Стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичного асфальтобетона

Изобретение относится к технологии стабилизирующих добавок, используемых в асфальтобетонах, а именно при изготовлении покрытия шоссейных дорог на основе щебеночно-мастичных асфальтобетонов. Технический результат: разработка стабилизирующей добавки для асфальтобетона на базе более дешевых компонентов, обладающих способностью сорбировать вяжущее в асфальтобетонных смесях, в частности щебеночно-мастичных, при технологических температурах в процессе хранения и транспортировки асфальтобетонной смеси, получаемой в гранулированной форме, удобной для транспортировки и прямого введения в щебеночно-мастичный асфальтобетон на месте его использования. Стабилизирующая добавка в виде гранул для щебеночно-мастичного асфальтобетона включает органическое вяжущее и структурообразователь, причем органическое вяжущее выбирают из группы: деготь, битум или битумная эмульсия, а в качестве структурообразователя используют пух подвальный и/или пух распыл, представляющий собой отход хлопчатобумажного производства при следующем соотношении компонентов состава, мас.%: указанный отход 60-90, органическое вяжущее - остальное до 100%. 2 табл.

 

Изобретение относится к использованию стабилизирующих добавок для использования в асфальтобетонах, а именно для практического применения при изготовлении покрытия шоссейных дорог на основе щебеночно-мастичных асфальтобетонов.

Битум, дегти являются традиционно основными добавками при строительстве (устройстве) верхнего слоя автодорог, мостов. Однако для улучшения их физико-механических свойств, а именно расширения температурного интервала работоспособности дорожного покрытия, выполняемого с помощью такого материала, понижения хрупкости, т.е. увеличения трещиностойкости и повышения эластичности, битум используют в сочетании с различными модифицирующими добавками, наполнителями.

Известны многочисленные битумные смеси, используемые для покрытия дорог. Чаще всего в качестве наполнителей к битуму используются термопластичные полимеры: эластомеры, полиолефины и т.д. Однако их использование требует обычно приготовления полимербитумной композиции в заводских условиях с последующей доставкой в горячем виде к месту выполнения дорожно-строительных работ.

Более удобным представляется изготовление небольшого количества добавки и введение ее в битум непосредственно на месте выполнения работ.

Известна битумная композиция, состоящая из битума, модификатора, в качестве которого используют этиленпропиленовый эластомер, и инертного наполнителя, такого как кремнезем, каолин, слюда, карбонат кальция. Композиция изготавливается в виде гранул (пат. США 4829109). Недостатком данной композиция является высокая температура хрупкости, равная от -6 до -15°С.

Известны стабилизирующие битумно-резиновые композиции для асфальтовых покрытий, в которых резина используется в виде мелкой крошки (пат. Яп. №279573, пат. США №5683498) для улучшения эксплуатационных характеристик покрытия.

Недостатками данных композиций является то, что ничем не закрепленная в смеси резиновая крошка неизбежно будет выделяться из покрытия в процессе эксплуатации.

Известна композиция, состоящая из смеси битума, резины с добавлением масла (Европейский пат. 0439232). Недостатком данной композиции является низкая прочность готового покрытия за счет полной окислительной деструкции полимерных цепей в резине и за счет добавления в композицию масла, что связано с применением высоких температур процесса приготовления композиции.

Известна битумкаучуковая композиция, состоящая из битума, бутилкаучука, масла в качестве пластификатора, модифицирующей добавки (полиизобутилен) и наполнителя (мел, талькомагнезит) (авт. св. 1331871). Однако технология ее приготовления требует значительных энергозатрат на перемешивание, кроме того, используется дорогостоящее кондиционное сырье.

Для приготовления композиций, используемых в дорожном строительстве, в качестве наполнителей применяют, например, стекловолокно, обработанное олигоэфиракрилатом (авт. св. СССР 1350147), обрезки металлокордовой проволоки длиной 10-25 мм и полиэтилен в виде дробленных отходов производства (пат. РФ 2026323).

Известна добавка, включающая битум, полимеры, минеральное масло, резиновую крошку (пат. РФ 2158742). Добавку получают в виде твердой массы, которая хорошо режется и может быть легко введена в заданном соотношении в разогретый битум непосредственно на месте проведения дорожных работ.

Существенным недостатком известной добавки является использование большого количества дорогих синтетических полимеров и за счет большого количества жидких масел наличие большой липкости вяжущего.

