Способ приготовления асфальтобетонной смеси

 

Изобретение относится к способу приготовления асфальтобетонной смеси и может быть использовано при устройстве покрытий автомобильных дорог, аэродромов и т.п. Задачей изобретения является повышение сцепляемости битумного вяжущего с поверхностью минеральной части асфальтобетонной смеси и прочности получаемой асфальтобетонной смеси. Способ приготовления асфальтобетонной смеси включает введение в битумное вяжущее полимера, смешение битумно-полимерной композиции с минеральной частью, содержащей щебень, песчано-гравийную смесь, активированный минеральный порошок, и серой. Причем серу вводят в составе минеральной части, предварительно смешав ее с активированным минеральным порошком в количестве 10 - 100% от веса полимерного компонента. В качестве полимера используют крошку невулканизированной резины, или сополимеры этилена с пропиленом, или сополимеры этилена с винилацетатом, или дивинилстирольный термоэластопласт. Полимер можно вводить в битумное вяжущее в виде 20 - 30%-ного раствора в органическом растворителе. Технический результат: предложенный способ позволяет полнее совмещать серу с минеральной частью и битумно-полимерной композицией, в результате чего достигается улучшение структурно-механических свойств асфальтобетона. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способу приготовления асфальтобетонной смеси и может быть использовано при устройстве покрытий автомобильных дорог, аэродромов и т.п.

Известен способ приготовления асфальтобетонной смеси путем смешения щебня, песчано-гравийной смеси и минерального порошка (неактивированного или активированного) при 150-170^oC с последующим перемешиванием полученного минерального материала с нагретым битумом. Недостатком данного метода является неудовлетворительная сцепляемость битума с поверхностью минеральной части асфальтобетонной смеси [1].

Наиболее близким предлагаемому изобретению является способ приготовления асфальтобетонной смеси, включающий растворение в битумном вяжущем резиновой крошки с последующим введением туда минерального материала. Резиновую крошку растворяют в нефтяном гудроне при температуре 180-250^oC, в полученную смесь вводят при перемешивании мелкодисперсную серу в количестве 20-70% от веса крошки и выдерживают при температуре 180- 200^oC до окончательной вулканизации.

Недостатками данного способа являются сравнительно низкие сцепляемость битумного вяжущего с поверхностью минеральной части и прочность асфальтобетонной смеси [2].

Задачей предлагаемого изобретения является повышение сцепляемости битумного вяжущего с поверхностью минеральной части асфальтобетонной смеси и прочности получаемой предлагаемым способом асфальтобетонной смеси.

Поставленная задача решается способом приготовления асфальтобетонной смеси, включающим введение в битумное вяжущее полимера, смешение битумно-полимерной композиции с минеральной частью, содержащей щебень, песчано-гравийную смесь, активированный минеральный порошок, и серой. Причем серу вводят в составе минеральной части, предварительно смешав ее с активированным минеральным порошком в количестве 10-100% от веса полимера. В качестве полимера используют крошку невулканизированной резины или сополимер этилена с пропиленом, или сополимер этилена с винилацетатом, или дивинилстирольный термоэластопласт. Полимер можно вводить в битум в виде 20-30%-го раствора в органическом растворителе.

Для минеральной части асфальтобетонной смеси используют согласно ГОСТу 9128-84 следующие компоненты: щебень; песчано-гравийную смесь и активированный минеральный порошок.

Щебень получают дроблением горных пород по ГОСТу 8287-82, его фракционный состав 5-15 мм.

Песчано-гравийная смесь отвечает требованиям ГОСТа 23735-79, содержит гравий в количестве 13 вес.% и имеет фракционный состав 5-15 мм.

Активированный минеральный порошок отвечает требованиям ГОСТа 16557-78 и имеет следующий зерновой состав, мас.%: мельче 1,25 мм - Не менее 100 мельче 0,315 мм - не менее 90 мельче 0,071 мм - не менее 70 Готовят минеральный порошок на основе доломитовой крошки. Содержание карбонатов кальция и магния во фракции 0,071 мм должно быть не более 40 мас.%.

В качестве серы применяют элементную товарную серу по ГОСТу 126-76.

Процесс приготовления асфальтобетонной смеси осуществляют в следующей последовательности: в битум, нагретый до 100^oC, вводят полимер или 20-30% раствор полимера в органическом растворителе и перемешивают до полной однородности. Параллельно готовят минеральную часть асфальтобетонной смеси, предварительно смешав в шаровой мельнице активированный минеральный порошок с серой, взятой в количестве 10-100% от веса полимерного компонента. Полученную смесь перемешивают с остальными компонентами минеральной части при 160-180^oC. Соотношение компонентов минеральной части асфальтобетонных смесей соответствует ГОСТу 9128-84. Приготовленную минеральную часть перемешивают с нагретым до 160-180^oC битумно-полимерным вяжущим и выдерживают при этой температуре в течение 1 ч.

