Тема доклада: Производство и укладка инновационных материалов на основе полимерно-битумных вяжущих и цветных асфальтобетонов Докладчик: к.т.н. Дедюхин Александр Юрьевич

Неуклонный рост количества грузовых автомобилей и нагрузок на ось создает сложные условия для эксплуатации автомобильных дорог, особенно построенных на основе органических вяжущих, и требует соответствующих контрмер. Основная проблема, возникающая в связи с высокими осевыми нагрузками и большой интенсивностью движения, деформация асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог, построенных с использованием обычных битумов. Для повышения надежности и долговечности работы покрытий в настоящее время рекомендуется использовать битумы, модифицированные полимерами. Широкое использование модифицированных битумов вместо обычных объясняется их улучшенными свойствами. Полимерные битумы имеют большой диапазон рабочих температур (разница между температурой размягчения и температурой хрупкости) до 100 °С (обычные битумы до 60 °С).

Рис. 1 Полимерная добавка SBS

Основная цель введения полимера в битум – это понижение температурной чувствительности вяжущего, т.е. увеличение его жесткости летом и уменьшение зимой. Не менее важно, что при введении полимера в битум вяжущее приобретает эластичность – способность к восстановлению первоначальных размеров и формы после снятия нагрузки. Если эти цели достигнуты, то дорожно-строительный материал на основе ПБВ будет обладать повышенной устойчивостью против образования остаточных деформаций (колеи) летом, поперечных температурных трещин зимой и усталостной трещиностойкостью (выносливостью) при повторном изгибе.

Рис. 2 Коллоидная мельница

Рис. 3 Структура модифицированного битума, полученная с помощью флуоресцентной микроскопии

Рис. 4 Полимерно-битумное вяжущие

применение ПБВ или полимерных модификаторов в составе щебеночно- мастичных асфальтобетонных смесей, применяемых при устройстве верхних слоев покрытия, позволяет уменьшить глубину колеи в среднем в 1,5-1,6 раза по сравнению с асфальтобетоном на рядовом битуме (без ПБВ); в случае применения полимерных модификаторов в составе асфальтобетонов типа А их влияние на колееустойчивость еще более заметно – величина остаточных деформаций уменьшается, в некоторых случаях, в 2,5 раза; кроме всего прочего, применение ПБВ или полимерных добавок в асфальтобетонных слоях дорожных конструкций, позволяет увеличить интервал их работоспособности, за счет повышения деформативной жесткости летом и усталостной выносливости при отрицательных температурах.

Рис. 5 Строительство опытного участка на проспекте Космонавтов

Подводя итог необходимо отметить, что применение полимерных добавок в составе асфальтобетонных смесей, позволяет уменьшить образование дефектов на покрытии и продлить срок «жизненного цикла» асфальтобетонных слоев. Однако, пока не будут повышены требования к исходным дорожно-строительным материалам, применяемым вяжущим и получаемым асфальтобетонам, учитывая не только действующие нормативные документы, но и зарубежный опыт, существенных улучшений ожидать не стоит. Для увеличения срока службы дорожных конструкций и улучшения качества строительства необходимо серьезно заняться разработкой новой нормативной базы на этапе проектирования дорожной конструкции, приготовления и укладки асфальтобетонных слоев, а также контроля качества.

Рис. 6 Цветной асфальтобетон

Устройство цветных асфальтобетонных покрытий: возможно применение красителей для дорожного битума красно-бурого цвета, близкого к цвету красного гранита либо использование бесцветного синтетического вяжущего в сочетании с красителями, что позволяет получить широкую гамму цветных асфальтобетонных смесей для устройства покрытий; Устройство поверхностной обработки асфальтобетона цветным щебнем; Устройство цветных покрытий с последующим нанесением специальных красок и материалов на различных связующих (синтетических, эпоксидных, полиуретановых и других). Наименее дорогими покрытиями будут 2-й и 3-й варианты, но использование их в качестве покрытий с интенсивным движением транспорта нецелесообразно в связи с возможным износом отдельных участков, где механическое воздействие шин наиболее велико. Более целесообразным для дорог с интенсивным движением является использование материалов, которые не теряют цвет по мере износа покрытия. Для этих целей более всего подходит покрытие из уплотняемого асфальтобетона толщиной от 3 до 7 см. Наилучший эффект при подборе оттенка достигается при применении в асфальтобетоне бесцветного синтетического вяжущего вместо обычного битума.