Сравнительный анализ асфальтобетонных смесей с добавками ПБВ, по физико-механическим характеристикам и по показателю устойчивости к колееобразованию
|
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 15
1.1 Полимерно-битумное вяжущее 15
1.2.1 Основные направления ПБВ 15
1.1.2 Способы производства ПБВ 16
1.1.3 Адгезионные добавки для ПБВ 18
1.2 Понятие модифицированного битума 19
1.2.1 Применение модифицированных битумов в дорожном
строительстве 19
ГЛАВА 2 ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
ИССЛЕДОВАНИЯ 21
2.1 Модификатор ПОЛИЭПОР-Р 21
2.2 Сравнительный анализ вяжущего 24
2.2.1 Асфальтобетонная смесь 27
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ
ЧАСТЬ 29
3.1 Подбор состава асфальтобетонной смеси 29
3.1.1 Асфальтобетонная смесь. Физико-механические свойства 32
3.1.2 Испытания на физико-механические свойства асфальтобетона... 37
3.2 Испытание асфальтобетонной смеси на колееобразование 44
3.2.1 Понятие колееобразования 44
3.2.2 Метод испытания асфальтобетона на колееобразование 45
3.2.3 Проведение и подготовка испытания на колееобразование 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 64
ПРИЛОЖЕНИЕ А 66
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 67
ПРИЛОЖЕНИЕ В 68
ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 15
1.1 Полимерно-битумное вяжущее 15
1.2.1 Основные направления ПБВ 15
1.1.2 Способы производства ПБВ 16
1.1.3 Адгезионные добавки для ПБВ 18
1.2 Понятие модифицированного битума 19
1.2.1 Применение модифицированных битумов в дорожном
строительстве 19
ГЛАВА 2 ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
ИССЛЕДОВАНИЯ 21
2.1 Модификатор ПОЛИЭПОР-Р 21
2.2 Сравнительный анализ вяжущего 24
2.2.1 Асфальтобетонная смесь 27
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ
ЧАСТЬ 29
3.1 Подбор состава асфальтобетонной смеси 29
3.1.1 Асфальтобетонная смесь. Физико-механические свойства 32
3.1.2 Испытания на физико-механические свойства асфальтобетона... 37
3.2 Испытание асфальтобетонной смеси на колееобразование 44
3.2.1 Понятие колееобразования 44
3.2.2 Метод испытания асфальтобетона на колееобразование 45
3.2.3 Проведение и подготовка испытания на колееобразование 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 64
ПРИЛОЖЕНИЕ А 66
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 67
ПРИЛОЖЕНИЕ В 68
В настоящее время на территории Красноярского края имеются:
- 989 +41 дорог регионального и межмуниципального пользования (автомобильные дороги с твёрдым покрытием не ниже пятой технической категории и отвечающие требованиям действующих строительных норм и правил, необходимыми для содержания автомобильных дорог, а также автомобильные дороги, включающие в себя искусственные дорожные сооружения). По территории Красноярского края проходя автомобильные трассы федерального значения: "Байкал" М53 (Новосибирск- Красноярск- Иркутск) и "Енисей" М54 (Красноярск-Абакан- Кызыл-Государственная граница), идущая в Монголию (Цаган-Толгой). [21]
- Федеральная автомобильная дорога Р-255 "Сибирь" (М-53 "Байкал") в Красноярском крае проходит от границы с Кемеровской областью км 557 до границы с Иркутской областью км 1176, включая обходы г. Красноярска, обход г. Канска, обход Н.Поймы. Федеральная автомобильная дорога Р-255 "Сибирь" проходит по 12 районам Красноярского края (Боготольский, Ачинский, Козульский, Емельяновский, Березовский, Манский, Уярский, Рыбинский, Канский, Иланский, Нижнеингашский);
- Федеральная автомобильная дорога Р-257 "Енисей" (М-54 "Енисей") берет свое начало от г. Красноярска до границы с Монголией км 15 до км 445 + 600. По Красноярскому краю с км 15 по км 257 + 250 и с км 424 по км 445 + 600 проходит по следующим районам Красноярского края (Емельяновский, Козульский, Балахтинский, Новоселовский, Минусинский). В границах Республики Хакасия с км 257 + 250 по км 424 проходит по следующим районам Республики Хакасия (Боградский, Усть-Абаканский, Алтайский);
- А-382 Автомобильный подъезд до аэропорта от р.п. Тура км 0 - км 17 проходит в Эвенкийском районе Красноярского края;
- А-383 Автомобильный подъезд до аэропорта от г. Дудинка км 0 - км 53,4 проходит в Таймырском районе Красноярского края.