Пример 1. В 72 г нефтяного битума, нагретого до 100^oC, вводят 8 г крошки невулканизированной резины и перемешивают до полной однородности. Параллельно 0,8 г серы (10% от веса резиновой крошки) тщательно перемешивают в шаровой мельнице с 190 г активированного минерального порошка, полученную смесь при 160^oC перемешивают с 310 г щебня и 419,2 г песчано-гравийной смесью. Полученную таким образом минеральную часть смешивают при 170^oC с приготовленным битумно-резиновым вяжущим и выдерживают при данной температуре в течение 1 ч. Приготовленная асфальтобетонная смесь имеет следующий состав, мас. %: нефтяной битум - 8,1, резиновая крошка - 0,9, сера - 0,08, активированный минеральный порошок - 19, щебень - 31, песчано-гравийная смесь - 41,92.

Пример 2. В 79,5 г нефтяного битума, нагретого до 100^oC вводят 10,5 г 30%-го раствора сополимера этилена с пропиленом в тяжелом вакуумном газойле (4,5 г сополимера и 6 г газойля) и перемешивают до однородности. Параллельно 4,5 г серы (100% от веса полимера) тщательно перемешивают в шаровой мельнице с 180 г активированного минерального порошка, полученную смесь при 170^oC перемешивают с 320 г щебня и 405,5 г песчано-гравийной смесью. Полученную минеральную часть смешивают при 170^oC с приготовленным битумно-полимерным вяжущим и выдерживают при данной температуре в течение 1 ч. Приготовленная асфальтобетонная смесь имеет следующий состав, мас.%: битум - 7,95, сополимер этилена с пропиленом - 0,45, газойль - 0,6, сера - 0,45, активированный минеральный порошок - 18, щебень - 32, песчано-гравийная смесь - 40,55.

Пример 3. В 66,73 г нефтяного битума, нагретого до 100^oC, вводят 3,27 г 30%-го раствора сополимера этилена с винилацетатом (1,4 г сополимера и 1,87 г газойля) и перемешивают до однородности. Параллельно 0,7 г серы (50% от веса полимера) тщательно перемешивают с 200 г активированного минерального порошка и полученную смесь при 180^oC перемешивают с 330 г щебня и 399,3 г песчано-гравийной смесью. Полученную минеральную часть смешивают при 180^oC с приготовленным битумно-полимерным вяжущим и выдерживают при данной температуре в течение 1 ч. Приготовленная асфальтобетонная смесь имеет следующий состав, мас.%: битум - 6,673, сополимер этилена с винилацетатом - 0,14, газойль - 0,187, сера - 0,07, активированный минеральный порошок - 20, щебень - 33, песчано-гравийная смесь - 39,93.

Пример 4. В 50,2 г нефтяного битума, нагретого до 100^oC, добавляют 9,8 г 30%-го раствора дивинилстирольного термоэластопласта в тяжелом вакуумном газойле (4,2 г термоэластопласта и 5,6 г газойля) и перемешивают до однородности. Параллельно 2,94 г серы (70% от веса полимера) перемешивают с 220 г активированного минерального порошка и полученную смесь при 180^oC перемешивают с 310 г щебня и 407,04 г песчано-гравийной смесью. Полученную минеральную часть смешивают при 180^oC с приготовленным битумно-полимерным вяжущим и выдерживают при данной температуре 1 ч. Приготовленная асфальтобетонная смесь имеет следующий состав, мас.%: битум - 5,02, дивинилстирольный термоэластопласт - 0,42, тяжелый вакуумный газойль - 0,56, сера - 0,294, активированный минеральный порошок - 22, щебень - 31, песчано-гравийная смесь - 40,704.

Из приготовленных асфальтобетонных смесей формовали образцы и испытывали по ГОСТу 12801-77. Свойства асфальтобетонов, приготовленных по примерам 1 - 4, сведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет улучшить сцепляемость битума с минеральной частью (показатель сцепляемости соответствует образцу N 1 по ГОСТу 11508-74 в отличие от того же показателя для прототипа, который соответствует образцу N 3), что, в свою очередь, приводит к повышению прочности получаемого асфальтобетона.

Литература 1. ГОСТ 9128-84. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон.

2. Авторское свидетельство СССР N 857336. кл. E 01 C 7/18, 1981 (прототип).

Формула изобретения

1. Способ приготовления асфальтобетонной смеси, включающий введение в битумное вяжущее полимера, смешение битумно-полимерной композиции с минеральной частью, содержащей щебень, песчано-гравийную смесь, активированный минеральный порошок, и серой, отличающийся тем, что серу вводят в составе минеральной части, предварительно смешав ее с активированным минеральным порошком, в количестве 10 - 100% от веса полимерного компонента.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полимера используют крошку невулканизированной резины, или сополимеры этилена с пропиленом, или сополимеры этилена с винилацетатом, или дивинилстирольный термоэластопласт.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что полимер вводят в битумное вяжущее в виде 20 - 30%-ного раствора в органическом растворителе.

РИСУНКИ

Рисунок 1