Наукові основи проектування дорожніх асфальтобетонів з використанням техногенної сировини і прогнозуюче-оптимізаційніх комплексів

де R=0,985 (коефіцієнт множинної кореляції); F_зміст=15,3>2 (змістовність ЕС-моделі); F_р=5,66<F_т=5,9 (F_р і F_т - розрахунковий і табличний критерії Фішера).

За значеннями миттєвих швидкостей V_мит=dy/dx_i визначено вплив кожного фактора на кожну властивість асфальтобетону у будь-якій точці факторного простору. Нижче наведено приклад першої похідної dy/dx_i міцності асфальтобетону при стиску при 50⁰C за вмістом вапнякового мінерального порошку (BMP) і бітуму (B):

dR₅₀/dВМP=0,056-0,0051•ВМP-0,0075•B; dR₅₀/dВ=0,140+0,045•B-0,00746•ВМP. (6).

Отримані моделі мають високий показник інформативної ефективності за В.А. Вознесенським:

=(1+Q_і+0,5Q_д+0,2Q_взд) =(1+10+0,24)²=11,8²139,(7)

де Q_і - кількість нових факторів; Q_д - кількість факторів з дискусійною думкою; Q_взд - число парних взаємодій між факторами, раніше не досліджених; - показник степеня, що залежить від етапу дослідження (=2 для робочого етапу). Відповідно до залежності (7) 10 - число фракцій мінерального каркаса і пенетрація П бітуму. За взаємодії Q_взд прийняті Б², ВМП², БВМП, П². Якість ЕС-моделей і їх прогностична здатність поліпшується при комп'ютерній оптимізації процесу моделювання за рахунок участі окремих фракцій у парних взаємодіях (табл. 3). Нижче надано ЕС-модель міцності асфальтобетону на стиск при 50⁰С (R=0,991; F_р=0,75<F_т=5,9; F_зміст=25>2):

R_ст(50)=12,2-0,052?a₁₅-0,11?a₁₀-0,139?a₅-0,148?a_2,5-0,158?a_1,25-0,125?a_0,63-0,054•a_0,315-0,111•a_0,14-0,119•a_0,071-0,087•ВМП+0,179•Б+0,013•П+0,0016•а₅•а_2,5+0,0054•а_1,25•Б-0,0099•Б•П-0,0094а_0,315•Б.(8)

Таблиця 3 Показники якості ЕС-моделей при примусовому і комп'ютерному введенні взаємодій факторів

Найменування моделі	Показники якості ЕС-моделей при введенні взаємодій факторів
	Примусовому	комп'ютерному
	R	R2	Fсод	R	R2	Fзміст
Rcт(50), МПа	0,934	0,873	3,53	0,991	0,982	25,0
Rcт(20), МПа	0,971	0,944	8,07	0,994	0,988	37,9
Rcт(0), МПа	0,930	0,866	3,34	0,987	0,974	17,4
Ccч(0), МПа	0,975	0,950	9,20	0,991	0,981	24,1

На АБЗ не використовується фракційний розсів піску і не здійснюється керування властивостями асфальтобетону за допомогою окремих його фракцій. Тому розроблені ЕС-моделі, що враховують тільки фракції крупного заповнювача (5-10; 10-20; 20-40 мм. Урахування фракцій 5-15; 15-40 дає менш точні моделі). Нижче наведена ЕС-модель міцності асфальтобетону на стиск при 50С при 5 парних взаємодіях факторів (R=0,970; F_р=1,78<F_т=2,34 (при q₀=0,05; f_R=K=12; f_зал=N-K=30-12=18); F_зміст=10,6>2):

R_ст(50)=0,438+0,104·а₂₀+0,0026·а₁₀+0,031·а₅+0,124·ВМП+0,084·Б-0,093·П- 0,00056·а₅·а₅+0,00271·П²-0,0026·ВМП·П-0,0024·а₂₀·а₅-0,0086·ВМП·Б (9)

Отримані ЕС-моделі склали основу нового підходу в проектуванні асфальтового бетону, який включає комп'ютерно-інформаційну технологію - другий прогнозуюче-оптимізаційний комплекс (ПОК). ПОК має гілку ПК (прогнозуючий комплекс - вихід 5) і ОК (оптимізаційний комплекс із двома гілками ОК1 і ОК2 - вихід 8 і 15). За допомогою гілки ПК розрахунком за еталонними ЕС-моделями доведена еквідистантність зміни властивостей асфальтобетону залежно від вмісту бітуму при різній його пенетрації. На рис. 5 показані еквідистантні криві міцності асфальтобетону на стиск при 0С.

Експериментально установлено, що еквідистантність кривих властивостей асфальтобетону буде зберігатися, якщо природа мінеральних часток каркасів різна, але структура їх щільна і фракційний склад однаковий при однаковій кількості мінерального порошку, тому самому бітумі, але різних його кількостях.

На початковому етапі за допомогою будь-яких підходів (І.О. Риб'єва, А.М. Богуславського, Б.С. Радовського, А.В. Руденського, з використанням ДСТ 9128, ДСТУ БВ.2.7-119 та ін.) встановлюються необхідні показники властивостей асфальтобетону (блок 1), виходячи з умов роботи дорожніх покриттів. Вибираються вихідні матеріали (блок 2 чи 11). Дані про них направляються в банк математичних моделей (блок 3).

Проектування за допомогою ПОК розділено на три гілки: перша гілка - на основі прогнозуючого комплексу (ПК) (блок 4), друга гілка - за допомогою оптимізаційних комплексів ОК1 (блок 6) і третя - ОК2 (блок 12). Найпростіший варіант проектування по гілці ПК. Воно здійснюється при відомому вмісті всіх компонентів асфальтобетону і полягає в підстановці їх в еталонні ЕС-моделі, що отримані при комп'ютерному уведенні взаємодій факторів, і моделі виробничих складів (бетон повинен складатися з матеріалів для еталонних ЕС-моделей).

Прогнозування по гілці ОК1 здійснюється оптимізацією за ЕС-моделями шляхом послідовного уведення факторів: пенетрації (П) бітуму від 1,5 до 23,5 мм, вапнякового мінерального порошку (ВМП, фракція дрібніше ніж 0,071 мм) від 0 до 20%, окремих, ряду чи усіх фракцій мінерального каркасу (ЗС МК).

