Дисертацію присвячено розробці технології виробництва асфальтополімерсіркобетонних сумішей з поліпшеними фізико-механічними властивостями і призначених для улаштування верхніх шарів дорожнього одягу автомобільних доріг для роботи в умовах жаркого і вологого клімату Республіки Судан. Визначено концентраційні співвідношення у системі "бітум - бутадієнметілстирольний каучук - технічна сірка - модифікатор поверхні мінерального порошку". Вивчені технологічні властивості асфальтополімерсіркобетонних сумішей. Визначені деформаційно-міцнісні характеристики та корозійна стійкість модифікованого асфальтобетону. Прискореним методом доведено, що асфальтополімерсіркобетон у 3-4 рази більш довговічний, ніж традиційний гарячий асфальтобетон.

Дисертація присвячена теоретичному і експериментальному обгрунтуванню отримання дьогтеполімерсіркобетону з широким інтервалом в'язкопружної поведінки на основі встановлення закономірностей формування структури кам'яновугільних дорожніх дьогтів і дьогтев'яжучої речовини, представленої дьогтеполівінілхлоридним в'яжучим і мінеральним порошком - сірчаним шламом. Запропонована модель колоїдної міцели дьогтю. Побудовані діаграми фазової рівноваги системи "кам'яновугільний пек-антраценове масло". Криві "ліквідусу" і "солідусу" апроксимовані рівняннями другого порядку. Вивчене структуроутворення в кам'яновугільних дорожніх дьогтях. Експериментально-статистичні оптимізовані склади дьогтеполівінілхлоридного в'яжучого і дьогтеполімерсіркобетонних сумішей. Вивчені фізичні і деформаційно-міцнісні властивості дьогтеполімерсіркобетону. Результати роботи реалізовані при промисловому випуску дьогтеполімерсіркобетонних сумішей, що містять в своєму складі дьогтеполівінілхлоридне в'яжуче і сірчаний шлам.

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.

Дисертацію присвячено теоретичному і експериментальному обгрунтуванню здобуття довговічного дорожнього дьогтебетону на основі установлення закономірностей формування комплексно модифікованої мікроструктури дьогтебетону, представленої дьогтеполівінілхлоридним в'яжучим і мінеральним порошком, поверхня якого активована олігомером, котрий містить функціональні групи (карбамідоформальдегідна смола КФ-МТ, епоксидні смоли, полімервміщуючі відходи виробництва епоксидних смол).

Теоретично й експериментально обгрунтовано одержання багатокомпонентного кам'яновугільного в'яжучого з широким інтервалом пластичності на підставі встановлення закономірностей формування в них комплексно-сполученої мікроструктури, поданої коагуляційним каркасом із часток активного дисперсного наповнювача у концентрованому розчині полімеру в гама-фракції дьогтю. У процесі модифікації кам'яновугільного дорожнього дьогтю відсівом полівінілхлориду внаслідок розгортання глобул полімеру у витягнуті конформації формується просторова полімерна сітка, утворена за рахунок переплетення та міжмолекулярної взаємодії макромолекул і надмолекулярних утворень полівінілхлориду. Оптимальний вміст активного дисперсного наповнювача сприяє утворенню коагуляційної структури у в'яжучому та підвищенню загальної структурованості системи. Структуруюча дія деревного гідролізного лігніну одночасно з пластифікуючою дією сірки сприятиме зміщенню температури переходу в'яжучого у в'язко-текучий стан, в область більш високих позитивних температур і зсуву температури склування в область більш низьких негативних температур. Багатокомпонентне кам'яновугільне в'яжуче характеризується більш широким інтервалом пластичності. Використано експериментально-статистичне моделювання, завдяки якому встановлено оптимальні концентраційні співвідношення комбінованого дисперсного наповнювача в кам'яновугільному дорожньому дьогті. Застосовано метод ІЧ-спектроскопії. За результати дериватографічних і калориметричних досліджень доведено існування тривкої міжмолекулярної взаємодії, що сприяє створенню в багатокомпонентному кам'яновугільному в'яжучому (БКВ) безперервного спектра

Теоретично обгрунтовано критерії адгезійної активності поверхнево-активних речовин (ПАР) і термостабільності бітумів, які їх вміщують. Розкрито взаємозв'язок концентраційних залежностей поверхневого натягу, крайового кута змочування й адгезійної активності бітумів, які вміщують ПАР, що є підставою для визначення мінімально необхідного вмісту ПАР у бітумі. Експериментально доведено пряму залежність адгезійної здатності бітумів і бітумів, що вміщують ПАР, від температурно-часового режиму їх нагріву в процесі технологічної підготовки. Виявлено кількісний зв'язок між показником зчеплення бітуму та коефіцієнтом тривалої водостійкості асфальтобетону. Зроблено припущення про можливість виявлення узагальненої залежності цих властивостей. Встановлено ефективність апретування поверхні кам'яних матеріалів розчинами ПАР, що сприяє зниженню витрати ПАР і собівартості бітумомінеральних матеріалів.

