Разработка технологии строительства дорожного покрытия из асфальтового гранулята, обработанного катионной битумной эмульсией, в регионах с жарким климатом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.11, кандидат наук Аль Аддесс Мохаммед Хашим Ахмед

• Аль Аддесс Мохаммед Хашим Ахмед
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Аль Аддесс Мохаммед Хашим Ахмед

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДНИЕ

1. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ АВТОРОВ ПО ПРИМЕНЕНИЮ БИТУМНЫХ ЭМУЛЬСИЙ, В РЕГИОНАХ С ЖАРКИМ КЛИМАТОМ

1.1. Общие сведения об эмульсионных материалах для дорожного строительства и область применения катионо-активных битумных эмульсий в дорожной отрасли

1.2. Эмульгирование и его влияние на свойства эмульсий

1.3. Определение параметров эмульсий с контролируемым периодом распада

1.4. Совершенствование технологии применением эмульсий с контролируемым периодом распада

1.5. Выводы по главе 1

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАБОТЫ ПОКРЫТИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА ОСНОВАНИЙ ИЗ ЭМУЛЬСИОННО-МИНЕРАЛЬНЫХ КОМПОЗИТОВ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР

2.1. Физико-математическая модель работы покрытия при высоких температурах с учетом термодинамического равновесия материалов асфальтового гранулята для прогнозирования изменения его срока службы

2.2. Технологические особенности применения катионо-активных эмульсии

с управляемым времени распада в сложных условиях

2.2.1. Приготовление черного щебня для слоя износа, обработкой битумной эмульсией и его последующей укладкой

2.2.2. Технология ремонтных работ с применением эмульсий и эмульсион-но-минеральных материалов, «Дзу-Сил» и «Сларри-Сил» с целью повышения эксплуатационных показателей покрытий автомобильных дороги

2.3. Технология и реконструкция дорог (Наджаф-Карбала) методом ресайклин-

га с использованием асфальтового гранулята и комплексного вяжущего

2.3.1 Технология приготовления АГБ-смеси в стационарной установке и устройства из нее нижнего слоя основания

2.3.2 Технология приготовления АГБ-смеси и устройства из нее нижнего

слоя основания методом смешения на дороге

2.4 Организация и управление устройством покрытия с использованием композитных составов на основе катионо-активных битумных эмульсий

3. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОСНОВАНИЙ, УКРЕПЛЕННЫХ ЭМУЛЬСИОННО - МИНЕРАЛЬНЫМИ СМЕСЯМИ

3.1. Физико-механические свойства эмульсионно-минеральных смесей и композитов

3.2. Рациональные составы композитов и смесей от используемых при формировании дорожных одежд

3.3. Характеристики материалов, используемых для приготовления эмульси-онно - минеральных смесей

3.4. Методы исследования эмульсионно-минеральных смесей с использованием рентгенофазового анализа

3.4.1. Результаты рентгенофазового анализа для покрытых композитов и смесей

3.4.2. Результаты испытаний асфальтогранулобетонной смеси обрабо-танной катионо-активной эмульсией для последующего проектирования состава

3.4.3 Результаты испытаний асфальтогранулобетонной смеси типа «М» без вяжущего для покрытия оснований автомобильных дорог

3.5. Выводы по главе 3

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭМУЛЬСИОННО-МИНЕРАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ В УСЛОВИЯХ ИРАКА

4.1. Выбор оборудования для устройства покрытий с использованием композитных составов на основе катионо-активных битумных эмульсий

4.2. Формирование сметных нормативов на устройство покрытий с использованием композитных составов на основе катионо-активных битумных

эмульсий

4.3. Определение экономической эффективности устройства покрытий с использованием композитных составов на основе катионо-активных битумных эмульсий

4.4. Выводы по главе 4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А, Б, В

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии строительства дорожного покрытия из асфальтового гранулята, обработанного катионной битумной эмульсией, в регионах с жарким климатом»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований. В настоящее время дорожные покрытия из материалов, обработанных катионными эмульсиями получили широкое распространение. Повышенная стойкость к износу, образованию деформаций особенно при повышенных температурах, привела к использованию их в регионах с жарким климатом. Наиболее целесообразным является применение различного рода гра-нулятов получаемых в процессе реставрации старых покрытий дорог. Это также относится и к восстанавливаемым дорогам в регионах мира, пострадавшим от природных катаклизмов и боевых действий, например, таких как республика Ирак. Данный регион обладает неблагоприятным климатом для использования традиционных технологий и материалов, в процессе приведения в нормативное состояние пострадавшей дорожной сети. Такие же проблемы сохраняются и при формировании новой экономически обоснованной, дорожно-транспортной инфраструктуры с использованием рециклированных материалов.

Стандартные технологии используют прямое смешивание асфальтовых гра-нулятов с вяжущими или модифицированными катионными эмульсиями. Но при использовании их в указанном регионе возникают ситуации неконтролируемого образования асфальтовых покрытий пониженной прочности. Очевидно, это связано с высокой температурой воздуха и подстилающей поверхности, а использование гранулята приводит к понижению альбедо и как следствие локальному перегреву указанных участков. Также одним из факторов, влияющих на качество асфальтового покрытия, является концентрация вяжущего поэтому исследование, направленное на разработку эффективной технологии строительства дорожного покрытия из асфальтового гранулята обработанного катионной битумной эмульсий с учетом ее концентрации важно при оценке прочности и срока службы покрытия.

В некоторых странах с жарким климатом ведутся разработки данной технологии, предусматривающей повторное использование строительных материалов и оперируя интегральными свойствами битумов добиваются положительных результатов. Правда это требует не только развитой химической промышленности,

но и большого количества битума, что приводит к высокой стоимости вновь формируемого покрытия.