Протяженность автомобильных дорог общего пользования регионального и межмуниципального значения составляет 13952,196 километра. Протяженность грунтовых дорог составляет 563,105 км. Удельный вес автомобильных дорог с твердым покрытием составляет 96%. Протяженность дорог местного значения составляет 16 746,8 км.
Протяженность зимних автомобильных дорог общего пользования регионального значения составляет 2 402,86 км. Протяженность зимних дорог местного значения составляет 6 335,5 км (на территории Эвенкийского и Таймырского Долгано-Ненецкого муниципальных районов).
На автомобильных дорогах общего пользования регионального и межмуниципального значения насчитывается 930 автомобильных мостов и путепроводов, а так же 4724 водопропускных труб.
Плотность автомобильных дорог общего пользования регионального и межмуниципального значения с твердым покрытием составляет 0,0000013389 км дорог на 1000 квадратных метров территории.
В крае находится единственная городская агломерация - Красноярская агломерация, общая протяженность автодорог которой составляет около 1,5 тыс. км дорог с усовершенствованным покрытием, кроме того насчитывается 58 мостов и путепроводов площадью 216,5 кв. км, 15 тоннелей площадью 6,5 кв. км.[21]
В Красноярском крае существует федеральная программа «Безопасные и качественные дороги». Это национальный проект, инициированный Президентом Российской Федерации в качестве приоритетного стратегического направления развития страны. Красноярский край в числе нескольких десятков субъектов Российской Федерации, где этот проект успешно реализуется с 2017 года. Программа рассчитана на 9 лет. Главная задача - развитие транспортной системы страны.
Финансирование программы - из федерального и краевого бюджетов. Общая протяженность дорожной сети города Красноярска, включенная в программу - 616,82 км автомобильных дорог, предусмотрен ремонт 372 автодорог (улиц).
В планах ремонта автодорог общего пользования регионального и межмуниципального значения Красноярского края на 2021 год 66 объектов в 37 районах края, с вводом в 2021 году 137 км. Из них:
-24 объекта переходящих с 2020 года на 2021 год (в том числе 2 объекта в пределах Красноярской агломерации), общей протяжённостью 101 км.
-41 объект вновь начинаемый в 2021 году (в том числе 7 объектов в пределах Красноярской агломерации), общей протяжённостью 36 км.
-1 объект капитального ремонта. В 2021 году начнутся подготовительные работы на автомобильной дороге регионального значения Шадрино-Подсосное в Козульском и Назаровском районах, протяженностью 12,9 км с переводом ее из переходного в асфальтобетонный тип покрытия. Ввод объекта в эксплуатацию запланирован на 2023 год.
В 2021 году завершится реконструкция автодороги со 157 по 168 км Епишино-Северо-Енисейский в Северо-Енисейском районе. На участке запланировано устройство системы водоотведения, спрямление профиля дороги и усиление покрытия переходного типа.
Планируется приступить к реконструкции автодороги Красноярск - Элита (0-8 км). Трасса после реконструкции будет соответствовать II технической категории. Проектом предусмотрено расширение проезжей части до 4-х полос, устройство барьерного ограждения, искусственного освещения, водоотвода, тротуаров, пешеходных дорожек и автобусных остановок, а также строительство надземного пешеходного перехода. [21]
Статистика объектов дорожных работ региональной сети в 2021 году, включенных в национальную программу «Безопасные качественные дороги»: В планах ремонта автодорог общего пользования регионального и межмуниципального значения Красноярского края на 2021 год 69 объектов в 37 районах края, с вводом в 2021 году 210 км. Из них:
- 24 объекта переходящих с 2020 года на 2021 год (в том числе 2 объекта в пределах Красноярской агломерации), общей протяжённостью 107
км.