Розроблено високоефективну та конкурентоздатну вітчизняну пневмогвинтову установку (ПГУ) з безконсольним шнеком для сипких матеріалів. Головна ідея полягає в тому, щоб за рахунок зміни геометрії шнека у межах заданої компоновочної схеми шнеконапірного механізму (ШМ) та введення нових конструктивних елементів, які регулюють форму перетину потоку сипкого матеріалу на вході та виході безконсольного шнека, знизити енергоємність ПГУ, а також забезпечити безперебійну роботу ШМ машини в аварійних ситуаціях та економію трудових витрат під час проведення технічного обслуговування і ремонту. Найбільш суттєвим позитивним ефектом від розробки нового ШМ у практичному плані є зниження, на відміну від базового варіанта, енергоємності ШМ Е_шм на 13 %, металоємності G_уд на 21 %, повітроємності на 1 м траси V_уд на 2,5 %, підвищення продуктивності удвічі та отримання річного економічного ефекту у розмірі 13,5 тис. грн. на одну машину.

Досліджено ефективність розігріву бітуму сумішшю продуктів згоряння природного газу з повітрям, визначено найбільш ефективні технологічні параметри теплоносіїв.

Рассмотрены проблема использования в дорожном строительстве битумных вяжущих, модифицированных полимерами различных классов, а также особенности их производства. Освещены вопросы совместимости битумов с полимерами. Проанализированы влияние различных добавок на свойства битумов, а также особенности укладки асфальтобетонных смесей и поверхностных обработок на основе модифицированных или специальных дорожных битумов. Приведены физические и механические характеристики волокон.

Встановлено закономірності адсорбції бітумів різних структурних типів на поверхні мінеральних порошків, одержаних помолом гірських порід різних за походженням. Показано, що активація водним розчином хлорного заліза кварцового мінерального порошку з від'ємним зарядом поверхні підвищує її адсорбційну активність відносно бітуму. Досліджено вплив активації хлорним залізом мінеральних матеріалів різного походження на адгезійну активність їх поверхні щодо бітумів різної марочної в'язкості. Вперше встановлено кореляційну залежність між хімічним складом, електроповерхневими властивостями мінеральних матеріалів різного походження, термодинамічними характеристиками змочування їх поверхні, а також показником водостійкості бітумів на поверхні мінеральних підкладок. Показано, що зі збільшенням у складі мінерального матеріалу сумарного вмісту <$Eroman {CaO~+~MgO~+~Al sub 2 O sub 3 ~+~Fe sub 2 O sub 3 }> кількість ділянок мінеральної поверхні з позитивним і електронейтральним зарядом та показник водостійкості бітумних плівок зростають. Встановлено підвищення тривалої водо- та морозостійкості асфальтобетону, виготовленого на основі гранітних мінеральних матеріалів з активованим щебенем. Розроблено рекомендації щодо удосконалення технології активації щебеню водним розчином хлорного заліза для приготування асфальтобетонних сумішей та влаштування шорстких шарів зносу способом поверхневої обробки, здійснено виробниче впровадження результатів дослідження.

Рассмотрены вопросы улучшения свойств асфальтобетонов путем введения модифицирующих добавок как в битум, так и непосредственно в асфальтобетонную смесь. Эти мероприятия позволяют увеличить надежность асфальтобетонов и, как следствие, срок службы дорожного покрытия. Большое внимание уделено сравнительным испытаниям наиболее часто применяемых в Республике Беларусь модификаторов.

Проаналізовано результати випробувань асфальтобетонних зразків, що пройшли прискорене старіння в апараті штучної погоди ШП 1-3, з метою виявлення залежностей довговічності асфальтобетонних покриттів від зміни температури готування та часу перемішування суміші у разі застосування різних кам'яних матеріалів. Одержано графіки залежності міцності R20 від часу термостатирування. Сформульовано висновки щодо впливу технологічних параметрів приготування асфальтобетонних сумішей і природи кам'яних матеріалів на міцність асфальтобетону.

Отмечено, что производственная технология обработки битума на АБЗ оказывает существенное влияние на его качество как вяжущего. Указано, что необходимы исследования для разработки обоснованных нормативных документов, регламентирующих применяемые способы и технологические режимы.

Рассмотрены изменения в технологии использования битума в производстве асфальтобетонной смеси на базе перехода к капсулированию битума в полиэтиленовую оболочку, а также свойства получаемых модифицированного битума и асфальтобетона.

Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований физико-механических свойств асфальтобетона, который в качестве заменителя минерального порошка содержит коммунальный отход - осадок сточных вод. Полученные результаты свидетельствуют о положительном влиянии осадков сточных вод на физико-механические свойства асфальтобетона и открывают путь к широкому применению способа утилизации данного вида отходов в хозяйственном обороте в сфере дорожного строительства.

