Оптимизация асфальтобетонных покрытий: достижения в области активации и гидрофобизации минеральных порошков

Цель. Задача исследования заключается в оценке влияния различных методов обработки минеральных порошков на формирование качественных и долгосрочных характеристик асфальтобетонных покрытий. В статье раскрывается тема производства и применения активированных и гидрофобизированных минеральных порошков в контексте возможности их применения в асфальтобетонных покрытиях на основе анализа, обобщения и систематизации информации, полученной из открытых отечественных и зарубежных источников. Метод. Включает поисково-теоретического анализ и систематизацию существующих российских и зарубежных исследований, оценку прочностных и эксплуатационных характеристик асфальтобетона с добавлением обработанных порошков, и сравнительный анализ результатов. Результат. Изучен практический опыт применения минеральных порошков, основное внимание уделяется различиям в методах обработки, их влиянию на характеристики асфальтобетона и определению оптимальных условий применения каждого из методов для нужд транспортно-дорожного комплекса в качестве заполнителя. Исследования показали, что любой вид воздействия на минеральный порошок для асфальтобетона, будь то активация или гидрофобизация, значительно увеличивает его реакционную способность по отношению к битуму. Химическая активация минерального порошка улучшает механические свойства и устойчивость асфальтобетонов к химическим реагентам, в то время как посредством гидрофобизации наполнителей возможно значительно увеличить морозостойкость композита и его сопротивление водной эрозии. Вывод. Выбор метода и состава обработки минерального порошка целесообразно определять индивидуальными условиями эксплуатации асфальтовых покрытий, в виду того, что каждый метод потенциально перспективен, однако максимально проявляет свои свойства только в конкретных эксплуатационных обстоятельствах.

1. Высоцкая М.А., Лесовик В.С., Катрич Я.М., Егоров Д.Ю. Влияние минеральных порошков на устойчивость битумного вяжущего к термическим деформациям//«Вестник СибАДИ». 2024;21(5):770-785. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2024-21-5-770-785. EDN: RSHWAO

2. Zhao Wenbin. The effect of fundamental mixture parameters on hot-mix asphalt performance properties: Doctor of Philosophy dissertation in civil engineering. 2011.

3. Inozemtsev S., Korolev E. Surface modification of mineral filler using nanoparticles for asphalt application // MATEC Web of Conferences, Rostov-on-Don, 17-21 september 2018 years. - Rostov-on-Don: EDP Sciences, 2018. 04052. doi:https://doi.org/10.1051/matecconf/201819604052

4. Pirmohammad S., Khoramishad H., Ayatollahi M.R. Effects of asphalt concrete characteristics on cohesive zone model parameters of hot mix asphalt mixtures. Canadian Journal of Civil Engineering. 2016;43(3): 226–232

5. Mechanical tests for bituminous mixes. characterization, design and quality control: Proceedings of the Fourth International RILEM Symposium / E. Eustacchio, H.W. Fritz eds. Taylor & Francis, 2004. 672 p

6. Акимов А. Е., Ядыкина В. В., Гридчин А. М. Применение токов СВЧ для повышения характеристик дорожных битумов// Construction materials. 2010. №1.URL:https://cyberleninka.ru/article/n/primenenietokov-svch-dlya-povysheniya-harakteristik-dorozhnyh-bitumov (дата обращения: 01.12.2024).

7. Копылов В.Е. Активация минеральных порошков, как способ улучшения физико-механических характеристик асфальтовых бетонов / В.Е. Копылов, О.Н. Буренина, Е.А. Павлова // Интернет-журнал «Науковедение». – 2017. - Том 9, № 5. – URL.: https://naukovedenie.ru/PDF/48TVN517.pdf

8. Гезенцвей Л.Б. Дорожный асфальтобетон. / Л.Б. Гезенцвей. – Москва: Транспорт, 1985. – 350 с.

9. Ковалев Я.Н. Инновационные технологии в дорожном материаловедении // Наука и техника – 2015. – С. 9-15.

10. Weiguang Zhang. Effect of tack coat application on interlayer shear strength of asphalt pavement: A stateof-the-art review based on application in the United States // International Journal of Pavement Research and Technology. – 2017. – Vol. 10, iss. 5. – P. 434–445. URL: https://doi.org/10.1016/j.ijprt.2017.07.003

11. Миронов В.А. Улучшение качества асфальтобетона регулированием свойств сырьевых материалов / В.А. Миронов, А.И. Голубев, А.Г. Тимофеев // Строительные материалы. – 2007. – № 5. – С. 26-27.

12. Гезенцвей Л.Б. Асфальтовый бетон из активированных минеральных материалов. – Москва.: Стройиздат. – 1971. – 255 с.

13. Junfeng Gao. Effects of coarse aggregate angularity on the microstructure of asphalt mixture / Junfeng Gao, Hainian Wang, Yin Bu, Zhanping You, MohdRosliMohd Hasan, Muhammad Irfan. Construction and Building Materials.2018; 183: 472–484. URL: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.06.170

14. Оценка влияния степени гидратации цемента на свойства получаемого на его основе минерального наполнителя для асфальтобетонов Иноземцев С.С., Королев Е.В. Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета. 2017. № 4-5 (56-57). С. 77-84.

