + XEvil":
автораспознаван ие бесплатно и быстро captchas Гугла, Яндекса, Facebook, Vkontakte, Bing, Hotmail, Mail.Ru, SolveMedia,
а также свыше 8400 других типов капч,
с высокой скоростью - 100 изображений в секунду, и точностью - 80%..100%.
В XEvil 3.0 реализовано подключение любых SEO/SMM программ - XRumer, GSA, ZennoPoster, VKBot, A-Parser,
и многих других. Готовится абсолютно бесплатная демо-версия. Заинтересованы - см. в YouTube "XEvil: new OCR - captcha solver"


XRumer20170721
Цитировать
 
 
0 #148 TimothyDum 21.07.2017 10:33
http://pravogolosa.net/oproektd
http://pravogolosa.net/lawd
http://pravogolosa.net/newd
http://pravogolosa.net/letterd
http://pravogolosa.net/rulesandpolicd
http://pravogolosa.net/manuad
http://pravogolosa.net/lawyeradvicd
http://pravogolosa.net/materiald
http://pravogolosa.net/buttoncodd
http://pravogolosa.net/newsweed
http://pravogolosa.net/oproekd
http://pravogolosa.net/lad
http://pravogolosa.net/ned
http://pravogolosa.net/letted
http://pravogolosa.net/rulesandpolid
http://pravogolosa.net/manud
http://pravogolosa.net/lawyeradvid
http://pravogolosa.net/materiadd
http://pravogolosa.net/buttoncod
http://pravogolosa.net/newswed
Цитировать
 
 
0 #147 johhnyEstal 19.07.2017 20:06
nup68lpdypk6hex 1iv

baidu: http://baidu.com

baidu

4u1f85emodf0lz4be2
Цитировать
 
 
0 #146 Dorothyver 19.07.2017 01:32
Нейросетевое обновление "XRumer 16.0 + XEvil 3.0":
обход бесплатно и быстро капч Google, Yandex, Facebook, Vkontakte, Bing, Hotmail, Mail.Ru, SolveMedia,
а также свыше 8400 других типов капч,
с высокой скоростью - 100 изображений в секунду, и точностью - 80%..100%.
В XEvil 3.0 реализовано подключение любых SEO/SMM программ - XRumer, GSA, ZennoPoster, VKBot, A-Parser,
и многих других. Готовится абсолютно бесплатная демо-версия. Заинтересованы - ищите в Ютубе "XEvil: new OCR - captcha solver"


XRumer20170718
Цитировать
 
 
0 #145 DwejzaShiny 18.07.2017 15:22
google.com - #000999uuquuqys hshshx
Цитировать
 
 
0 #144 DcbfsrShiny 18.07.2017 02:42
google.com - #888888pppqoqww wwz
Цитировать
 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить