С позиций методологии системного анализа сделан общий обзор структуры асфальтового бетона, дана характеристика существующих методов технического проектирования асфальтового бетона, указаны их существенные недостатки. Рассмотрены концепции ресурсосбережения и направленного регулирования структуры асфальтобетона. Изучено влияние фракционного состава минеральных компонентов на различные свойства асфальтового бетона, а также разработана нетрадиционная компьютерно-информационная технология проектирования асфальтового бетона с заданным комплексом свойств.

Наведено теоретичні й експериментальні основи двох засобів керування структурою високоякісних асфальтових бетонів з відходів виробництв: за допомогою відходів подрібнення карбонатних гірських порід та бітумодьогтьополімерного в'яжучого на основі бітуму, кам'яновугільного дьогтю і відходу виробництва полівінілхлориду. Запропоновано комп'ютерну підсистему прогнозування властивостей асфальтового бетону - прогнозуючо-оптимізаційний комплекс, що використовує математичні моделі, отримані на основі традиційного алгоритмізованого багатофакторного планування експерименту, та оптимізацію шляхом нелінійного квадратичного програмування.

Індекс рубрикатора НБУВ: Н373.1

Рубрики:

Бетони на органічних в'яжучих

Шифр НБУВ: Ж15477 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто шляхи підвищення зсувостійкості асфальтобетону за рахунок модифікації бітумів полімерами та регулювання макроструктури бетону. Для прогнозування зсувостійкості асфальтобетону запропоновано рівняння Кулона, в якому зчеплення враховується показником ступеня структурованості в'яжучого за І.О.Риб'євим. Показано, що оптимальний вміст бітума, модифікованого полімером (визначеного за міцністю), під час крутіння перевищує вміст за максимальним значенням на стиск. Виявлено, що модифікація значною мірою позначається на міцності асфальтобетону, якщо вихідний бітум має меншу марочну в'язкість. Встановлено можливість максимального підвищення зсувостійкості асфальтобетонів шляхом використання полімеру у в'яжучому та збільшення вмісту щебеню до оптимального. За результатами кореляційного аналізу доведено можливість прогнозування зсувостійкості асфальтобетону за показниками міцності на розтягання за твірною. Еспериментально встановлено більшу надійність прогнозування зсувостійкості асфальтобетону за показниками пентрації та когезії, ніж за показником температури розм'якшення. На підставі порівняльного вивчення значень колієутворення в асфальтобетоні та зсувостійкості під час крутіння встановлено наявність статистичної залежності між даними показниками. За результатами виробничої перевірки результатів наукового дослідження обгрунтовано доцільність використання асфальтобетонів на бітумах, модифікованих помірним вмістом полімеру.

Дисертацію присвячено теоретичному і експериментальному обгрунтуванню здобуття з шламів нейтралізації травлених розчинів мінерального порошку для виробництва дьогтьополімербетону на основі виявлення і вивчення закономірностей формування граничних шарів у дьогтьополівінілхлоридній в'яжучій речовині, яка структурована активованим полімермістким відходом виробництва епоксидних смол мінеральним порошком зі шламів нейтралізації. Встановлено, що дьогтьополімербетонні суміші відзначаються підвищеною ущільнювальністю за температур 50 - 97 °C, а бетони - високим значенням модуля пружності в області позитивних температур, характеризуються більш широкою зоною в'язкопружної поведінки і меншим показником температурної чутливості. Вони більш стійкі до старіння, ніж традиційні дьогтьобетони. 1750 тон дьогтьополімербетонних сумішей укладено у верхні шари дорожнього одягу автомобільної дороги "Харків-Ростов".

Рассмотрены виды асфальтобетонов из горячих смесей, вопросы их применения; приведена классификация в зависимости от размера зерен минеральных материалов, от значения остаточной пористости. Представлены материалы и требования к ним в зависимости от их роли в асфальтобетоне, а также основные свойства асфальтобетона и методы их определения.