Понижение стоимости добиваются различными методами, в том числе и использованием катионных эмульсий, что позволяет экономить до 30 % битума. Высокая температура окружающей среды позволяет готовить эмульсионно-минеральные смеси без дополнительного нагрева, что обеспечивает сокращение сроков строительства дорог и снижение сопутствующих затрат. Применение битумных эмульсий с контролируемым временем распада повышает эффективность вяжущих, обеспечивает возможность разработки технологий, применяющих "холодные" грануляты для строительства дорожного покрытия. Полученный асфаль-тогранулобетон проявляет достаточно высокие прочностные свойства, успешно выдерживая повышенные температуры и нагрузки. Управляя индексом распада эмульсии, можно определить величину и характер ее распада при обработке гранулированного материала.

Поэтому разработка технологии, включающей расширение температурного интервала использования асфальтового гранулята обработанного катионной битумной эмульсий в процессе укладки дорожного полотна в регионах с жарким климатом, является актуальной научно-технической задачей.

Целью диссертационной работы является разработка технологии строительства дорожного покрытия из асфальтового гранулята, обработанного катион-ной битумной эмульсией, в регионах с жарким климатом.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

- выполнить анализ применяемых современных технологий и условий производства дорожно-строительных работ с использованием эмульсионно-минеральных материалов в регионах с жарким климатом;

- разработать физико-математическую модель работы покрытия, при термодинамическом равновесии материалов асфальтового гранулята, обработанного кати-онной битумной эмульсий, при воздействии транспортной нагрузки;

- обосновать возможность применения катионной битумной эмульсии с регулированием времени распада, для соответствия времени технологического процесса формирования дорожного покрытия;

- разработать составы из композиции эмульсий и минеральных вяжущих с наполнителем из асфальтового гранулята для последующей укладки в конструктивные слои дорожной одежды;

- разработать технологию строительства дорожного покрытия для регионов с жарким климатом из асфальтового гранулята, обработанного катионной битумной эмульсий;

- обосновать технико-экономическую эффективность применения разрабатываемой технологии с применением асфальтового гранулята обработанного катионной битумной эмульсий с управляемым индексом распада.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- разработана приближенная физико-математическая модель работы покрытия при высоких температурах, отличающейся учетом возникающего термодинамического равновесия взаимодействия в асфальтового гранулята, обработанного катионной битумной эмульсий, формирующих покрытие. Поиск значений параметров модели производится решением обратной задачи теплопроводности, что позволяет производить оценку с последующим прогнозом состояния дорожного покрытия при воздействии транспортной нагрузки;

- на основе результатов математического моделирования предложена технология строительства дорожного покрытия из асфальтогранулобетона, полученного методом холодного ресайклинга и катионо-активной битумной эмульсий с управляемым индексом распада при строительстве, реконструкции и ремонте дорог в регионах с жарким климатом;

- предложены составы композиции эмульсий и минеральных вяжущих с наполнителем из асфальтового гранулята для последующей укладки в конструктивные слои дорожной одежды. Это дает возможность применения их в конструктивных слоях дорожной одежды, при устройстве под грунтовку и поверхностной обработки без нагревания каменных материалов, вяжущих и смесей;

- опробованы новые составы смесей с комплексным использование цемента и битумной эмульсии, отличающиеся возможностью улучшения адгезии и ускорения процессов твердения, при уменьшении времени ожидания момента открытия движения. Для данных смесей получены аппроксимирующие временные зависимости, позволяющие прогнозировать прочность покрытия в заданный период эксплуатации.

Теоретическая значимость заключается в разработке уточненной физико-математической модели работы защитного слоя дорожного покрытия из эмульси-онно-минерального материала при воздействии динамической нагрузки, позволяющая производить оценку и прогнозирование его эксплуатационных свойств.

Практическая значимость работы состоит:

- в разработке технологии строительства, реконструкции и ремонта дорожного покрытия из асфальтогранулобетона, полученного методом холодного ресайклин-га с использованием композиций, состоящих из катионо-активных битумных эмульсий и минеральных вяжущих;

- в разработке композитных составов с использованием асфальтового гранулята и катионо-активных битумных эмульсий без дополнительного нагрева материалов, вяжущих и смесей, что сокращает срок дорожно-строительных работ, упрощает технологические процессы повторно-возвратного применения материалов от разборки дорог;

- в обосновании технико-экономической эффективности применения разрабатываемой технологии с применением асфальтового гранулята, обработанного кати-онной битумной эмульсий с управляемым индексом распада.

Внесены новые дорожные термины в учебное пособие, применяемое при подготовке иностранных специалистов в дорожной отрасли: «Русско-англо-арабский толковый словарь дорожника».

Методология и методы диссертационного исследования: Теоретической и методологической основой диссертационного исследования послужили современные положения теории и практики развития технологии строительства дорожного покрытия из асфальтового гранулята, разработки отечественных и зарубеж-

ных ученых в области совершенствования использования современных материалов. Теоретические расчеты выполнены с использованием апробированных математических методов как существующих, так и вновь представленных. В работе использовалось численное моделирование с использованием известных математических пакетов и специально написанных подпрограмм. Обработка результатов натурных экспериментов проведена методами математической статистики.

Личный вклад соискателя состоит в решении исследуемых задач диссертационного исследования, он заключается: в обобщении результатов, систематизации фактов и развитии теоретических положений в области дорожного строительства, предложении физико-математической модели работы покрытия, при термодинамическом равновесии материалов асфальтового гранулята, в обосновании возможности применения катионной битумной эмульсии с регулированием времени распада, получение и анализ результатов исследований составов из композиции эмульсий и минеральных вяжущих с наполнителем из асфальтового грану-лята, в апробации и разработке технологии строительства дорожного покрытия для регионов с жарким климатом.