При оптимізації одночасно за всіма типами гранулометрії зі змінами усіх вхідних перемінних на 1% (пенетрації на 1 мм) число варіантів, що прораховуються, тільки по одній моделі досягає значної величини 5•17•18•50•29•23•20 25• 22•15•20•5•23=1,936•10¹⁶. Повна оптимізація становить значний термін. Тому розроблені скорочені алгоритми оптимізації. Процес оптимізації можна розпаралелити на декілька ПЕВМ, а число варіантів скоротити за рахунок фракцій, що змінюються в незначних межах (їх можна прийняти як const).

Для визначення максимальних (мінімальних) значень будь-якої функції використано також метод градієнтного спуску. Після визначення Y_max навколо цієї точки виділяється область, на яку накидається сітка значень, що допускаються, вхідних перемінних X_і спочатку з крупними кроками ?X_і, а потім з більш дрібними. Далі задача розв'язується в блоці 7 способом сканування. Вихід із системи - отримані позитивні результати оптимізації, при відсутності їх - вхід в блок 10, зміна розміру кроків X_i сканування і новий розрахунок у блоці 7. Рух по блоках 7 і 10 (показано штриховою лінією), може здійснюватися багаторазово. Методом градієнтного спуску знайдені в різних типах гранулометрії мінімуми і максимуми пористості мінерального каркаса (, %) асфальтобетону: тип А - 12,23 і 17,1; тип Б - 14,56 і 20,73; тип В - 15,66 і 24,15; тип Г - 17,7 і 27,94; тип Д - 19,22 і 30,86.

З метою використання значної інформації, закладеної в ЕС-моделях, для прогнозування властивостей асфальтобетону на фракціях з інших за природою і властивостями мінеральних матеріалах, використана еквідистантність кривих зміни властивостей бетону. Для цього в одній точці факторного простору експериментально визначаються властивості асфальтобетону на нових матеріалах У_і(нов). За еталонними ЕС-моделями чи моделями виробничих складів розраховуються властивості асфальтобетону У_{і (етал)розр} прийнятого зернового складу при встановленому вмісту вапнякового мінерального порошку, бітуму і його пенетрації. Розраховуються керуючі параметри _і=У_{і (нов)}-У_{і ((етал) розр}. Далі за еталонними ЕС-моделями розраховуються властивості бетону при зміні вмісту бітуму від 3 до 8% (із кроками _і=1-1,5%). За розрахунковими даними будуються графіки залежності властивостей асфальтобетону від вмісту бітуму. Використовуючи дані про еквідистантну закономірність кривих зміни властивостей асфальтобетону на різних за природою мінеральних каркасах і значення Y_і, еквідистантно будуються лінії графіків, що будуть характеризувати властивості асфальтобетону на мінеральних каркасах з нових матеріалів. Комп'ютером виконуються графіки властивостей бетону, а також табличні дані, що показано для бетону складу “ХГВ+ВМП+Б” (табл. 4). Значення керуючого параметра R_ст(0) отримано в точці Х=Б=7,1%.

асфальтобетон бітум кремнеземистий ресурсозбереження

Y_i=R_ст(0)=У_{і (нов)}-У_{і (етал) розр}=0,94 МПа

Таблиця 4

Х=Б, %	3	4	5	6	7	7,1
Розрахункові значення властивостей асфальтобетону за еталонною ЕС-моделлю
Уі (етал) розр	7,55	9,30	10,50	11,20	11,28	11,25
Эквідистантні значення властивостей асфальтобетону на нових матеріалах
Уі (нов) еквід	6,61	8,36	9,56	10,26	10,34	10,31

Якщо замість експериментальних значень ?Y_i їх генерувати, то розпочинається етап комп'ютерного обчислювального експерименту (КОЕ). Його треба закінчувати вибором ФСРС, які забезпечують досягнення потрібного комплексу властивостей асфальтобетону.

Розроблено метод проектування асфальтобетону з використанням кореляційних моделей його властивостей. За фактори прийняті: межа міцності бетону на стиск при 20⁰С (R_ст(20)=R20), пористість мінерального каркаса ( =pos), залишкова пористість бетону (П_пор=por), середня щільність мінерального каркаса (с_о(карк)=Plos), середня щільність бетону (с_o(аб)=PlAB), динамічний модуль пружності бетону при 20⁰С (E_д(20)=Ed20), отриманий на ультразвуковій установці, Нижче дана кореляційна модель міцності асфальтобетону на вигин при 0⁰С при п'ятьох взаємодіях факторів, отриманих комп'ютерною оптимізацією процесу математичного моделювання:

R_в(0)=456.4-3.456*R20-57.017*por-18.929*pos-3.952e-02*Plos+0.582*PlAB-1.369e-04*Ed20+0.750*por*pos-2.65e-04*Plos*PlAB+9.87e-02*R20*por-9.888e-09*Ed20*Ed20+ 1.273e-04*R20*Ed20+1.922e-02*por*Plos (10)

(R=0,968; R²=0,938; Eps=0,13; F_зміст=9,27).

Для асфальтобетону складу “ХГВ+ВМП+Б” прогнозні значення наведені в табл. 5 при вихідних даних: R_ст(20)=3,61 МПа, =15,07%, П_пор=8,2%, с_0(карк)=2290 кг/м³, с_0(аб)=2325 кг/м³, Е_д(20)=7704 МПа.

При більшому числі взаємодій (n=6-10) точність прогнозу збільшується. Однак моделі досить точно працюють для обмеженого числа властивостей асфальтобетону і фракціях крупного заповнювача з щільних кислих матеріалів (сієніт, граніт, габро та ін.) і мінеральному порошку з щільного вапняку.

Точність прогнозу збільшується, якщо використовувати змішані кореляційно-регресійні моделі (додатково уведені фракції крупного заповнювача а₂₀, а₁₅, а₁₀, а₅, В і imp - вміст бітуму і мінерального порошку, Р - пенетрація бітуму). Нижче дана змішана модель міцності асфальтобетону на стиск при 50⁰С (R=0,994; R²=0,988; Eps=0,042; F_зміст=32,4):

R_ст(50)=127.05+0.189*R20+0.0945*por-1.099*pos-0.0699*plos+0.0046*plAB- 6.069e-005*Ed20+0.311*B+0.0272*P-0.05*a20-0.047*a15-0.0049*a10- 0.035*a5+0.0118*imp-0.015*R20*P+0.0017*a15*a5+7.481e-06*plos*plos+5.056e-003*R20*a5+ 0.0055*a20*a15. (11)

Для асфальтобетону складу “КГВ+ВМП+Б” при значеннях факторів R_ст(20)=4,73 МПа, =20,0%, П_пор=5,89%, с_0(аб)=2283 кг/м³, с_0(карк)=2152 кг/м³ і Е_Д(20)=24636 МПа прогнозні значення для 24 властивостей наведені в табл. 5. Однак ці моделі можна застосовувати для асфальтобетону з крупним заповнювачем із щільних гірських порід (граніти, сієніти, діабаз, габро та ін.) і вапняковим мінеральним порошком.

