КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ РЕМОНТА АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ
COMPOSITION FOR REPAIR OF ASPHALT COVERING

Изобретение относится к дорожному строительству и может использоваться при выполнении ремонтных работ асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов.
Известен способ ремонта дорожного покрытия, включающий нанесение на поверхность поврежденного дорожного покрытия увлажненной минеральной смеси и битума, разогретого до 160-200°С, при этом компоненты подают по разным шлангам под давлением 7-10 атм для их смешения в сопло эжекционной торкретустановки, откуда полученную битумоминеральную смесь под давлением наносят на дорожное покрытие [RU, 2246572, С2, дата приоритета 09.06.2003, дата публикации 10.11.2003, автор Похожай Л.В.].
Недостатком известного способа является его дороговизна, обусловленная потребностью в специальном оборудовании и энергетическими затратами на разогрев битума.
Известна композиция на основе битума, в которой используется катионное поверхностно-активное вещество 1,5-3,0 мас.%; ускоритель формирования композиции 1,0-2,0 мас.%; остальное - жидкий битум.
В жидкий битум, разогретый до 80-100°С, вводят добавки, готовят битумную композицию и смешивают ее с холодными минеральными материалами [RU, 2152963, С2, дата приоритета 31.03.1998, дата публикации 20.07.2000, авторы Шейхет И.М. и др.].
Недостатком известной композиции является то, что приготовление битумной композиции требует специальных материалов, оборудования и энергетических затрат, а укладка смеси не гарантирует надежного сцепления с ремонтируемой поверхностью.
В качестве прототипа принят битумсодержащий материал, включающий битум, каучук, наполнитель, растворитель, оксиэтилированный алкилфенол в количестве 0,05-5,0 мас.% в расчете на получаемую смесь [RU, 2220171 С1, дата приоритета 30.04.2002, дата публикации 27.12.2003, авторы Косоренков Д.И. и др., прототип].
Недостатком прототипа является наличие в составе большого количества компонентов, полученных искусственным путем, а приготовление и укладка битумсодержащего материала требует энергетических и экономических затрат.
Задачей изобретения является разработка ремонтного состава, отвечающего требованиям стационарного приготовления с удлиненными сроками хранения, с приведением смеси в рабочее состояние на месте ремонта и обеспечивающего требуемую долговечность при эксплуатации.
Для решения поставленной задачи в композиции для ремонта асфальтобетонного покрытия, включающей вяжущее, наполнитель, добавки и растворитель, согласно изобретению, в качестве вяжущего использованы минеральные компоненты: высококальциевая зола-унос ТЭЦ и портландцемент, в качестве наполнителя использован кварцевый песок, в качестве добавок использованы шлам алюминиевого производства, полимерные добавки Виннапас RE 524 Z и Бермоколл Е 230 и комплексная добавка эмульбит, а для затворения использована вода при следующем соотношении компонентов, мас.%: высококальциевая зола-унос ТЭЦ-2 30-35; портландцемент 3,5-4,0; кварцевый песок 30-35; шлам алюминиевого производства 3,5-4,0; Виннапас RE 524 Z 2,5-3,0; Бермоколл Е 230 0,1-0,2; эмульбит 0,5-1,0; вода остальное.
Основным минеральным компонентом в ремонтном составе является высококальциевая зола-унос ТЭЦ-2, образующаяся в процессе сжигания бурых углей Канско-Ачинского угольного бассейна.
Благодаря химическому и минералогическому составу высококальциевая зола-унос может использоваться как самостоятельное низкомарочное вяжущее. Для повышения прочности композиции на основе высококальциевой золы дополнительно вводится портландцемент.
Для интенсификации структурообразования и твердения в начальные сроки в состав зольно-цементной композиции дополнительно вводится шлам техногенный - попутный продукт производства алюминия, который по химическому составу можно отнести к ускорителям твердения минеральных вяжущих.
При производстве ремонтных работ важным фактором является обеспечение прочности стыка и надежности сцепления ремонтируемого покрытия и ремонтного материала. Для выполнения этих требований в ремонтную композицию вводят полимерную добавку в виде дисперсионного порошка Виннапас RE 524 Z. После затворения композиции водой дисперсионный порошок полностью редиспергируется, образуя частицы полимерной дисперсии, которые распределяются среди частиц цемента и наполнителя, и после высыхания воды образует пленку мембранной структуры. Пленка полимера проявляет хорошую адгезию к затвердевшему камню и обеспечивает присоединение друг к другу ремонтного и ремонтируемого материалов.
