Главная   /   Статьи   /   Азол гарантирует…

Азол гарантирует…

Эффективность применения адгезионных добавок на территориальных автомобильных дорогах Владимирской области

П.А. Кураго, начальник ГУ «Владупрадор»

Г.Л. Ижорин, начальник отдела ГУ «Владупрадор»

Одной из основных проблем современного дорожного строительства является повышение качества и долговечности асфальтобетонных покрытий. Одним из важнейших факторов, оказывающих влияние на долговечность асфальтобетонного покрытия, является адгезия битума к поверхности минерального материала. Отечественные производители битумов в соответствии с требованиями ГОСТ 22245-97 «Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия» гарантируют хорошее сцепление только битумов марок БНД с эталонным мрамором - представителем материалов основных пород, хотя для получения высококачественных покрытий используют широко распространенные кислые горные породы.

Рис. 1. Гранитный щебень, обработанный битумом с добавкой 0,8% «АЗОЛ 1001» после 30 минут кипячения в воде

Рис. 2. Гранитный щебень, обработанный битумом без ПАВ после 30 минут кипячения в воде

Для приготовления асфальтобетонных смесей 1 марки по ГОСТ 9128-97 и щебеночно-мастичных смесей по ГОСТ 31015-2002 требуется щебень М1200 и песок из отсевов дробления М1000, изготовленные из интрузивных горных пород к которым относятся граниты, сиениты, диориты и габбро. Из этих пород только габбро и его разновидности являются основными породами, имеющими хорошую адгезию к битумам, а остальные кислые и ультра кислые. Сцепление кислых и ультра кислых горных пород с битумом хуже, чем с водой, поэтому при наличии воды происходит отслаивание битума от поверхности минеральной части и, следовательно, разрушение битумных пленок, приводящее к разрушению асфальтобетона.

Существует два способа решения этой проблемы. Первый способ требует применения щебня и песка из отсевов дробления габбро и его разновидностей. Однако габбро имеет высокую среднюю плотность, почти на 10% выше, чем у гранитов и сиенитов, плотность такого асфальтобетона нередко превышает 2,5г/см3. Это в конечном итоге приводит к увеличению транспортных затрат на перевозку щебня и отсевов, по сравнению с гранитом, расхода топлива на приготовление горячей смеси и увеличивает транспортные расходы на перевозку асфальтобетонной смеси на место укладки. Кроме того карьеры, выпускающие щебень из габбро, встречаются реже, чем из гранитов. Второй способ позволяет использовать щебень и песок из отсевов дробления, изготовленные из широко распространенных гранитов, но для получения хорошего сцепления с битумом требуется вводить специальные добавки (присадки), улучшающие адгезию. Этими добавками (присадками) являются поверхностно активные вещества (ПАВ). В настоящее время имеется большой выбор добавок ПАВ для дорожного строительства отечественного и импортного происхождения. Однако широкого применения адгезионные добавки в составе асфальтобетона при строительстве и ремонте межмуниципальных автомобильных дорог Владимирской области не находили. Объясняется это рядом особенностей адгезионных добавок, связанных с их использованием. Одной из проблем, которая сдерживала применение адгезионных добавок, являлось отсутствие оборудования для эффективного перемешивания адгезионных добавок с битумом. От качества перемешивания битума с адгезионными добавками зависит качество готового асфальтобетона. При отсутствии оборудования, которое позволяет равномерно распределять адгезионные добавки в битуме эффект от применения адгезионных добавок не предсказуем и сводится к минимуму при том, что стоимость асфальтобетона с добавками выше, чем без них. Оптимальная дозировка ПАВ определяется при лабораторных испытаниях. Кроме того, очень важно равномерно распределить ПАВ в объеме битума.

В строительные сезоны 2003 и 2004 годов ГУП Владимирской области ДСУ-3 использовало катионное ПАВ Амдор-9 в количестве 0,7% от массы битума. Дозирование ПАВ осуществлялось с помощью мерника в установку, выполненную на базе Т-309 в периодическом режиме. Использование Амдор-9 значительно улучшает сцепление дорожного битума БНД 90/130 с гранитным щебнем, а также повышает водостойкость и длительную водостойкость асфальтобетонной смеси.

К недостаткам использованной схемы можно отнести не автоматизированное, трудоемкое дозирование ПАВ спомощью мерного объема. Амдор-9 по своему химическому составу представляет собой сложную смесь амидоаминов и имидазолинов жирных кислот. Амидоамины являются термически не стабильными химическими соединениями, поэтому при хранении в битумной емкости происходит потеря эффективности ПАВ. Невозможность хранения модифицированного битума и испарения компонентов Амдор-9 при укладке горячей асфальтобетонной смеси в конечном итоге привело к отказу от использования встроительный сезон 2005 года. Для эффективного перемешивания битума с добавками наиболее целесообразно применять оборудование, которое позволяет дозировать добавку по мере необходимости из расходной емкости в битум и перемешивать битум с добавкой непосредственно перед дозированием битума. В 2007 году для улучшения сцепления битума с минеральной частью асфальтобетонных смесей было предложено использовать адгезионную добавку катионного типа Азол 1001 производства Котласского химического завода.

По своему химическому составу Азол 1001 представляет собой смесь амидоаминов и имидазолинов жирных кислот таллового масла по ТУ 2490-029-00205423-2001. По внешнему виду это вязкая жидкость темно-коричневого цвета, имеющая специфический запах. Азол 1001 поставляется в стальных бочках вместимостью 200 литров или в железнодорожных цистернах. Дополнительно Котласский химический завод поставляет комплект оборудования для непосредственного введения ПАВ в битумв процессе дозирования на асфальтобетонном заводе.