На защиту выносятся:

- физико-математическая модель работы дорожного покрытия при высоких температурах, отличающаяся учетом возникающего термодинамического равновесия взаимодействия материалов, формирующих покрытие, позволяющая производить оценку с последующим прогнозом изменения состояния дорожного покрытия из асфальтового гранулята, обработанного катионной битумной эмульсий при воздействии транспортной нагрузки;

- составы композиции эмульсий и минеральных вяжущих с наполнителем из асфальтового гранулята для последующей укладки в конструктивные слои дорожной одежды;

- технология строительства дорожного покрытия из асфальтогранулобетона полученного методом холодного ресайклинга и катионо-активной битумной эмульсий с управляемым индексом распада при выполнении дорожно-строительных работ в регионах с жарким климатом.

Реализация результатов работы производилась на сети автомобильных дорог юга России с последующим переносом технологического опыта на дороги республики Ирак.

Достоверность результатов, приведенных в диссертации, обеспечена методологией исследований, основанной на фундаментальных теоретических положениях точных наук; соблюдением основных принципов физического и математического моделирования; применением стандартных средств и современного оборудования; а также полученными результатами, которые не противоречат общепринятым положениям и данным других авторов.

Апробация результатов исследования: Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на всероссийской научно- практической конференции «Градостроительство, инфраструктура, коммуникации» (г.Воронеж, 2014); 68-й студенческой научно-практической конференции «Научные аспекты инновационного стратегического развития строительного комплекса» (г. Воронеж, 2015); конференции «Актуальные проблемы инвестиционно-строительной деятельности в условиях кризиса» (г. Санкт Петербург, 2016); студенческой научно- практической конференции ВГТУ «Студенческая наука в приоритетных направлениях развития техники и технологии» (г. Воронеж, апрель 2017); на научно- образовательном форуме «Инновации в сфере науки, образования и высоких технологий» (Воронеж, 2017).

Публикации: По материалам исследований опубликовано 7 научных работ общим объемом 48 страниц и учебное пособие с грифом УМО «Русско- англоарабский толковый словарь дорожника». 2016.- 479с.; три статьи опубликованы в изданиях, выключенных в перечень ВАК РФ: «Наука и Техника в дорожной отрасли, № 3 2016», «Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова, №1,2018». «Научный журнал строительства и архитектуры, № 1, 2018», и в других «ФЭС: финансы экономика стратегия, № 6 2016», «Наука и Мир, № 3 (43), март, 2017», «Инженерные системы и сооружения,- 2014, № 3(16)», «Инженерные системы и сооружения,- 2014, № 4(17)».

Структура и объем диссертации: Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, изложенных на 163 страницах машинописного текста, заключения, списка литературы, содержащего 116 наименований. Диссертация содержит 50 таблиц и 46 рисунка.

1. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ АВТОРОВ ПО ПРИМЕНЕНИЮ БИТУМНЫХ ЭМУЛЬСИЙ, В РЕГИОНАХ С ЖАРКИМ КЛИМАТОМ

По статистике до 40 % дорожно-транспортных происшествий вызваны недостаточной шероховатостью дорожного покрытия, поэтому поддержание в период эксплуатации нормативного коэффициента сцепления колеса с поверхностью является важным фактором повышения безопасности движения [3].

Методологии повышения шероховатости дорожных покрытий посвящено много работ советских и зарубежных исследователей: А. С. Москаленко, В. И. Алфёрова, В. А. Астрова, В. Ф. Бабкова, В. И. Резванцева, Д. В. Вуда, Д. Ф. Мура, Д. Р. Лемба, Е. И. Попова, З. С. Бицкинашвили, И. Н. Петухова, К. Я. Лобзовой М. В. Немчинова, Н. В. Горелышева, Н. Ф. Хорошилова, Нгуен Ван Локга и др.

Наиболее целесообразным методом строительства дорог с шероховатой поверхностью является устройство слоев износа, выполняемых в виде поверхностных обработок или тонкослойных покрытий.

На основании результатов выполненных теоретических и лабораторных исследований, опытно-производственных работ с учётом отечественного и зарубежного опыта по использованию катионо-активных эмульсий предложены две технологии строительства слоев с шероховатой поверхностью [1,3,11]: из литых эмульсионно-минеральных смесей; методом поверхностной обработки.

Лабораторные, экспериментальные и производственные работы отечественных и зарубежных учёных и специалистов доказали высокую эффективность использования катионо-активных эмульсий для устройства слоев износа с шероховатой поверхностью. подобные слои характеризуются быстрым формированием, значительной водо-, морозо- и износостойкостью, хорошим сцеплением с асфальтобетонной поверхностью слои износа пролонгируют срок службы покрытия, повышают безопасности движения, обеспечивают продление строительного сезона.

Использование в литых эмульсионно-минеральных смесях активированных минеральных порошков позволяют регулировать скорость распада катио-но-активной битумной эмульсии.

С географической точки зрения, территория республики Ирак представляет собой равнину, расположенную между 30-36 градусами северной широты и ограниченную пустыней с юга и запада. Средние летние температуры на севере достигают +40°С при максимумах в +50-53°С, а в большинстве центральных и южных районов превышают +50°С. Зимой средние температуры колеблются от +4°С до +13-16 °С при возможном похолодании до -10°С на севере и до -5 °С на юге. При таких температурных условиях применение Супер bif метода является более целесообразным, чем способ Маршалла, при использовании эмульсионно-минеральной смеси для устройства поверхностной обработки. Этот метод позволяет наиболее целесообразно использовать местные материалы.

В большинстве стран минимально допустимая величина коэффициента сцепления при эксплуатации дорог установлена равной 0,3. Статистический анализ дорожно-транспортных происшествий свидетельствует в том, что в ряде случаев эта величина является недостаточной. В связи с этом, комитетом по борьбе с зимней скользкостью Международной ассоциации дорожных конгрессов определены минимальные значения коэффициента сцепления, которые, в ряде случаев равны 0,5 — 0,6 с учетом характеристик движения плана и профиля дороги [3, 11].

Отличительной чертой использования предполагаемых технологий является широта варьирования получаемых характеристик, что особенно актуально при использовании дорожных покрытий в странах с неблагоприятными климатическими условиями. К одной из таких стран относится и республика Ирак. На рисунке 1 показаны температуры по месяцам года и профилям.

