RU2303575C2 - Вяжущее для дорожного строительства - Google Patents
Вяжущее для дорожного строительства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2303575C2 RU2303575C2 RU2005129190/03A RU2005129190A RU2303575C2 RU 2303575 C2 RU2303575 C2 RU 2303575C2 RU 2005129190/03 A RU2005129190/03 A RU 2005129190/03A RU 2005129190 A RU2005129190 A RU 2005129190A RU 2303575 C2 RU2303575 C2 RU 2303575C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- binder
- bitumen
- kadem
- polyethylene
- additive
- Prior art date
Links
Landscapes
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и может быть использовано для устройства верхних слоев дорожных покрытий. Технический результат: повышение температуры размягчения вяжущего, его эластичности, адгезии к минеральным материалам кислых пород, более длительное сохранение адгезионных свойств при повышенных температурах. Вяжущее для дорожного строительства включает, мас.%: нефтяной дорожный битум 95,5-97,7, катионный реагент - адгезионная добавка КАДЭМ-ВТ 0,3-0,5, вторичный полиэтилен 2,0-4,0. 4 табл.
Description
Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и может быть использовано для устройства верхних слоев дорожных одежд.
В этих целях широко используются вязкие дорожные битумы, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 22245-90.
Выпускаемые нефтеперерабатывающими заводами вязкие дорожные битумы для использования в составе асфальтобетонных смесей, применяемых при строительстве и ремонте автомобильных дорог, не обладают свойствами эластичности, нередко не обеспечивают смесям необходимые прочностные показатели, особенно при 50°С, устойчивость их при повышенных и низких температурах и отличаются плохими адгезионными свойствами к минеральным материалам, особенно кислых пород.
С целью улучшения этих показателей в отечественной и зарубежной практике в последнее время широко используются битумы, модифицированные полимерными добавками. Однако, повышая прочностные показатели и температурную устойчивость асфальтобетонных смесей, полимерные добавки не улучшают сцепление вяжущего с минеральными материалами.
Основным недостатком нефтяных дорожных битумов и битумов с добавками полимеров является отсутствие у них «эластичности», продолжает оставаться низкая адгезия, плохое сцепление вяжущего с минеральными материалами, особенно кислых пород (гранитным щебнем, природным песком и т.п.), вследствие чего снижаются водостойкость, трещиностойкость покрытий и их сопротивляемость к воздействию динамических нагрузок.
Известна битумная композиция для ремонта влажного асфальтобетонного покрытия (см. патент RU (11) 2152963 (13) G2, кл. 7 С08L 95/00, С04В 26/26, Е01С 23/06), включающая катионное поверхностно-активное вещество, ускоритель формирования композиции и жидкий битум. Битумная композиция улучшает сцепление даже с влажным минеральным материалом (до 4-5%) как кислых, так и основных пород, позволяет расширить сезон дорожных ремонтных работ. Однако недостатком композиции является значительный расход катионного ПАВ (1,5-3%) и незначительное улучшение (на 4-5%) сцепления с минеральными материалами.
Наиболее близким аналогом предлагаемому изобретению является применение поверхностно-активного вещества «БИКОР» на основе алифатических кислот и азотсодержащих соединений в качестве адгезионной добавки, улучшающей адгезию битума к кислым горным породам (патент RU (11) 2101249 (13) CL, G С04В 26/26, С08L 95/00, С08К 5/20, 5/3445, 5/3462).
Недостатком битумного вяжущего с использованием поверхностно-активного вещества «БИКОР» являются его невысокие адгезионные свойства. При введении в битум ПАВ «БИКОР» в количестве 0,4% от массы битума сцепление битума с гранитом выдерживает только по контрольному образцу №3 (см. табл.4), при содержании его в количестве до 1,0% - по контрольному образцу №2 (там же) с гранитом и кварцевым песком, и лишь при содержании «БИКОР» более 1,5%, сцепление с этими материалами соответствует контрольному образцу №1 (там же). Кроме того, добавка «БИКОР» вводится в битум при температуре не выше 150°С, что в ряде случает является недостаточным, особенно при использовании в вяжущем полимерных добавок. В этих случаях желательно, чтобы адгезивы, используемые в составе ПБВ (полимерно-битумное вяжущее) имели бы более высокую температуроустойчивость и в процессе приготовления могли быть нагреты в составе ПБВ до 160°-180°С.
