Використання відходів промисловості в дорожньому будівництві

Опубліковано:
Номер: Випуск 21(2020)
Розділ: Технології захисту навколишнього середовища
Cторінковий інтервал статті: 110-119
Ключові слова: асфальтобетонні суміші, бітум, гумова крихта, зола-виносу, вторинний поліетилен, шлак
Як цитувати статтю: Соколов О. В., Желотобрюх А. Д., Копинець І. В., Каськів В. І. Використання відходів промисловості в дорожньому будівництві // Дороги і мости. – 2020. – Вип. 21. – С. 110-119.
Як цитувати статтю (references): Oleksii Sokolov, Anton Zheltobriukh, Ivan Kopynets, Volodymyr Kaskiv Use of industrial waste in road construction // Dorogi і mosti [Roads and bridges]. – 2020. – Iss. 21. – P. 110-119. [in Ukrainian].

Автори

Державне підприємство «Державний дорожній науково-дослідний інститут імені М.П. Шульгіна» (ДП «ДерждорНДІ»), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0003-0764-8793
Державне підприємство «Національний інститут розвитку інфраструктури» (ДП «НІРІ»), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0002-8074-6798
Державне підприємство «Національний інститут розвитку інфраструктури» (ДП «НІРІ»), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0002-0908-4795
Державне підприємство «Національний інститут розвитку інфраструктури» (ДП «НІРІ»), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0002-4694-9647

Анотація

Вступ. Утилізація вторинних матеріалів виробництва призначена для збереження природних ресурсів і скорочення обсягу відходів, які необхідно утилізувати в спеціальних місцях поховання. Утилізація дуже заохочується багатьма країнами Європейського Союзу, в якому є відповідні положення у всіх директивах, що стосуються управління відходами. Ключовим елементом у заохоченні до переробки відходів є принцип «забруднювач платить», який був включений до всіх директив Співтовариства щодо поводження з безпечними та небезпечними відходами. З метою заохочення до переробки багато держав-членів прийняли специфічне екологічне законодавство, зокрема, сплату податку за утилізацію відходів.

Проблематика. В умовах ринкової економіки та недостатнього фінансування дорожньої галузі, екологічних проблем та виснаження природних ресурсів, першочерговим завданням є використання відходів промисловості в будівництві доріг при цьому забезпечивши  експлуатаційну надійність шарів дорожніх одягів, а також здійснення заходів спрямованих на ресурсо- та енергозбереження. В Україні передбачається можливим поряд з природними матеріалами в якості сировини використовувати відходи промисловості, до яких відносять металургійні шлаки, золу-винесення з ТЕС, вторинний поліетилен і гумову крихту.

Мета. Виконати аналіз існуючого досвіду використання відходів промисловості в  дорожньому будівництві для подальшого впровадження і підвищення екологічної безпеки та експлуатаційних характеристик дорожніх одягів за рахунок нових дорожньо-будівельних матеріалів.

Матеріали і методи. Аналіз інформаційних джерел і досвіду щодо використання відходів промисловості в дорожньому будівництві та дослідження вимог до матеріалів та їх складу.

Результати. Проведено аналітичний огляд досвіду використання відходів промисловості в дорожньому будівництві. Вивчено та проаналізовано різні матеріали, встановлені вимоги до матеріалів, їх гранулометричного складу, вмісту в бітумі та асфальтобетонній суміші.

Висновки. Аналізом інформаційних джерел щодо використання відходів промисловості в дорожньому будівництві встановлено, що їх використовують у повному обсязі в різних країнах світу і в більшості випадків у дорожньому будівництві. Було встановлено, що використання різних відходів під час будівництва автомобільних доріг є життєздатним варіантом, який потребує подальшого вивчення.