Визначено закономірності фізико-хімічних процесів старіння дьогтебетонних сумішей (ДБС) і дьогтебетонів (ДБ) у процесі виробництва, термостатування в термосбункерах, транспортування до місця укладання в конструкцію дорожнього одягу (ДО), знаходження за умов експлуатації. Розроблено способи уповільнення процесів старіння та підвищення довговічності дорожніх дьогтебетонних покриттів (ДБП). Проаналізовано роль температури приготування на інтенсивність технологічного старіння (ТС) ДБС з використанням методу експериментально-статистичного моделювання, вплив якої вищий від часу приготування суміші. Визначено інтенсивність ТС гарячих ДБС незалежно від складу дисперсійного середовища в'яжучого (кам'яновугільна смола й антраценове масло), інтенсивність старіння на кварцовому мінеральному порошку (МП), яка вища за вапняковий. Зазначено, що з підвищенням температури приготування суміші температурний інтервал ущільнення зміщується; нормативна щільність ДБ у покритті нежорсткого ДО з сумішей не забезпечується. Встановлено, що інтенсивність ТС ДБС визначається випаром легкокиплячих речовин <$Egamma>-фракції, оксиполіконденсацією речовин дьогтю, капілярною фільтрацією складових кам'яновугільних в'яжучих (КВВ). Визначено узагальнену залежність інтенсивності старіння ДБС в процесі виробництва, термостатування в термосбункерах, під час транспортування до місця укладання і в процесі прискореного теплового старіння в кліматичній камері та ультрафіолетовому опроміненні. Розраховано річний еквівалент часу старіння ДБП залежно від в'язкості кам'яновугільного дьогтю (КВД) за умов експлуатації. Розроблено способи уповільнення старіння ДБС, зокрема, за

допомогою модифікації КВВ первинними відходами (ПВ) виробництва полівінілхлориду, комплексною домішкою (ПВ полівінілхлориду у комбінації з активним дисперсним наповнювачем - кубовими залишками дистиляції фталевого ангідриду), комплексною модифікацією мікроструктури ДБ (механоактивацією МП олігомерами, КВД відсівом полівінілхлориду).

Проаналізовано особливості впливу полімерів і поверхнево-активних речовин (ПАР) на адгезійні властивості бітумів. Досліджено водостійкість плівок бітуму, модифікованого полімером (БМП), на поверхні кам'яних матеріалів і асфальтобетонів на основі БМП. Розглянуто вплив на зчеплення типів і видів полімерів, а також вмісту полімеру в БПМ на їх зчеплення з підложкою у водному середовищі. Досліджено поверхневі властивості БМП, як основи адсорбційно-адгезійних процесів на межі поділу фаз, що забезпечує зчеплення. Запропоновано механізми взаємодії в системах бітум - полімер - ПАР - підложка. Обгрунтовано та підтвержено, що сумісне використання полімеру та ПАР у бітумі призводить до складання індивідуальних ефектів від кожної застосованої домішки і раціонального використання обох домішок.

Проаналізовано роботу бітумоварочних котлів, щебнесушарок. Надано рекомендації щодо налагодження оптимального топкового режиму на одному навантаженні та коефіцієнті надлишку повітря, виходячи з вимог технологічного процесу виробництва, а також рекомендації щодо поліпшення показників роботи газовикористовуючих установок та зниження теплових втрат. Надано оцінку теплових втрат та викидів шкідливих речовин в атмосферу. Визначено коефіцієнти корисної дії навантаження. Побудовано графік залежності продуктивності асфальтозмішувальної установки від вологості кам'яних матеріалів у разі різниці їх температур на вході й виході у сушильний барабан. Визначено тепловий режим щебнесушарки: продуктивність за вологим матеріалом та за випаровуванням вологи.

Наведено результати досліджень, присвячених розробці дорожнього асфальтобетону на основі природної бітумовмісної породи (кіробетону) без додавання штучного бітуму для експлуатації за умов гарячого клімату. Високі техніко-експлуатаційні якості кіробетону досягаються за рахунок полімерної модифікації природного бітуму та кіробетону загалом. Як модифікатор природного бітуму і кіробетону загалом використано продукт на основі сополімеру бутадієну та стиролу, як бітумовмісну породу - кір 3-го класу за вмістом бітуму родовища "Бишрі" (Сирія). Розроблено експериментально-статистичні моделі міцності та теплостійкості кіробетону, з використанням яких проведено оптимізацію рецептурно-технологічних параметрів модифікованого дорожнього кіробетону за критерієм вартості матеріалу. Встановлено функцію розподілу міцності кіробетону, яка відповідає нормальному (Гаусовому) закону та розроблено рекомендації з нормування показників міцності кіробетону залежно від його марки. Розроблено технологічні схеми приготування кіробетонних сумішей як на стаціонарних АБЗ з дообладнанням необхідним устаткуванням, так і на пересувних установках для регенерації асфальтобетону. Розраховано оптимальні значення параметрів технологічного процесу за критерієм досягнення максимальної однорідності кіробетонної суміші. Проведено практичне впровадження розроблених сумішей у ході будівництва покриттів автомобільних доріг у Сирії.

Приведены результаты натурных обследований экспериментальных дорожных покрытий на основе новых составов асфальтобетона с использованием коммунальных отходов - осадков сточных вод.