  Скачати повний текст

Розглянуто релаксаційний механізм впливу термоеластопластів, які містяться в бітумі, модифікованого полімером (БМП), на температури переходу асфальтополімербетонів до склоподібного та в'язкошіастичного станів, а також взаємозв'язок характеристик міцності в'яжучого й асфальтополімербетону на його основі. Показано, що перехід бітуму в бітумополімерне в'яжуче, а потім в полімербітумне призводить до зростання критичних деформацій та напружень, збільшення значень модулів пружності асфальтополімербетонів за високих температур (+50 °С) та їх зниження за від'ємних температур (-20 °С), зниження коефіцієнта температурної чутливості, підвищення температури переходу в в'язкопластичний стан, зниження умовної температури склування. Встановлено, що асфальтополімербетони на основі в'яжучих, модифікованих прийнятими для досліджень полімерами, з близькою пенетрацією, характеризуються близькими значеннями модулів пружності, коефіцієнта температурної чутливості, температур переходу до склоподібного та вязкопластичного станів. Виведено емпіричну формулу для визначення модулів пружності асфальтобетонів і асфальтополімербетонів будь-яких типів з оптимальним вмістом бітуму, яка враховує використання бітумів, бітумополімерів, полімербітумів і працює в області температур від -20 °С до +50 °С, і діапазоні частот деформування від 0.01 Гц до 40 Гц.

Приведены экспериментальные результаты по получению композитных вяжущих материалов на основе нефтяного битума и отходов очистки сточных вод - депонированных осадков сточных вод (ОСВ). Исследованы основные физико-химические свойства битума и асфальтобетонов, модифицированных добавками ОСВ и их составляющих.

Приведены математическая модель, методика расчета и проверка адекватности модели процесса диффузии ионов тяжелых металлов из асфальтобетона.

На примере одноосной модели в работе предложен способ формирования нелинейных вязкоупругих свойств материалов. Предложенную схему впоследствии можно использовать и при 3-D моделировании вязкоупругого поведения, например, асфальтобетона.

Приведен сравнительный анализ физико-механических характеристик минерального порошка и органоминерального порошка из осадков сточных вод, проанализированы исследования асфальтового вяжущего и асфальтобетона с этими добавками.

Досліджено закономірності зміни паливостійкості асфальто- и асфальтополімербетонів за чистого згину за умов одночасної дії статичного навантаження та дизельного палива. Вивчено вплив консистенції в'яжучих та способу модифікації бітуму полімером типу СБС на стійкість асфальтобетонів до дії палива. Показано, що технологія модифікації бітуму полімером, що передбачає попередній пластифікацію СБС індустріальним маслом, негативно відбивається на паливостійкості асфальтополімербетону.

Сформулированы теоретические положения по прогнозированию и разработке составов асфальтобетонных смесей и асфальтобетонов, стойких к термоокислительному старению в процессе технологической переработки и эксплуатации в покрытиях нежестких дорожных одежд. Исследованы закономерности термоокислительного старения нефтяных дорожных битумов по изменению массы, пенетрации, температуры размягчения и группового химического состава. Изучено реологическое поведение нефтяных дорожных битумов в процессе термического и термоокислительного старения. Исследовано влияние толщины битумной пленки на глубину и энергию активации этих процессов, а также старение органического вяжущего в бинарной системе битум - минеральный порошок. Изучены проблемы старения асфальтобетонных смесей в процессе термостатирования в термосбункере и транспортирования для укладки в конструктивные слои нежесткой дорожной одежды. Исследованы влияние температурно-временных режимов производства на технологическое старение асфальтобетонных смесей, а также внешних и внутренних факторов на интенсивность старения асфальтобетонов в климатической камере ИП-1. Разработаны способы замедления процессов термоокислительного старения и методику прогнозирования долговечности асфальтобетонных покрытий с опытно-промышленным внедрением на предприятии дорожной отрасли.

Теоретические и экспериментальные исследования процессов и явлений, определяющих механизм усталостного разрушения, позволили установить, что рост усталостных трещин при действии переменного нагружения происходит главным образом по пленочному органическому вяжущему и границе раздела фаз "органическое вяжущее - минеральный материал". Следовательно, для повышения деформационно-прочностных свойств асфальтобетона в условиях действия динамических нагрузок, влаги, агрессивных сред необходимо модифицировать органическое вяжущее в направлении повышения термостабильности, расширения интервала пластичности, увеличения адгезионно-когезионных свойств, эластичности, а также использовать асфальтобетоны с рациональным гранулометрическим составом, имеющим наиболее плотную структуру. Разработаны составы модифицированных асфальтобетонов, обладающих повышенной усталостной долговечностью.