Температуры измерены на метеорологической станции вблизи города Наджаф, температуры покрытия были измерены на дороге Карбала. Для данного района характерно отсутствие осадков в весенне-осенний период. Слабые воздушные потоки приводят к интенсивному нагреву подстилающей поверхности.

Т, С' 100 80 60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

месяцы года

Рисунок 1.1 - Температурные профили, а) воздуха, Ь) покрытия и с) локальных

участков дорог.

При сравнительно средних температурах воздуха а) отмечается высокая температура покрытия Ь), что обусловлено особенностью инсоляции данного региона и высокой прозрачностью атмосферы. В тоже время наличие коротковолновой части спектра инсоляции способствует локальным разогревам поверхности дороги с). Отмечено, что в местах вытапливания битума скорость и величина разогрева возрастает.

1.1. Общие сведения об эмульсионных материалах для дорожного строительства и область применения катионо-активных битумных эмульсий в дорожной отрасли

В работе приведена классификация битумных эмульсий с учётом области их применения в строительстве автодорог: дорожные, содержащие эмульгированные вязкие нефтяные и сланцевые битумы, каменноугольные или другие дегти, предназначенные для дорожных работ; гидроизоляционные, содержащие эмульгированные высоковязкие строительные и кровельные нефтяные битумы, используемые для гидроизоляционных работ; отделочные, чаще всего содержащие эмульгированные природные и синтетические каучуки (латексы) или поливинилацетат (ПВА) и используемые вместе с наполнителями, стабилизаторами и пигментами как компоненты водно-эмульсионных красок; специального назначения, например, для смазки форм при изготовлении сборных бетонных и железобетонных из-

делий или для охлаждения резца при механической обработке и изготовлении металлоизделий.

Битумные эмульсии классифицируются по виду дисперсной фазы: прямого типа "масло в воде" и обратного типа "вода в масле. В зависимости от примененного эмульгатора эмульсии могут быть водорастворимые и порошкообразные [36, 47,58].

Виды эмульсий под микроскопом приведены на рис. 1.2.

а) прямого типа. б) обратного типа.

Рисунок 1.2 - Виды эмульсий при многократном увеличении

Эмульсия представляет собой коллоидно-дисперсную систему из двух не-смешивающихся жидкостей, одна из которых распределена в другой мелкими каплями. Можно получить дорожные эмульсии двух типов: прямую, когда частицы дегтя или битума диспергированы в воде, и обратную, когда капли воды равномерно распределены в вяжущем материале.

При взаимодействии с минеральным материалом эмульсия должна обладать способностью распадаться в течение определенного промежутка времени с образованием пленки органического вяжущего материала, прочно прилипающей к поверхности заполнителя.

Основным преимуществом эмульсий, особенно прямых, заключается в том, что они обладают очень малой вязкостью по сравнению с битумом или дегтем. Это позволяет производить работы с ними "холодным способом", исключающим подогрев каменного материала, эмульсии и смесей, что ускоряет строительство и ремонт дорог и упрощает их технологию.

Поэтому, дорожно-строительные работы можно начинать ранней весной, производить их во влажную погоду летом и заканчивать поздней осенью до наступления отрицательной температуры.

Битумные и дегтевые эмульсии широко применяются в дорожном строительстве за рубежом. В России из-за недостаточного количества эмульсионных установок и увеличения стоимости покрытия (на 5—10 %), вызванного расходами на приготовление эмульсий и приобретение импортных эмульгаторов, ранее разработанные составы битумных эмульсий долгое время применялись лишь для ухода за цементобетонным покрытием и для подгрунтовки. В последние годы в России и других странах количество используемой эмульсии возрастает, особенно при выполнении дорожных ремонтных работ.

Значительный вклад в создание метода получения эмульсий новых составов в простых лопастных мешалках и в разработку технического задания на лопастную мешалку для эмульгирования внесен дорожной лабораторией Воронежского ГТУ, где найден способ быстрого закрепления пленки вяжущего на поверхности влажного каменного материала любой породы, а также разработаны составы высококонцентрированных эмульсий, легко разбавляющийся водой до требуемой концентрации битума. Кроме того, учеными лаборатории освоено приготовление дегтевой эмульсии обратного типа — "вода в масле", широко применяемой за границей.

Из литературных источников известно, что с такими эмульсиями можно работать при неблагоприятных погодных условиях, и доже при температуре ниже нуля. Пленка вяжущего компонента этих эмульсий прочно закрепляется на поверхности влажного каменного материала и сохраняет высокую водоустойчивость даже в том случае, если после обработки эмульсией или укладки смесей пойдут дожди. Обратные эмульсии обладают и другими достоинствами, о которых будет сказано ниже.

Одной из технологических операций является шламовая обработка поверхностей дорожных одежд, которая была разработана на ранней стадии появления битумных эмульсий. Однако, она не получила значительного распространения в

дорожном строительстве. Одной из причин является в необходимость приготовления специальных эмульсий для соответствия компонентам смеси. Материал для шламовой обработки получают смешением эмульсии, воды и минеральных заполнителей в специальных распределителях непосредственно на рабочей площадке. Эмульсии могут применяться при устройстве щебеночного покрытия с пропиткой. На щебень разбрызгивается горячий битум или битумная эмульсия. Если движение по щебеночному покрытию начинается до выполнения поверхностной обработки, то на покрытие следует нанести тонкий слой среднезернистого заполнителя. В качестве износостойкого слоя для щебеночного покрытия используется асфальтобетон или выполняется поверхностная обработка.

В установках для холодных смесей эмульсия перемешивается с заполнителем без его подогрева. Многообразие битумных эмульсий обеспечивает возможность подбора наиболее эффективного состава холодных смесей с различными типами заполнителя. Конструкция установок для холодных смесей зависит от типа смеси, которую они производят. Применение простых установок снижает капиталовложения в оборудование, что обеспечивает определенные преимущества при реализации проектов в труднодоступных районах. Значительный экономический эффект достигается при использовании местных дорожно-строительных материалов.

