Регистрация / Вход
Прислать материал

14.579.21.0025

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.579.21.0025
Тематическое направление
Рациональное природопользование
Исполнитель проекта
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химических реактивов и особо чистых химических веществ"
Название доклада
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
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Цель работы – разработка технологических и технических решений получения пропиточных композиций, защищающих дорожные асфальтовые покрытия от негативных воздействий природного и техногенного характера для увеличения срока продолжительности их эксплуатации.
Задача реализуемого проекта: 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.
Актуальность и новизна исследования
Исследованы защитные свойства пропиточной композиции на основе вяжущего (битума), модифицированного нефтеполимерной смолой в условиях зимней и летней эксплуатации асфальтобетонного покрытия.
Изучены зависимости свойств вяжущего при непрерывной модификации битума нефтеполимерной смолой в условиях реактора идеального смешения при различных условиях модификации: температура, время модификации, соотношение битума и наполнителя.
Предложен метод выделения вяжущего из растворов и эмульсий, позволяющий контролировать его качественные характеристики: показатель пенетрации, температуру хрупкости по Фраасу, растяжимость.
Разработан оптимальный режим непрерывной модификации битума нефтеполимерной смолой.
Предложена методика экспресс-анализа устойчивости пропиточной композиции температурным перепадам от -30 до 0 °С.
Предложен алгоритм модификации битума, позволяющий использовать битумы марки БНД 60/90 с различными показателями качества и различных производителей.
Описание исследования

Проведены исследования, позволяющие определить требования к исходным компонентам: битумам и нефтяному растворителю для получения оптимальных составов пропиточных композиций. Изучено влияние различных факторов на процесс модификации битума. Разработана «Программа и методики исследовательских испытаний защитных свойств дорожного покрытия» для сравнительной оценки получаемых защитных пропиточных композиций. Создана лабораторная установка для получения нефтяного растворителя с заданным интервалом кипения для замены импортного растворителя на отечественный аналог. Проведены исследования и определены основные варианты получения нефтяного растворителя с пониженным содержанием ароматических углеводородов и температурой кипения 140 -170 °С.

Разработан проект технических условий на защитную пропиточную композицию, позволяющий контролировать качество конечного продукта.

Разработан лабораторный технологический регламент на получение пропиточной композиции, позволяющий получать вяжущий компонент с заданными свойствами.

Для исследования модификации битума в непрерывном режиме, была разработана модель проточного реактора для получения вяжущего компонента.

Создание лабораторной модели проточного реактора дало возможность провести исследования модификации битума и получения вяжущего в условиях непрерывного процесса – проточного реактора идеального смешения. Были исследованы технологические параметры модификации битума: интенсивность перемешивания, температура процесса модификации, соотношение компонентов, время пребывания в реакторе.

На основе полученных данных были разработаны «Рекомендации по выбору оптимального варианта полимер-битумного вяжущего компонента» для периодического и непрерывного процесса модификации битума.

На основе результатов исследований был сделан выбор в пользу непрерывной схемы получения пропиточной композиции, как наиболее оптимальной.

Для создания лабораторной установки была разработана эскизная конструкторская и технологическая документация.

Осуществлен монтаж, запуск, настройка и отладка лабораторной установки для получения пропиточной композиции.

Проведены исследования влияния режимов работы установки на свойства вяжущего компонента.

Наработаны образцы защитной пропиточной композиции для проведения расширенных испытаний в условиях зимней/летней эксплуатации дорожного покрытия и нанесены на дорожное покрытие для испытаний.

Результаты исследования

Было найдено, что оптимальным растворителем для получения защитной пропиточной композиции является нефтяной растворитель с температурой кипения 140-170 °С с пониженным содержанием ароматических углеводородов –  аналог импортного растворителя LOTOXANE FAST.

При разработке технологического регламента было выявлено, что главными факторами, определяющими свойства модифицированного битума, является количество и тип нефтеполимерной смолы. В результате проведенных исследований была предложена оригинальная методика для определения параметров технологического процесса, исходя из показателей пенетрации и температуры хрупкости по Фраасу смеси битума и нефтеполимерной смолы, в соотношении 85:15. Для оценки оптимального масштабирования процесса получения защитной пропиточной композиции был проведен анализ периодической и непрерывной схем модификации битума. Было показано, что периодическая модификация существенно более затратная по энергии.

В соответствии с технологическим регламентом были изготовлены 3 образца пропиточной композиции из битума различных производителей. Все образцы были проверены на соответствие разработанному проекту ТУ и нанесены на асфальтобетонное покрытие для испытания их защитных свойств в условиях зимней эксплуатации. Все образцы успешно прошли испытания.

Были исследованы технологические параметры модификации битума в условиях непрерывного процесса: интенсивность перемешивания, температура процесса модификации, соотношение компонентов, время пребывания в реакторе.

На основе полученных данных были разработаны «Рекомендации по выбору оптимального варианта полимер-битумного вяжущего компонента» для периодического и непрерывного процесса модификации битума.

Наработаны образцы защитной пропиточной композиции для проведения расширенных испытаний в условиях летней эксплуатации дорожного покрытия и нанесены на дорожное покрытие для испытаний.

Разработан экспресс-метод анализа устойчивости защитной композиции к температурным перепадам – 30 °С до 0 °С.

Проведенные исследования позволяют контролировать процесс получения пропиточной композиции на всех стадиях: начиная с приёмки сырья, процесса модификации и заканчивая свойствами конечного продукта перед фасовкой.

Практическая значимость исследования
Результаты выполнения проекта могут быть использованы в дорожном хозяйстве при строительстве дорог, 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, придание асфальтобетонному покрытию эстетического вида для закрашивания рекламы, следов от масла и пр.
Ожидаются следующие эффекты от внедрения результатов проекта:
- снижение ресурсоемкости эксплуатации дорожных асфальтобетонных покрытий, увеличение межремонтного интервала;
- уменьшение количества «ямочного» ремонта при обработке нового дорожного покрытия пропиточной композицией путем восстановления плохой гидроизоляции поверхности в местах несоблюдения технологического режима укладки асфальтобетонного покрытия;
- снижение отрицательного техногенного воздействия на окружающую среду в связи с использованием пропиточных композиций, защищающих асфальтобетон от разрушения и попадания продуктов его разложения в сточные воды и атмосферу;
- повышение долговечности дорожных покрытий.

Дополнительным практическим результатом является интерес потенциальных заказчиков полученных на лабораторной установке углеводородных растворителей с заданным интервалом кипения, особенно нефрас С4 140/170, который может быть использован как самостоятельный продукт, так и в составе различных композиций.