Однак розроблений метод проектування на основі еквідистантних закономірностей зміни властивостей асфальтобетону і ЕС-моделей відрізняється можливістю використання більш широкої номенклатури мінеральних матеріалів. Нижче показано проектування асфальтобетону складу “КГВ+ВМП+Б”. Експериментальні властивості бетону: П_пор=3,69%; =19,1%; W=2,09%; R_ст(50)=1,59МПа; R_ст(20)=3,94 МПа; R_ст(0)=11,32 МПа; К_в=0,87; К_вт=0,76; Т₅₀=0,0041; Т_-10=0,00072.

Зерновий склад суміші компонентів КГВ і ВМП у вигляді часткових залишків окремих фракцій а_i (%) складає: а₂₀=1,17; a₁₅=0,46; а₁₀=1,23; a₅=3,13; а_2,5=14,17; a_1,25=24,55; а_0,63=6,93; a_0,315=10,16; а_0,14=13,6; a_0,071=8,85; а_<0,071=15,75.

Керуючі параметри ?Y_i=Y_{i (кгв+вмп+Б) експер}-Y_{і (етал) розр} для 10 властивостей бетону і прогнозні значення властивостей при Б=3% дані в табл. 6 (позначки для керуючих параметрів dpor, dPos та ін., а для прогнозних значень - Porp, Posp, R50p, R20p та ін.) В табл. 7 показані прогнозні значення властивостей асфальтобетону при різному вмісті бітуму. Для , R_ст(20), R_ст(0) значення властивостей задовольняють вимогам стандарту на всьому діапазоні зміни вмісту бітуму - від 3 до 7,5% (жирний шрифт). Тільки при Б=6,9-7,5% усі властивості відповідають накладеним обмеженням (П_пор=2-5%, =15-22%, W=1-4,5%, R_ст(50)>1,4 МПа, R_ст(20)>2,2 МПа, R_ст(0)<13 МПа, К_в>0,85, К_вт>0,75 за ДСТ 9128, Т₅₀<0,005;

T_-10>0,0003) (значення властивостей підкреслені).

Таблиця 5 Прогнозні значення властивостей асфальтобетону за кореляційними і змішаними кореляційно-регресійними моделями

Найменування властивості	Значення властивостей асфальтобетону
	для складів “ХГВ+ВМП+Б”	для складів “КГВ+ВМП+Б”
	розрахункові за кореляційними моделями	експериментальні	розрахункові за змішаними кореляційно-регресійними моделями	Експерим.
Rст(50),, МПа	1,182	1,0	1,62	1,58
Rст(0),, МПа	5,02	5,38	9,23	10,15
Rст(-10),, МПа	6,74	7,26	12,78	12,24
W, %	7,22	7,22	5,93	5,56
Kв	-	-	0,97	0,96
Kвт	0,44	0,42	0,75	0,76
T50	-	-	0,0041	0,0049
T-10	-	-	0,00060	0,00067
K50	-	-	263	255
Еп(20), МПа	492,9	472	2342	2305
Еп(0), МПа	1249	1345	4313	4111
Еп(-10), МПа	2873	2992	7292	7147
Ед(0), МПа	13974	13918	30207	30510
Ед(-10), МПа	15007	15054	34335	34188
Rвигг(20), МПа	0,58	0,61	6,11	5,87
Rвиг(0), МПа	2,32	2,13	12,1	11,56
Rвиг(-10), МПа	2,30	2,11	5,2	5,82
Кпл	0,30	0,242	0,18	0,18
Ссч(50), МПа	0,218	0,237	0,322	0,302
Ссч(20), МПа	0,648	0,670	1,033	0,925
Ссч(0), МПа	1,503	1,435	2,86	2,503
ц50, град	-	-	27	30
ц20, град	-	-	19	23
ц0, град	-	-	9	12

Даний метод проектування асфальтобетону можна використовувати також при мінеральних порошках з пористих пилоподібних відходів (шлам ливарного цеху, зола винесення ТЕС, доломітовий і цементний пил і інші при їх вмісті до 12-15%). Нижче надано приклад проектування асфальтобетону складу “КВВ+КТЗ1+Б” (КТЗ1 - шлам ливарного цеху трубного заводу). Вміст Б=7%; КВВ=90%; КТЗ1=10%. Розрахунок керуючих параметрів наведено в табл. 8, а прогнозні значення властивостей асфальтобетону - в табл. 9. За даними табл. 9 при вмісті бітуму Б=7,5-8% склади асфальтобетону задовольняють стандартним вимогам (ДСТ 9128, ДСТУ БВ.2.7-119). Цей метод проектування придатний для будь-яких щільних матеріалів мінерального каркаса і будь-яких за природою мінеральних порошків. Він суміщує процес оптимізації властивостей і складів бетону, є досить точним.

Таблиця 6 Прогноз властивостей асфальтового бетону складу “КГВ+ВМП+Б” з використанням керуючих параметрів ?Y_i (МЕК)

Керуючі параметри: dPor=-1.380 dPos=-0.477 dR50=-0.014 dR20=-1.660 dR0 = 3.917 dW=-4.360 dKv=-0.10 dKvd=-0.020 dT50=0.00054 dTm10=0.00038	Зерновий склад суміші “КГВ+ВМП”: a15=0.46 a10=1.23 a5=3.13 a2_5=14.17 a1_25=24.55 a0_63=6.93 a0_315=10.16 a0_14=13.60 a0_071=8.85 IMP=15.75 Вміст бітуму і його пенетрація: B=3.00 P=4.20	Розрахункові значення за еталонними ЕС-моделями	Прогнозні значення
		Por=14.541	Porp=13.161
		Pos=19.666	Posp=19.189
		R50=0.902	R50p=0.888
		R20=3.898	R20p=2.238
		R0=5.631	R0p=9.548
		W=12.46	Wp=8.10
		Kv=0.93	Kvp=0.83
		Kvd=0.43	Кvdp=0.41
		T50=0.00687	T50p=0.00741
		Tm10=0.000740	Tm10p=0.001120

Таблиця 7 Прогнозні властивості асфальтобетону складу “КГВ+ВМП+Б” за методом еквідистантної зміни їх і еталонних ЕС-моделей (МЕК)

