С каждым годом в Российской Федерации увеличиваются объемы строительства и протяженность сетей автомобильных дорог. Самым распространенным композиционным материалом для верхних слоев дорожного покрытия является асфальтобетон. Во многих регионах страны отсутствуют необходимые материалы и органическое связующее, отвечающее необходимым требованиям госстандартов для создания прочной, безопасной, долговечной автомобильной дороги. Завоз такого сырья из соседних регионов приводит к удорожанию асфальтобетонной смеси и всего строительства в целом. Ученые Пермского Политеха предложили в составе асфальтобетона использовать побочный продукт металлургической отрасли — отработанную формовочную смесь, представляющую собой мелкозернистый сыпучий материал, основу которого составляет кварцевый песок. Образцы асфальтобетона политехников показали более высокие физико-механические характеристики по сравнению с традиционно используемым природным песком в составе, что может предотвратить преждевременное старение полотна.
Исследование политехников опубликовано в журнале «Technical Sciences. Construction».
По словам ученых, все работы проводились в научно-производственной исследовательской лаборатории на аттестованном и проверенном в Государственном региональном центре стандартизации оборудовании.
Для исследования были отобраны четыре пробы отработанной формовочной смеси, образовавшихся в разное время года. Анализ данного состава показал, что он может быть использован в качестве мелкого минерального заполнителя в составе асфальтобетона. Изучение элементного состава и структуры новообразований на поверхности частиц материала производились на сканирующем электронном микроскопе.
— Эксперимент по определению битумоемкости - оптимального содержания битума в асфальтобетоне - был проведен в два этапа: первый выполнялся сразу же после смешивания кварцевого песка и отработанной формовочной смеси с маслом. Второй этап осуществлялся после 8 часов выдерживания образцов, в результате чего битумоемкость кварцевого песка не изменилась, когда, в свою очередь, отработанная формовочная смесь значительно увеличила показатели, — поделился доцент кафедры автомобильных дорог и мостов Кирилл Тюрюханов.
Для определения характеристик материала все асфальтобетонные образцы испытывались по ГОСТ 9128-2013.
— Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что образцы горячего плотного мелкозернистого асфальтобетона с содержанием отработанной формовочной смеси до 15% обладают более высокими показателями физико-механических характеристик. В результате неоднократного термического и химического воздействия поверхность кварцевого песка изменяет свою структуру, способствуя более качественному сцеплению органического вяжущего в тонких пленках на поверхности частиц, — сообщил профессор кафедры автомобилей и технологических машин Пермского Политеха, доктор технических наук, доцент Константин Пугин.
По словам политехников, использование данного мелкозернистого материала может предотвратить преждевременное старение асфальтобетона за счет своей пористой структуры поверхности частиц.