- 44 объекта вновь начинаемых в 2021 году. В том числе на 10-ти объектах в пределах агломерации общей протяжённостью 46 км. Всего введут в эксплуатацию 103 км.
- 1 объект капитального ремонта: в этом сезоне дорожники начнут подготовительные работы по капитальному ремонту автодороги Шадрине - Подсосное в Козульском и Назаровском районах, протяженностью 12,9 км с переводом ее из переходного в асфальтобетонный тип покрытия
Реконструкция и строительство:
- В 2021 году завершится реконструкция автодороги со 157 по 168 км Епишино - Северо-Енисейский в Северо-Енисейском районе. На участке протяжённостью 11 км запланировано устройство системы водоотведения, спрямление профиля дороги и усиление покрытия переходного типа. Объём финансирования работ по реконструкции объекта - порядка 450 млн рублей.
В прошлом сезоне на объекте прошли подготовительные работы (расчистка полосы отвода дороги от растительности для обеспечения видимости, устройство водоотвода, на локальных участках произведена отсыпка земляного полотна), основной объём запланирован на текущий год.
- Начнётся реконструкция автодороги Красноярск - Элита (0-8 км). Трасса после реконструкции будет соответствовать II технической категории. Проектом предусмотрено расширение проезжей части до 4-х полос, устройство барьерного ограждения, искусственного освещения, водоотвода, тротуаров, пешеходных дорожек и автобусных остановок, а также строительство надземного пешеходного перехода.
При пересечениях с автомобильными дорогами Минино - Бугачево и Еловая - ст. Минино будут исключены левые повороты и светофорные объекты. На протяжении всей трассы будут организованы разворотные петли (6 шт.), которые позволять выполнять левые повороты без пересечения встречных потоков. В рамках реконструкции на 3-ем км автодороги будет установлен автоматизированный пункт весогабаритного контроля.
Весь объем работ распределён на 4 этапа. Начнётся реконструкция с участка, включающего пересечение автомобильных дорог Красноярск - Элита и Еловое - ст. Минино. Здесь обустроят одноуровневую развязку с устройством разворотных съездов. В районе перекрёстка будут устроены две автобусные остановки. Работы в рамках данного этапа завершатся в 2022 году.
Затем дорожники приступят к реализации следующего этапа работ - на участке в районе остановки «Мясокомбинат». Выполнят сопряжение проектного участка с улично-дорожной сетью г. Красноярска. Будет выполнено смещение оси проектируемой автомобильной дороги относительно оси существующей автомобильной дороги. Также запланировано устройство водопропускного сооружения параллельно существующему мосту через р. Бугач. [1]
- Строительство Высокогорского моста через р. Енисей в Енисейском районе. Строительство началось в сентябре 2020 года. Мост станет седьмым по счету и самым северным автомобильным переходом через реку Енисей. Его строительство окажет большое влияние на экономическое развитие СевероЕнисейского района и края в целом. Ввод в эксплуатацию запланирован до конца 2023 года. Стоимость строительных работ составит порядка 6 млрд рублей....