Посилання

  1. Kar Debashish et al. Influence of Fly Ash as a Filler in Bituminous Mixes. ARPN Journal of Engineering and applied sciences. 2014. N 9. P. 895-900. URL: http://www.arpnjournals.com/jeas/research_papers/rp_2014/jeas_0614_1117.pdf (дата звернення: 20.04.2020).
  2. Kumar Ajoy & Kumar Chhotu Anil. Experimental Investigation of Bituminous Mixes Using Fly Ash as Filler Material. Journal of Civil Engineering and Environmental Technology. 2016. N 1. P. 4-6.
  3. Misty Raja & Kumar Roy tapas. Effect of Using Fly Ash as Alternative Filler in Hot Mix Asphalt. Perspectives in science. 2016. P. 307-309. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pisc.2016.04.061 (дата звернення: 20.04.2020).
  4. Маданбеков Н.Ж., Осмонова Б.Ж. Минеральные порошки из вторичных продуктов ТЭЦ г. Бишкек в составе асфальтобетонных покрытий. Известия национальной академии наук Кыргызской Республики. 2012. № 4. С. 64-66.
  5. Merfy M., O'Mahony M. C. Lycet, I. Jamieson. Bitumens modified with recycled polymers. Materials and Structures. 2000. № 33. P. 438-444. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02480663 (дата звернення 20.04.2020).
  6. Веренько В.А. Новые материалы в дорожном строительстве: учеб. пособ. Минск, 2004. 170 с.
  7. Soni Kapil & Punjabi K.K. Improving the Performance of Bituminous Concrete Mix by Waste Plastic. International Journal of Engineering Research and Application. 2013. N 3. P. 863-868. URL: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.644.7797&rep=rep1&type=pdf (дата звернення: 20.04.2020).
  8. Santosh Yadav et al. Performance Evaluation of Waste Plastic and Bitumen Concrete mix in Flexible Pavements. International Journal of Scientific & Engineering Research. 2013. N 4 (10). P. 398-406.
  9. Kazami Sukaina & Govardhana Rao Dubasi. Utilization of Waste Plastic Material as Bitumen - Blends for Road Construction in Oman. Scholars Journal of Engineering and Technology. 2015.  P. 9-13.
  10. Soyal Pradeep Use of Waste Polythene in Bituminous Concrete Mixes. International Research Journal of Engineering and Technology. Chhattisgarh, 2015. N 2. P. 1114-1116.
  11. Rokdey Shweta N et al. Use of Plastic Waste in Road Construction. International conference on Quality Up- gradation in Engineering Science and Technology. P 27-29.
  12. Dawale S.A. Use of Waste Plastic Coated Aggregate in Bituminous Road Construction. International Journal of Advancement in Engineering Technology Management and Applied Science. 2016. N 3. P. 118-126.
  13. Rajput Pratiksha Singh & Yadav R. K. Use of Plastic Waste in Bituminous Road Construction. International Journal of Science Technology & Engineering. 2016. N 2. P. 509-513.
  14. Hassani A., Ganjidoust H., Maghanaki A.A. Use of plastic waste (poly-ethylene terephthalate) in asphalt concrete mixture as aggregate replacement. Waste Management & Research. 2005. N 23. P. 322-327. DOI: https://doi.org/10.1177/0734242X05056739 (дата звернення 20.04.2020).
  15. Moghaddam T.B., Karim M.R., Syammaun T. Dynamic properties of stone mastic asphalt mixtures containing waste plastic bottles. Construction and Building Materials. 2012. N 34. P. 236-242.
  16. Moghaddam T.B., Soltani M., Karim M.R. Evaluation of permanent deformation characteristics of unmodified and Polyethylene Terephthalate modified asphalt mixtures using dynamic creep test. Mater. Des. 2014. N 53. P. 317-324.
  17. Rahman, W.M.N.W.A., Wahab, A.F.A. Green pavement using recycled polyethylene terephthalate (PET) as partial fine aggregate replacement in modified asphalt. Malaysian Technical Universities Conference on Engineering & Technology 2012, MUCET 2012. 2013. P. 124-128. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2013.02.018 дата звернення 20.04.2020).
  18. F. Canestrari, E. Pasquini, F. A. Santagata, I. Antunes Asphalt Conference. Portugal, 2000. P. 978-989.