Заявляемое изобретение решает следующую техническую задачу: улучшение адгезии битума к кислым породам, придание битумному вяжущему свойств эластичности (понижение циклической усталости асфальтобетонов при умеренных и низких отрицательных температурах), повышение температурной устойчивости вяжущего (диапазона температур введения ПАВ и времени устойчивости ПАВ в этих условиях), а также повышение коэффициента водостойкости и прочностных характеристик асфальтобетонных смесей с использованием в составе вяжущего комплексного модификатора.
Сущность изобретения состоит в том, что вяжущее для дорожного строительства, включающее нефтяной дорожный битум и катионный реагент, дополнительно содержит полимерную структурирующую добавку - вторичный полиэтилен, а в качестве катионного реагента - адгезионную добавку КАДЭМ-ВТ, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нефтяной дорожный вязкий битум | 95,5-97,7 |
Вторичный полиэтилен | 2,0-4,0 |
Катионный реагент КАДЭМ-ВТ | 0,3-0,5 |
Введение вторичного полиэтилена как низкого, так и высокого давления, в сочетании с КАДЭМ-ВТ (реагента, представляющего собой смесь алкиламидополиаминов и алкилимидазолинполиаминов) в состав дорожного битума позволяет создать вяжущее с лучшими структурными свойствами, обладающее эластичностью, повышенной температурой размягчения, обеспечивающей снижение циклической усталости полимерасфальтобетонов при умеренных и низких отрицательных температурах и высокими адгезионными свойствами по сравнению с исходным дорожным битумом БНД 60/90. Температура размягчения вяжущего повышается на 6-8°С, битумное вяжущее приобретает свойство эластичности, которое достигает значений 84-94%, у исходного битума это свойство отсутствует. Наряду с этим, вяжущее за счет введения адгезионной добавки КАДЭМ-ВТ приобретает повышенное сцепление с минеральными материалами кислых пород.
В присутствии поверхностно-активного вещества КАДЭМ-ВТ вторичный полиэтилен равномерно распределяется в битуме, образуя гомогенное пластично-эластичное вяжущее с повышенными адгезионными свойствами.
Использование в составе вяжущего комплексной добавки, включающей КАДЭМ-ВТ (катионный адгезив-эмульгатор высокотемпературный) и вторичный полиэтилен, обеспечивает вяжущему новое свойство - «эластичность», температурную устойчивость вяжущего с добавкой по сравнению с вяжущими, приготовленными с использованием других аминных ПАВ. Температура введения ПАВ КАДЭМ-ВТ в битумное вяжущее, содержащее вторичный полиэтилен, может быть увеличена до 180°С. Как правило, использование других известных ПАВ требует понижения температуры вяжущего градусов на десять и температура вяжущего с адгезионной добавкой обычно не должна превышать 140-150°С. Причем полимерно-битумное вяжущее (ПБВ), содержащее КАДЭМ-ВТ и вторичный полиэтилен может сохранять свои высокие адгезионные свойства длительное время и при повышенных температурах: при 180°С в течение 6 часов, при 140°С - 25 часов, что несвойственно другим адгезивам.
Асфальтобетонные смеси, приготовленные с использованием предлагаемой композиции вяжущего (битум, модифицированный вторичным полиэтиленом и КАДЭМ-ВТ), обладают улучшенными прочностными показателями, повышенным коэффициентом водостойкости и трещиностойкостью.
Водонасыщение при этом уменьшается от 2,86 до 2,21, коэффициент водостойкости при длительном водонасыщении повышается от 0,66 до 0,82, предел прочности при сжатии повышается от 1,35 до 1,96 МПа (на 45%).
