24-08-2022 11:07

Сделано в России: Инновационный модификатор против колееобразования

 Современные технологии дорожного строительства позволяют повысить эксплуатационные характеристики покрытия путем улучшения некоторых физико-механических свойств асфальтобетонных смесей. За счет этого возрастает не только прочность дорожного полотна, но и срок его службы и периодичности ремонта. Это также влечет за собой экономию денежных средств, так как снижается потребность в техническом обслуживании. Повышение требований, предъявляемых новыми стандартами к асфальтобетону, вызывает необходимость использования модифицирующих добавок. В мировой практике для улучшения эксплуатационных характеристик дорожного полотна используются различные добавки – модификаторы. 

Научно-исследовательскими разработками подобных материалов занимается ООО «Прогрессивные полимеры», входящее в ГК «Рускемикалс», а компания «Пласткор» является производителем модификаторов марок у PROpolymer, и уже третий год серийно выпускает в Санкт-Петербурге полимерные модификаторы для асфальтобетона под брендом PROpolymer. Вся продукция, производимая под этой маркой, является инновационной, и, что самое важное в сегодняшних условиях – импортозамещающей. Компания предлагает следующие решения по модификации битума в асфальтобетонных смесях: 

PROpolymer MA123: Рождение инновации 

Для решения задач нацпроекта «Безопасные качественные дороги» в качестве альтернативы ПБВ была создана комплексная добавка PROpolymer МА123. PROpolymer MA123 – полимерный модификатор с содержанием полимерной части более 82% (остальная часть – это различные специальные добавки и совместители, играющие непосредственную роль в создании каркаса дорожного полотна). Продукт улучшает физико-механические свойства асфальтобетона, решая проблемы колееобразования, трещиностойкости, пластической деформации, тем самым удлиняя срок службы дорожного полотна. 

По химическому составу модификатор PROpolymer МА123 представляет собой смесь модифицированных полиолефинов с привитым малеиновым ангидридом линейным полиэтиленом, наполненную целлюлозным волокном и содержащую процессинговые и адгезионные добавки. Состав модификатора позволяет образовывать с битумом не только межмолекулярные связи, но и химические, что позволяет добиваться поставленных перед дорожниками задач по улучшению качества и срока службы дорожного покрытия. 

Модификатор выпускается в гранулах, которые вводят напрямую в асфальтобетонный смеситель одновременно с минеральными материалами, используя стандартное дозирующее оборудование для стабилизирующих добавок. 

Важно отметить, что PROpolymer МА123 не оказывает отрицательного воздействия на окружающую среду (в составе отсутствуют компоненты, запрещенные по RoHS, REACH). Процентное содержание PROpolymer МА123 составляет от 0,2 до 0,3% от общей массы асфальтобетонной смеси (2-3 кг на тонну). Количество вводимого модификатора зависит от марки используемого нефтяного битума – БНД 50/70, БНД 70/100 или БНД100/130, а также от гранулометрического состава асфальтобетонной смеси. 

В настоящее время компания имеет положительные заключения лабораторных и опытно-промышленных испытаний, а также устроенные опытные участки и строительные объекты с использованием модификатора PROpolymer МА123, выполненные в рамках нацпроекта. Продукт уже успешно используется в Санкт-Петербурге, Москве, Мурманске, Казани, Тверской области и Крыму, в том числе крупнейшими дорожно-строительными предприятиями страны. Общие результаты практически уже доказали, что PROpolymer MA-СК может быть применен во всех климатических зонах РФ. 

Сегодня компания может с уверенностью предлагать дорожникам свой инновационный продукт – модификатор асфальта PROpolymer MA123. Особо важно то, что при снижении себестоимости асфальтобетонной смеси с модификатором PROpolymer МА123 и значительном улучшении эксплуатационных показателей асфальтобетона, применение модификатора по сухому способу ввода (напрямую в асфальтобетонный смеситель) позволяет избежать применения полимерно-битумного вяжущего. При сухом методе за счет прямого ввода модификатора в асфальтосмесительную установку снижается углеродный индекс, экологическая нагрузка на окружающую среду и вредность производства для трудового персонала. 