При изготовлении холодных смесей токсичные выбросы в атмосферу незначительны, что представляет значительное преимущество по сравнению с горячими смесями. Использование заполнителя при температуре окружающего воздуха обеспечивает экономию энергии и снижение пожаро-опасности.

На эмульсиях можно готовить смеси как с заполненными, так и с открытыми пустотами. При использовании высококачественного минерального заполнителя на эффективном оборудовании по современной технологии холодные эмульсионные смеси обеспечивают такое же качество, как и горячие смеси.

Связующий слой представляет собой тонкий распыленный слой битумной эмульсии, которая наносится на поверхность вручную или механизированным способом. Он обеспечивает плотный контакт между старой поверхностью и укла-

дываемым слоем асфальтобетона. Для большинства типов дорожных покрытий рекомендуется использование связующего слоя, который должен равномерно покрывать всю обрабатываемую поверхность тонком слоем. В зависимости от вида покрытия и состояния поверхности на один квадратный метр следуем наносить от 0,25 до 0,7 л битумной эмульсии. Однако избыток эмульсии может действовать как смазка и создавать плоскость скольжения между двумя слоями. После нанесения под грунтовки необходимо дождаться полного распада эмульсии перед нанесением верхнего слоя при полной остановке движения транспорта или снижении его скорости до 40 км/ч. Для устройства связующего слоя используются эмульсии медленного структурирования с содержанием битума 40 - 60 %, которое регулируется либо разбавлением, либо в процессе производства.

При выполнении под грунтовки покрытия перед укладкой асфальтобетонной смеси на основание из каменных материалов наносится связующий материал. В зависимости от свойств щебеночного или гравийного основания удельное количество распределяемого вяжущего материала составляет 0,4 - 1,4л/м .

Обработка эмульсией может производиться в виде тумана. Метод заключается в нанесении на покрытие эмульсии медленного структурирования с содержанием битума 30 - 40 % в количестве 0,3 - 0,8 л/м . При разбрызгивании в виде тумана может формироваться один или несколько слоев. Этот метод применяется при ремонте старых асфальтобетонных покрытий, имеющих различные дефекты и разрушения, обрадовавшиеся вследствие процессов окисления, шелушения, а также при наличии трещин или открытых поверхностных пор. Эмульсия легко проникает до корня трещин и в поверхностные поры и покрывает минеральный заполнитель, что позволяет увеличить продолжительность эксплуатации покрытия и увеличить межремонтные сроки. После обработки покрытия по такой технологии на его поверхность рекомендуется нанести тонкий песчаный слой.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Аль Аддесс Мохаммед Хашим Ахмед, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Авсеенко А. А. Применение эмульсий выгодно / А. А. Авсеенко, Н. В. Травкин // Автомобильные дороги. - 1974. - № 6. - С. 4 - 5.

2. Алферов В.И. Воздействие катионо-активных битумных эмульсий на окружающую среду при устройстве слоев износа методом «Сларри Сил» / В.И. Алферов // Труды 3-й международной научно-технической конференции. Воронеж: ВГАСА, 2000. - С. 28 - 33.

3. Алферов В.И. Дорожные материалы на основе битумных эмульсий / В.И Алферов: монография. - Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 2003. - 152 с.

4. Алферов В.И. Опыт использования технологии устройства тонких слоев износа типа «Сларри Сил» в Воронежской области / В.И. Алферов // Материалы международной научно-практической конференции. - Минск: БелдорНИИ, 2001. - С. 141-145.

5. Алферов В.И. Повышение эксплуатационных свойств слоев износа и качества ремонтных работ на основе катион активных битумных эмульсий: дис. ... канд. техн. наук. / В.И. Алферов. - Воронеж: ВГАСУ, 2001. - 146 с.

6. Безрук В.М. Укрепление грунтов в дорожном и аэродромном строительстве / В.М. Безрук. - М.: Транспорт, 1971. - 236 с.

7. Безрук В. М., Современные методы строительства дорожных оснований и покрытий из грунтов, укрепленным цементом, известью, битумом, дегтем / В. М. Безрук [и др.]. - М.: Авто- трансиздат, 1960. - 46 с.

8. Боронина Л. Н., Сенук. З. В. Основы управления проектами \\ Екатеринбург Издательство Уральского университета 2015. 112с.

9. Васильев А. Поверхностная обработка с синхронным распределением материалов: (Опыт дорожников Франции) / А. Васильев, П. Шамбар. - М.: Трансдор-наука, 1999. - 126 с.

10. Васильев Е.К., Нахмансон М.М. Качественный рентгенофазовый анализ. Новосибирск: Наука, 1986.

11. Веренько В. А. Новые материалы в дорожном строительстве: учебное пособие / В.А. Веренько. - Минск.: УП «ТЕХНОПРИНТ», 2004. - С. 59-73.

12. Гасилов В.В., Сметное дело в строительстве: учебное пособие / В.В. Гасилов, А.С. Овсянников, А.В. Воротынцева. - Воронеж: гос. арх.-строит. ун-т, 2016. - 193 с.

13. Гельфанд С. И., Изготовление дорожных битумных эмульсий: Монография / С. И. Гельфанд [и др.]. - М.: Дориздат, 1943. - 96 с.

14. Горелов С.В., Устройства слоев износа дорожных покрытий основе комплексно- модифицированных катионных битумных эмульсий \\ Горелов С.В, дисс. на соискание ученой степени кандидата тех.н., Ростов на дону ,- 2006.

15. Годунов С.К., Рябенький B.C. Разностные схемы. Введение в теорию. - М.: Наука, 1977. - 439 с.

16. ГОСТ 11955-82 Битумы нефтяные дорожные жидкие. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2009. - 7 с.

17. ГОСТ 23732-79 Вода для бетонов и растворов. Технические условия. -М.: Стандартинформ, 2012. - 16 с.

