На правах рукописи

ДЬЯКОВ Константин Анатольевич

УСТРОЙСТВО ЗАЩИТНЫХ СЛОЕВ ПОКРЫТИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ ИЗ КОМПЛЕКСНО-МОДИФИЦИРОВАННЫХ ОТКРЫТЫХ БИТУМОМИНЕРАЛЬНЫХ СМЕСЕЙ

Специальность 05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград 2005

Работа выполнена в Ростовском государственном строительном университете.

Научный руководитель:

доктор технических наук,профессор Илиополов Сергей Константинович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Столяров Виктор Васильевич

кандидат технических наук Шевченко Валерий Иванович

Ведущая организация: МУ «Департамент автомобильных дорог и организации дорожного движения», г. Ростов-на-Дону


Защита диссертации состоится «19» мая 2005г. в 1000 ч. в ауд. Б203 на заседании диссертационного совета К 212.026.02 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВолгГАСУ.

Автореферат разослан «14» апреля 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета  Казначеев С.В.


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время в связи с ростом скоростей, интенсивности и грузонапряженности движения транспортных средств в условиях ограниченного финансирования дорожной отрасли повышение качества работ по обеспечению эксплуатационных и надежных сцепных свойств защитных и замыкающих слоев дорожных покрытий на максимальный (максимально возможный) срок службы является актуальной и важной задачей дорожников.

Для повышения сцепных и эксплуатационных свойств в качестве материала для защитных и замыкающих слоев покрытий особенно в южных регионах России представляет интерес использование открытых битумоминеральных смесей (БМО). Важное значение имеют: каркасная структура БМО, высокие фрикционные свойства, отличная износостойкость, а также стабильность этих свойств во времени под воздействием транспортного потока и погодно-климатических факторов.

Для обеспечения оптимального уровня эксплуатационной надежности открытых битумоминеральных смесей ставится задача полимерного армирования битумного вяжущего и БМО смесей, что позволит повысить: температурную устойчивость, деформативность, эластичность, адгезию, устойчивость к старению вяжущего и прочность, водо-, сдвиго- и трещиностойкость и др. показатели БМО смесей.

Это позволяет считать проблему повышения эксплуатационных характеристик защитных и замыкающих слоев дорожных покрытий, а также материалов для них, решаемую в этой работе, весьма актуальной.

Цель диссертационной работы: разработать эффективное покрытие дорожной одежды автомобильной дороги с повышенной трещино- и водостойкостью, а также сдвигоустойчивостью при высоких температурах на основе полимерно-армированной и комплексно-модифицированной открытой битумоминеральной смеси.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- установить факторы, влияющие на структурные свойства вяжущего и БМО смесей, обеспечивающие повышение сдвиго-, трещино- и коррозионной устойчивости замыкающих и защитных слоев дорожных покрытий;

- исследовать факторы, обусловливающие устройство защитных слоев покрытия автомобильных дорог с применением открытых битумоминеральных смесей с повышенными эксплуатационными свойствами с использованием полимерных добавок и сфрезерованного асфальтобетона;

-разработать технологию полимерного армирования защитного слоя покрытия автомобильных дорог и комплексной модификации открытых битумоминеральных смесей;

- провести опытно-производственную проверку полученных БМО смесей в условиях юга России и оценить эффективность устройства защитных и замыкающих слоев из них.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- выявлен механизм воздействия комплексной модификации с помощью полимерно-армирующей добавки АрмПЭВА, пластификатора и сфрезерованного асфальтобетона на процессы структурообразования и эксплуатационные свойства открытых битумоминеральных смесей защитного слоя покрытия автомобильной дороги;

- достигнуто повышение прочности, водо- и трещиностойкости, сдвигоустойчивости защитного слоя покрытия путем образования интерполимерной структуры в полученном полимерно-армированном вяжущем для БМО смесей;

- установлен и смоделирован процесс, замедляющий старение вяжущего в БМО смесях при введении в их состав сфрезерованного асфальтобетона и пластифицирующей добавки.

На защиту выносятся:

- результаты исследований, направленных на получение открытых битумоминеральных смесей с повышенными эксплуатационными свойствами;

- исследования, проведенные для выявления механизмов воздействия на свойства и структуру открытых битумоминеральных смесей полимерно-армирующей добавки, сфрезерованного асфальтобетона, а также пластификатора - мазута;

- экспериментальное подтверждение результатов теоретических исследований, показавших правомерность выводов и заключений о целесообразности комплексной модификации открытых битумоминеральных смесей для улучшения их эксплуатационных качеств.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в работе, подтверждена сходимостью результатов параллельных испытаний, соответствием результатов лабораторных и опытно-производственных работ, выполненных с использованием современных поверенных приборов, оборудования и методов испытаний, в том числе экспериментально-статистических методов математического планирования эксперимента и теории математической статистики.

Практическое значение работы:

- разработана технология полимерного армирования и комплексной модификации открытых битумоминеральных смесей, обеспечивающая повышение коррозионной и сдвигоустойчивости, теплостойкости и прочности замыкающих и защитных слоев дорожных покрытий при строительстве и ремонте;

- получены экспериментально-статистические модели прочности при 0; 50 и 600С, длительного водонасыщения, сцепления вяжущего и коэффициента внутреннего трения;

- использование БМО смесей более чем в 2 раза увеличивает срок службы шероховатого слоя покрытия, экономический эффект на 1 км покрытия за расчетный срок службы составляет по первому и второму вариантам, соответственно 915090 и 1143847 р., а на момент строительства -179760 и 354051 р. соответственно;

- по результатам проведенных исследований разработаны методические рекомендации по применению БМО смесей, а также поданы заявки и получены патенты РФ 2196750 от 27.04. 2001 и 2241012 от 27.11.2003 года, а также на рассмотрении находится заявка № 2004117304/03 от 7.06.2004.

Апробация работы: Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждались на научно-практических конференциях Ростовского государственного строительного университета (1999-2004 гг.) и др. международных конференциях: МНПК "Строительство" (Ростов-на-Дону, 1999 - 2003 гг.), ВНПК «Современные технические решения по повышению надежности автомобильных дорог и искусственных сооружений» (Краснодар, 2001), конференция «Концепция современного развития автомобилестроения и эксплуатации транспортных средств», (Новочеркасск, 2001), ВНПК «Новые технологии, конструкции и материалы в строительстве, реконструкции и ремонте автомобильных дорог» (Краснодар, 2002), НПК «Новые технологии и материалы применяемые при содержании автомобильных дорог. Использование технологии холодного ресайклинга при реконструкции автомобильных дорог» (Ростов-на-Дону, 2002), ЮМНПК «Строительство - 2004» (Ростов-на-Дону, 2004), НТК «Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог» (Пермь, 2004) .

Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в 15 публикациях, в том числе двух патентах.

Объем. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка литературы из 158 источников, в том числе на иностранном языке, 4 приложений. Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 62 таблицы и 25 рисунков.

Полная версия (PDF)