Дополнительное введение в состав ремонтной композиции органической добавки Бермоколл Е 230 - водорастворимого эфира целлюлозы приводит к повышению водоудерживающей способности композиции, улучшает ее консистенцию и стабильность (однородность) состава, повышает удобоукладываемость смеси, а также предохраняет ее от расслоения.
Введение в состав композиции комплексной добавки эмульбит, состоящей из воды, пластификатора и битумной эмульсии, позволяет обеспечить требуемую долговечность при эксплуатации ремонтного состава, а именно повысить марку состава по морозостойкости, увеличить воздухововлечение, снизить водонасыщение и создать систему замкнутых пор за счет кольматации открытых пор. Кроме повышения эксплутационных свойств, введение добавки эмульбит приближает свойства разработанной органо-минеральной композиции к свойствам асфальтобетона.
Сырьевыми материалами для предлагаемого состава являлись: высококальциевая зола сухого отбора Красноярской ТЭЦ-2, цемент Красноярского цементного завода, шлам Красноярского алюминиевого завода, полимерная добавка Виннапас RE 524 Z, водоудерживающая добавка Бермоколл Е 230, комплексная добавка эмульбит.
кр
В качестве заполнителя в ремонтном составе использовали кварцевый песок с модулем крупности М=1,68 при содержании в нем глинистых частиц менее 0,1%.
Композицию для ремонта асфальтобетонного покрытия по настоящему изобретению получают следующим способом. Готовую сухую смесь, состоящую из вяжущего, наполнителя и полимерных добавок, доставляют на ремонтируемый участок асфальтобетонного покрытия дорожного полотна. Одновременно с основным составом на место проведения ремонтных работ доставляется добавка эмульбит, приготовленная в стационарных условиях. Эмульбит получают при смешивании битумной эмульсии 55%-ной концентрации с раствором пластификатора в соотношении, обеспечивающем содержание компонентов в 1 л добавки - битума - 50%, пластификатора - 3%, воды - 47%. Приготовление растворной смеси для заливки трещин производят непосредственно на месте проведения работ. Смешивание компонентов выполняют на стационарной установке, при этом 1 кг сухой смеси затворяется 0,3 л воды, в которой растворен эмульбит в требуемом количестве. Готовый раствор заливают в открытые трещины с шириной раскрытия более 3 мм. Открытие движения по ремонтируемому полотну возможно через 10-15 минут после укладки. Работы можно выполнять при температуре воздуха выше 2°С.
Разработанный ремонтный состав является более экономичным и экологичным, чем известные составы на органических вяжущих. Состав и свойства разработанной композиции приведены в таблице.
Техническим результатом изобретения является применения смеси, позволяющей расширить сезон дорожно-ремонтных работ, улучшить сцепление ремонтного материала с ремонтируемым асфальтобетонным покрытием, повысить срок службы и качество ремонтируемого покрытия, исключить зависимость ремонтных работ от их местоположения по трассе автомобильной дороги.
Состав и свойства композиции для ремонта асфальтобетонных покрытий
Расход материала на 1 кг ремонтной смеси, %
Свойства композиции
зола
цемент
песок
шлам
Виннапас
Бермоколл
эмульбит
остальное вода
Прочность при сжатии, R<sub>сж</sub>, МПа
Прочность при изгибе, R<sub>изг</sub>, МПа
Трещиностойкость, R<sub>изг</sub>/R<sub>сж</sub>
Адгезия к основанию, МПа
Водопоглощение, %
Коэффициент водостойкости
Морозостойкость, циклов
30,0
3,5
35,0
3,5
2,5
0,1
0,5
5,23
1,89
0,36
1,0
7,8
0,81
150
33,0
3,7
30,0
3,7
2,7
0,15
0,7
5,75
2,17
0,37
1,1
7,0
0,83
150
35,0
4,0
33,0
4,0
3,0
0,2
1,0
6,42
2,46
0,38
1,2
6,5
0,89
150