18. ГОСТ 125-79 Вяжущие гипсовые. Технические условия. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. - 7 с.

19. ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация. - М.: Стандартинформ, 2013. - 39 с.

20. ГОСТ 22733-2002 Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности. - М.: ФГУП «СоюздорНИИ», МНТКС, 2002. - 19 с.

21. ГОСТ 28622-90 Грунты. Метод лабораторного определения степени пучинистости. - М.: Стандартинформ, 2005. - 7 с.

22. ГОСТ 25818-91 Золы-уноса тепловых электростанций для бетона. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 1991. - 12 с.

23. ГОСТ 19170-2001 Стекловолокно ткань конструкционного назначения, Технические условия.

24. ГОСТ Р 53237-2008 Стекловолокно Общие требования безопасности при производстве и переработке, Москва.

25. ГОСТ 12801-98 Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний. - М.: Госстрой России, ФГУП ЦПП, 1999. - 63с.

26. ГОСТ 28840-90 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования. - М.: Изд-во стандартов, 2003. -8 с.

27. ГОСТ 5180-84 Методы лабораторного определения физических характеристик. - М.: Стандартинформ, 2005. - 19 с.

28. ГОСТ 8736-93 Песок для строительных работ. Технические условия. -М.: МНТКС, 1993. - 8 с.

29. ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2008. - 8 с.

30. ГОСТ 9128—97. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон: Технические условия. - М.: ГУП ЦПП, 1997. - 24 с.

31. ГОСТ 12801—94. Смеси асфальтобетонные дорожные и аэродромные, дегтебетонные дорожные, асфальтобетон и дегтебетон: Методы испытаний. - М.: ГУП ЦПП, 1994. - 29 с.

32. ГОСТ 25592-91 Смеси золошлаковые тепловых электростанций для бетонов Технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 1991. - 14 с.

33. ГОСТ 30491-97 Смеси органоминеральные и грунты, укреплённые органическими вяжущими, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2013. - 20 с.

34. ГОСТ 23735-79 Смеси песчано-гравийные для строительных работ. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2015. - 5 с.

35. ГОСТ 23558-94 Смеси щебёночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2005. - 12 с.

36. ГОСТ 3344-83 Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2007. - 11 с.

37. ГОСТ 18659—81. Эмульсии битумные дорожные: Технические условия - Введ. 1.01.82. - М.: Изд-во стандартов, 1981. - 13 с.

38. ГОСТ Р 52128-2003 Эмульсии битумные дорожные. Технические условия. - М.: Госстрой России, ФГУП ЦПП, 2003. - 26 с.

39. ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 « Точность ( правильность и прецизионность) методов и результат измерение. Часть 1. Основные положения и определения»;

40. ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 « Точность ( правильность и прецизионность) методов и результат измерение. Часть 6. Использование значений точность на практике»

41. Глушко И.М., Золотарева В.А., Глущенко Н.Ф. , Испытания дорожно-строительных материалов. Лабораторный практикум: учебное пособие / под ред. Глушко И.М., Золотарева В.А., Глущенко Н.Ф. — М.: Транспорт, 1985. - 200с.

42. ГЭСН 81-02-27-2001 автомобильные дороги. - Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 30 января 2014 г. № 31/пр. - Москва, 2014.

43. Дорожкин В.Р. Управление качеством в Строительстве: учебное пособие / В.Р. Дорожкин. - Воронеж, арх.-стр. ин-т, 2010. - 273 с.

44. Дорожные эмульсии: энциклопедия в 3 т. / Пер. с англ.; Под ред. И. Н. Петухова. - Минск: Евразийская ассоциация дорожных эмульсий ЕАКЕ, 1988.

45. Егоров С.В. Опыт организации базы для изготовления эмульсий и черного щебня / С. В. Егоров, Е. М. Нашиванко // Автомобильные дороги. - 1965. - № 5. - С. 7-8.

46. Иванцов В. А. Физико-механические свойства минеральных материалов, обработанных эмульсиями / В.А. Иванцов // Труды СоюздорНИИ. — 1969. -Вып. 34. - С. 91-102.

47. Инновационная технология завоевала мир. Стабилизаторы грунта и ресайклеры // Ш^еп. - Германия. - 364 с.

48. Иракским стандартам качества №45 от 1984г.

49. Казарновская Э.А. Исследование процессов формирования эмульси-онно-минеральных смесей на катионных эмульсиях / Э.А. Казарновская // Труды СоюздорНИИ. - 1977. - Вып. 99. - С. 76-93.

50. Клейтон В. Эмульсии, их теория и технические применения / В. Клейтон. - М.: Изд-во иностранной литературы, 1950. - 680 с.

51. Кудрявцев К. Д. Определение основных характеристик поверхностной обработки асфальтобетонных покрытий с применением битумной катионной эмульсии: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.11 / К.Д. Кудрявцев; Москва. Московский автомобильно - дорожный институт. - Москва, 2006. - 180 с.

52. Кулик Е. П. Холодные асфальтобетонные смеси, приготавливаемые без сушки и нагрева минерального материала / Е. П. Кулик // Строительные материалы. - 2010. - С. 14-16.

53. Лозикова Ю.Г. Разработка технологии устройства дорожных покрытий на основе эффективных битумоминеральных композиций// Лозикова Ю.Г- автореферат -Воронеж-2015.

54. Методические рекомендации по приготовлению и применению катионных битумных эмульсий. Введены в действие распоряжением Минтранса России № ОС-805-р от 15.09. 2003 г.

55. Методические рекомендации по устройству защитного слоя износа из литых эмульсионно-минеральных смесей типа «Сларри Сил». Утверждено распоряжением Росавтодора N 377-р от 04.10.2001 г.

56. Методические рекомендации по составам битумных эмульсий для приготовления плотных эмульсионно-минеральных смесей. - Балашиха: Союз-дорнии, 1984. - 37 с.