Б, %	Ппор, %	, %	Rст(50), МПа	Rст(20) МПа	Rст(0), МПа	W, %	Kв	Квт	Т50	Т-10
3	13,16	18,29	0,89	2,24	9,55	8,10	0,83	0,41	0,0074	0,00112
3,5	11,27	18,28	0,98	2,39	9,77	7,35	0,83	0,45	0,0070	0,00103
4	10,80	18,26	1,06	2,54	9,99	6,60	0,84	0,50	0,0066	0,00096
4,5	9,61	18,25	1,15	2,69	10,21	5,85	0,85	0,54	0,0062	0,00089
5	8,43	18,24	1,24	2,84	10,43	5,10	0,85	0,58	0,0057	0,00084
5,5	7,25	18,23	1,33	3,00	10,66	4,35	0,86	0,63	0,0053	0,00079
6	6,06	18,22	1,42	3,14	10,88	3,60	0,86	0,67	0,0049	0,00076
6,5	4,88	18,21	1,50	3,30	11,10	2,84	0,87	0,72	0,0045	0,00073
6,8	4,17	18,20	1,56	3,38	11,23	2,39	0,87	0,74	0,0042	0,00072
6,9	3,93	18,20	1,57	3,42	11,27	2,24	0,87	0,75	0,0042	0,00072
7	3,70	18,19	1,59	3,45	11,32	2,09	0,87	0,76	0,0041	0,00071
7,5	2,51	18,18	1,68	3,60	11,54	1,34	0,87	0,81	0,0037	0,00071

З такою ж точністю здійснюється проектування асфальтобетону з використанням ЕС-моделей виробничих зернових складів.

Таблиця 8 Розрахунок керуючих параметрів для проектування асфальтобетону складу “ФКС+КТЗ1+Б”з використанням еквідистантних кривих зміни його властивостей і еталонних ЕС-моделей (МЕК)

Вид властивості	Значення властивостей асфальтового бетону для складів	Керуючі параметри
	“ФКС+КТЗ1+Б” (експериментальні)	“ФКС+ВМП+Б”(розрахункові за еталонними ЕС-моделями)	?Yi=Yi (ФКС+КТЗ1+Б) експер-Yi (етал) розр
Ппор, %	5,22	0,703	4,517
, %	20,05	15,683	4,367
Rст(50), МПа	1,70	1,831	-0.131
Rст(20), МПа	5,18	5,250	-0,07
Rст(0), МПа	11,08	7,772	3,308
W,%	3,65	0,91	2,74
Кв	0,87	0,98	-0,11
Квт	0,77	0,82	-0,05
Т50	0,0046	0,00093	0,00367
Т-10	0,00068	0,000207	0,000473

Таблиця 9 Прогнозні значення властивостей асфальтобетону складу “ФКС+КТЗ1+Б” за методом еквідистантної зміни їх і еталонних ЕС-моделей (МЕК)

Б, %	Ппор, %	, %	Rст(50), МПа	Rст(20), МПа	Rст(0), МПа	W, %	Kв	Квт	Т50	Т-10
5	9,95	20,24	1,39	5,04	10,19	6,65	0,84	0,58	0,00627	0,00080
6	7,59	20,22	1,54	5,11	10,64	5,15	0,85	0,67	0,00543	0,00072
7	5,22	20,20	1,70	5,18	11,08	3,65	0,87	0,77	0,0046	0,00068
7,5	4,04	20,19	1,78	5,21	11,30	2,89	0,87	0,81	0,00418	0,000675
8	2,85	20,18	1,86	5,25	11,52	2,14	0,88	0,86	0,00377	0,00068

Результати роботи впроваджені у виробництво асфальтових бетонів із властивостями марки I загальним об'ємом 376,51 тис. т і економічним ефектом 5931,95 тис. гривень. За період експлуатації з 1988 по 2000 рік обстежені ділянки автомобільних доріг показали, що дорожні покриття з рекомендованих складів бетону не мають деформацій, руйнувань, сітки дрібних тріщин, лущення і викришувань, які знижують експлуатаційні якості доріг. Склади асфальтових бетонів є міцними, морозостійкими, зсуво- й тріщиностійкими.

Прогнозуюче-оптимізаційні комплекси ПОКТ и ПОК впроваджені в практику проектування складів асфальтового бетону на різних виробничих підприємствах Донбасу, а також у ВАТ “Державна акціонерна компанія “Автомобільні дороги України”.

ВИСНОВКИ

1. На основі методології системного аналізу розроблено і реалізовано принципи одержання асфальтобетонів з заданим комплексом властивостей на основі концепції ресурсозбереження (найбільш дешеві матеріали - відходи виробництв; найменш витратні технології виробництва (без витрат на додаткову переробку відходів); найбільш ефективні методи проектування (математичне планування експериментів, метод єквідистантних кривих, змішані кореляційно-регресійні моделі); мінеральна частина рекомендованих у виробництво складів бетонів тільки з відходів виробництв; максимальна утилізація техногенної сировини; поступове ускладнення математичних моделей, їх висока точність і прогнозувальна спроможність; придатність моделей для проектування асфальтобетонів усіх класів сумішей, видів, груп, типів і різновидів гранулометрії, всіх марок для верхніх шарів дорожніх покриттів і дрібнозернистих для нижніх (щільних, пористих, високопористих) за ДСТУ Б В.2.7-199.

2. Класифіковані фактори спрямованого регулювання структури (ФСРС) асфальтобетону. За зростаючою складністю технічного виконання вони розділені на 4 рівні: 1) регулювання співвідношення вихідних компонентів; 2) введення інших мінеральних складових; 3) модифікація бітуму, мінеральних компонентів і асфальтобетонної суміші за допомогою ПАР, ВМС та інших добавок, технологічні впливи при змішуванні компонентів асфальтобетонних сумішей, їх укладанні й ущільненні в дорожньому покритті; 4) фактори активаційно-технологічної механіки (АТМ).

3. Обґрунтовано вибір техногенної сировини для асфальтобетонів у вигляді відходів найважливіших галузей виробництва: нерудної, металургійної, теплоенергетичної, цементної, коксохімічної та хімічної промисловостей. Виконано класифікацію мінеральних відходів за хімічним складом (вмісту оксидів лужних і лугоземельних металів) і структурою часток (щільні, тонкопористі і пористі) на 4 групи. Вивчено закономірності структуроутворення в асфальтобетонах з техногенною сировиною. 4. На основі закономірностей структуроутворення розроблені способи регулювання структури і властивостей асфальтових бетонів:

а) відходами подрібнення щільних карбонатних гірських порід як крупного так і дрібного заповнювача, у якого вміст до 6% часток дрібніше 0,071 мм при незначній кількості глинистих часток (до 0,5%);

б) комплексним бітумодьогтеполімерним в'яжучим (БДПВ), отриманого розчиненням відходу виробництва ПВХ у дьогті з одержанням дьогтеполімерного в'яжучого (ДПВ) і розчиненням останнього в бітумі. Метод ефективно регулює властивості асфальтобетону з використанням мінеральної інактивної техногенної сировини.

