Оптимізація температури приготування, вмісту енергозберігаючої добавки та асфальтобетонної крихти під час виготовлення теплих асфальтобетонних сумішей

Опубліковано:
Номер: Випуск 29(2024)
Розділ: Будівництво та цивільна інженерія
Cторінковий інтервал статті: 93-104
Ключові слова: асфальтобетонні суміші, в'яжуче, енергозберігаюча добавка, температура, фактори варіювання, фізико-механічні показники.
Як цитувати статтю: Савенко В. Я., Мудриченко А. Я., Ілляш С. І., Гончаренко В. В. Оптимізація температури приготування, вмісту енергозберігаючої добавки та асфальтобетонної крихти під час виготовлення теплих асфальтобетонних сумішей. Дороги і мости. Київ, 2024. Вип. 29. С. 93–104.
Як цитувати статтю (references): Viacheslav Savenko, Anatolii Mudrychenko, Serhii Illiash, Valentyn Honcharenko. Optimization of the preparation temperature, content of energy-saving additive and asphalt crumb during the production of warm asphalt mixtures. Dorogi і mosti [Roads and bridges]. Kyiv, 2024. Issue 29. P. 93–104 [in Ukrainian].

Автори

Державне підприємство «Національний інститут розвитку інфраструктури» (ДП «НІРІ»), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0002-3001-8012
Національний транспортний університет (НТУ), м. Київ, Україна
http://orcid.org/0000-0003-4240-054X
Державне підприємство «Національний інститут розвитку інфраструктури» (ДП «НІРІ»), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0001-9787-2523
Національний транспортний університет, м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0001-8174-7728

Анотація

Вступ. У статті досліджено вплив температури приготування, кількості енергозберігаючої добавки та кількості асфальтобетонної крихти на фізико-механічні показники теплих асфальтобетонних сумішей. При проведенні досліджень застосовано метод експериментально-статистичного моделювання, розроблено математичні моделі, що описують залежність водонасичення та міцності при стиску асфальтобетону. На основі аналізу отриманих результатів встановлені області раціональних значень температури приготування, кількості енергозберігаючої добавки та кількості асфальтобетонної крихти під час виготовлення теплих асфальтобетонних сумішей. У даному випадку, отримана суміш, за показниками фізико-механічних властивостей задовольняє стандартні вимоги до гарячих дрібнозернистих асфальтобетонних сумішей.

Проблематика. Дослідження авторів [1] показали, що при приготуванні асфальтобетонної суміші дуже важливо враховувати зміну властивостей бітуму, який є основною складовою, що визначає поведінку асфальтобетону. Під час приготування теплих асфальтобетонних сумішей доцільним є використання енергозберігаючих добавок, введення яких забезпечує відносно нові фізико-хімічні ефекти, що дають змогу покращити зручноукладаність, рухливість та ущільненість сумішей, виготовлених за зменшених у порівнянні з традиційними гарячими сумішами температурах.

У той же час, на сьогоднішній день при наявності великої кількості різних видів добавок відсутні точні кількісні дані щодо залежностей властивостей асфальтобетону від вмісту добавок при різній кількості бітуму для різних типів асфальтобетонних сумішей.

Враховуючи високу ринкову вартість добавок, актуальним є визначення  її раціональної кількості залежно від вмісту бітуму при якій комплекс фізико-механічних властивостей асфальтобетону буде найкращим.

Іншим важливим чинником технологічного процесу є температура приготування суміші.

Автори [2, 3] встановили вплив температури перемішування суміші на її однорідність. Проведені дослідження показали, що підвищення однорідності суміші досягається збільшенням температури нагріву.

Проте дослідження граничних значень температури приготування теплих асфальтобетонних сумішей не дає в повній мірі інформації щодо раціональних температурних режимів, оскільки діапазон температур досить широкий — (120 – 160) °С.

Іншим вагомим фактором, що впливає на якісь асфальтобетону є кількість асфальтобетонної крихти, що додається у суміш.

Асфальтобетонна крихта у суміш додається холодна та волога, що впливає на температуру виготовлення та зерновий склад суміші. Під час виготовлення теплих асфальтобетонних сумішей із додаванням асфальтобетонної крихти потрібно ураховувати якість крихти, а саме її зерновий склад та кількість бітуму.

Мета. Мета роботи полягала у дослідженні впливу температури приготування, кількості енергозберігаючої добавки та кількості асфальтобетонної крихти на фізико-механічні показники теплих асфальтобетонних сумішей. Встановлення області раціональних значень визначени чинників.

Матеріали і методи. Проведено експериментальні порівняльні випробування теплих асфальтобетонних сумішей, виготовлених за різними температурами з різним вмістом енергозберігаючої добавки та різною кількістю асфальтобетонної крихти. При проведенні досліджень застосовано метод експериментально-статистичного моделювання, розроблені математичні моделі, що описують залежність водонасичення та міцності при стиску асфальтобетону від температури приготування, вмісту енергозберігаючої добавки та кількості асфальтобетонної крихти.

Результати. Встановлено області раціональних значень прийнятих факторів варіювання: температури виготовлення, вмісту енергозберігаючої добавки та кількості доданої асфальтобетонної крихти під час приготування теплих асфальтобетонних сумішей.

Висновки. У результаті застосування методу експериментально-статистичного моделювання було встановлено раціональний інтервал технологічних температур виготовлення теплих асфальтобетонних сумішей, раціональний вміст енергозберігаючої добавки а також раціональну кількість асфальтобетонної крихти, при яких досягаються максимальні значення комплексу фізико-технічних показників асфальтобетону.

Посилання

  1. Копинець І. Дослідження зміни властивостей асфальтобетонів під час старіння. Дороги і мости. Київ, 2016. Випуск 16. С. 69–75.
  2. Dony, A. Warm mix asphalt technology: An up to date review. Construction and Building Materials. 2020 September. Volume 268, URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/ pii/S0959652620321752 (дата звернення 10.03.2024).
  3. Dony, A. Reclaimed asphalt concretes with high recycling rates: Changes in reclaimed binder properties according to rejuvenating agent. Construction and Building Materials. 2013 April.  Volume 41, Р. 175–181 Режим доступу: URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/ pii/S0950061812008586 (дата звернення 10.03.2024).
  4. ДСТУ Б В.2.7-119:2011. Суміші асфальтобетонні і асфальтобетон дорожній та аеродромний. Технічні умови. Київ, 2011. 56 с. (Інформація та документація).
  5. ДСТУ Б В.2.7-319:2016. Суміші асфальтобетонні і асфальтобетон дорожній та аеродромний. Методи випробувань. Київ, 2016. 59 с. (Інформація та документація).