Регистрация / Вход
Прислать материал

Создание технологии производства пропиточных композиций, защищающих дорожные асфальтобетонные покрытия от негативных воздействий природного и техногенного характера для снижения ресурсоемкости их эксплуатации.

Докладчик: Разинов Анатолий Львович

Должность: заведующий лабораторией, заведующий лабораторией

Цель проекта:
В настоящее время 90% автодорог РФ покрыто асфальтобетоном. Его относительная долговечность при достаточной дешевизне, доступность сырья и проста технологии укладки – преимущество, создавшее благоприятные условия для массового строительства асфальтовых дорог в нашей стране. Самой распространенной проблемой дорог с асфальтобетонным покрытием является быстрый износ верхних слоев и нарушение гидроизоляции дорожной одежды, что и приводит к образованию колейности, ям и выбоин. Для восстановления улично-дорожной сети ремонтные службы традиционно используют широкий набор методов – от капитального ремонта до фрезерования. Все они достаточно трудоемки, требуют большого количества времени и ресурсов. В настоящее время для укрепления и продления срока службы поверхности дорожного покрытия используют составы – пропиточные композиции (эмульсии, растворы). Эти составы эффективны, но имеют ряд недостатков: – неустойчивость к температурным перепадам; – высокое водонасыщение; – низкая водоотдача при нанесении, из-за чего сроки эксплуатации такого поверхностного слоя и самого дорожного покрытия снижены, а ресурсоемкость достаточно высокая; – долгое время высыхания, – импортные составляющие и др. Реализуемый проект направлен на решение проблемы увеличения срока службы дорожных асфальтобетонных покрытий в условиях круглогодичной эксплуатации путем их защиты от воздействия климатических и эксплуатационных факторов или снижения роли этих факторов в старении покрытия. Данная проблема может быть решена путем создания базовой рецептуры защитных пропиточных композиций, нахождения основных технологических параметров их получения, и, как итог, - создания технологии производства пропиточных композиций, защищающих дорожные асфальтобетонные покрытия от негативных воздействий природного и техногенного характера. В связи с этим, целью проекта стало создание технологии производства пропиточных композиций, защищающих дорожные асфальтобетонные покрытия от негативных воздействий природного и техногенного характера для снижения ресурсоемкости их эксплуатации.

Основные планируемые результаты проекта:
В результате выполнения проекта должна быть разработана технология получения пропиточной композиции с эксплуатационными свойствами, позволяющими защищать дорожное покрытие в условиях российского климата, на основе результатов, полученных при выполнения данного проекта, а также создана модельная установка для производства защитной пропиточной композиции для последующего внедрения технологии в крупномасштабное производство.
- Должен быть выполнен аналитический обзор современной научно-технической литературы, проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96 на первом этапе выполнения работ (на остальных этапах ПНИ при получении результатов интеллектуальной деятельности, способных к правовой охране, должны быть проведены дополнительные патентные исследования.) Обзор литературы и патентные исследования необходимы для подробного изучения существующего уровня науки и техники в изучаемой области. Это необходимо для проведения дальнейших исследований и разработок, обладающих научной актуальностью (правильного выбора направления исследований) и выбора подходящих путей решения задач, стоящих перед ПНИ.
- Должно быть составлено заключение о возможности и условиях применения нефтяных дорожных битумов, полимербитумных, резинобитумных модифицированных и других вяжущих материалов для приготовления пропиточных составов защитных композиций.
- Проверены основные характеристики растворителей, пластификаторов и других компонентов, входящих в состав пропиточного материала, на соответствие их свойств требованиям нормативных документов.
- Разработаны составы пропиточных материалов, исследованы их свойства и влияние на свойства асфальтобетонов и выданы рекомендации по оптимальной рецептуре пропиточной композиции.
- Разработаны основные технологические операции по нанесению пропиточного состава на поверхность асфальтобетона.
- Проведен анализ экспериментов по применению полученного состава пропиточных материалов, позволяющих снизить старение асфальтобетонных смесей в условиях воздействия факторов антропогенного и техногенного характера.
- Предложен базовый пропиточный состав и лабораторная технология его приготовления.
- Наработана опытная партия защитной композиции в количестве 100 кг. Разработан проект технических условий для данного вида продукции.
- Проведено технико-экономическое обоснование разработки продукции, технических требований и предложений по разработке, производству и эксплуатации продукции с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера.
В предлагаемом подходе к решению поставленной задачи планируется проведение исследований, способных не только решить эту задачу, но и сделать общедоступной информацию по физико-механическим и физико-химическим свойствам производимого отечественного углеводородного сырья.
Тем не менее, проведение анализа литературных данных, современных достижений в предметной области является главной основой для успешного проведения работ.
Для решения поставленной задачи предлагается провести анализ свойств защитных материалов для асфальтобетонных покрытий и выявить наиболее важные, обеспечивающие защитные функции. Исходя из полученных результатов и анализа литературных источников предлагается выбрать наиболее перспективные компоненты для решения поставленной задачи.
Для защитных покрытий могут быть использованы только компоненты, производимые в крупном масштабе.
Для составления защитных композиций необходимо проведение расширенных исследований физико-химических свойств исходных материалов.
Создание «базовой» защитной композиции предлагается провести в три этапа. Первый – создание нескольких «первичных» рецептур и проверка их защитных свойств. В рамках данного этапа необходимым является разработка методов, позволяющих контролировать и проводить сравнение важных качественных характеристик защитных композиций.
Для наиболее перспективных композиций необходимо провести анализ сырьевого рынка и возможности использования сырья различных производителей.
На втором этапе предлагается провести для перспективных композиций технико-экономический анализ возможных способов получения и выбрать оптимальные. Для наиболее перспективного метода необходимо создание модельной схемы и проведение ее анализа на возможность применения в массовом производстве. На этом этапе планируются расширенные зимние и летние испытания полученных «базовых» защитных покрытий и корректировка их состава и способа их получения.
На третьем этапе планируется составление рекомендаций по изготовлению защитных композиций из различных сырьевых источников, разработка проекта Технических Условий на опытную партию разработанной «базовой» композиции. Одним из важных моментов этого этапа является проведение испытаний разработанной композиции в реальных условиях на дорожном покрытии г. Москвы, результаты которого, должны стать доступными как для потенциальных производителей и потребителей.
Таким образом, в результате последовательного выполнения этих этапов будут полностью достигнуты ожидаемые результаты, способные к правовой охране.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Результаты выполнения проекта могут быть использованы в дорожном хозяйстве при строительстве дорог - при выполнении ремонтных и восстановительных работ; в строительстве - при выполнении работ по укреплению асфальтобетонных поверхностей, предназначенных для парковки автомобилей, гаражных комплексов, тротуаров, территорий складских помещений; в авиапромышленности - при выполнении работ по обустройству, ремонту и восстановлению взлетно-посадочных полос.
Перспективы использования результатов проекта позволяют говорить о создании отечественной технологии пропиточных композиций на основе отечественного сырья, которая в дальнейшем может быть внедрена на производстве и растиражирована.
Создание технологии производства пропиточных композиций окажет значительное влияние на снижение расходов и уменьшение импортозамещения технологий и материалов по восстановлению асфальтобетонных покрытий, существенно увеличив срок их эксплуатации, в дорожном хозяйстве, строительстве и т.д.