- 989 +41 дорог регионального и межмуниципального пользования (автомобильные дороги с твёрдым покрытием не ниже пятой технической категории и отвечающие требованиям действующих строительных норм и правил, необходимыми для содержания автомобильных дорог, а также автомобильные дороги, включающие в себя искусственные дорожные сооружения). По территории Красноярского края проходя автомобильные трассы федерального значения: "Байкал" М53 (Новосибирск- Красноярск- Иркутск) и "Енисей" М54 (Красноярск-Абакан- Кызыл-Государственная граница), идущая в Монголию (Цаган-Толгой). [21]
- Федеральная автомобильная дорога Р-255 "Сибирь" (М-53 "Байкал") в Красноярском крае проходит от границы с Кемеровской областью км 557 до границы с Иркутской областью км 1176, включая обходы г. Красноярска, обход г. Канска, обход Н.Поймы. Федеральная автомобильная дорога Р-255 "Сибирь" проходит по 12 районам Красноярского края (Боготольский, Ачинский, Козульский, Емельяновский, Березовский, Манский, Уярский, Рыбинский, Канский, Иланский, Нижнеингашский);
- Федеральная автомобильная дорога Р-257 "Енисей" (М-54 "Енисей") берет свое начало от г. Красноярска до границы с Монголией км 15 до км 445 + 600. По Красноярскому краю с км 15 по км 257 + 250 и с км 424 по км 445 + 600 проходит по следующим районам Красноярского края (Емельяновский, Козульский, Балахтинский, Новоселовский, Минусинский). В границах Республики Хакасия с км 257 + 250 по км 424 проходит по следующим районам Республики Хакасия (Боградский, Усть-Абаканский, Алтайский);
- А-382 Автомобильный подъезд до аэропорта от р.п. Тура км 0 - км 17 проходит в Эвенкийском районе Красноярского края;
- А-383 Автомобильный подъезд до аэропорта от г. Дудинка км 0 - км 53,4 проходит в Таймырском районе Красноярского края.
Протяженность автомобильных дорог общего пользования регионального и межмуниципального значения составляет 13952,196 километра. Протяженность грунтовых дорог составляет 563,105 км. Удельный вес автомобильных дорог с твердым покрытием составляет 96%. Протяженность дорог местного значения составляет 16 746,8 км.
Протяженность зимних автомобильных дорог общего пользования регионального значения составляет 2 402,86 км. Протяженность зимних дорог местного значения составляет 6 335,5 км (на территории Эвенкийского и Таймырского Долгано-Ненецкого муниципальных районов).
На автомобильных дорогах общего пользования регионального и межмуниципального значения насчитывается 930 автомобильных мостов и путепроводов, а так же 4724 водопропускных труб.
Плотность автомобильных дорог общего пользования регионального и межмуниципального значения с твердым покрытием составляет 0,0000013389 км дорог на 1000 квадратных метров территории.
В крае находится единственная городская агломерация - Красноярская агломерация, общая протяженность автодорог которой составляет около 1,5 тыс. км дорог с усовершенствованным покрытием, кроме того насчитывается 58 мостов и путепроводов площадью 216,5 кв. км, 15 тоннелей площадью 6,5 кв. км.[21]
В Красноярском крае существует федеральная программа «Безопасные и качественные дороги». Это национальный проект, инициированный Президентом Российской Федерации в качестве приоритетного стратегического направления развития страны. Красноярский край в числе нескольких десятков субъектов Российской Федерации, где этот проект успешно реализуется с 2017 года. Программа рассчитана на 9 лет. Главная задача - развитие транспортной системы страны.
Финансирование программы - из федерального и краевого бюджетов. Общая протяженность дорожной сети города Красноярска, включенная в программу - 616,82 км автомобильных дорог, предусмотрен ремонт 372 автодорог (улиц).
В планах ремонта автодорог общего пользования регионального и межмуниципального значения Красноярского края на 2021 год 66 объектов в 37 районах края, с вводом в 2021 году 137 км. Из них:
-24 объекта переходящих с 2020 года на 2021 год (в том числе 2 объекта в пределах Красноярской агломерации), общей протяжённостью 101 км.
-41 объект вновь начинаемый в 2021 году (в том числе 7 объектов в пределах Красноярской агломерации), общей протяжённостью 36 км.
-1 объект капитального ремонта. В 2021 году начнутся подготовительные работы на автомобильной дороге регионального значения Шадрино-Подсосное в Козульском и Назаровском районах, протяженностью 12,9 км с переводом ее из переходного в асфальтобетонный тип покрытия. Ввод объекта в эксплуатацию запланирован на 2023 год.
В 2021 году завершится реконструкция автодороги со 157 по 168 км Епишино-Северо-Енисейский в Северо-Енисейском районе. На участке запланировано устройство системы водоотведения, спрямление профиля дороги и усиление покрытия переходного типа.