На асфальтобетонном заводе филиала ГУП ДСУ-3 «Меленковское ДРСУ» в 2008 году Котласский химический завод смонтировал недорогую установку, кото-рая позволяет вводить добавку «Азол 1001» непосредственно при дозировании битума и перемешивать битум с добавками. Использование специализированного оборудования позволило применить в составе асфаль-тобетонов адгезионную добавку «Азол 1001» производства Котласского химического завода в строительный сезон 2008 года и последующих годов при проведении ямочного ремонта, устройства защитных слоев и покрытий территориальных автомобильных дорог Меленковского района Владимирской области. Та же проблема с адгезией битума к каменным материалам из кислых горных пород существует при использовании холодных асфальтобетонных смесей. С 2008 года на территориальных дорогах Владимирской области для аварийного ямочного ремонта в холодное время используются холодные асфальтобетонные смеси, приготовленные с использованием не пожароопасного разжижителя «Азол 8030» марки «В» по ТУ 2319-063-00205423-2005, имеющего в своем составе около 8% катионной добавки «Азол 1001». При приготовлении разжиженного битума добавка 20% «Азол 8030» марки «В» позволяет получить из битума марки БНД 90/130, используя простейшее перемешивающее оборудование, медленно густеющий битум марки МГ 70/130 с концентрацией адгезионной добавки 1%, что гарантирует хорошее сцепление вяжущего с минеральной частью холодной смеси.

Рис. 3. Установка автоматизированного дозирования ПАВ Меленковское ДРСУ

В 2008 году филиал ГУП ДСУ-3 «ВязниковскоеДРСУ» выпустило партию 1000 тонн холодного асфальтобетона по ГОСТ 9128-97 с использованием не пожароопасного разжижителя «Азол 8030» марки «В», а в 2009 году филиалы ГУП ДСУ-3 «Вязниковское ДРСУ»и «Владимирское производственное предприятие» выпустили по 600 тонн холодной смеси каждое. В «Вязниковском ДРСУ» в 2009 году была смонтирована установка производства Котласского химического завода, позволяющая дозировать ПАВ в процесседозирования битума на АБЗ, эффективно перемешивая ее с битумом, осуществляет закачку ПАВ из бочеки в конце строительного сезона позволяет дозироватьразжижитель «Азол 8030» марки «В» в процессе производства холодных смесей.

Рис. 4. Установка автоматизированного дозирования Вязниковское ДРСУ

На территории Владимирской области в посёлке Улыбышево Судогодского района имеется завод для производства битумных эмульсий по ГОСТ Р 52128-2003, выпускающий эмульсии для подгрунтовки, инъекционно- струйного метода ямочного ремонта и устройства шероховатой поверхностной обработки. С 2009 года завод перешел на использование отечественных эмульгаторов марки «Азол 1016» по ТУ 2490-031-00205423-2001, а так же использует разжижитель «Азол 8030» марки «В» для снижения вязкости битума БНД 90/130 при приготовлении битумных эмульсий. Поставки адгезионных добавоки эмульгаторов производства Котласского химического завода осуществляются через базу расположенную на территории Московской области. Наиболее эффективные современные адгезионные добавоки на основе амидоаминов и имидазолинов жирных кислот относятся по ГОСТ 12.1.007 к опасным веществам третьего класса опасности, вредны для здоровья людей, которые с ними работают. Если применение установок для автоматизированного введения ПАВ позволяет уменьшить контакт персонала с добавками, то при укладке горячих асфальтобетонных смесей избежать контакта с парами не удается.

Рис. 5. Песок обработанный битумом с добавкой 0,8% «АЗОЛ 1003» после 30 минут кипячения в воде

Специалисты Котласского химического завода разработали для дорожников ПАВ для улучшения сцепления битума с минеральной частью асфальтобетонной смеси марки «Азол 1003» по ТУ 2490-087-002054232010, которое представляет собой смесь продуктов лесохимических производств и фосфатидов растительных масел. Продуктпредставляет собой вязкую жидкость коричневого цвета, при температуре 200С, не токсичен. По ГОСТ 12.1.007 относится к малоопасным веществам, четвёртый класс опасности. Не оказывает вредного воздействия на кожные покровы и слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. Низкая токсичность «Азол 1003» обеспечивает безопасные условия труда даже при непосредственном контакте с адгезионной добавкой. Применение адгезионной добавки «Азол 1003» производства ОАО «Котласский химический завод» в концентрации от 0,75–1% обеспечивает 100% адгезию битума на поверхности щебня кислых, ультракислых и основных пород в соответствии с ГОСТ 12801-98 (п.28).

Проведенные исследования в лаборатории заказчика ГУ «Владупрадор» показали, что адгезионная добавка «Азол-1003» производства ОАО «Котласский химический завод» при введении в битум дорожный, в количестве 0,75 до 1% снижает водонасыщение образцов из асфальтобетонных смесей, повышает водостойкость и длительную водостойкость, а так же позволяет несколько уменьшить расход битума при производстве песчаных смесей. «Азол-1003» имеет жидкую консистенцию, не требует дополнительного подогрева. Так как в большинстве случаев ПАВ на предприятие поступают в бочках, которые необходимо разогревать, прежде чем осуществлять забор из них добавки.

Применение адгезионных добавок на территориальных, межмуниципальных дорогах Владимирской области, начатое в 2003 году, продолжает совершенствоваться и способствует повышению уровня качества автомобильных дорог.