57. Нгуен ван Лонг, Разработка технологии повышения деформативной устойчивости асфальтонных покрытий автомобильных дорог в условиях южного вьетнама \\диссертации на соискание ученой степении кандидата технических наук , Воронежский ГАСУ, 2013.

58. Недома И.Н. Расшифровка рентгенограмм порошков.// М.: Металлургия, 1975.

59. Никишина М. Ф., Бегункова Н. И. Битумные и дегтевые эмульсии в дорожном строительстве / М.Ф. Никишина, Л. Я. Кремнев, А. П. Архипова, Л. А. Бородина, // Автомобильные дороги. - 1958. - № 11. - С. 25 - 27.

60. Никишина М. Ф. Наставление по изготовлению, испытанию и применению битумных и дегтевых паст. - М.: Дориздат, 1943. - 96 с.

61. Никишина М. Ф. Битумные и дегтевые дорожные эмульсии / М.Ф. Никишина // Исследования облегченных усовершенствованных покрытий автомобильных дорог северо-западной части СССР: сбор. - М.: Автотрансиздат, 1962.

62. Никишина М. Ф., Эвентов И.М., А. П. Архипова, Бегункова Н. И, А. Бородина, Игонькина Г.С. Дорожные эмульсии / М.Ф. Никишина, Эвентов И.М., А. П. Архипова, Бегункова Н. И, А. Бородина, Игонькина Г.С. // Транспорт, Москва, 1964.

63. Овсянников А.С. Ценообразование и сметное нормирование в строительстве: практикум / А.С. Овсянников, А.В. Воротынцева, Д. А. Казьмина. - Воронеж: Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т, 2016. - 105 с.

64. ОДМ. Методические рекомендации по устройству защитного слоя износа из литых эмульсионно-минеральных смесей типа «Сларри Сил»: Отраслевая дорожная методика. - М.: Информавтодор, 2001. - 32 с.

65. Организация движения и ограждение мест производства дорожных работ (методические рекомендации) МОСКВА - 2009 г.

66. Панькин С.В. Полимерно-битумная эмульсия и ЭМС на основе Аминов для слоев износа дорожных покрытий: дис. ... канд. тех. наук: 05.23.05 / С.В. Панькин; Ростовский Государственный Строительный Университет. - Ростов - на - Дону, 2004. - 218 с.

67. Плотникова И. А., Казарновская Э. М. Исследование отечественных катионных ПАВ как эмульгаторов / И. А. Плотникова, Э. М. Казарновская // Технология строительства дорожных покрытий из холодных смесей на эмульсиях. -Минск: БелдорНИИ, 1972. - С. 52-56.

68. Плотникова И. А. Исследование устойчивости катионных эмульсий при взаимодействии с тонкодисперсными материалами / И.А. Плотникова // Труды Союздор НИИ. - М.: СоюздорНИИ,1974. - Вып. 71. - С. 4 - 20.

69. Поводырев М.Г. Устройство тонкослойных холодных покрытий из литых эмульсионно-минеральных смесей / М.Г. Поводырев // Наука и техника в дорожной отрасли. - 2000. - № 2. - С. 27.

70. Подольский В.П., Автотранспортное загрязнение придорожных территорий / В.П. Подольский [и др.]. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1999. - 267 с.

71. Подольский В.П. Теоретическое обоснование упрочнения дорожных покрытий материалами на основе катионо-акгивных битумных эмульсий / В.П Подольский, В.С. Турбин, В.И. Алферов // Материалы международной научно-практической конференции. - Минск: БелдорНИИ, 2001. - С. 100 - 106.

72. Подольский В.П. Автотранспортное загрязнение придорожных территорий / Подольский В.П. [и др.]. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1999. - 267 с.

73. Подольский В.П., Технология и организация строительства автомобильных дорог. Дорожные покрытия: учебник для студ. учреждений высш. проф.образования / В.П. Подольский [и др.]. - М.: Академия, 2012. - 304 с.

74. Пособие по приготовлению и применению битумных дорожных эмульсий (к СНиП 3.06.03-85). - М.: СоюздорНИИ, 1989. - 57 с.

75. Пособие по строительству покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов из грунтов, укрепленных вяжущими материалами (к СниП 3.06.03-85 и СниП 3.06.06-88). - М.: СоюздорНИИ, 1990. - 256 с.

76. Развитие и использование новых технологий в дорожной отрасли Воронежской области. — Воронеж: ФДС РФ, 1998. — 26 с.

77. Рвачева Э.М. Устройство поверхностной обработки с использованием эмульсионно-минеральных смесей литой консистенции НТОИС / Э.М. Рвачева // Автомобильные дороги. - 2000. - № 4. - С. 28 - 34.

78. Резванцев В.И. Применение битумных эмульсий в Воронежской области / В.И. Резванцев // Автомобильные дороги. - 1969. - № 1. - С. 8 - 10.

79. Руденский А. В., Горшков И.М. Исследование водостойкости биту-моминеральных материалов// труды гипродор НИИ.- 1973.-вып. 7.- с.47.

80. Рябова О.В., Научно-практические основе снижения адгезии снежно-ледяных образований в процессе эксплуатации автодорог// диссертации кандидата , 1998.

81. Стандарт организации. Правила по строительству оснований и покрытий, дорожных одежд местных (сельских) автомобильных дорог Московской области с использованием укрепленных грунтов (СТО 26233397 МОСАВТОДОР. 1:1.1.01-2013). - Москва, 2003.

82. Таубман А.Б., Корецкий А.Ф. О роли структурно-механического барьера в устойчивости эмульсий // Коллоидн. ж. 1958. Т. 20. № 5. С.676-681.

83. ФЕР 81-02-27-2001 автомобильные дороги. - Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 30 января 2014 г. № 31/пр. - Москва, 2014.

84. Хойберга А. Д., Битумные материалы (асфальты, смолы, пеки) / под ред. - Дорожные технологии на основе катионных битумных эмульсий / РД 0219.1.09-99. - Минск: БелдорНИИ, 1999. - 50 с.

