Быстрый рост интенсивности движения и грузонапряженности транспорта на автомобильных дорогах приводит к преждевременным разрушениям дорожных покрытий. При этом реальные сроки службы асфальтобетонных покрытий редко превышают 4−5 лет, а в большинстве случаев составляют всего 2−3 года. Наиболее интенсивно дефекты и разрушения появляются на асфальтобетонных покрытиях ранней весной. В этот период большинство асфальтобетонных заводов не выпускают горячую асфальтобетонную смесь, что не позволяет быстро и качественно устранять дефекты на покрытии.
В настоящее время межремонтные сроки службы покрытий автомобильных дорог существенно ниже нормативных требований. Одна из основных причин — это использование устаревших технологий, опирающихся на традиционные материалы, несоответствующие по своим свойствам напряжениям и деформациям, возникающим в покрытии. Это особенно проявляется в климатических условиях юга европейской части России, где верхние слои дорожного полотна работают в значительно более широком диапазоне температур. Ужесточение требований к исходным дорожно-строительным материалам и своевременный ремонт покрытий позволяет увеличить срок службы автомобильных дорог.
Повышение долговечности автомобильных дорог — задача важная и актуальная и решить ее можно, в частности, за счет широкого применения новых технологий и нетрадиционных строительных материалов, позволяющих повысить качество асфальтобетонного покрытия и продлить его межремонтные сроки.
Для ремонта покрытий автомобильных дорог одним из наиболее перспективных и экономически выгодных материалов явцяются холодные асфальтобетонные смеси. Достоинства холодного асфальтобетона заключаются в возможности заготавливать смесь впрок для дальнейшего ее применения при ремонте асфальтобетонных покрытий не только при 5 благоприятных погодно7климатических условиях, но и при отрицательной температуре воздуха (до — 10 °С) и влажном покрытии. Таким образом, отличительные особенности холодных асфальтобетонных смесей позволяют осуществлять круглогодичный и своевременный ремонт, что дает возможность продлить работоспособность, асфальтобетонного покрытия и сохранить его транспортно-эксплуатационные характеристики.
Несмотря на то, что холодные асфальтобетоны известны в России и странах СНГ еще с 50-х годов прошлого столетия, их применение не получило широкого распространениятак как известные: ранее холодныесмеси на обычных жидких или ражжиженных битумах не отличались эксплуатационной долговечностью. Таким образом, возникает необходимость, использовать в составе холодных смесейвяжущие, позволяющие обеспечить высокие, физико-механические показатели и эксплуатационные-свойства асфальтобетона.
Как показали, многочисленные исследования, основная: часть повреждений. на асфальтобетонных покрытиях происходит по битуму. В связи с этим для? обеспечения оптимальных сроков службыдорожной одежды и качественного своевременного ее ремонта, в первую" очерёдь, необходимо применять битумы, отвечающие современным условиям работы. Повысить качество. битумов возможно путем его модификации специальными добавками, позволяющими повысить водостойкость, прочность и другие характеристики асфальтобетонов. '. ,.
Поэтому, решаемая в работе задача по разработке комплексномодифицированных холодных асфальтобетонов, содержащих улучшающие добавкии обладающих повышенной стабильностью структурно-механических свойствj определяющих устойчивость материала к погодно-климатическим факторам и накоплению различного рода дефектов и деформаций, является крайне актуальной. > ;
Повышение качества битумного вяжущего, применяемого в холодных асфальтобетонных смесях, позволит увеличить межремонтные сроки службы покрытий автомобильных дорог, что в свою очередь дает возможность получить экономический эффект в сотни миллионов рублей, которые могут быть направлены на улучшение состояния дорожной сети в целом.
Объект исследования! — холодные асфальтобетонные смеси, предназначенные для ремонта покрытий автомобильных дорог.
Дель диссертационноШработы: разработка комплексно-модифицированных холодных асфальтобетонных смесей для круглогодичного ремонта дорожных покрытий: с улучшенными структурно-механическими свойствами и повышенной сдвигоустойчивостью.,.
Научная новизна работы состоит в том, что: ¦ ¦ .'<
— теоретически: обоснован: и экспериментально подтвержден механизм воздействиякаучуко-полиолефиновой добавки. на процессы структурообразования и структурно-механические: свойства жидких битумов • и холодных асфальтобетонных смесей;
— экспериментально выявлено воздействие основных технологических и рецептурных факторов на свойства холодных асфальтобетонных смесей.
На защиту выносятся: теоретическое обоснование и результаты экспериментальных исследований технической возможности и экономической целесообразности примененияразработанных комплексно-модифицированных холодных асфальтобетонных смесей с повышенными эксплуатационными свойствами;
— результаты экспериментальных исследований оптимизации состава вяжущего и оценки воздействия разработанного модификатора-на свойства холодных асфальтобетонных смесейматематические моделиэкспериментально-статистических зависимостей физико-механических свойств комплексно-модифицированных холодных асфальтобетонов от их структуры и количественного содержания вяжущего- '.
— методика проведения и результаты экспериментальных исследований особенностей влияния рецептурных факторов и технологии приготовления на физико-механические свойства разработанных комплексно-модифицированных холодных асфальтобетонов.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в работе, подтверждена сходимостью результатов параллельных испытанийсопоставимостью результатов лабораторных и опытно-производственных работиспользованием современных приборов, оборудованияэкспериментально-статистическими методами математического планирования эксперимента и теорией математической статистики.
Практическое значение работы: >
— разработан комплексный каучуко-полиолефиновый модификатор, обеспечивающий повышение физико-механических свойств вяжущего и сдвигоустойчивости холодных асфальтобетонных смесей при высоких летних температурах;
— разработана технология приготовления и применения^ комплексно-модифицированных холодных асфальтобетонных смесей, предназначенных для круглогодичного ремонта покрытий автомобильных дорог;
— разработаны методические рекомендации по применению полученных модифицированных холодных асфальтобетонных смесей- >
— получены патенты РФ № 2 340 641 «Битумная композиция для ремонта влажного асфальтобетонного покрытия», № 2 418 019' «Вяжущее для дорожных пластобетонов» и подана заявка № 2 010 143 025/03 от 20.10.10. «Плотная органоминеральная смесь».
Апробация результатов исследования: Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждались на ежегодных научнопрактических конференциях Ростовского государственного строительного университета (Строительство 2006 — 2011 гг.) и других международных конференциях: МНТК «Проблемы проектирования, строительства и 8 эксплуатации автомобильных дорог» (Пермь, 2010 гг.), ВНПК «Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений» (Омск, 2006 г.), а также опубликованы в Известиях высших учебных заведений «Строительство» (Новосибирск, 2009 г.), Известиях ОрёлГТУ. Серия «Строительство и реконструкция» (Орел, 2011 г.) и научно-техническом сборнике «Дороги и мосты» (Москва, 2011 г.).
Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в двух патентах и 15 публикациях, в том числе в 3 работах в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 140 наименований, в том числе на иностранных языках, 3 приложений. Работа изложена на 218 страницах машинописного текста, содержит 55 таблиц и 39 рисунков.