«Занимаясь разработками полимеров для кабельной промышленности, в ходе одного из исследований по созданию интерполимерных сплавов мы получили уникальный продукт с очень интересными свойствами, – рассказывает Денис Фомин, генеральный директор ООО «Прогрессивные полимеры». 

PROpolymer MA-CK Современное решение для ЩМА 

Верхний слой покрытия дорожной одежды является одним из наиболее важных конструктивных элементов дороги, так как он непосредственно воспринимает нагрузку от воздействия транспортных средств, а также природно-климатических факторов. 

Наиболее популярным покрытием для современных трасс при выполнении федеральной программы «Безопасные и качественные дороги» во всех регионах России является щебеночно-мастичный асфальтобетон (ЩМА). ЩМА является лидером по своим эксплуатационным и прочностным характеристикам. Он может использоваться, в том числе, для дорог I категории с повышенной транспортной нагрузкой. Твердые горные породы в составе ЩМА формируют прочный каркас покрытия, а добавление специальных целлюлозных волокон предотвращает растекание битумного вяжущего. 

ЩМА был разработан специально для борьбы с такими проблемами, как интенсивное разрушение верхнего слоя, пластические деформации вследствие высокой нагрузки транспортных сетей и применения шипованных шин, а также с целью увеличения срока службы покрытия. Этот вид асфальтобетона имеет более жесткую каркасную структуру и увеличенное содержание битумного вяжущего. Сама структура ЩМА обеспечивает высокую сопротивляемость сдвиговым деформациям вследствие передачи нагрузки с поверхности покрытия на нижние конструктивные элементы дороги через крупные частицы одномерного кубовидного щебня, находящиеся в плотном контакте между собой. 

Кроме того, увеличенное содержание вяжущего повышает деформативность, водои морозостойкость, трещиностойкость, препятствуя проникновению воды в слой покрытия и в результате, продлевая срок эксплуатации дороги. Для решения проблемы стекания битумного вяжущего с поверхности зерен минерального заполнителя во время промежуточного хранения, перевозки и укладки асфальтобетонной смеси в состав ЩМА вводят стабилизирующие добавки, волокна которых увеличивают вязкость мастичной части. При этом появляется возможность создать более толстую и стабильную пленку на поверхности минерального заполнителя, а также обеспечить присутствие «объемного» (свободного) битума. 

В мировой практике для единовременного решения этих задач по повышению эксплуатационных характеристик часто применяют комплексные модификаторы в составе ЩМА, состоящие из стабилизирующих волокон и модифицирующей битум матрицы (полимеры, воск, природные битумы, модификаторы на основе тонкодисперсного резинового порошка). 

Выбор комплексного модификатора и его количество зависят от климатических условий эксплуатации от транспортной нагрузки на каждом конкретном объекте, от марки используемого битума, сроков открытия движения, наличия вспомогательного производственно-технологического оборудования. 

PROpolymer MA-CK – это комплексная полимерная добавка для щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей (ЩМА). Производится на основе PROpolymer MA123. Продукт является составной добавкой, содержащей 50% полимерной части, в матрицу которой до 50% внедрен стабилизирующий компонент, повышающий адгезию битума к каменному материалу. В данном случае это длинноволоконная целлюлоза. 

PROpolymer MA-CK одновременно работает как стабилизатор вяжущего, предотвращая стекание битума, и как полимер, улучшая физико-механические параметры дорожного полотна, повышая сопротивление асфальтового покрытия пластичному колееобразованию. При использовании этого модификатора не требуется добавления других стабилизаторов вяжущего. 

Испытания превзошли ожидания 

В 2020 году была проведена работа по сравнению эффективности модификаторов для ЩМА на основе PROpolymer MA-СК с наиболее популярными серийно выпускаемыми марками, которое провел НИЦ ОАО «АБЗ-1». 

В ходе совместной работы с научно-исследовательским центром был отработан оптимальный размер гранул, протестирована возможность дозирования этих гранул на различных асфальто-смесительных установках в разных регионах страны. 

Для оценки влияния комплексных модификаторов использовали марку ЩМА-16 как наиболее распространенную в Северо-Западном и Центральном федеральных округах по ГОСТ 58406.1-2020.