З використанням математичного планування експериментів і оптимізації розроблено метод проектування 26 систем асфальтобетонів, що містять техногенну сировину. Отримані ЕС-моделі властивостей бетону склали основу першого прогнозуюче - оптимізаційного комплексу (ПОКТ).

Оптимізацією за ЕС-моделями установлені склади асфальтобетонів із властивостями марки I при вмісті бітуму менш ніж 8% і з мінеральною частиною тільки на карбонатних відходах подрібнення з міцністю не нижче 60 МПа. Їх можна сполучати у різному відношенні з гранітними, чи з зернистими (до 20-30% у вигляді золошлакової суміші, ваграночного шлаку та ін), чи з пилоподібними (до 16% у вигляді доломітного, цементного пилу, золи віднесення ТЕС, шламу ливарного цеху та ін.) відходами будь-якої активності і структури часток. Отримані склади бетону на інактивних гранітних відходах подрібнення і золошлакової суміші ТЕС при її утилізації до 48-50% і вмісті БДПВ=7,2ч7,8% (ПВХ=1,0ч1,6% від маси дьогтю, дьогтю 30% від маси БДПВ). 5. Встановлено, що шлам ливарного цеху і зола винесення ТЕС інтенсифікують ріст у бітумі кисневомістких сполук, прискорюючи старіння асфальтового бетону.

6. Розроблено новий підхід в проектуванні асфальтового бетону з використанням комп'ютерно-інформаційної технології, яка включає:

- метод проектування асфальтобетону за поліномами другого ступеня з 13 факторами і 4-ма примусовими взаємодіями. Моделі описують 30 фізико-механічних властивостей (пористість, водостійкість, міцність на стиск, вигин, пружність при різних температурах, зсуво- і тріщиностійкості та ін.) і враховують роль кожної з 10 фракцій мінеральної частини бетону з розміром часток сієніту від 20 до 0,071 мм, вапнякового мінерального порошку (фракція дрібніше 0,071 мм, 0 -20%), вмісту бітуму (3-8%) і його пенетрації (1,5-23 мм). Інформаційна ефективність розроблених ЕС-моделей у 139 разів, а узагальнених моделей міцності асфальтобетону на стиск, вигин, пружності з урахуванням різних температур у 164 рази вище, ніж моделей, отриманих без урахування ролі окремих фракцій мінеральної частини. Ці ЕС-моделі склали основу 2-го прогнозуюче-оптимізаційного комплексу (ПОК) як частини комп'ютерно-інформаційного методу проектування асфальтобетону.

На основі комп'ютерної оптимізації математичного моделювання розроблені високоінформативні ЕС-моделі, у яких вибираються найкращі варіанти взаємодій між факторами. Вони дають найбільш високу точність прогнозу і входять в ПОК.

Комп'ютерним способом по ЕС-моделях узагальнені криві щільних сумішей (ДСТ 9128, ДСТУ Б В.2.7-119); здійснена оцінка мінімумів і максимумів пористості мінеральної частини бетону у межах кожного типу гранулометрії; виконано аналітичний і графічний аналіз впливу кожного фактора на властивості асфальтобетону у будь-якій точці факторного простору.

Розрахунковим шляхом, а також експериментально отримані дані, що не суперечать гіпотезі: властивості двох складів асфальтобетону, що мають однаковий вміст того самого бітуму і мінерального порошку, однаковий зерновий склад, але різні за природою частки (щільні за структурою), змінюються еквідистантно залежно від витрати бітуму. На цій основі розроблено метод переходу від матеріалів еталонних ЕС-моделей до інших за природою і якістю (нові) матеріалів за рахунок визначення керуючих параметрів для кожної властивості ?Y_i=Y_нов(i)-Y_етал(i) в одній точці факторного простору.

- метод проектування асфальтобетону для умов виробництва, запропонований на основі ЕС-моделей (ці моделі входять в ПОК), у яких регулювання властивостей бетону здійснюється тільки фракціями крупного заповнювача (5-10; 10-20; 20-40 мм), вапняковим мінеральним порошком, бітумом і його пенетрацією, тому що комплекти технологічного устаткування на АБЗ не призначені для фракційного розсіву піску.

- метод проектування асфальтобетону на основі кореляційних моделей, що дозволяють прогнозувати 24 фізико-механічні властивості бетону (міцність на стиск при 50, 0 і мінус 10⁰С, на вигин, внутрішнє зчеплення, модулі пружності при різних температурах, зсуво- і тріщиностійкість та ін.) за 6 властивостями (міцність на стиск при 20⁰С, динамічний модуль пружності, одержуваний на ультразвуковій установці при 20⁰С, середня щільність бетону і мінерального каркаса, пористість асфальтобетону і мінерального каркаса), що визначаються на зразках, виготовлених з матеріалів еталонних ЕС-моделей.

Точність прогнозу зростає при проектуванні на основі змішаних кореляційно-регресійних моделей (у моделі уведені фракції крупного заповнювача). Їх можна застосовувати для асфальтобетонів, мінеральний каркас яких складається з щільних кислих гірських порід (граніти, сієніти, габро, андезити та ін.), а мінеральний порошок із щільного вапняку.

- ефективний метод проектування асфальтобетонів з використанням еквідистантної закономірності зміни їх властивостей, еталонних ЕС-моделей і ЕС-моделей виробничих складів (МЕК). Матеріали мінерального каркаса повинні бути щільними і можуть мати різний хіміко-мінералогічний склад (граніти, сієніти, габро, діорити, андезити, вапняки, жужільна суміш ТЕС, ваграночний шлак та ін.). Мінеральний порошок може бути будь-якого хіміко-мінералогічного складу і структури часток: із щільними частками вапняковий (до 20%), з пористими частками у вигляді шламу ливарного цеху, золи винесення ТЕС, цементного і доломітового пилу та інші (до 15%). МЕК входить у склад ПОК.

7. Розроблено рекомендації з проектування, виробництва і застосування асфальтових бетонів із властивостями марки I з використанням техногенної сировини для будівництва конструктивних шарів дорожніх покриттів.