Наиболее близким по технической сущности является стабилизирующая добавка в виде гранул для щебеночно-мастичного асфальтобетона, включающая органическое вяжущее и структурообразователь (Автомобильные дороги, 2003, №1, стр.13).

Задача изобретения - разработка стабилизирующей добавки для асфальтобетона на базе более дешевых компонентов, обладающих способностью сорбировать вяжущее в асфальтобетонных смесях, в частности щебеночно-мастичных, при технологических температурах в процессе хранения и транспортировки асфальтобетонной смеси, получаемой в гранулированной форме, удобной для транспортировки и прямого введения в щебеночно-мастичный асфальтобетон на месте его использования.

Поставленная задача решается за счет использования стабилизирующей добавки в виде гранул для щебеночно-мастичного асфальтобетона, включающей органическое вяжущее, выбранное из группы: деготь, битум или битумная эмульсия, а в качестве структурообразователя пух подвальный и/или пух распыл, являющийся отходом хлопчатобумажного производства, который образуется на решетках фильтров, в соросборниках пневмомеханических, роторных аэромеханических прядильных машинах при следующем соотношении компонентов состава, мас.%:

Указанный отход	60-90
Органическое вяжущее	Остальное до 100%

Добавку готовят следующим образом. В пух подвальный и/или пух распыл с размерами частиц 0,1-2,0 мм добавляют органическое вяжущее в заявленном соотношении. Все тчательно перемешивают до получения однородной смеси. Смесь гранулируют с помощью экструдера и при необходимости сушат. Готовую добавку в виде гранул добавляют в щебеночно-мастичный асфальтобетон в количестве 0,2-0,5%.

В заявляемом составе стабилизирующей добавки используют в качестве пуха подвального и/или пуха распыла отход хлопчатобумажного производства ОСТ 17-88-86.

При использовании пуха подвального и/или пуха распыла смесь при перемешивании не комкуется. Изобретение позволяет успешно утилизировать отходы текстильной промышленности, выбрасываемые в настоящее время на свалку в огромном количестве. В силу этого, разработка стабилизирующей добавки на основе отходов текстильной промышленности позволяет сэкономить расходы других более ценных наполнителей.

В таблице 1 приведены составы стабилизирующей добавки для асфальтобетона. В таблице 2 приведен состав щебеночно-мастичного асфальтобетона и его свойства. В качестве органического вяжущего использовали деготь (пример 1), битум (пример 2), битумную эмульсию ЭБК-3 (пример 3, 4).

Проведенный заявителем анализ по научно-техническим и патентным источникам информации позволил выявить оптимальные признаки в заявляемом техническом решении, следовательно, заявляемая стабилизирующая добавка удовлетворяет критерию изобретения «Новизна».

В обнаруженной информации отсутствуют сведения об указанном техническом решении и из нее не выявляется влияние отдельных признаков на достижение технического результата. Следовательно, данное техническое решение удовлетворяет критерию «Изобретательский уровень».

Критерий изобретения «Промышленная применимость» подтверждается тем, что предлагаемая добавка позволяет решить приоритетные задачи: утилизация отходов текстильной промышленности.

Таблица 1
№№	Содержание компонентов добавки, мас.%
	Органическое вяжущее	Пух подвальный	Пух распыл
1	40	60	-
2	10	-	90
3	30	30	40
4	29	70	-
5	19,5	-	80

Таблица 2
№№	Состав щебеночно-мастичного асфальтобетона (ЩМА),%	Показатель стекания, %*
	Добавка	Щебень	Песок	Минерал. порошок	битум
1	№1- 0,25	65	20	9	5,75	0,13
2	№2-0,35	65	17	9,65	8	0,14
3	№3-0,5	67	18	8	6,5	0,1
4	-	65	20	9	6	7,5
* - нормируемый показатель стекания - не выше 0,20%.

Стабилизирующая добавка в виде гранул для щебеночно-мастичного асфальтобетона, включающая органическое вяжущее и структурообразователь, отличающаяся тем, что органическое вяжущее выбирают из группы: деготь, битум или битумная эмульсия, а в качестве структурообразователя используют пух подвальный и/или пух распыл, представляющий собой отход хлопчатобумажного производства при следующем соотношении компонентов состава, мас.%:

Указанный отход	60-90
Органическое вяжущее	Остальное до 100%