Текущие результаты проекта:
В процессе выполнения работ по первому этапу проекта был выполнен аналитический обзор современной научно-технической литературы литературы. Были проведены маркетинговые и патентные исследования по теме ПНИ, выбраны направления исследований по теме ПНИ и способы их реализации. Произведена закупка сырья, материалов, необходимого технологического и контрольно-измерительного оборудования.
Проведены испытания свойств нефтяных дорожных битумов, полимербитумных, резинобитумных модифицированных и других вяжущих компонентов компонентов пропиточных композиций – шести товарных образцов битума (разных марок и производителей), трех товарных образцов резинобитумных вяжущих, одного товарного образца полимербитумного вяжущего и двух образцов битума, модифицированного нефтеполимерной смолой, полученных в лаборатории в ходе выполнения исследований по данному проекту. Найдено, что битумы марок БВ 50/70 и БНД 60/90 – наиболее подходящие марки битумов для модификации их с целью получения вяжущих компонентов, соответствующих требованиям, приведенным в Техническом задании проекта.
Была создана «Программа и методики испытаний защитных свойств дорожного покрытия», позволяющая оценить эффективность защиты асфальтобетонного покрытия пропиточной композицией от негативных воздействий природного и техногенного характера.
Были наработаны и изучены первичные экспериментальные образцы пропиточных композиций. Разработана технологическая схема и создана лабораторная установка и для получения углеводородного растворителя с заданным интервалом кипения. Произведена закупка сырья, материалов, необходимого технологического и контрольно-измерительного оборудования.
В ходе выполнения ПНИ полученные первичные экспериментальные образцы полностью подтверждают теоретические исследования и соответствуют требованиям, приведенным в Техническом задании проекта.
В ходе проведения патентных исследований и аналитического обзора литературы выяснилось, что мировых аналогов полученных экспериментальных образцов пропиточной композиции нет.
Также проведена апробация полученного материала :
- участие в VI Всероссийском Фестивале науки, г. Москва, 10-12 октября 2014г;
- участие во Всероссийской молодёжной школе-конференции с международным участием «Достижения и проблемы современной химии», г. Санкт-Петербург 10-13 ноября 2014;
-подана статья в журнал «Клеи. Герметики. Технологии».
Создан теоретический и практический задел на следующие этапы.