Планируется приступить к реконструкции автодороги Красноярск - Элита (0-8 км). Трасса после реконструкции будет соответствовать II технической категории. Проектом предусмотрено расширение проезжей части до 4-х полос, устройство барьерного ограждения, искусственного освещения, водоотвода, тротуаров, пешеходных дорожек и автобусных остановок, а также строительство надземного пешеходного перехода. [21]
Статистика объектов дорожных работ региональной сети в 2021 году, включенных в национальную программу «Безопасные качественные дороги»: В планах ремонта автодорог общего пользования регионального и межмуниципального значения Красноярского края на 2021 год 69 объектов в 37 районах края, с вводом в 2021 году 210 км. Из них:
- 24 объекта переходящих с 2020 года на 2021 год (в том числе 2 объекта в пределах Красноярской агломерации), общей протяжённостью 107
км.
- 44 объекта вновь начинаемых в 2021 году. В том числе на 10-ти объектах в пределах агломерации общей протяжённостью 46 км. Всего введут в эксплуатацию 103 км.
- 1 объект капитального ремонта: в этом сезоне дорожники начнут подготовительные работы по капитальному ремонту автодороги Шадрине - Подсосное в Козульском и Назаровском районах, протяженностью 12,9 км с переводом ее из переходного в асфальтобетонный тип покрытия
Реконструкция и строительство:
- В 2021 году завершится реконструкция автодороги со 157 по 168 км Епишино - Северо-Енисейский в Северо-Енисейском районе. На участке протяжённостью 11 км запланировано устройство системы водоотведения, спрямление профиля дороги и усиление покрытия переходного типа. Объём финансирования работ по реконструкции объекта - порядка 450 млн рублей.
В прошлом сезоне на объекте прошли подготовительные работы (расчистка полосы отвода дороги от растительности для обеспечения видимости, устройство водоотвода, на локальных участках произведена отсыпка земляного полотна), основной объём запланирован на текущий год.
- Начнётся реконструкция автодороги Красноярск - Элита (0-8 км). Трасса после реконструкции будет соответствовать II технической категории. Проектом предусмотрено расширение проезжей части до 4-х полос, устройство барьерного ограждения, искусственного освещения, водоотвода, тротуаров, пешеходных дорожек и автобусных остановок, а также строительство надземного пешеходного перехода.
При пересечениях с автомобильными дорогами Минино - Бугачево и Еловая - ст. Минино будут исключены левые повороты и светофорные объекты. На протяжении всей трассы будут организованы разворотные петли (6 шт.), которые позволять выполнять левые повороты без пересечения встречных потоков. В рамках реконструкции на 3-ем км автодороги будет установлен автоматизированный пункт весогабаритного контроля.
Весь объем работ распределён на 4 этапа. Начнётся реконструкция с участка, включающего пересечение автомобильных дорог Красноярск - Элита и Еловое - ст. Минино. Здесь обустроят одноуровневую развязку с устройством разворотных съездов. В районе перекрёстка будут устроены две автобусные остановки. Работы в рамках данного этапа завершатся в 2022 году.
Затем дорожники приступят к реализации следующего этапа работ - на участке в районе остановки «Мясокомбинат». Выполнят сопряжение проектного участка с улично-дорожной сетью г. Красноярска. Будет выполнено смещение оси проектируемой автомобильной дороги относительно оси существующей автомобильной дороги. Также запланировано устройство водопропускного сооружения параллельно существующему мосту через р. Бугач. [1]
- Строительство Высокогорского моста через р. Енисей в Енисейском районе. Строительство началось в сентябре 2020 года. Мост станет седьмым по счету и самым северным автомобильным переходом через реку Енисей. Его строительство окажет большое влияние на экономическое развитие СевероЕнисейского района и края в целом. Ввод в эксплуатацию запланирован до конца 2023 года. Стоимость строительных работ составит порядка 6 млрд рублей....