Анализ известных технологических решений показал, что применение в составе вяжущих поверхностно-активного вещества КАДЭМ-ВТ известно. Известно также приготовление вяжущего с использованием полимерных компонентов и, в частности, вторичного полиэтилена. Однако применение для модифицирования вяжущего вторичного полиэтилена в комплексном сочетании с высокотемпературным ПАВ КАДЭМ-ВТ, обеспечивает в заявляемом решении новые свойства: упрощенную технологию приготовления температуроустойчивого полимерно-битумного вяжущего с повышенными адгезионными свойствами и эластичностью, высокими физико-механическими показателями и широким диапазоном температур введения ПАВ (до 180°С), чего не достигается при использовании других ПАВ аминного типа. Полученное комплексное модифицированное вяжущее обладает улучшенными структурными свойствами, высокой эластичностью, достигающей 86-84% (исходное вяжущее не имеет эластичности), повышенной температурой размягчения (на 6-8°С), что особенно важно для южных регионов РФ. Показатель «предел прочности на сжатие» при 50°С асфальтобетонных смесей, приготовленных с использованием разработанной композиции вяжущего, повышается до 45% (от 1,35 до 1,96 МПа).
Проявленное вяжущим новое свойство эластичности (см. таблицу 4) благотворно сказывается на циклической усталости асфальтополимербетонов при умеренных и низких отрицательных температурах (Золотарев В.А. О показателях качества битумов, модифицированных полимерами - Киiв, 2006 - (Збiрник науковых статей); вып.5; с.200-221). Добавка КАДЭМ-ВТ, будучи соединением аминного типа, снижает термоокислительные процессы и фотодеструкцию, протекающие во вторичном полиэтилене и в целом в вяжущем. Использование в битумном вяжущем только полиэтилена или вторичного его продукта не обеспечивает эти свойства. Наличие в битуме КАДЭМ-ВТ в отсутствие полиэтилена улучшает только его адгезионные свойства. Комплексное сочетание этих двух компонентов (вторичного полиэтилена и КАДЭМ-ВТ) обеспечивает вяжущему улучшение отмеченных показателей.
Характеристика исходных материалов
1. Битум. В работе использовался вязкий нефтяной дорожный битум БНД 60/90, наиболее часто используемый при приготовлении асфальтобетонных смесей для верхних слоев покрытий. В таблице 1 приведены физико-механические показатели вяжущего.
2. Катионный реагент КАДЭМ-ВТ изготавливается в соответствии с техническими условиями ТУ 2482-009-04706205-03. Реагент КАДЭМ-ВТ представляет собой смесь алкиламидополиаминов и алкилимидазолинполиаминов, полученных на основе кислот C16-C20 растительного и (или) животного происхождения.
Структурные формулы:
алкиламидополиамины -
алкилимидазолинполиамины -
КАДЭМ-ВТ не растворяется в воде, хорошо растворяется в ароматических углеводородах (бензоле, толуоле), керосине, в нефтепродуктах.
Органометрические и физико-механические показатели добавки КАДЭМ-ВТ приведены в таблице 2.
Таблица 1 Физико-механические показатели битума БНД 60/90 |
|||||||||||
Пенетрация, 0,1 мм при | Растяжимость, см, при | Температура °С | Интервал пластичности | Прилипаемость | |||||||
25°С | 0°С | 25°С | 0°С | размягчения | хрупкости | к песку | к мрамору | ||||
74,0 | 26,0 | >100 | 4,9 | 48 | -19 | 67 | Не выдерживает | ||||
образец №3 | образец №2 | ||||||||||
Таблица 2 Физико-механические и органометрические показатели реагента КАДЭМ-ВТ |
|||||||||||
№ п/п | Наименование показателей | Норма по ТУ 2482-009-04706205-03 | Значение показателя | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | ||||||||
1 | Внешний вид при 20°С | от жидкого до пастообразного состояния | Вязкая жидкость | ||||||||
2 | Температура застывания 0°С, не более | 30 | |||||||||
3 | Плотность при 20°С, г/см3 | 0,935-0,955 | 0,946 | ||||||||
4 | Аминное число, мг-экв/г | 1,4 | 1,5 | ||||||||
5 | Кислотное число, мг-экв/г, не более | 0,2 | 0,15 | ||||||||
6 | Температура вспышки в закрытом тигле | 185-195°С | 194 | ||||||||
7 | Потери массы продукта при выдерживании в пенетрационной чашке слоем 1,75 см (половина чашки) в течение 5 ч при 170°С, % не более | 8 | 6 |
3. Вторичный полиэтилен ПЭ
Использован полиэтилен низкой плотности (пленка сельскохозяйственного назначения, бывшая в употреблении) и полиэтилен высокой плотности (упаковочный материал). В таблице 3 приведены его основные физико-химические характеристики.