Досліджено можливість застосування продуктів виробництва ПАТ "НВК-Галичина" для активації мінерльних порошків, призначених для асфальтобетонних сумішей. Доведено, що завдяки активації мінерального порошку можна зменшити витрату в'яжучого в асфальтобетоні з одночасним покращенням його фізико-механічних властивостей.

Встановлено відсутність неруйнуючих методів визначення морозостійкості асфальтобетонів у світі. Запропоновано використання коефіцієнту морозостійкості, визначеного за модулями до та після циклічного заморожування-відтавання, визначених у межах лінійної області його поведінки. Вперше розроблено і використано метод оцінки морозостійкості асфальтобетону за модулями пружності, визначеними у лінійній області їх деформування, тобто неруйнуючим способом; встановлено можливість визначення коефіцієнту морозостійкості за співвідношенням статичної довговічності асфальтобетонів шляхом порівняння її значень до та після циклічного заморожування-відтавання; проаналізовано вплив морозостійкості асфальтобетону на несучу здатність нежорсткого дорожнього одягу. Деякі діючі методи отримали подальший розвиток. Виконано дослідження з визначення міцності при стиску та при вигині, динамічних модулів пружності, показників життєвого циклу асфальтобетону під дією статичного навантаження. Вивчено вплив циклічних заморожувань-відтавань на ці характеристики та визначено коефіцієнт морозостійкості асфальтобетону.

Розглянуто стан питання проєктування нежорсткого дорожнього одягу із щебенево-мастиковим асфальтобетонним покриттям, проаналізовано умови роботи щебенево-мастикового асфальтобетону (ЩМА) в дорожньому покритті. Висвітлено особливості технології виготовлення ЩМА, проєктування його складу та технології влаштування покриття із ЩМА. Виконано аналіз існуючих методів проєктування та конструювання покриття із ЩМА дорожнього одягу нежорсткого типу. Наведено методи оцінки граничного стану покриття із ЩМА, а також існуючі підходи до підвищення довговічності покриття із ЩМА. Встановлено аналітичні залежності для розрахунку довговічності щебенево-мастикового асфальтобетонного покриття, які одержано з урахуванням кліматичних факторів, умов роботи покриття та параметрів режиму транспортних навантажень і коливань температур у добовому та річному циклах. Розроблено метод розрахунку довговічності ЩМА, що базується на феноменологічному підході з використанням основних положень кінетичної теорії міцності твердого тіла. Для визначення напружено-деформованого стану покриття розроблено аналітичні залежності на основі використання теорії термо-в'язко-пружності. На основі експериментальних досліджень, опираючись на положення теорії термо-в'язко-пружності та теорії кінетичної міцності твердих тіл установлено розрахункові характеристики дорожньо-будівельних матеріалів для розрахунку щебенево-мастикового асфальтобетонного покриття (функція релаксації, функція температурно-часового зміщення, функція довговічності, коефіцієнт лінійного температурного деформування), що дає можливість здійснювати чисельний аналіз впливу різних факторів на довговічність покриття із ЩМА. Розроблено метод проєктування дорожнього покриття підвищеної довговічності із ЩМА, який дозволяє за рахунок повнішого враховування термореологічних властивостей ЩМА й урахування характерних особливостей порушення його суцільності точніше прогнозувати довговічність покриття. За результатами аналізу впливу дії основних факторів на довговічність асфальтобетонного покриття розроблено практичні рекомендації щодо підвищення довговічності дорожнього покриття із ЩМА за рахунок матеріалознавчих і технологічних заходів.

Індекс рубрикатора НБУВ: О311-033 + Н373.1

Рубрики:

Автомобільні дороги. Дорожне будівництво

Бетони на органічних в'яжучих

Шифр НБУВ: Ж101738 Пошук видання у каталогах НБУВ