Асфальтобетонні суміші та асфальтобетони із використанням нафтових залишків і бітумів, модифікованих малеїновим ангідридом та поліетиленгліколями
Вантажиться...
Дата
2023
DOI
https://doi.org/10.20998/2079-0821.2023.02.04`
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Анотація
Під час виробництва та застосування нафтових дорожніх бітумів виникає ряд проблем. Наприклад, незадовільні експлуатаційні характеристики, в основному теплостійкість, пластичність, еластичність та адгезія між в’яжучим та поверхнею мінерального матеріалу. При збільшенні інтенсивності дорожнього руху, зростанні обсягів великовантажних перевезень, маси автомобілів, разом із впливом на конструкцію погодно-кліматичних факторів, це призводить до руйнування дорожнього покриття. Одним з найперспективніших напрямків в підвищенні якості в’яжучих для одержання дорожніх покриттів з покращеними експлуатаційними характеристиками є їх модифікування полімерними матеріалами. Однак, використання модифікаторів обмежується внаслідок значної їх вартості. Тому важливим є пошук недорогих речовин, які б покращували експлуатаційні характеристики бітумів. Робота присвячена абсолютно новому в’яжучому для асфальтобетонних сумішей, зокрема і щебенево-мастикових. Як в’яжучий матеріал використовували сировину для виробництва бітумів – гудрони, що модифіковані малеїновим ангідридом та поліетиленгліколем. Проведено проектування щебенево-мастикових асфальтобетонних сумішей із використанням одержаних в’яжучих матеріалів та формування із них зразків щебенево-мастикових асфальтобетонів та їх випробування. Встановлено, що при одержанні в’яжучих матеріалів із гудрону, внаслідок модифікування його послідовно малеїновим ангідридом та поліетиленгліколем, одержано щебенево-мастикові суміші із нижчими показниками міцності у порівнянні із в’яжучими матеріалами отриманими модифікуванням окисненого бітуму. Порівняння щебенево-мастикових сумішей одержаних із використанням бітумів, модифікованих SBS та досліджуваних в’яжучих показало, що досліджувані в’яжучі матеріали (окиснений бітум, модифікований малеїновим ангідридом та малеїнізований окиснений бітум, модифікований поліетиленгіколем) характеризуються меншим водонасиченням та міцністю у порівнянні із використанням окисненого бітуму, модифікованого SBS.
A number of problems arise during the production and use of petroleum road bitumen. One of them is unsatisfactory performance characteristics, mainly heat resistance, plasticity, elasticity, and adhesion between the binder and the surface of the mineral material. With the increase in traffic intensity, the growth of heavy traffic volumes, the weight of cars, along with the impact of weather and climatic factors on the structure, this leads to the destruction of the road surface. One of the most promising areas in improving the quality of binders to obtain pavements with improved performance characteristics is their modification with polymeric materials. However, the use of modifiers is limited due to their high cost. Therefore, it is important to find inexpensive substances that would improve the performance characteristics of bitumen. This work is devoted to a completely new binder for asphalt mixtures, including crushed stone mastic mixtures. As a binder, we used raw materials for the production of bitumen - tar, modified with maleic anhydride and polyethylene glycol. The design of crushed stone and mastic asphalt mixtures using the obtained binders was carried out, and samples of crushed stone and mastic asphalt concrete were formed from them and tested. It was found that when binders were obtained from tar by modifying it with maleic anhydride and polyethylene glycol, crushed stone mastic mixtures with lower strength values were obtained compared to binders obtained by modifying oxidized bitumen. Comparison of crushed stone and mastic mixtures obtained using SBS modified bitumen and the studied binders showed that the use of the studied binders (oxidized bitumen modified with maleic anhydride and maleinized oxidized bitumen modified with polyethylene glycol) is characterized by lower water saturation and strength compared to the use of oxidized bitumen modified with SBS.
A number of problems arise during the production and use of petroleum road bitumen. One of them is unsatisfactory performance characteristics, mainly heat resistance, plasticity, elasticity, and adhesion between the binder and the surface of the mineral material. With the increase in traffic intensity, the growth of heavy traffic volumes, the weight of cars, along with the impact of weather and climatic factors on the structure, this leads to the destruction of the road surface. One of the most promising areas in improving the quality of binders to obtain pavements with improved performance characteristics is their modification with polymeric materials. However, the use of modifiers is limited due to their high cost. Therefore, it is important to find inexpensive substances that would improve the performance characteristics of bitumen. This work is devoted to a completely new binder for asphalt mixtures, including crushed stone mastic mixtures. As a binder, we used raw materials for the production of bitumen - tar, modified with maleic anhydride and polyethylene glycol. The design of crushed stone and mastic asphalt mixtures using the obtained binders was carried out, and samples of crushed stone and mastic asphalt concrete were formed from them and tested. It was found that when binders were obtained from tar by modifying it with maleic anhydride and polyethylene glycol, crushed stone mastic mixtures with lower strength values were obtained compared to binders obtained by modifying oxidized bitumen. Comparison of crushed stone and mastic mixtures obtained using SBS modified bitumen and the studied binders showed that the use of the studied binders (oxidized bitumen modified with maleic anhydride and maleinized oxidized bitumen modified with polyethylene glycol) is characterized by lower water saturation and strength compared to the use of oxidized bitumen modified with SBS.
Опис
Ключові слова
дорожній бітум, малеїновий ангідрид, поліетиленгліколь, адгезія, асфальтобетон, road bitumen, maleic anhydride, polyethylene glycol, adhesion
Бібліографічний опис
Асфальтобетонні суміші та асфальтобетони із використанням нафтових залишків і бітумів, модифікованих малеїновим ангідридом та поліетиленгліколями / В. М. Гунька [та ін.] // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Сер. : Хімія, хімічна технологія та екологія = Bulletin of the National Technical University "KhPI". Ser. : Chemistry, Chemical Technology and Ecology : зб. наук. пр. – Харків : НТУ "ХПІ", 2023. – № 2 (10). – С. 21-26.