  19. Sousa J.B. Editor of the Proceedings of the Asphalt Rubber 2012 Conference. Germany.  2012. P. 978-989.
  20. Dondi G., Tataranni P., Pettinari M., Sangiorgi C., Simone A., Vignali V. Crumb rubber in cold recycled bituminous mixes: comparison between traditional crumb rubber and cryogenic crumb rubber. Construction and Building Materials. 2014. 68. P. 370-375.
  21. Liang M., Xin X., Fan W., Luo H., Wang X., Xing B. Investigation of the rheological properties and storage stability of CR/SBS modified asphalt. Construction and Building Materials. 2015. 74. P. 235-240. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.10.022 (дата звернення 20.04.2020).
  22. Bueno M., Luong J., Teran F., Vinuela U., Paje S.E. 2014. Macrotexture influence on vibrational mechanisms of the tyre/road noise of an asphalt rubber pavement. Int. J. Pavement Eng. 2015. 15. P. 606-613. DOI: https://doi.org/10.1080/10298436.2013.790547 (дата звернення: 20.04.2020).
  23. Baraiya Niraj D. Use of Waste Rubber Tyres in Construction of Bituminous Road - An Overview. International Journal of Application or Innovation in Engineering & Management. 2013. N 2. P. 108-110. URL: https://www.ijaiem.org/volume2issue7/IJAIEM-2013-07-10-028.pdf (дата звернення: 20.04.2020).
  24. Deshmukh Nitu H. & Kshirsagar Prof. D. Y. Utilization of Rubber Waste in Construction of Flexible Pavement. International Journal of Advance Research and Development. 2017. N 2 (7). URL: https://www.ijarnd.com/manuscripts/v2i7/V2I7-1170.pdf (дата звернення: 20.04.2020).
  25. Dunster A.M. The use of blastfurnace slag and steel slag as aggregates. Proceedings of the Fourth European Symposium on Performance of Bituminous and Hydraulic Materials in Pavements, Bitmat 4. Nottingham, 2017. P. 257-260
  26. Rockliff D., Moffett A., Thomas N. Recent developments in the use of steel slag aggregates in asphalt mixtures in the UK. Proceedings of the 4th European Symposium on Performance of Bituminous and Hydraulic Materials in Pavements. Nottingham, 2002. 5 p.
  27. Pascal S., Jan-Erik L., Maria A., Paul F.K. Reproducing ten years of road ageing - accelerated carbonation and leaching of EAF steel slag. International Journal of Highway Engineering. 2009. N 17 (1). P. 25-33 DOI : https://doi.org/10.7855/IJHE.2015.17.1.025 (дата звернення: 20.04.2020).
  28. Morone M., Costa G., Polettini A., Pomi R., Baciocchi R. Valorization of steel slag by a combined carbonation and granulation treatment. Mineral Engineering. 2014. N 59. P. 82-90.
  29. Ellis C. Performance and durability aspects of asphalts incorporating electric arc furnace steel slag aggregates designed for use in thin pavement surfaces. Proceedings ofthe 3rd European Symposium on Performance and Durability of Bituminous Materials and Hydraulic Stabilized Composites. Leeds, 1999. P. 221-238.
  30. Liapis I., Likoydis S. Use of electric arc furnace slag in thins skid-resistant surfacing. Transport research areana. Procedia - Social and Behavioral Sciences. 2012. N 48, P. 907-918. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2012.06.1068 (дата звернення: 20.04.2020).
  31. Cannone Falchetto A., Moon K.H. Remarks on the use ofelectric arc furnace (EAF) steel slag in asphalt mixtures for flexible pavements.  International Journal of Highway Engineering. 2015. 17 (1), P. 25-33.
  32. Grönniger J., Wistuba M.P., Cannone Falchetto  A. Reuse of Linz-Donawitz (LD) slag in asphalt mixtures for pavement application. Proceedings of the Interantional Conference on Industrial Wasted and Wastewater Treatment & Valorization, Athens. 2015. P. 21-23. URL: https://pdfs.semanticscholar.org/3760/a08d57d8058cd7d6c24e42da1cb5e553c38c.pdf?_ga=2.220735583.638416509.1589892831-1047910380.1589892831 (дата звернення: 20.04.2020).