Таблица 3 Физико-механические свойства использованного в работе вторичного полиэтилена (ПЭ) |
|
Показатель | Значение |
1. Предел прочности при растяжении, МПа | 9,7 |
2. Относительное удлинение при разрыве, % | 165 |
3. Морозостойкость | 45 |
Вторичный полиэтилен как низкой, так и высокой степени плотности сохраняет достаточно высокие прочностные и деформационные показатели и может использоваться в качестве упрочняющей добавки асфальтобетона (Бонченко Г.А. Асфальтобетон. Сдвигоустойчивость и технология модифицирования полимером - М.: Машиностроение, 1994 - 176 с.).
Пример. Для экспериментальной проверки заявляемого состава были подготовлены 5 вариантов составов смесей ингредиентов (см. табл.4).
В качестве битума использовался нефтяной вязкий дорожный битум БНД 60/90, в качестве комплексной добавки использовался катионный реагент КАДЭМ-ВТ и вторичный полиэтилен. Вторичный полиэтилен предварительно смешивался в соотношении 1:1 с битумом при постоянном перемешивании при температуре 150-160°С в течение 10 минут на лабораторной мешалке до получения однородной консистенции смеси. При этом битум подавался на разогретый полиэтилен. Затем полученная композиция вводилась в основное количество вяжущего (с учетом битума, введенного с полиэтиленом) и добавлялась адгезионная добавка КАДЭМ-ВТ. Полученный состав компонентов перемешивался в течение 5-10 минут до получения гомогенного состава вяжущего, которое испытывалось в соответствии с ГОСТ 11501-11512. Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице 4.
Из данных таблицы 4 следует, что вяжущее, полученное на основе нефтяных вязких дорожных битумов, модифицированное комплексной добавкой ПАВ - КАДЭМ-ВТ в сочетании с вторичным полиэтиленом удовлетворяет требованиям ГОСТ 22245-90 на битумы нефтяные дорожные вязкие и обладает более высокими показателями свойств, такими как температура размягчения, эластичность, адгезия к минеральным материалам кислых пород, и более длительным сохранением этих свойств при повышенных температурах, что особенно важно при проведении дорожностроительных работ по сравнению с прототипом.
Использование предлагаемого изобретения позволяет:
- повысить качество асфальтобетона при высоких температурах;
- повысить адгезию вяжущего к минеральным материалам кислых пород, как при использовании битума без полимерных добавок, так и в их присутствии;
- получить вяжущее с высоким показателем «эластичность»;
- расширить температурный диапазон приготовления и использования вяжущих с адгезионными добавками;
- продлить срок службы дорожных покрытий.