8. Результати роботи впроваджені у виробництво асфальтових бетонів із властивостями марки I із карбонатних і гранітних відходів подрібнення, місцевого кварцового піску загальним об'ємом 376,51 тис. тонн і економічним ефектом 5931,95 тис. гривень.

В практику проектування складів асфальтового бетону в ВАТ “Державна акціонерна компанія “Автомобільні дороги України”, а також в інших виробничих підприємствах Донбасу впроваджені прогнозуюче-оптимізаційній комплекс ПОКТ, а також комп'ютерно-інформаційна технологія на основі ПОК.

Основні положення дисертації викладені в роботах

1. Базжин Л.И. Нетрадиционная компьютерно-информационная технология проектирования асфальтового бетона на отходах производств: Монография. -Макеевка: ДонГАСА, 1998. - 126 с.

2. Базжин Л.І. Оптимізовані вісокоякісні асфальтові бетони на основі техногенної сировини: Монографія. - Макіївка: ДонДАБА, 1999. - 213 с.

3. Базжин Л.И. Математические модели свойств композиционных строительных материалов: Учеб. пособие.- К.: УМК ВО, 1989.- 88 с.

4. Базжин Л.И., Гавенко А.В. Исследование влияния фракционного состава асфальтового бетона методом случайного баланса // Новые исследования в строительстве: Сб. науч. тр. - Макеевка: ДГАСА. - 1993. - С. 22-26

5. Базжин Л.И. Применение комплексного вяжущего для получения асфальтового бетона с высоким качеством на основе использования золошлаковой смеси // Ресурсосбережение и экология промышленного региона: Сб. тр. - Т. 1. - Макеевка: ДГАСА. - 1995. - С. 12-13

6. Базжин Л.И. Использование отходов камнедробления для получения качественных составов асфальтовых бетонов // Вестник ДГАСА. - Макеевка: ДГАСА. - 1996. - Вып. 96-3 (4). - С. 113-114.

7. Базжин Л.И. Компьютерный вычислительный эксперимент в проектировании композиционного материала // Искусственный интеллект. - Вып. 2, 1998. - С. 99-104.

8. Базжин Л.И. Нетривиальная компьютерно-информационная высокая технология в проектировании асфальтового бетона на отходах производства // Вестник ДГАСА. - Макеевка: ДГАСА. - 1998. - Вып. 98-1(9). - С. 7-12.

9. Базжин Л.И. Математические модели прочности асфальтового бетона // Вестник ДГАСА. - Макеевка: ДГАСА. - 1999. - Вып. 99-2(16). - С. 97-100.

10. Базжин Л.І. Проектування асфальтового бетону за допомогою нетрадиційної комп'ютерно-інформаційної технології // Автошляховик України. - 1999. - № 2. - С. 42-44.

11. Базжин Л.И. Кремнеземистые пылевидные отходы производств в асфальтовых бетонах с заданным комплексом свойств // Вісник ДонДАБА. - 1999. - Вип. 99-3(17). - С. 82 - 87.

12. Базжин Л.И. Влияние отдельных фракций зернового состава минерального остова на физико-механические свойства асфальтового бетона // Современные проблемы строительства: Ежегодный научно-технический сборник. - Донецк: - Донецкий ПромстройНИИпроект, ООО “Лебедь”. - 1999. - С. 87-89.

13. Базжин Л.І. Вплив зернового складу мінерального каркаса на властивості асфальтового бетону в окремих типах гранулометрії // Автошляховик Украіни. - № 3. - 1999. - С. 44-46.

14. Базжин Л.И. Концепция ресурсосбережения в создании композиционного материала // Вісник ДонДАБА. - Макіївка: ДонДАБА. - 1999. - Вип. 99-5(19). - С. 92-95.

15. Базжин Л.И. Исследование влияния зернового состава минеральных материалов на свойства асфальтового бетона // Известия вузов. Строительство. - 2000. - № 12. - С. 33-38.

16. Базжин Л.И. ИК-спектроскопические исследования влияния золы уноса ТЭС на старение битума // Вісник ДонДАБА. - Макіївка: ДонДАБА. - 2000. - Вип. 2000-2(22). - С. 160-162.

17. Базжин Л.І. Асфальтові бетони із застосуванням золошлакових сумішей ТЕС і відходів виробництв органічних полімерів // Автошляховик України. - 2000.- № 1. - С. 38 - 40.

18. Базжин ЛІ. Карбонатні відходи подрібнення як сировина для одержання асфальтового бетону // Автошляховик України. - 2000.- № 2. - С. 40-43.

19. Базжин Л.І. Оптимізовані бітумомінеральні суміші з відходів подрібнення карбонатних гірських порід // Автошляховик України. - 2000 - № 3. - С. 37-40.

20. Базжин Л.И. Влияние фракционного состава минеральных каркасов на

свойства асфальтового бетона в отдельных типах гранулометрии // Известия вузов. Строительство. - 2000. - № 6. - С. 43 - 48.

21. Базжин Л.И. Эквидистантная закономерность изменения свойств асфальтового бетона // Известия вузов. Строительство. - 2000. - № 11. - С. 78-82.

22. Базжин Л.И. Компьютерное обобщение кривых плотных смесей асфальтового бетона // Известия вузов. Строительство. - 2000. - № 12. - С. 45-48.

23. Базжин Л.И. Системный анализ в создании композиционного материала

// Современные проблемы строительства. - Т. II: Ежег. науч.-техн. сб. - Донецк: Донецкий ПромстройНИИпроект, ООО “Лебедь”. - 2000. - С. 49-53.

24. Базжин Л.И. Оценка морозостойкости асфальтового бетона в натурных условиях // Вісник ДонДАБА. - Макіївка: ДонДАБА. - 2000. - Вип. 2000-3(23). - С. 3-5.

25. Базжин Л.І. Відсів подрібнення відвального мартенівського шлаку - ефективний регулятор властивостей бітумомінеральних сумішей // Автошляховик України. - 2001.- № 1. - С. 37-39.

26. Базжин Л.И. Асфальтовые бетоны на основе отходов дробления гранитных горных пород // Вісник ДонДАБА. - Макіївка: ДонДАБА. - 2001. - Вип. 2001-2(27). - С. 64-66.

27. Базжин Л.И. Прогнозирование свойств асфальтового бетона с помощью прогнозирующе-оптимизационного комплекса // Известия вузов. Строительство. - 2001. - № 5. - С. 31-36.

