Влияние битумной эмульсии на свойства асфальтогранулобетонной смеси при устройстве покрытий нежесткого типа автомобильных дорог (ТГТУ, г. Тамбов)

Актуальность. При производстве работ по капитальному ремонту дорожных покрытий нежесткого типа и реконструкции автомобильных дорог возникает необходимость разрушения старого покрытия, которое выполняют дорожными фрезами. В процессе холодного фрезерования старого покрытия получают материал в виде гранул, поверхность которых покрыта битумной пленкой. С течением времени битумная пленка теряет свои свойства, и для повторного использования полученного материала необходимо восстановить свойства вяжущего. Введение битумной эмульсии в состав асфальтогранулята позволяет восстановить свойства вяжущего в смеси, что влияет не только на прочностные характеристики асфальтогранулобетонной смеси, но и на деформативную способность и жесткость слоя смеси при действии нагрузки в процессе уплотнения.

Цель. Установить влияние содержания вяжущего на деформативную способность и жесткость слоя из асфальтогранулобетонных смесей.

Материалы и методы. Асфальтогранулят фракций 8/16 и 18/36 мм при содержании остаточного битума 2 %. В качестве вяжущего материала применялась битумная эмульсия ЭБК-2. Для определения предела прочности слоя асфальтогранулобетона изготовлялись образцы с разным содержанием битумной эмульсии согласно ГОСТ 12801. Измерение деформации слоя смеси выполнялось с помощью гидравлического пресса ТП-1-1500.

Результаты исследований. Представлены результаты исследования по влиянию содержания битумной эмульсии на деформацию и жесткость слоя асфальтогранулобетонной смеси при устройстве дорожных одежд автомобильных дорог.

Выводы. Установлено, что применение битумной эмульсии при регенерации асфальтогранулята влияет на деформативную способность и жесткость слоя при действии уплотняющей нагрузки. Установлены закономерности развития деформации и жесткости слоя смеси под действием нагрузки при разном содержании вяжущего, размере фракций асфальтогранулята и разной толщине слоя при укладке. Представлены аналитические зависимости для расчета деформации и жесткости слоя от нагрузки, толщины слоя при укладке и процентного содержания битумной эмульсии в смеси.

1. Хархута Н.Я. Вопросы теории уплотнения дорожных покрытий // Уплотнение земляного полотна и дорожных одежд : труды Союздорнии. Москва, 1980. С. 64–71.

2. Пермяков В.Б., Захаренко А.В. Обоснование величины контактных давлений для уплотнения асфальтобетонных смесей // Строительные и дорожные машины. 1989. № 5. С. 12–13.

3. Пермяков В.Б. Эффективность уплотнения асфальтобетонных смесей в дорожных покрытиях // Строительные материалы. 2005. № 10. С. 8–9.

4. Справочник дорожного мастера. Строительство, эксплуатация и ремонт автомобильных дорог / под ред. С.Г. Цупикова. Москва : Инфра-Инженерия, 2009. 924 с.

5. Калгин Ю.И., Строкин А.С., Тюков Е.Б. Перспективные технологии строительства и ремонта дорожных покрытий с применением модифицированных битумов. Воронеж : Воронежская областная типография, 2014. 223 с.

6. Руденский А.В. Холодный асфальтобетон. Возможности продления сезона строительных и ремонтных работ // Новости в дорожном деле : науч.-техн. информ. сб. Москва : Информавтодор, 2006. Вып. 1. С. 11–42.

7. Калгин Ю.И. Дорожные битумоминеральные материалы на основе модифицированных битумов. Воронеж : Изд-во Воронеж. гос. универ-та, 2006. 272 с.

8. Зубков А.Ф., Андрианов К.А., Антонов А.И., Однолько В.Г. Технология строительства и ремонта дорожных покрытий нежесткого типа с учетом температурных режимов асфальтобетонных смесей. Тамбов : Изд-во ТГТУ, 2017. 316 с.

9. Сенибабнов С.А., Архелов И.С., Зубков А.Ф., Андрианов К.А., Макаров А.М. Расчет напряжений в зоне контакта вальца с уплотняемым материалом. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020611722.

10. Зубков А.Ф., Андрианов К.А., Макаров А.М., Пилецкий М.Э. Расчет деформаций материала при действии динамической нагрузки. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2017663676.

11. Pakhomova E.G., Zubkov A.F., Andrianov K.A., Monastyrev P.V. Influence of thickness and granulometric composition of granular asphalt on its strength characteristics when placing into the road pavement // Journal of Applied Engineering Science. 2020. V. 18. № 2. P. 192–197.

12. Макая Л.М., Зубков А.Ф., Андрианов К.А. Разработка математической модели процессов уплотнения слоя дорожной одежды // Актуальные проблемы компьютерного моделирования конструкций и сооружений : тезисы докладов VIII Международного симпозиума. Тамбов, 2023. С. 316–318.

13. Зарапина Л.С., Андрианов К.А., Зубков А.Ф. Влияние свойств материала, получаемого при холодном фрезеровании покрытий нежесткого типа, на деформацию слоя при устройстве дорожной одежды // Научный журнал строительства и архитектуры. 2022. № 1 (65). С. 85–95.

14. Сенибабнов С.А., Андрианов К.А., Зубков А.Ф., Кузнецов А.А. Определение реологических характеристик асфальтогранулята при устройстве слоев дорожной одежды // Вестник ПГУАС: строительство, наука и образование. 2021. № 1 (12). С. 37–42.

15. Сенибабнов С.А., Андрианов К.А., Зубков А.Ф. Влияние толщины слоя асфальтогранулята на выбор параметров катков при укреплении обочин автомобильных дорог // Приволжский научный журнал. 2020. № 4 (56). С. 163–173.

16. Зарапина Л.С., Макая Л.М., Сенибабнов С.А., Андрианов К.А., Зубков А.Ф. Эффективность применения асфальтогранулята при ремонте и реконструкции автомобильных дорог // Устойчивое развитие региона: архитектура, строительство и транспорт : материалы IX Международной научно-практической конференции, посвящённой памяти академика РААСН Е.М. Чернышова. Тамбов, 2022. С. 346–349.

17. Зубков А.Ф. Обоснование параметров контакта металлического вальца катка с уплотняемым материалом // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Дорожно-транспортное строительство. 2004. № 3. С. 77.

18. Piletskii M.E., Andrianov K.A., Zubkov A.F. Influence of the load-carrying capacity of vehicles when performing repair works of road pavements by means of the jet-injection method // Russian Journal of Building Construction and Architecture. 2020. № 1 (45). P. 42–54.

19. Зубков А.Ф., Зарапина Л.С., Андрианов К.А. Влияние нагрузки на модуль упругости слоя из асфальтогранулята при восстановлении покрытия дорожной одежды // Научный журнал строительства и архитектуры. 2022. № 1 (65). С. 96–105.

20. Зубков А.Ф., Андрианов К.А., Сенибабнов С.А. Моделирование процессов уплотнения асфальтогранулята с использованием экспериментальных данных // Актуальные проблемы компьютерного моделирования конструкций и сооружений : тезисы докладов VIII Международного симпозиума. Тамбов, 2023. С. 293–295.