Claims (1)
- Вяжущее для дорожного строительства, включающее нефтяной дорожный вязкий битум и катионный реагент, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит полимерную структурирующую добавку - вторичный полиэтилен, а в качестве катионного реагента - адгезионную добавку КАДЭМ-ВТ, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нефтяной дорожный вязкий битум 95,5-97,7 Вторичный полиэтилен 2,0-4,0 Катионный реагент КАДЭМ-ВТ 0,3-0,5
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005129190/03A RU2303575C2 (ru) | 2005-09-19 | 2005-09-19 | Вяжущее для дорожного строительства |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005129190/03A RU2303575C2 (ru) | 2005-09-19 | 2005-09-19 | Вяжущее для дорожного строительства |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005129190A RU2005129190A (ru) | 2007-03-27 |
RU2303575C2 true RU2303575C2 (ru) | 2007-07-27 |
Family
ID=37998866
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005129190/03A RU2303575C2 (ru) | 2005-09-19 | 2005-09-19 | Вяжущее для дорожного строительства |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2303575C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2649345C2 (ru) * | 2012-12-28 | 2018-04-02 | Ханивелл Интернешнл Инк. | Способы уменьшения толщины асфальтового покрытия, увеличения площади взаимного соприкосновения скелетных частиц материалов для асфальтирования и уменьшения поверхностного растрескивания материалов для асфальтирования при низких температурах |
-
2005
- 2005-09-19 RU RU2005129190/03A patent/RU2303575C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
РОЗЕНТАЛЬ Д.А. и др. Модификация свойств битумов полимерными добавками. Обзорная информация, серия Переработка нефти, вып.6. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1988, с.17, 18, 27-37. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2649345C2 (ru) * | 2012-12-28 | 2018-04-02 | Ханивелл Интернешнл Инк. | Способы уменьшения толщины асфальтового покрытия, увеличения площади взаимного соприкосновения скелетных частиц материалов для асфальтирования и уменьшения поверхностного растрескивания материалов для асфальтирования при низких температурах |
US10584247B2 (en) | 2012-12-28 | 2020-03-10 | Honeywell International Inc. | Methods for reducing asphalt pavement thickness |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005129190A (ru) | 2007-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7309390B2 (en) | Strip-resistant asphalt paving composition and method for making the same | |
Gandhi et al. | Laboratory investigation of warm asphalt binder properties–a preliminary analysis | |
KR20100117649A (ko) | 중온 아스팔트에 적용하기 위한 폴리포스페이트 개질제 | |
RU2713037C1 (ru) | Органоминеральная смесь для дорожного покрытия | |
US20150284494A1 (en) | Sulfur extended polymer for use in ashpalt binder and road maintenance | |
CN106986581B (zh) | 一种沥青路面修补材料及其制备方法 | |
RU2303575C2 (ru) | Вяжущее для дорожного строительства | |
Hossain et al. | Effectiveness of advera in warm mix asphalt | |
RU2435743C1 (ru) | Резинированная вибролитая асфальтобетонная смесь | |
RU2713013C1 (ru) | Способ приготовления асфальтобетонной смеси | |
RU2196750C1 (ru) | Асфальтобетонная смесь | |
RU2243949C1 (ru) | Плотная литая эмульсионно-минеральная смесь | |
RU2521988C1 (ru) | Асфальтобетонная смесь на наномодифицированном вяжущем | |
RU2461523C1 (ru) | Асфальтобетонная смесь | |
EA018015B1 (ru) | Модификатор асфальтобетонной смеси | |
RU2713051C1 (ru) | Фибросодержащая смесь для дорожного покрытия | |
RU2611801C1 (ru) | Асфальтобетонная смесь | |
RU2524081C1 (ru) | Ресурсосберегающая щебеночно-мастичная смесь для строительства и ремонта дорожных покрытий | |
RU2648895C1 (ru) | Асфальтобетонная смесь (варианты) | |
RU2713039C1 (ru) | Состав фибросодержащей асфальтобетонной смеси для покрытий | |
RU2447035C1 (ru) | Плотная органоминеральная смесь | |
RU2462490C1 (ru) | Катионная полимерно-битумная эмульсия | |
RU2272795C1 (ru) | Полимерно-армирующий гранулированный стабилизатор для щебеночно-мастичного асфальтобетона | |
RU2149848C1 (ru) | Асфальтобетонная смесь | |
RU2340641C1 (ru) | Битумная композиция для ремонта влажного асфальтобетонного покрытия |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070920 |