15. Пат. 2 671 227 Российская Федерация, МПК C04B 26/26 (2006.01) C04B 20/10 (2006.01) C04B 14/26 (2006.01) C04B 111/20 (2006.01). Активированный минеральный порошок для асфальтобетонных смесей и способ его получения. / Баринов В.В., Евтухович А.Р, Емельянов А, Н., Перьков А.Л., Серикова Е.Д.; ООО "Воронежский завод минерального порошка". № 2017128040; заявл. 04.08.2017; опубл. 30.10.2018 Бюл. № 31.

16. Пат. 2 568 620 Российская Федерация, МПК C04B 26/26(2006.01) C04B 20/02(2006.01) C04B 14/28(2006.01) C04B 14/40(2006.01) C04B 16/06(2006.01) C04B 111/20(2006.01). Способ получения и состав активированного армированного минерального порошка. / В.А. Полубабкин, А.А.Еремян, А.Ю. Дедюхин // №2014142679/03; заявл. – 2014.10.22; опубл. 2015.11.20

17. Пат. 2 715 403 Российская Федерация, МПК C04B 26/26(2006.01). Минеральный порошок для асфальтобетонной смеси. / Шаталов А. А., Серикова Е. Д.; ООО "Воронежский завод минерального порошка". № 2019132545, заявл. 2019.10.14; опубл. 2020.02.27

18. SU381674 A1, МПК C04B 20/02(2006.01) C08L 95/00(2006.01) 1970.07.20. Способ активации минеральных порошков. /Ставицкий В.Д. Заявка: 1461729/29-33, Дата подачи заявки: 1970.07.20 Опубликовано: 1973.05.22. тор: Ставицкий В.Д.

19. SU 1713232 A1 МПК C04B 26/26(2006.01). Минеральный порошок для асфальтобетонной смеси. / Сотникова В.Н., Нээдрит Э.Р. Пяркман А.Я. Заявка: 04458775, Дата подачи заявки: 1988.07.11 Опубликовано: 1993.11.30.

20. Ядыкина В.В. Повышение эффективности минерального порошка из техногенного сырья за счет его гидрофобизации / В. В. Ядыкина, А. М. Гридчин, Е. В. Кузнецова [и др.] // Строительные материалы и изделия. – 2020. – Т. 3, № 4. – С. 24-30.

21. Пат. 2 627 881 Российская Федерация, МПК C08L 95/00(2006.01) C08J 11/00(2006.01) C04B 26/26(2006.01). Способ получения активированного органоминерального порошка для асфальтобетонных смесей / Ишков А.Г., Акопова Г.С., Стрекалова Л.В., Голушко В.В. Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Заявка: 2016139806, 2016.10.10. Дата подачи заявки: 2016.10.10. Опубликовано: 2017.08.14.

22. Высоцкая, М.А. Известь в асфальтобетоне - такая простая и сложная / М.А. Высоцкая, В.В. Ядыкина, Д.А. Кузнецов // Строительные материалы. – 2006. – № 3. – С. 56-58. – EDN HTQGYH.

23. Ширяев А.О., М.А. Высоцкая. Минеральный порошок в современной системе проектирования асфальтобетонных систем.// Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. – 2022. - № 2. – С. 8-19. URL: https://doi.org/10.34031/2071-7318-2021-7-2-8-19.

24. Пат. 2 131 854 Российская Федерация, МПК С04В 20/10(2006.01) С04В 26/26 (2006.01). Способ получения минерального порошка для асфальтобетонных смесей. / Руденский А.В., Горлов Е.Г., Головин Г.С., Шур Б.В., Миронов Ю.П. Начало действия: 1998.07.06 Публикация: 1999.06.20 Подача: 1998.07.06.

25. Пат. 2 450 991 Российская Федерация, МПК C04B 26/26(2006.01). Заявка: 2010132428/03, 2010.08.02. Способ получения минерального порошка для асфальтобетонной смеси. / Ядыкина В.В. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова". Дата подачи заявки: 2010.08.02 Опубликовано: 2012.05.20.

26. Пат. 2 256 628 Российская Федерация, МПК C04B 26/26(2006.01). Активированный минеральный порошок для асфальтобетонной смеси. / Сергута А.М., Дымов С.А. Дата подачи заявки: 2004.04.22. Опубликовано: 2005.07.20

27. Пат. 2 173 306 Российская Федерация, МПК C04B 20/ 10(2000.01) C04 B 26/26(2000.01). Способ производства активированного минерального порошка для асфальтобетонных смесей / Дубов В.А. Солодков Н.В. Чулков В.В. Закрытое акционерное общество "Волгоцемсервис". Заявка: 98121739/03, 1998.11.24. Дата подачи заявки: 1998.11.24. Опубликовано: 2001.09.10.

28. Пат. 49835 Российская Федерация, МПК E01C 19/10(2000.01). Технологическая линия для производства активированного минерального порошка, используемого для приготовления асфальтобетонных смесей /Кузнецов И.О., Дружбин Г.А., Карапира Н.И., Миронов С.Г. Заявка: 2005116516/22, 2005.05.31. Дата подачи заявки: 2005.05.31. Опубликовано: 2005.12.10.