В результате исследований при нормативных показателях воздушных пустот в ЩМА PROpolymer MA-СК показал значительное снижение скорости и глубины образования колеи. Причем при средней глубине колеи ЩМА-16 с PROpolymer MA-CK показал значение в три раза меньше, чем у ЩМА-16 без комплексного модификатора, что объясняется наличием в модификаторе интерполимерной реакционно-способной матрицы, совмещенной со специальными минеральными и органическими добавками. 

Таким образом, только после глубокого исследования в лабораторных условиях и проведения экспериментальных промышленных замесов ЩМА-16 с PROpolymer MA-CK модификатор поступил на опытные участки и в серийный выпуск. 

На практике 

В мае 2021 года по заказу ведущей организации по комплексному обслуживанию и содержанию автомобильных дорог в Москве ГБУ «Автомобильные доро-ги» лабораторией МИП «МАДИ-Дорожные Технологии» были выполнены испытания ЩМАС для ЩМА 16 на БНД 70100 с новым модификатором универсальной добавкой PROpolymer MA-СК. Испытания проводились в соответствии с ГОСТ Р 58406.9, ГОСТ Р 58406.10, ГОСТ Р 58401.16, ГОСТ Р 58401.8, ГОСТ Р 58406.1 прил. А, ГОСТ Р 58401-19, ГОСТ З3029, ГОСТ Р 58406.3. Пробы брались 11, 16-19, 26 мая, 1 июня. 

Испытания ЩМАС с новым модификатором подтвердили его эффективность, показав повышенную прочность, водостойкость и устойчивость покрытия к пластическому колееобразованию, а также снижение глубины и скорости образования колеи при использовании PROpolymer MA-СК. 

В 2021 году эта инновационная добавка заинтересовала дорожников Ленинградской области, поэтому был выбран опытный участок на Кузьминском шоссе, который ремонтируется в этом году в рамках нацпроекта. Кроме того, модификатор уже тестируется дорожниками Мурманска и Республики Татарстан, выдерживая испытания в различных климатических зонах. 

«Ожидаемые эффекты от применения PROpolymer MAСК, которые сразу увидят дорожники – это исключение стекания битумного вяжущего при транспортировке готовой щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси, повышение устойчивости к сдвиговым деформациям в диапазоне температур эксплуатации асфальтобетонов, увеличение сопротивления к статическим нагрузкам асфальтобетонов, снижение абразивного износа асфальтобетона шипованными покрышками, повышение устойчивости к низкотемпературному и усталостному трещинообразованию, снижение себестоимости 1 тонны асфальтобетонной смеси (например, при сравнении с применением ПБВ и стабилизирующих добавок для ЩМА), – заявляет Денис Фомин, генеральный директор ООО «Прогрессивные полимеры». 

PROpolymer MB 

Третий продукт PROpolymer MВ, в основе идеи которого лежит внедрение в базовую полимерную матрицу (полимерная основа PROpolymer MA123) ряда восков. Продукт нацелен на расширение сезонного диапазона укладочных работ, рекомендован для применения в асфальтобетонных смесях марок PG, в смесях типов А и даже для смесей литых асфальтобетонов для повышения удобоукладываемости и снижения ранней уплотняемости асфальта при проведении работ в холодное время. 

В полимерную матрицу введены ряд восков, которые помогают решить эти задачи при сохранении общих результатов полимера PROpolymer MA123 по таким пунктам, как колееобразование, трещиностойкость и пластическая деформация. В данное время уже завершены НИОКР, проводится тестирование продукта в лабораторных условиях.

 Рекомендован ввод продукта как напрямую в асфальтомесительную установку вместе с минеральной частью, так и непосредственно в битум при производстве ПБВ. В обоих методах ввода идет процесс модификации битума и создание как межмолекулярных, так и физических связей полимера с битумом, что улучшает качество дорожного полотна и удлиняет срок его службы. 

Импортозамещающее решение 

Инновационные модификаторы для асфальтобетонных смесей PROpolymer не имеют аналогов в России и в странах ближнего зарубежья. Важным преимуществом является то, что экономический эффект от применения модификаторов производства ориентировочно составляет от 4 до 8% на основании лишь сырьевой составляющей, без учета экономии на общепроизводственных расходах и без учета прогноза роста цен на ПБВ. 

Просмотры: 1498

---