На правах рукописи Саенко Сергей Сергеевич МЕТОДЫ МИНИМИЗАЦИИ СТАРЕНИЯ БИТУМА В РАБОЧЕМ КОТЛЕ ПРИ ПРИГОТОВЛЕНИИ ГОРЯЧИХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Ростов-на-Дону 2008 Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет».
Защита состоится «18» декабря 2008 г. в 10 ч. 15 мин. в ауд. 232 на заседании диссертационного совета ДМ 212.207.02 при Ростовском государственном строительном университете по адресу: 344022, г. Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая,162, т/ф 8(863)263-53-10, E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. . С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет». Автореферат разослан «17» ноября 2008 г. Учёный секретарь диссертационного совета ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования. На сегодняшний день асфальтобетонные покрытия относятся к наиболее распространённым дорожным покрытиям капитального типа. Существенным недостатком применяемого для их строительства вяжущего - битума является его неизбежное старение. Пр и этом необратимые изменения структуры битума происходят не только в период эксплуатации автомобильных дорог, но и в процессе подготовки вяжущего на асфальтобетонном заводе (АБЗ). О с обенно ощутимы изменения его свойств в рабочем котле, где воздействие таких факторов старения, как кислород и высокая температура вследствие существующей технологии подготовки битума наиболее интенсивны. Ухудшение и без того невысокого качества вяжущего в процессе подготовки его на АБЗ ведёт к сокращению сроков службы асфальтобетонных покрытий и увеличению объёмов ремонтных работ, что требует привлечения дополнительных средств. В такой постановке решение задачи по разработке методов минимизации старения битума в рабочем котле асфальтобетонного завода при приготовлении горячих асфальтобетонных смесей, а также устройств, позволяющих реализовать данные методы, является весьма актуальным. Цель диссертационной работы: р азработка методов и устройств минимизации ухудшений свойств битума в рабочем котле при приготовлении асфальтобетонных смесей. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: - произведена оценка изменений свойств битума в рабочем котле путём натурных наблюдений; - исследованы процессы старения битума в рабочем котле методом физического моделирования и дано их математическое описание; - разработаны методы и устройства, обеспечивающие минимизацию изменений свойств вяжущего в рабочем котле АБЗ; - в ып олнено производственное внедрение результатов и оценена их экономическая эффективность. Объект исследования - состояние качества битума в рабочем котле АБЗ. Предмет исследования - кинетика старения битума. Методы исследования. Ф актический материал для диссертации получен методами документального изучения, натурного исследования и физического моделирования, гндравлическими и энергетическими расчётами. Научная новизна: - выявлены зависимости кинетики старения битума в рабочем котле АБЗ от условий технологического процесса, его организации и особенностей оборудования; - нонннсна математическая зависимость скорости окисления битума в рабочем котле от условий его движения и физических свойств; - разработаны методы замедления скорости изменения физико-механических свойств битума в рабочем котле. На защиту выносятся: - методика проведения и результаты натурных экспериментальных исследований изменения свойств битума в рабочем котле асфальтобетонного завода при его функционировании; - методика расчёта физической модели рабочего котла и результаты экспериментальных исследований при моделировании; - мстематическая модель окисления битума в рабочем котле при приготовлении горячих асфальтобетонных смесей; - методы минимизации старения битума в рабочем котле асфальтобетонного завода. Практическое значение работы: - сформулированы рекомендации по организации технологического процесса подготовки битума в рабочем котле асфальтобетонного завода, позволяющие замедлить необратимые структурные изменения битума; - рсзработан метод сохранения качества битума в рабочем котле при пониженной производительности битумного насоса, обеспечивающий снижение необратимых структурных изменений битума рабочего котла за счёт уменьшения количества вяжущего, участвующего в циркуляции; - разнсботан метод минимизации окисления битума в рабочем котле и его техническая реализация - приёмно-саборное устройство битума, полностью исключающее окисление вяжущего при его возврате в рабочий котёл; - разработаны конструкции специальных устройств минимизации старения битума в рабочем котле: по типу «наклонный лоток» и «труба в трубе», минимизирующие окисление битума при сливе его из возвратного би-тумопровода; - выполнен расчёт экономического эффекта, согласно которому применение разработанного метода минимизации окисления битума в рабочем котле позволяет получить годовой экономический эффект 3 157 377 руб.; - получены патенты РФ № 2278142 от 20.06.2006г., РФ № 66353 от 10.09.2007г. и РФ № 2314383 от 10.01.2008 г., РФ № 2315146 от 20.01.2008г. и РФ № 2322477 от 20.04.2008 г. Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы докладывались, сссуждались и получили одобрение на Международных научно-практических конференциях «Строительство» (г.Ростов-на-Дону, 2005, 2006, 2007), на 3-й Всероссийской научно-технической конференции молодых учёных, аспирантов и студентов «Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог. Охрана окружающей среды» (г. Пермь, 2005), на I Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений» (г. Омск, 2006). Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в 18 публикациях и пяти патентах. Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, списка литературы из 179 наименований, в том числе на иностранных языках, 2 приложений. Р абота изложена на 185 страницах машинописного текста, содержит 31 таблицу и 51 рисунок. |