85. Холодный ресайклинг руководство по применению \\ Wirtgen GmbH Hohner St. , Windhagen, Deutschland, -издание 2006 г. 2-е переработанное издание 2001 г. 1-е издание 1998.

86. Холодный ресайклинг, Wirtgen холодный ресайклинг руководство по применению. 2.у издание апрель 2006.

87. Шестиков В.П., Технологическое обеспечение качества строительства асфальтобетонных покрытий / В.П.Шестиков, В.Б .Пермяков, В.М. Ворожейкин. -Омск: СИБАДИ, 2009.

88. Эвентов И.М. Машины для приготовления дорожных эмульсий / И.М. Эвентов, В .В. Назаров. С б 5. - М.: Цинтимаш, 1961. С. 7-14.

89. A basic asphalt emulsion manual ( Аsphalt institute manual series № 19 second edition)

90. A brief introduction to asphalt and some of its uses, Manual Series No.5, 8th Ed., The Asphalt Institute, College Park, Maryland, 1984.

91. Anderson, John, «Asphalt Emulsions in Paving Mixes: Open Graded and Dense Graded», Second Annual Meeting, Asphalt Emulsion Manufacturers Association, March 4, 1975.

92. Asphalt cold-mix manual, Manual Series No. 14, The Asphalt Institute, College Park, Maryland, 1977.

93. Asphalt emulsion specifications,\\ Elf Aquitaine Asphalt, Inc., St. Louis, Missouri,1985.

94. ASTM Standard Test Method for Distillation of Emulsified Asphalt, ASTM Standard D 6997-04, 2004.

95. ASTM Standard Test Method for Distillation of Emulsified Asphalt, ASTM Standard: D-421, D-422, A D 1075\200 .

96. Ban, Stephen, and Hardin, Jack, «The Properties of Asphalt Emulsion Residue», Fifth Annual Meeting, Asphalt Emulsion Manufacturers Association, Atlanta, Ga., March 1, 1978.

97. Benedict, c. Robert, Design and Control of Slurry Seal Mixes\\ Fourth Annual Meeting, Asphalt Emulsion Manufacturers Association, Phoenix, Arizona, March 1,1977

98. Bituminous emulsions for highway pavements,\\ Synthesis of Highway Practice Report No. 30, Transportation Research Board, National Cooperative Highway Research Program, Washington, D.C

99. Caldwell, Donald L., Use of Portable Mixing Plants in Asphalt Emulsion Surface Mixes and Base Stabilization\\, Second Annual Meeting, Asphalt Emulsion Manufacturers Association, San Diego, CA, March 5, 1975.

100. Coyne, L.D., Design and Construction of Emulsified Asphalt Open Graded Mixes and Overlays\\Twenty-Third Annual Road Builders' Clinic, Moscow, Idaho, March 17, 1972.

101. Coyne, L.D. and Ripple, R.M., Emulsified Asphalt Mix Design and Con-struction\\ Annual Meeting of The Association of Asphalt Paving Technologists, Phoenix, Arizona, February 1975.

102. Coyne, L.D., Emulsion Stabilization Mix Design\\ Transportation Research Board Meeting Washington, D.C., January 19, 1976

103. Darter, Michael I., Wilkey, Patrick L., Ahlfield, Steven L., and Wasill, RICHARD G., «Development of Emulsified Asphalt-Aggregate Cold Mixture»

104. Emulsified asphalt single seal coat or surface treatment, Guide Specification 102.0, Asphalt Emulsion Manufacturers Association, Washington D.C.

105. Goetz, W.H., Developments in the Use of Emulsified Bitumen in the United States», Proceedings, Second Conference on Asphalt Pavements for Southern Africa, Durban, Republic of South Africa, July 29-August 2, 1974

106. Huffman, John E., Emulsified Asphalt Paving-Proper Construction Practices.

107. Kennedy, Douglas 0., Emulsion Basics-Mixes," Third Annual Meeting, Asphalt Emulsion Manufacturer Association, Toronto, Canada, April 26-28, 1976

108. Koch, Donald, Emulsion Basics: Seal Coats, Surface Treatments, Slurry Seal, and Tack Coats\\ Third Annual Meeting, Asphalt Emulsion Manufacturers Association, Toronto, Canada, April 26-28, 1976

109. Mertens, E. W., and Borg feldt, M.J., Cationic Asphalt Emulsions,\\ ABA CO Technical Publication No. 113, California Research Corporation, American Bitumuls and Asphalt Company

110. Ripple, R.M., and Rogers, E.D., Construction Guide for Bitumuls QuickSet Slurry Seal Coats (Cationic Asphalt Emulsion Type)\\ Technical Paper No.1 54, Chevron Asphalt Company, San Francisco, CA, May 29, 1969

111. Santucci, L.E., Thickness Design Procedure for Asphalt and Emulsified Asphalt Mixes\\ Technical Paper No.1 75, Chevron Asphalt Company, San Francisco, CA, September 1, 1976

112. Schmidt, R.J., Santucci, LE.D., and Coyne, L.D., Performance Characteristics of Cement-Modified Asphalt Emulsion Mixes\\ Technical Paper No.1 66, Chevron Asphalt Company, San Francisco, CA, February 1973

113. Schreuders, Hans G., Basic Anionic Asphalt Emulsion\\ Third Annual Meeting, Asphalt Emulsion Manufacturers Association, Toronto, Canada, April 26-28, 1976.

114. Standard specification for testing emulsified asphalts. AASHTO DESIGNATIONS 59-96

115. Standard specification for testing emulsified asphalts. AASHTO DESIG-NATION:T78,88

116. Whitney, Gordon, F., Recycling Asphalt Pavements Using the Heater Remix-Slurry Seal Method\\Proc., 15th Annual ISSA Convention and First World Congress on SlurrySeal, Madrid, February 1977.