Применение электронного парамагнитного резонанса для исследования процессов старения органического вяжущего в дисперсно-армированых основаниях дорожных одежд

Актуальность работы предопределена потребностью увеличения срока службы конструктивных слоев дорожных одежд, выполненных из дисперсно-армированных органоминеральных смесей, за счет снижения интенсивности старения органического вяжущего, которое начинается на стадии приготовления органоминеральных смесей и длится в течение всего периода эксплуатации конструктивного слоя. В результате старения органического вяжущего адсорбционно-сольватные оболочки на поверхности минеральных материалов становятся более вязкими, приобретают повышенную хрупкость. Трещинообразование становится более интенсивным, дорожные одежды, запроектированные и построенные в соответствии с требованиями действующих нормативных документов, разрушаются, не выдерживая установленных сроков службы. Дисперсное армирование конструктивных слоев дорожных одежд химическими волокнами из отработанных сорбентов, содержащих регулируемое количество поглощенных нефтепродуктов, может быть одним из методов, позволяющих частично решить эту проблему.

Целью работы являлось исследование интенсивности старения вяжущего в органоминеральных смесях с применением методов электронного парамагнитного резонанса. Оценка интенсивности старения органического вяжущего производилась по концентрации в нем парамагнитных центров, поскольку асфальтены представляют собой почти 100%-й концентрат парамагнетиков, что может служить показателем интенсивности процесса старения нефтяной дисперсной системы.

Результаты исследований показывают, что при дисперсном армировании конструктивных слоев дорожных одежд химическими волокнами из отработанных сорбентов, содержащих регулируемое количество поглощенных нефтепродуктов, происходит уменьшение концентрации парамагнитных центров, свидетельствующее о снижении концентрации асфальтенов, что, в свою очередь, говорит о снижении интенсивности старения нефтяной дисперсной системы

электронный парамагнитный резонанс, дисперсная арматура, нефтяной битум, свободные радикалы, волокнистые сорбенты, избирательная фильтрация, кольматация, адсорбционные слои нефтяного битума

1. Гезенцвей Л.Б., Горелышев Н.В., Богуславский А.М., Королев И.В. Дорожный асфальтобетон / под ред. Л.Б. Гезенцвея. 2-е изд., перераб. и доп. Москва : Транспорт, 1985. 350 с.

2. Бабаев В.И. Старение асфальтобетона в условиях юга России // Автомобильные дороги. 1994. № 3. С. 21.

3. Бахрах Г.С. Оценка термоокислительной стабильности асфальтовых материалов с учетом роли контактных взаимодействий // Труды Союздорнии. 1975. Вып. 79. С. 132-140.

4. Давыдова А.Р., Гладырь С.А., Телкова Т.Н. Исследование изменений, протекающих в битумах при их глубоком окислении // Труды Союздорнии. 1977. Вып. 100. С. 4-12.

5. Давыдова А.Р. Исследование процесса старения битума под влиянием различных факторов // Труды Союздорнии. 1971. Вып. 44. С. 48-54.

6. Грушко И.М., Королев И.В., Борщ И.М., Мищенко Г.М. Дорожно-строительные материалы. Москва : Транспорт, 1983. 383 с.

7. Мелентьев В.А. Состав и свойства золы и шлака ТЭЦ : справочное пособие. Москва : Энергоиздат, 1985. 285 с.

8. Методические рекомендации по технологии применения в асфальтобетоне отвальных золошлаковых смесей теплоэлектростанций. Москва : СоюздорНИИ, 1978. 23 с.

9. Чистяков Б.З., Лялинов А.Н. Использование минеральных отходов промышленности. Ленинград : Стройиздат, Ленинградское отделение, 1984. 150 с.

10. Пшеничных О.А., Скорик Д.С. Опыт применения дисперсно-армированных асфальтобетонов в дорожном строительстве // Вестник Донбасской национальной академии строительства и архитектуры. 2020. Вып. 141. С. 121-127.

11. Алшахван А., Калгин Ю.И. Улучшение структурно-механических свойств теплого асфальтобетона методом полимерно-дисперсного армирования // Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей. 2021. Вып. 61. С. 53-61.

12. Пшеничных О.А. Деформационно-прочностные характеристики дисперсно-армированных асфальтобетонов // Вестник Донбасской национальной академии строительства и архитектуры. 2020. Вып. 143. С. 4144.

13. Мерзликин А.Е., Гамеляк И.П. Испытания конструкций дорожных одежд для оценки эффективности применения дисперсно-армированного асфальтобетона // Конструирование, расчет и испытание дорожных одежд: труды Союздорнии, 1990. С. 17-25.

14. Smith R.D. Laboratory testing of fabric interlayer for asphalt concrete paving: interim report // Transp. Res. Rec. 1983. № 916. P. 6-18.

15. Tessoneau H. Revement Tris mince Mediflex en couche de Voulement sur Absur troisiene Voie Macon nord // Revue generale des Routes et des Aerodromes. 1988. V.62. № 650. P. 77-78.

16. Pinaud Y, Hintzi J, Poirier J, Chanseaulme M. Le Rugoflex. Une experience de dix ans // Revue generale des Routes et des Aerodromes. 1988. № 649. P. 61-64.

17. Лукашевич В.Н. Увеличение срока службы асфальтобетонных покрытий за счет двухстадийного введения органических вяжущих в процессе производства асфальтобетонных смесей // Строительные материалы. 2003. № 1. С. 24-25.

18. Унгер Ф.Г., Андреева Л.Н. Квантово-химические предпосылки возникновения и существования смолисто-асфальтеновых веществ в нефтеподобных объектах // Проблемы и достижения в исследовании нефти. Томск : ИХН СО РАН, 1990. С. 100-117.

19. Вертц Дж., Болтон Дж. Теория и практические применения метода ЭПР : пер. с англ. Москва : Мир. 368 с.

20. Железко Е.П., Печеный Б.Г. О кинетике образования и рекомбинации свободных радикалов в битумах // Труды Союздорнии. 1970. Вып. 46. С. 137-142.

21. Унгер Ф.Г., Андреева Л.Н. Фундаментальные аспекты химии нефти. Природа смол и асфальтенов / Институт химии нефти Сибирского отделения РАН. Новосибирск : Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1995. 192 с.

22. Гезенцвей Л.Б. Применение активированного минерального порошка в дорожном строительстве // Труды Союздорнии. 1978. Вып. 107. С. 73-78.

23. Унгер Ф.Г., Андреева Л.Н. Парамагнетизм нефтяных дисперсных систем и природа асфальтенов. Томск, 1986. 29 с. (Препр. / АН СССР, Сиб. отд-ние. Ин-т химии нефти; № 38).