О возможности применения отработанных моторных масел для производства холодных регенерированных смесей с дисперсионным вязким битумом

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 625.855.31/32

О ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ОТРАБОТАННЫХ МОТОРНЫХ МАСЕЛ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДНЫХ РЕГЕНЕРИРОВАННЫХ СМЕСЕЙ С ДИСПЕРСИОННЫМ ВЯЗКИМ БИТУМОМ

Чечеткин Александр Юрьевич

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический

университет имени Гагарина Ю.А.»

Россия, Саратов

Магистрант

E-mail: arriva-al-c@yandex.ru

В статье приводится анализ исследований, посвящённых проблеме производства регенерированных асфальтобетонных смесей с дисперсионным битумом различными способами. Была выявлена возможность приготовления асфальтобетонных смесей с применением отработанных моторных масел.

Ключевые слова: Регенерация, дисперсионный битум, утилизация, отработанные масла.

регенерированный асфальтобетонный битум масло

Chechyotkin Alexander Yurievich

Federal State-Funded Educational Institution of Higher Education

«Yuri Gagarin State Technical University of Saratov»

Russia, Saratov

Undergraduatе

E-mail: arriva-al-c@yandex.ru

The article includes a research analysis devoted to the problem of the regenerated asphalt concrete mixtures using dispersed bitumen production by various methods. The possibility of use asphalt mixtures using the motor oils has been revealed.

Keywords: Regeneration, dispersed bitumen, recycling, waste oils.

Самым распространенным материалом для устройства дорожных покрытий является асфальтобетон горячего приготовления.

Проблема утилизации старого асфальтобетона становится все более актуальной в связи со значительными объемами снимаемого старого асфальтобетона в нашей стране, измеряемыми миллионами тонн.

Наиболее эффективным способом повторного использования старого асфальтобетона является регенерация, которая может осуществляться горячим и холодным способами.

Технология горячей регенерации асфальта имеет существенные недостатки: значительные энергозатраты на сушку и нагрев составляющих компонентов, выброс в атмосферу канцерогенных углеводородов, минеральной пыли.

В Саратовском Государственном Техническом Университете имени Гагарина Ю.А. разработана холодная технология производства регенерированного асфальта с дисперсионным битумом, исключающая необходимость применения готовых битумных эмульсий [1,8].

Идея предлагаемой технологии заключается в том, что битум диспергируется в процессе перемешивания увлажненных минеральных составляющих и старого асфальтобетона (асфальтогранулята). Холодный измельченный старый асфальтобетон, песок и минеральный порошок увлажняются и перемешиваются. В полученную смесь вводится вязкий битум с рабочей температурой 140-150єС. В процессе перемешивания в объеме смеси образуется прямая медленнораспадающаяся битумная эмульсия на твердом эмульгаторе, роль которого выполняет минеральный порошок [6].

Уплотняемость полученной смеси зависит от количества содержащейся в смеси воды и проявления клеящего действия битума по мере её испарения. Адгезия битума в данном случае проходит в три стадии: к свободной воде, к прочно связанной ориентированной воде и к сухой минеральной поверхности [6].

Спецификой технологии является длительность процесса уплотнения смесей катками по мере испарения воды, с увеличением уплотняющей нагрузки. В зависимости от погодных условий процесс уплотнения может продолжаться более 12 часов.

Технология холодной регенерации асфальтобетона с дисперсионным битумом совершенствуется и развивается. Научными сотрудниками СГТУ имени Гагарина Ю.А. разрабатываются и исследуются составы холодных регенерированных смесей.

Разработана и запатентована эффективная холодная технология вибролитого регенерированного асфальта с дисперсионным битумом, позволяющая устраивать покрытия без катков.

Первичное уплотнение выполняется вибрацией в процессе распределения смеси асфальтоукладчиком. Окончательное уплотнение осуществляется движением транспорта в ходе эксплуатации покрытия. Уплотнение вибрацией является наиболее эффективным и позволяет обеспечить наиболее плотную упаковку зерен в готовом покрытии [5,7].

Технология холодной регенерации асфальтобетона по способу СГТУ имени Гагарина Ю.А. позволяет использовать широкий спектр материалов и вводить ряд добавок, использовать циклический или непрерывный способы приготовления смесей. Например, добавка цемента способствует улучшению дорожно-технических свойств получаемого покрытия.

Также в СГТУ имени Гагарина Ю.А. исследовалась звукопоглощающая способность различных асфальтов с дисперсионными органическими вяжущими [3]. Доказано, что звукопоглощение таких асфальтов на 2-6 дБ выше, по сравнению с плотным горячим асфальтобетоном, за счет остаточной пористости, которая составляет около 10%. После испарения воды и постепенного уплотнения асфальтобетон на дисперсионном битуме имеет тонкопористую структуру с закрытыми порами, что обеспечивает защиту материала от проникновения вглубь него пыли, которая приводила бы к снижению звукопоглощающей способности.

Технология холодной регенерации асфальта с дисперсионным битумом способствует решению экономических и социальных проблем:

- технология является энергосберегающей, так как отпадает необходимость сушить и нагревать старый асфальт, песок и минеральный порошок;

- технология является экологически безопасной, увлажнение материалов практически исключает выброс минеральной пыли, приготовление смеси без ее нагрева минимизирует выброс различных окислов, канцерогенных углеводородов;

- технология является трудосберегающей, поскольку из технологической линии исключаются сушильное оборудование, топочное хозяйство, пылеуловительная установка.

