Результат интеллектуальной деятельности: Способ повышения плотности и прочности асфальтогранулобетона

Изобретение относится к области дорожно-ремонтных работ и может быть использовано при повторном применении старого асфальтобетона.

Известен (Бахрах Г.С. Регенерация покрытий и дорожных одежд нежесткого типа //Наука и техника в дор. отрасли. - 1998. - №3. С. 18-21.) способ холодной регенерации асфальтобетонных слоев дорожных одежд (часто с захватом несвязного материала из нижележащего слоя). Согласно известному способу проводят рыхление асфальтобетонных слоев дорожных одежд фрезерованием, введение в измельченный материал - асфальтобетонный гранулят (АГ) - вяжущего и воды, перемешивание компонентов, распределение смеси и ее уплотнение.

Реализация способа позволяет после регенерации получить слой основания из материала, названного асфальтогранулобетоном (АГБ), недостатком которого является малая прочность. Это связано с тем, что АГБ имеет высокую пористость из-за незначительного содержания в измельченном материале мелких фракций.

Известен (SU, авторское свидетельство 1599340, опубл.) способ регенерации асфальтобетона путем измельчения его до мелких фракций с последующим смешением в течение 30 с при 20°С с 0,1°1,0% отработанного моторного масла, в которое дополнительно вводят тетраэтоксисилан в количестве 5,2÷42,8% от массы масла.

Недостатком указанного способа является необходимость измельчения регенерируемого асфальтобетона до мелких фракций, что приводит к разрушению щебня, ухудшению зернового состава готовой асфальтогранулобетонной смеси и связано с большими энергозатратами.

Известен (RU, патент 2164900, опубл. 10.04.2001) способ приготовления регенерируемой асфальтобетонной смеси, включающий перемешивание нагретых щебня и песка с холодным дробленым асфальтобетоном и нагретым битумом, в смесь дополнительно вводят холодный минеральный порошок, щебень и песок нагревают до температуры 210-280°С, а битум нагревают до рабочей температуры, перемешивание осуществляют в течение 3-7 с, полученную смесь выдерживают в бункере-термосе не менее 2 минут и окончательно перемешивают до полной однородности (см. пат. РФ №2164900 C2, МПК⁷ C04B 26/26, E01C 19/10).

Недостатками данного способа являются нетехнологичность и большие энергозатраты, связанные с дополнительным нагревом минеральных материалов, битума, с необходимостью выдерживания и дополнительного перемешивания регенерированного асфальтобетона в специальных смесительных установках, что значительно снижает производительность вышеуказанной технологии и увеличивает себестоимость готовой продукции.

Наиболее близким к разработанному способу можно признать (RU, патент 2441961, опубл. 10.02.2012) способ холодной регенерации асфальтобетонных слоев дорожной одежды, включающий их рыхление фрезерованием, введение в измельченный материал добавок, перемешивание компонентов, распределение смеси и ее уплотнении, причем перед фрезерованием на поверхность старого покрытия наносят слой измельченного материала, добытого ранее, и минеральный порошок в количестве 5% от массы смеси нанесенного и фрезеруемого материалов, а в качестве добавок в измельченный материал вводят 4% битумной эмульсии и 1,5% цемента сверх 100% от массы смеси нанесенного и фрезеруемого материалов.

Известный способ не технологичен (много вспомогательных операций) и слишком продолжителен.

Техническая проблема, решаемая с использованием разработанного способа, состоит в повышении его быстродействия при одновременном повышении его технологичности.

Технический результат, достигаемый при реализации разработанного способа состоит в повышении быстродействия способа при одновременном его упрощении.

Для достижения указанного технического результата предложенно использовать разработанный способ повышения плотности и прочности асфальтогранулобетона Согласно разработанному способу проводят дробление асфальтогранулята с последующим фракционированием результатов дробления, отбирают необходимые фракции и смешивают отобранные фракции с вяжущим, водой и водным раствором пластификатора, при этом используют фракции дробленного асфальтогранулята не свыше 20 мм, в качестве вяжущего цемент марки не ниже 500, а в качестве пластификатора используют добавку «Оптима-ЖБИ-С».

В некоторых вариантах реализации способа содержание цемента в смеси составляет 2-4% от массы смеси, содержание дробленного и фракционированного асфальтогранулята составляет 95-98% от массы смеси, а

содержание добавки «Оптима-ЖБИ-С» составляет 0,8-1,2% от массы цемента в виде водного раствора. Асфальтобетонный гранулят -материал, полученный при фрезеровании асфальтобетонных покрытий в процессе их ремонта. Свойства гранулята нормируются ГОСТ 55052-2012.

В процессе переработки и повторного использования (холодной регенерации) асфальтового гранулята получают асфальтогранулобетонные (АГБ) смеси путем его измельчения, добавления каменных или вяжущих (цемент, битум, битумная эмульсия) материалов и воды. При последующей укладке и уплотнении АГБ смесей получается покрытие из асфальтогранулобетона (АГБ).

Технология и требования к АГБ смесям и АГБ содержатся в нормативных документах. В соответствии с требованиями СТО НОСТРОЙ 2.25.35-2011 [СТО НОСТРОЙ 2.25.35-2011 Автомобильные дороги. Устройство оснований дорожных одежд. Часть 7. Строительство оснований с использованием асфальтобетонного гранулята. - М.: Национальное объединение строителей. СРОНП «МОД» Союздорстрой, 2012.] асфальтогранулобетон с добавлением минеральных (тип М) или комплексных (тип К) вяжущих должен отвечать следующим требованиям:

- прочность при 20°С (7-е сутки) ≥1,7 МПа;

- водонасыщение ≥12%;

- коэффициент водостойкости >0,6.

Повышение значений данных показателей можно достичь следующим образом.

1. Предварительное дробление гранулята с дозированием по фракциям и приготовление АГБ смеси с добавлением цемента и водного раствора пластификатора (тип М по СТО НОСТРОЙ).

Для сравнения готовили АГБ смеси двух составов (табл.1).

В качестве добавки использовали добавку «Оптима-ЖБИ-С», являющуюся пластификатором и ускорителем твердения (ТУ-5745-001-47596419). Добавка дозируется в количестве 0,8-1,2% от массы цемента в виде водного раствора. В составе №1 асфальтовый гранулят использовали размером 0-40 мм без дробления и без разделения на фракции. В составе №2 использовали гранулят фракции 0-20 мм после дробления и дозирования по фракциям 5-20 мм - 60%, 0-5 мм - 40%, что обеспечивало получение более плотной упаковки зерен в составе АГБ. Использовали цемент марки 500 в количестве 3%, в/ц=0,5.

Из АГБ смесей готовили образцы-цилиндры диаметром 70 мм путем уплотнения на прессе нагрузкой 200 кг/см².

Свойства асфальтогранулобетонов в возрасте 7 суток приведены в таблице 2.

Табл. 2

Как видно из данных табл. 1 показатели свойств АГБ с дробленым гранулятом и с пластифицирующей добавкой существенно выше.