Исследование изменений состояния и свойств волокон дисперсной арматуры в процессе строительства и эксплуатации асфальтобетонных покрытий

Растущий интерес к дисперсному армированию асфальтобетона порождает необходимость исследований в области анализа и оценки характеристик используемых химических волокон. Полимерные волокна, играющие роль арматуры, могут качественно изменяться под влиянием внешних факторов и влиять на качество дорожных покрытий.

Исследованы исходные волокна дисперсной арматуры из термопластического волокнообразующего полимера и из минеральных нитей, волокна, извлеченные из асфальтобетона, а также волокна, подвергшиеся светопогодному воздействию в везерометре марки ИП-1-3. В исследованиях использовался металлографический микроскоп МИМ-10 и двухлучевой ИК-спектрофотометр Спекорд М80. Физико-химические испытания волокон проведены в аттестованной лаборатории АК «Химволокно».

Цель работы – установление наличия или отсутствия деформаций, разрушений, деструкции волокон дисперсной арматуры при изготовлении асфальтобетонных смесей, содержащих полимерные волокна.

Установлено, что волокна дисперсной арматуры из термопластичных волокнообразующих полимеров деформируются при уплотнении асфальтобетонной смеси в местах воз действия зерен минерального материала. В то же время минеральные волокна, используемые в качестве дисперсной арматуры, таких деформаций не претерпевают. Показано, что на свойства волокон практически не влияют природно-климатические факторы.

По результатам исследований сделаны выводы, что воздействие природно-климатических факторов не приводит к деструкции волокон дисперсной арматуры. Показатели свойств армирующих волокон изменяются слабо, что позволяет им осуществлять функцию армирования на протяжении установленных сроков службы асфальтобетонных покрытий. Вдавливание зерен минерального материала в волокна из термопластичных волокнообразующих полимеров приводит к заклиниванию волокон зернами, препятствуя их выдергиванию, повышая тем самым прочностные и реологические свойства асфальтобетона.

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. Мocква : Транспорт, 1985. 350 с.

2. Sevil K., Perviz A., Baurzhan K. Performance evaluation of bitumen modified by various types of waste plastics // Construction and Building Materials. 2014. V. 73. P. 592–602.

3. Süreyya T., Halit Ö., Atakan A. Investigation of rutting performance of asphalt mixtures containing polymer modifiers // Construction and Building Materials. 2007. V. 21. Р. 328–337.

4. Лукашевич В.Н., Ефанов И.Н. Применение теории перколяции для исследования процессов структурообразования дисперсно-армированных асфальтобетонов // Техника и технология дорожного хозяйства. 2014. № 2 (28). С. 29–39.

5. Чернов С.А., Каклюгин А.В., Никитина А.Н., Голюбин К.Д. Влияние полимернодисперсно-армирующей добавки на эксплуатационные свойства асфальтобетона // Вестник МГСУ. 2017. Вып. 12. № 6 (105). С. 654–660. DOI: 10.22227/1997- 0935.2017.6.654-660

6. Королев И.В. Модель строения битумной пленки на минеральных зернах в асфальтобетоне // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1981. № 8. С. 63–67.

7. Королев И.В., Агеева Е.Н., Головко В.А., Фоменко Г.Р. Дорожный теплый асфальтобетон. 2-е изд., испр. и доп. Киев : Вища шк., Головное изд-во, 1984. 200 с.

8. Королев И.В. О толщине битумной пленки в асфальтобетоне // Исследование свойств битумов, применяемых в дорожном строительстве : труды Союздорнии. 1970. Вып. 46. С. 20–26.

9. Зазулина З.А., Дружинина Т.В., Конкин А.А. Основы технологии химических волокон. 2-е изд., перераб. и доп. Москва : Химия, 1985. 304 с.

10. Роговин З.А. Основы химии и технологии химических волокон. Санкт-Петербург : СПГУТД, 2001. 148 с.

11. Белами Л. Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул : пер. с англ. Москва : Мир, 1971. 319 с.

12. Наканиси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений : пер. с англ. Москва : Мир, 1965. 216 с.

13. Лебедев А.Т. Масс-спектрометрия в органической химии. Москва : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. 493 с.

14. Иванова Л.В., Сафиева Р.З., Кошелев В.Н. ИК-спектрометрия в анализе нефти и нефтепродуктов // Вестник башкирского университета. 2008. Т. 13. № 4. С. 869–874.

15. Niyazi U.K., Sevil K. Aggressive environmental effect on polypropylene fibre-reinforced hot mix asphalt // Procedia Engineering 2016. V. 16. Р. 963–969. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.08.834