В данной выпускной квалификационной работе были рассмотрены асфальтобетонные смеси, в составе которых в качестве используемого вяжущего материала использовался битум БНД 90/130 в чистом виде, битум БНД 90/130 с добавлением модификатора в виде вулканизированной резиновой крошки марки «Полиэпор-Р», а также полимер-битумное вяжущее.
Для сравнительного анализа асфальтобетонных смесей были проведены испытания на физико-механические свойства изготовленных смесей, а также испытания вяжущих материалов по следующим показателям: дуктильность, температура хрупкости по Фраасу, пенетрация и температура размягчения по кольцу и шару. После были проведены испытания, которые характеризуют устойчивость асфальтобетонной смеси к колееобразованию, где в качестве результата были получены сравнительные графики зависимостей согласно требованиям ПНСТ 181-2013. [13]
Из вышеперечисленного можно выделить следующие объёмы
проделанных нами работ:
- определение гранулометрического состава методом просеивания каменных материалов;
- подбор состава асфальтобетонной смеси;
- испытание вяжущего материала по 4 показателям: температура хрупкости, температура размягчения по кольцу и шару, дуктильность (растяжимость) и пенетрация;
- перемешивание минеральной части смеси с вяжущим в лабораторном смесителе с целью получения асфальтобетонных смесей типа А марки I;
- приготовление образцов-цилиндров в машине для прессования образцов из асфальтобетонной смеси ПО-500 с целью дальнейших их испытаний;
- испытания на физико-механические свойства асфальтобетонной смеси образцов-цилиндров;
- проведён сравнительный анализ физико-механических свойств асфальтобетонной смеси, а также сравнительный анализ минерального вяжущего;
- приготовление образцов-плит в секторном уплотнителе для дальнейших испытаний;
- проведение испытаний образцов-плит по показателю устойчивости к колееобразованию;
- сравнительный анализ по трём составам асфальтобетонной смеси по всем имеющимся показателям.
Для сравнительного анализа асфальтобетонных смесей были проведены испытания на физико-механические свойства изготовленных смесей, а также испытания вяжущих материалов по следующим показателям: дуктильность, температура хрупкости по Фраасу, пенетрация и температура размягчения по кольцу и шару. После были проведены испытания, которые характеризуют устойчивость асфальтобетонной смеси к колееобразованию, где в качестве результата были получены сравнительные графики зависимостей согласно требованиям ПНСТ 181-2013. [13]
Из вышеперечисленного можно выделить следующие объёмы
проделанных нами работ:
- определение гранулометрического состава методом просеивания каменных материалов;
- подбор состава асфальтобетонной смеси;
- испытание вяжущего материала по 4 показателям: температура хрупкости, температура размягчения по кольцу и шару, дуктильность (растяжимость) и пенетрация;
- перемешивание минеральной части смеси с вяжущим в лабораторном смесителе с целью получения асфальтобетонных смесей типа А марки I;
- приготовление образцов-цилиндров в машине для прессования образцов из асфальтобетонной смеси ПО-500 с целью дальнейших их испытаний;
- испытания на физико-механические свойства асфальтобетонной смеси образцов-цилиндров;
- проведён сравнительный анализ физико-механических свойств асфальтобетонной смеси, а также сравнительный анализ минерального вяжущего;
- приготовление образцов-плит в секторном уплотнителе для дальнейших испытаний;
- проведение испытаний образцов-плит по показателю устойчивости к колееобразованию;
- сравнительный анализ по трём составам асфальтобетонной смеси по всем имеющимся показателям.
Подобные работы
- Сравнительный анализ асфальтобетонных смесей с добавками ПБВ, по физико-механическим характеристикам и по показателю устойчивости к колееобразованию
Дипломные работы, ВКР, строительство . Язык работы: Русский. Цена: 4245 р. Год сдачи: 2021 - Разработка составов щебеночно-мастичных асфальтобетонных
смесей, модифицированных различными полимерами
и пластификаторами
Магистерская диссертация, технология конструкционных материалов. Язык работы: Русский. Цена: 5780 р. Год сдачи: 2018