Наряду с проблемой повторного применения старого асфальтобетона, образующегося при снятии слоев дорожного покрытия при ремонте, острейшую экологическую проблему представляет сбор и утилизация нефтеотходов и, прежде всего, отработанных моторных масел, в соответствии с требованиями ГОСТ 55832-2013 [9].

Отработанные масла, попадающие в окружающую среду, лишь частично удаляются или обезвреживаются в результате природных процессов. Остальная часть является источником загрязнения почвы, водоемов и атмосферы.

В России до 70% всех отработанных масел нелегально сбрасываются в окружающую среду, 30% собираются, но из всех собранных отработанных масел только 14% идут на регенерацию, остальные 16% используются как топливо или сжигаются [8].

В свете этих проблем необходимо исследовать и расширить использование отработанных моторных масел в приготовлении асфальтобетонных смесей.

Разработаны и запатентованы составы и способы приготовления горячих асфальтобетонных смесей с применением отработанного моторного масла.

При низких температурах эксплуатации асфальтобетона связующее «битум + активированный минеральный порошок» не обеспечивает необходимой эластичности пленки, что снижает морозостойкость и долговечность дорожных покрытий. Применение отработанных масел в производстве асфальтобетона позволяет решить вопросы повышения долговечности и морозостойкости дорожных покрытий.

В процессе смешения отработанного масла с минеральным порошком происходит равномерное покрытие частиц порошка, заполнение пор маслом. Показатель битумоёмкости активированного минерального порошка снижается.

Граничные пределы количественного введения отработанных масел обоснованы показателями асфальтобетона. Оптимальным является пятипроцентное содержание масла для активации минерального порошка [4].

В ГИПРОДОРНИИ был разработан способ термопластификации с использованием в качестве пластификатора отработанного моторного масла. Этот способ позволяет регенерировать асфальтобетон без добавления новой смеси. Введение пластификатора также компенсирует увеличение жесткости битума, связанное с разогревом покрытия [2].

Применение отработанных масел в приготовлении холодных регенерированных асфальтобетонных смесей с дисперсионным битумом, технология которых разрабатывается в СГТУ имени Гагарина Ю.А., исключает недостатки, присущие горячим технологиям: большая энерго- и металлоемкость, вредные выбросы в окружающую среду.

Предварительные исследования показали, что технология приготовления регенерированного асфальта с добавлением отработанного моторного масла позволяет получить материал, соответствующий требованиям ГОСТ 9128-2013 [10] к плотному асфальтобетону, с показателями водонасыщения, соответствующими пористому асфальтобетону, но при сохранении всех остальных требований стандарта. 

Библиографический список

1. Методические рекомендации по восстановлению асфальтобетонных покрытий и оснований автомобильных дорог способами холодной регенерации. - Изд. офиц. отрасл. дор. метод. документ / М-во трансп. Российской Федерации, Гос. служба дор. хоз-ва (Росавтодор). - М., 2002. - 56 с.

2. Бахрах Г.С. Регенерация покрытий и дорожных одежд нежесткого типа: тематическая подборка - Изд. офиц. / М-во трансп. Российской Федерации, Гос. служба дор. хоз-ва (Росавтодор). - М., 2003. - 93 с.

3. Андронов С.Ю., Пыжов А.С. Снижение шума дорожными покрытиями из холодных органоминеральных смесей с диспергированными органическими вяжущими.

4. Способ приготовления асфальтобетонной смеси: пат. RU2312836 Российская Федерация/Могунов В.В., Бондаренко И.Ф.; заявл. 5.03.01, опубл. 10.08.02.

5.Способ приготовления холодной органоминеральной смеси для дорожных покрытий: пат. 2351703 Рос. Федерация. / Н.А. Горнаев, В.Е. Никишин, С.М. Евтеева, С.Ю. Андронов, А.С.Пыжов; заявл. 15.02.08; опубл. 10.04.09, Бюл. No10. - 10 с.

6. Технология холодной регенерации асфальтобетона/ Горнаев Н.А., Никишин В.Е.//Наука и техника в дорожной отрасли. - 2005. - No3. - с. 43-44

7. Андронов С.Ю. Холодная технология производства и применения вибролитого регенерированного асфальта /Вестник ТГАСУ №1, 2011 с.178-191

8. Сиваков В.В., Быховец И.Д. Экологические аспекты использования отработанного моторного масла //Экология и защита окружающей среды: сб. тез. докл. Междунар. науч.-практ. конф., 19--20 марта 2014 г. / под общ. ред. А. Е. Грицук. - Минск: Изд. центр БГУ, 2014. - С.23-26.

9. ГОСТ Р 55832-2013 Ресурсосбережение. Наилучшие доступные технологии. Экологически безопасная ликвидация отработанных масел [Текст] - введ. 01.01.2015.

10. ГОСТ 9128-2013 Смеси асфальтобетонные, полимерасфальтобетонные, асфальтобетон, полимерасфальтобетон для автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия [Текст] - Взамен ГОСТ 9128-2009; введ. 01.11.2014.

Размещено на Allbest.ru