ВЯЖУЩЕЕ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА Российский патент 1999 года по МПК C08L95/00 C08L97/00 

Изобретение относится к вяжущим для дорожного строительства и может быть использовано в дорожном и аэродромном строительстве.

Известно вяжущее для дорожного строительства, включающее битум, нефтяной гудрон, окись кальция и кислый гудрон ((авторское свидетельство СССР N 1096267, C 08 K 95/00, 1984).

Недостатком вяжущего являются значительные энергозатраты на его производство ввиду включения процесса получения битума окислением нефтяного остатка.

Наиболее близким предлагаемому изобретению является вяжущее для дорожного строительства (авторское свидетельство СССР N 1539200, C 08 L 95/00), включающее кислый и нефтяной гудрон, асфальтоэкстрактную смесь и петролатум при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кислый гудрон - 0,5 - 3,0
Асфальтоэкстрактная смесь - 50,0 - 80,0
Петролатум - 1,0 - 5,0
Нефтяной гудрон - Остальное
Вяжущее обладает повышенной температурой размягчения, пониженной глубиной проникания иглы, при этом снижаются энергозатраты на его производство за счет исключения операции окисления вяжущего. Однако вяжущее обладает недостаточно низкой температурой хрупкости, что не позволяет обеспечивать требуемую трещиностойкость дорожных покрытий в северных районах. Процесс получения этого вяжущего не экологичен ввиду токсичности и неприятного запаха составляющих компонентов и требует сравнительно высоких температур (до 200^oC), а покрытие на его основе недолговечно, поскольку в состав кислого гудрона входит 68-78% серной кислоты и 1-2% сернистого ангидрида.

Задачей изобретения является снижение температуры хрупкости вяжущего, улучшение растяжимости и адгезии, устранение неприятного запаха при его производстве и использование, а также повышение прочности асфальтобетона на его основе.

Поставленная задача решается созданием вяжущего для дорожного строительства, включающего нефтяной гудрон. Причем оно дополнительно содержит тяжелую смолу пиролиза и древесную смолу лиственных пород при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Тяжелая смола - 30 - 60
Древесная смола лиственных пород - 5 - 25
Нефтяной гудрон - Остальное
В вяжущем использовали нефтяной гудрон, соответствующий ТУ 38-10-1582-75 и обладающий следующими свойствами:
Температура размягчения, ^oC - 24 - 36
Плотность при 20^oC, г/см³ - 0,97 - 0,99
Вязкость при 80^oC, с - 20 - 50
Древесная смола лиственных пород (ДСЛП) образуется при пиролизе древесины и поставляется по ТУ 13-0281078-81-89 и имеет следующие характеристики:
Плотность при 20^oC, кг/м³ - 1080 - 1200
Содержание, мас.%
вода - не более 8 - 12
масел, выкипающих в пределах 120-140^oC - не более 25
Конечная температура разгонки, ^oC - 260 - 300
Тяжелая пиролизная смола (ТПС) - побочный продукт при производстве этилена методом пиролиза низкооктанового бензина, имеет следующие характеристики:
Плотность при 20^oC, кг/м³ - 1160
Состав, мас.%
мальтены - 47
асфальтены - 39
смолы - 14
Вяжущее готовили добавляя в разогретый до 80-90^oC нефтяной гудрон ТСП и ДСЛП и интенсивно перемешивая при данной температуре в течение 5 - 15 мин.

Учитывая, что все образцы вяжущего готовят по одной технологии, приводим описание процесса получения образца 1.

Образец 1. В смеситель загружают 20 кг нефтяного гудрона, нагревают до 80-90^oC, включают мешалку, загружают 60 кг ТПС и 20 кг ДСЛП и перемешивают при данной температуре 5 - 10 мин.

Составы приготовленных образцов вяжущего и режим смешения компонентов сведены в табл. 1, а свойства указанных образцов - в табл. 2.

Как видно из табл. 2, предлагаемое вяжущее обладает более низкой температурой хрупкости, более высокой растяжимостью и лучшей адгезией.

На предлагаемом вяжущем были приготовлены асфальтобетонные смеси, содержащие 93% минерального наполнителя (Уральский щебень ФР 5-15 мм - 30%, Камская песчано-гравийная смесь - 40%, доломитовая крошка - 30%) и 7% вяжущего.

Свойства приготовления образцов асфальтобетона приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, асфальтобетоны на основе предлагаемого вяжущего превосходят прототип по всем показателям и в большей степени по пределу прочности при сжатии при 20^oC. При этом температура приготовления вяжущего ниже температуры приготовления вяжущего-прототипа (80-90^oC против 140-200^oC, что позволяет снизить энергозатраты на его производство. Кроме того, использование этой совокупности компонентов позволяет избавиться от резкого неприятного запаха при изготовлении и использовании вяжущего.

Вяжущее для дорожного строительства включает, мас.%: тяжелая пиролизная смола-30-60; древесная смола лиственных пород-5-25; нефтяной гудрон - остальное. Асфальтобетоны на основе указанного состава обладают прекрасными показателями, особенно по пределу прочности при сжатии при 20^oС. 3 табл.

Вяжущее для дорожного строительства, включающее нефтяной гудрон, отличающееся тем, что дополнительно содержит тяжелую смолу пиролиза и древесную смолу лиственных пород при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Тяжелая пиролизная смола - 30 - 60
Древесная смола лиственных пород - 5 - 25
Нефтяной гудрон - Остальное