28. Базжин Л.І. Шлам ливарного цеху як мінеральний порошок для асфальтового бетону // Автошляховик України. - 2001. - № 2. - С. 41-43.

29. Базжин Л.И. Оптимизация асфальтового бетона с учетом каждой фракции зернового состава минерального каркаса // Известия вузов. Строительство. - 2001. - № 7. - С. 27-30.

30. Базжин Л.И. Прогнозирование свойств асфальтового бетона с применением компьютерного вычислительного эксперимента // Известия вузов. Строительство. - 2001. - № 8 - С. 56-61.

31. Базжин Л.І. Якісні асфальтові бетоні із застосуванням відходів теплоенергетики // Вісник Національного університету “Львівська політехніка”. - Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2000.- Вип. № 409. - C. 3-8.

32. Базжин Л.И. Ваграночний шлак у якісних асфальтових бетонах // Автошляховик Украіни. - 2001. - № 2 - С. 37-39.

33. Базжин Л.І. Вплив окремих фракцій мінерального каркаса на пружні властивості асфальтового бетону за різних температур // Автошляховик України. - 2002. - № 1. - С. 34-35.

34. Базжин Л.И. Качественные битумоминеральные смеси на основе отходов дробления горных пород // Известия вузов. Строительство. - 2001. - № 9-10. - C. 49-55.

35. Базжин Л.И. Влияние факторов состава на сдвигоустойчивость асфальтового бетона // Известия вузов. Строительство. - 2002. - № 7 - С. 31-35.

36. Базжин Л.И.Оценка влияния на прочность асфальтового бетона при изгибе отдельных фракций минерального каркаса // Известия вузов. Строительство. - 2002. - № 9 - С. 56-59.

37. Базжин Л.І. Узагальнені математичні моделі міцності асфальтового бетону на вигин з урахуванням зернового складу мінеральної частини і різних температур // Автошляховик України. - 2002. - № 3. - С. 38-40.

38. Базжин Л.І. Вплив окремих фракцій мінеральної частини на водні властивості асфальтового бетону // Автошляховик України. - 2003. - № 1. - С. 40-42.

39. Базжин Л.И. Влияние компонентов асфальтового бетона на его пористость // Известия вузов. Строительство. - № 12.- 2003. - С. 32-36.

40. Базжин Л.И. Корреляционные математические модели прочности внутреннего сцепления в асфальтовом бетоне при различных температурах // Современные проблемы строительства: Ежег. науч. техн. сб. - Донецк: Донецкий ПромстройНИИпроект. - 2003. - № 1 (6) 2003. - С. 90-94.

41. Базжин Л.І. Математичне моделювання водних властивостей асфальтового бетону на основі виробничого зернового складу мінеральної частини // Автошляховик Украіни. - 2003. - № 5 - С. 28-30.

42. Базжин Л.І. Одержання математичних моделей міцності асфальтового бетону при стиску на основі комп'ютерної оптимізації // Автошляховик України. - 2003. - № 6. - С. 31-33.

43. Базжин Л.И. Корреляционные математические модели прочности асфальтового бетона на изгиб при различных температурах // Известия вузов. Строительство. - № 10. - 2004. - С. 24-29.

44. Базжин Л.И. Математические модели прочности асфальтового бетона на изгиб с учетом производственного зернового состава минеральной части // Известия вузов. Строительство. - 2004. - № 1. - С. 28-31.

45. Базжин Л.И., Доля А.Г. Корреляционные математические модели сдвигоустойчивости асфальтового бетона // Вісник ДонДАБА. - Макіївка: ДонДАБА. - 2004. - Вип. 2004-1 (43). - Том 2. - С. 41-44.

46. Базжин Л.І. Комп'ютерна оптимізація одержання узагальнених математичних моделей пружності асфальтового бетону з урахуванням зернового складу мінеральної частини і різних температур // Современные проблемы строительства: Ежег. науч.-техн. сб. - Донецк: Донецкий ПромстройНИИпроект, ООО “Лебедь”. - 2004. - № 2(7) 2004. - С. 140-144.

47. А.с. 960139 СССР, С 04 В 13/30. Дегтебетонная смесь / Братчун В.И., Почапский Н.Ф., Золотарев В.А., Псюрник в.А., Гагацев В Г., Повзун А.И., Базжин Л.И., Стасюк Н.К. - № 3224821/29-33; Заявлено 22.10.80; Опубл. 23.09.82; Бюл. № 35. - 3 с.

48. Держпатент 13730 Україна, СО4В 13/30, CО8L95/00. В`яжуче для дорожнього бетону / Братчун В.І., Почапський М.Ф., Золотарьов В.О., Грушко І.М., Базжин Л.І., Повзун О.І., Гріщенко П.М. - № 2986214; Заявл. 30.09.80; Опубл. 25.04.97; Бюл. № 2. - 1 с.

АНОТАЦІЇ

Базжин Л. І. Наукові основи проектування дорожніх асфальтобетонів з використанням техногенної сировини і прогнозуюче-оптимізаційніх комплексів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.23.05 - Будівельні матеріали та вироби. Донбаська національна академія будівництва і архітектури. Макіївка, 2005.

Дисертація висвітлює проблему одержання асфальтобетонів з високими технічними властивостями на основі застосування концепції ресурсозбереження: найбільш дешеві матеріали (відходи виробництв найважливіших галузей господарства України), найменш витратні технології виготовлення і найбільш ефективні методи проектування (математичне моделювання, оптимізація). Запропоновані методи керування структурою асфальтобетонів за допомогою: відходів подрібнення карбонатних гірських порід, бітумодьогтеполімерного в'яжучого (БДПВ) і оптимізації за математичними моделями зернових складів мінеральних каркасів, вмісту мінерального порошку, бітуму і його пенетрації.

Вивчено фізико-механічні властивості оптимальних складів асфальтобетонів. Зафіксовано новоутворення в бітумі при старінні під впливом ряду пилоподібних кремнеземистих відходів виробництв.

Розроблено дві підсистеми прогнозування властивостей асфальтобетонів на основі ЕС-моделей (ПОКТ і ПОК). Підсистема ПОК враховує роль у структуроутворенні кожної фракції зернового складу мінерального каркаса.

Розроблено різні методи проектування асфальтобетонів:

- оптимізацією за ЕС-моделями, у яких врахована роль кожної фракції мінеральної частини, вміст мінерального порошку, бітуму і його пенетрації;

- за кореляційними моделями;

- за змішаними кореляційно-регресійними моделями;

- за еквідистантними кривими зміни властивостей асфальтобетонів і ЕС-моделями.

