Зсувостійкість асфальтобетонів на бітумах, модифікованих полімерами

Abstract

UA: У дисертаційній роботі розглянуто шляхи підвищення зсувостійкості асфальтобетону за рахунок модифікації бітумів полімерами і регулювання макроструктури бетону. Для прогнозування зсувостійкості асфальтобетону запропоновано рівняння Кулона, в якому зчеплення враховується показником ступеню структурованості в'яжучого по І.О.Рибьєву. Показано, що оптимальний вміст бытума, модифікованого полімером, що його визначено за міцністю при крутінні перевищує вміст, за максимальним значенням міцності на стиск. Відзначено, що модифікація більшою мірою позначається на міцності асфальтобетону, коли вихідний бітум має меншу марочну в’язкість. Встановлено можливість максимального підвищення зсувостійкості асфальтобетонів шляхом використання полімеру у в’яжучому і збільшення вмісту щебеню до оптимального. Згідно кореляційному аналізу доведена можливість прогнозування зсувостійкості асфальтобетону за показниками міцності на розтягування по твірній. Експериментально доведено, що прогнозування зсувостійкості асфальтобетону за показниками пенетрації та когезії більш надійне, ніж за показником температури розм’якшення. Порівняння значень колієутворення в асфальтобетоні і зсувостійкості при крутінні свідчить про наявність між ними статистичної залежності. Виробнича перевірка результатів досліджень показала доцільність використання асфальтобетонів на бітумах, модифікованих помірним вмістом полімеру. RU: В диссертационной работе рассмотрена возможность повышения сдвигоустойчивости асфальтобетона путем модификации битума добавками полимеров и регулированием макроструктуры бетона. В теоретической части предложенна формула, основанная на законе трения Кулона, из которой следует, что введение полимера в битум приводит к повышению сдвигоустойчивости асфальтобетона за счет роста сцепления, обусловленного степенью структурированности вяжущего. Экспериментально показан рост сцепления при использовании модифицированного битума и практическую независимость от содержания полимера (до 3 %) в битуме коэффициента внутреннего трения. Установленно, что введение полимера в битум приводит к увеличению оптимального содержания вяжущего в асфальтобетоне по сравнению с асфальтобетоном на исходном битуме. Оптимальное содержание вяжущего растет по мере увеличения в нем процентного содержания полимера. Оптимальное содержание модифицированных вяжущих, установленное по показателю сдвигоустойчивости при кручении превышает содержание, определенное по максимальным значениям прочности при сжатии. Рост максимальной прочности при сжатии с увеличением содержания полимера в вяжущем носит затухающий характер, а прочность асфальтобетона при кручении нарастать по линейной зависимости. Отмечено большее влияние полимеров на битумы меньшей вязкости и асфальтобетоны на их основе. Установлена возможность максимального повышения сдвигоустойчивости асфальтобетонов путем введения полимера в битум и увеличения содержания щебня в составе минеральной части до оптимального. В результате корреляционного анализа установлена возможность прогнозирования сдвигоустойчивости асфальтобетона по показателю прочности асфальтобетона на растяжение по образующей. Экспериментально показано, что прогнозирование сдвигоустойчивости асфальтобетона по показателю температуры размягчения вяжущего гораздо менее надежно, чем использование для этой цели показателей пенетрации и когезионной прочности битумополимерного вяжущего. Сравнение устойчивости против развития пластических деформаций по методу колееобразования в асфальтобетоне, моделирующему условия его работы в покрытии, и методу кручения свидетельствует о наличии эмпирической зависимости между полученными показателями и возможности использования сопротивления сдвигу при кручении для прогнозирования сдвигоустойчивости асфальтобетонных покрытий. Производственная проверка результатов исследований показала технологическую сложность и высокую стоимость использования в асфальтобетоне в качестве вяжущего битумов, модифицированных большим содержанием полимера. Использование такого вяжущего возможно на наиболее ответственных объектах дорожного строительства. Предложено внести в ДСТУ Б В.2.7-119-2003 нормативные требования по прочностям асфальтополимербетонов при сжатии. EN: The thesis analyses the ways of rising shift resistance of asphalt concrete through bitumen modification with polymers and regulation of concrete macrostructure. Coulomb equation is proposed for shift resistance of asphalt concrete prognostication. Coupling is considered with index of structuredness of binder according to I.A.Rybiev in this equation. It is shown that optimum asphalt content modified with polymer through shift resistance index in torsion exceeds content determined with maximum index of compression strength. It is determined that modification is better affects on asphalt concrete strength, when base bitumen has less mark viscidity. The author has specified the possibility of maximum shift resistance of asphalt concrete rising through using the polymer in binder and rising of rubble content to optimum. According to correlative analysis it is proved the possibility of shift resistance of bituminous concrete prognostication on index of bituminous concrete strength on stretching on forming. It is experimentally proved that shift resistance of bituminous concrete prognostication on penetration and cohesion index is more certain, then on index of temperature softening. The comparison of significance the track-line formation in bituminous concrete and shift resistance in torsion indicates the existence of statistic relation among them. The industrial testing of investigative results shows expediency to use bituminous concrete on bitumen, modified with medium content of polymer.