Здійснено виробниче впровадження оптимальних складів асфальтобетонів з використанням техногенної сировини, а також комп'ютерних підсистем ПОКТ і ПОК прогнозування його властивостей.

Ключові слова: системний аналіз, ресурсозбереження, регулювання, проектування складів асфальтобетону, старіння, моделювання, оптимізація, ресурсна й інформаційна ефективність.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.23.05 - Строительные материалы и изделия. Донбасская национальная академия строительства и архитектуры. Макеевка, 2005.

Базжин Л.И. Научные основы проектирования дорожных асфальтобетонов с использованием техногенного сырья и прогнозирующе-оптимизационных комплексов. - Рукопись.

Цель исследования - теоретическое и экспериментальное обоснование эффективных способов регулирования структуры и проектирования качественных дорожных асфальтовых бетонов с применением минерального и органического техногенного сырья.

Предложены методы управления структурой и свойствами асфальтових бетонов с помощью: отходов дробления карбонатных горных пород, битумодегтеполимерного вяжущего (БДПВ) и оптимизации по ЭС-моделям, учитывающих каждую фракцию зерновых составов минерального остова, содержание минерального порошка, битума и его пенетрацию.

Изучены физико-механические свойства отходов дробления известняков, доломитов, гранитов, отвального мартеновского шлака, золошлаковой смеси и золы уноса ТЭС, доломитовой и цементной пыли, шлама литейного цеха, отходов дистилляции фталевого ангидрида, каменноугольного дегтя, отходов производства поливинилхлорида и полистирола. Осуществлена классификация отходов по активности взаимодействия с битумом и структуре минеральных частиц на 4 группы: активные плотные, активные пористые, инактивные плотные и инактивные пористые.

Разработаны теоретические предпосылки получения качественных асфальтовых бетонов с использованием техногенного сырья. С применением традиционной теории математического планирования экспериментов получены экспериментально-статистические модели свойств асфальтовых бетонов для 26 систем. По ЭС-моделям осуществлена оптимизация составов асфальтобетонов с целью получения их со свойствами марки I. Разработана первая подсистема прогнозирования (ПОКТ) свойств асфальтобетона на основе ЭС-моделей. Ряд оптимизированных составов асфальтовых бетонов внедрены в производство.

Изучено влияние кремнеземистых золы уноса ТЭС и шлама литейного цеха на старение асфальтовых бетонов. Зафиксированы кислородсодержащие новообразования в битуме при старении под воздействием этих отходов.

Для расширения области принятий решений в научных и производственных задачах на основе случайного многоуровневого несимметричного планирования эксперимента разработаны ЭС-модели для 30 свойств асфальтового бетона, учитывающих роль в структурообразовании каждой фракции зернового состава минерального остова из сиенита, содержание известнякового минерального порошка, битума и его пенетрацию. Эти модели названы эталонными, они имеют высокую информативную эффективность (в 139 раз большую, чем модели, не учитывающие каждую фракцию зернового состава), а также ресурсную. С их помощью получены данные, которые не противоречили ряду гипотез, сформулированных в ходе исследований. Установлено количественное влияние каждого фактора в изменение каждого свойства асфальтового бетона в любой точке факторного пространства. Разработан метод проектирования асфальтового бетона, использующего эталонные ЭС-модели и оптимизацию с помощью нелинейного квадратичного программирования. Предложен метод перехода от фракций из сиенита к фракциям из других по природе плотных минеральных частиц на основе эквидистантного изменения свойств асфальтового бетона при определенных условиях.

Для повышения точности прогнозирования свойств бетона получены ЭС-модели, в которых взаимодействия между факторами установлены с помощью компьютерной оптимизации процесса математического моделирования.

На АБЗ не осуществляется пофракционный рассев песка, а поэтому разработаны ЭС-модели, учитывающие роль в структурообразовании только фракций щебня, минерального порошка, битума и его пенетрации.

Разработан метод проектирования асфальтового бетона по корреляционным моделям. По 6 свойствам (пористость минерального остова и его средняя плотность, остаточная пористость асфальтового бетона и его средняя плотность, прочность бетона на сжатие и динамический модуль упругости при 20⁰С (определяется на ультразвуковой установке)) прогнозируются 24 свойства асфальтового бетона. Метод применим для бетона на фракциях из плотных кислых горных пород (граниты, сиениты, андезиты, базальты и др.) и минеральном порошке из плотного известняка.

Предложен метод проектирования асфальтового бетона по смешанным корреляционно-регрессионным моделям (в модели, кроме свойств, введены фракции крупного заполнителя, битума, минерального порошка). Они имеют более высокую точность прогноза, чем корреляционные.

Разработан метод проектирования по эквидистантным кривым изменения свойств асфальтового бетона, эталонным ЭС-моделям; по ЭС-моделям, учитывающим производственные зерновые составы (МЭК). На основе этих моделей разработана вторая компьютерная подсистемы прогнозирования свойств бетона (ПОК). Этот метод позволяет проектировать асфальтовый бетон на фракциях минеральной части любого химико-минералогического состава (плотных по структуре), любом минеральном порошке и битуме по экспериментальному определению свойств асфальтового бетона в одной точке факторного пространства. При этом осуществляется одновременная оптимизации составов асфальтобетона по содержанию битума и его пенетрации. ПОК составил основу компьютерно-информационной технологии проектирования асфальтобетона.

Ключевые слова: системный анализ, ресурсосбережение, регулирование, проектирование составов асфальтобетона, старение, моделирование, оптимизация, ресурсная и информативная эффективность.

Bazzhin L.I. Scientific Base of Road Asphalt Concrete Mix Design Using Raw Materials and Predicting and Optimizing Complexes. - Manuscript.

The Dissertation studies the problem of production of asphalt concrete mix with high technical properties based on resource saving that means the use of the cheapest materials (wastes of production in major fields of economy in Ukraine), the least expensive production technologies and the most effective design methods (mathematical simulation, optimization). The author offers to control asphalt concrete mix structure with the help of carbonate rock crushing wastes, bitumen-tar polymeric binder and optimization using mathematical models of grain compounds of mineral frames, content of mineral powder, bitumen and its penetration.

Physico-chemical properties of optimum compounds of asphalt concrete mix are studied. New formations are found in aging bitumen under the action of a number of industrial pulverulent silica wastes.

Two subsystems of prediction of asphalt concrete mix properties on the basis of ЭС-models of conventional predicting optimizing complex and predicting optimizing complex are developed. According to the conventional predicting optimizing complex subsystem 26 systems of as...