Методические рекомендации
Методические рекомендации по применению составленных вяжущих в покрытиях автомобильных дорог

Министерство транспортного строительство

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (СОЮЗДОРНИИ *

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ПРИМЕНЕНИЮ СОСТАВЛЕННЫХ ВЯЖУЩИХ В ПОКРЫТИЯХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Одобрены Минавтошосдором Латвийской ССР

Москва 1980

УДК 681.16:668.721:625.85(075.5)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ

составленных вяжущих в покрытиях Автомобильных ДОРОГ. Союздорнии. М., 1980.

Предлагается использовать так называемые составленные вяжущие, основой которых являются нефтяные битумы и гудроны, а в качестве дополнительных ком -"онентов используются побочные продукты переработки оевесины - сухоперегонные древесные смолы, всплыв-ые смоляные масла и древесные пеки; целлюлозы -алловые пеки и горючих сланцев - сланцевые битумы.

юиводится краткая характеристика дополнительных шмпонентов составленных вяжущих. Даются рекомен -дации по назначению содержания компонентов в составленных вяжущих. Указываются область применения и требования к составленным вяжущим, а также к исходным материалам и асфальтобетонным смесям.

Излагаются вопросы приготовления составлен н ы х вяжущих и их применения при устройстве дорожных по-хоытий и оснований. Даются рекомендации по т^хни ке безопасности при работе с составленными вяжущими

4*2. К талловому пеку предъявляются требова н и я только по вязкости в зависимости от его назначе н и я. Талловый пек, предназначенный для увеличения вязко -сти и улучшения свойств нефтяного гудрона с целью получить вяжущее для теплого асфальтобетона, должен иметь температуру размягчения не менее 40°С. Талловый пек, используемый для замены части нефтяного битума или гудрона, должен иметь температуру размяг -чения не менее 25°С.

Вязкость таллового пека, используемого для улуч -шения сцепления нефтяного вяжущего с поверхност ью каменных материалов, а также в качестве пластификатора, не ограничивается.

4.3.    Для приготовления асфальтобетона в целях до -стижения наибольшего технико-экономического эффекта необходимо минимальное содержание таллового пека в составленном вяжущем. Это обусловлено тем, что добавка таллового пека к нефтяному вяжущему способ -ствует улучшению уплотняемости асфальтобетона,что в конечном итоге приводит к общему снижению содержания вяжущего в составе асфальтобетона* Поэтому при наличии ограниченного количества таллового пека его целесообразно использовать для получения максимально возможного объема асфальтобетонной смеси с добавкой таллового пека,

4.4,    Составленное вяжущее из таллового пека и вязкого нефтяного битума по всем показателям свойств должно соответствовать требованиям ГОСТ 22245-76'Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия' применительно к той марке битума, в пределах которое находится показатель глубины проникания составленного вяжущего. При объединении таллового пека с нефтяным гудроном предъявляются требования только к ис -ходным компонентам. Пригодность данного вяжуще г о для приготовления теплого асфальтобетона устанавливается по показателям свойств образцов такого асфальтобетона.

11

4.5.    Вязкие сланцевые битумы, используемые для приготовления составленного вяжущего, должны иметь показатель глубины проникания иглы в пределак 100-300. Объединяются вязкие сланцевые битумы только с нефтяными гудронами*

4.6.    Содержание вязкого сланцевого битума в составленном вяжущем зависит от вязкости смешиваемых компонентов, назначения составленного вяжущего и не должно превышать 50% массы. Причем в Вяжущем .предназначенном для устройства асфальтобетонных покры -тий, его содержание должно быть в пределах 30-50% массы вяжущего, а в вяжущем, предназначенном для устройства оснований и для других видов работ,,- меньше 30%. Во всех случаях содержание вязкого сланцевого битума в составленном вяжущем не должно превы -шать 50% массы.

4.7.    Составленные вяжущие из вязкого сланцевого битума и нефтяного гудрона в зависимости от свойств исходных компонентов и их соотношения должны соот -ветствовать требованиям, приведенным в табл.4.2.

4.8.    Для приготовления составленных вяжущих должны применяться только высококачественные нефтяные гудроны, получаемые в процессе прямой перегонки нефти. Гудроны, получаемые при других способах перера -ботки нефти, а также содержащие примеси получаемых при этом продуктов, для приготовления составленного вяжущего не пригодны. Внешними признаками низкока -чественногО гудрона являются коричневатый или зеле -новато—коричневатый цвет и резкий неприятный запах. Низкокачественные гудроны не выдерживают испытания на однородность.

4.8.    Гудроны, предназначенные для приготовления составленных вяжущих, должны соответствовать требованиям , приведенным в табл.4.3. У гудронов, преднаэна -ченных для смешивания с вязкими сланцевыми битумами, ограничивается также и верхний предел вязкости при 60°С, который должен быть не более 300 с.

12

4.10.    Нефтяные битумы, используемые для приготовления составленного вяжущего, должны соответствовать! требованиям ГОСТ 22245-76.

4.11.    Для приготовления составленного вяжущего из вязкого нефтяного битума и нефтяного гудрона рекомендуется использовать битумы марок БНД 40/60.БНД 60/90 и БНД 90/130.

4.12.    Соотношение битума и гудрона в составлен -ном вяжущем зависит от вязкости смешиваемых ком -понентов и марки составленного вяжущего, которую требуется получить. Соотношение компонентов подби -рают по показателю глубины проникания иглы при 25^.

В составленном вяжущем этот показатель должен со -ответствовать той марке вяжущего, которую требует -ся получить. При подборе соотношения компонен т о в ориентировочно можно принять, что при добавке к би -туму 15-26% гудрона с вязкостью C^q порядка 100 -150 с по показателю глубины проникания вязкость би -тума снижается приблизительно на одну марку, а при добавке 30-40% гудрона - на две марки. Та к, например* при добавке 20% гудрона к битуму марки БНД 40/60

14

получится битум марки БНД 60/90, а при добавке 40% гудрона - битум марки БНД 90/130.

4.13.    Составленное вяжущее из нефтяных битума и гудрона по всем показателям должно соответствова т ь требованиям ГОСТ 22245-76 применительно к той марке битума, в пределах которой находится показатель глубины проникания составленного вяжущего. Снижение показателя растяжимости составленного вяжущего ни -же предела, установленного стандартом для соответ -ствующей марки битума, свидетельствует о том, что к битуму добавлен низкокачественный гудрон.

4.14.    Выбор марки (вязкости) составленного вяжущего с учетом вида покрытия или основания, способа устройства, категории дороги и дорожно-климатической зоны производится в соответствии с ГОСТ 9128-76 и 'Инструкцией' ВСЯ 123-77. Вязкость составленного bsh жущего из вязкого сланцевого битума и нефтяного гудрона должна быть меньше вязкости нефтяного битума, предусмотренного для применения в конкретных уело -внях строительства. Такое вяжущее с глубиной проникания в пределах 250-500 может быть испольэова н о при всех способах устройства покрытий и основа н и й, кроме способа смешения на дороге, а вяжущее с глубиной проникания более 500 исключается при устройстве асфальтобетонных покрытий и поверхностных обра -боток на дорогах выше 1У категории.

4.15.    Минеральные материалы:    щебень, гравий, пе

сок, минеральный порошок» предназначенные для уст — ройства асфальтобетонных покрытий и оснований, должны соответствовать требованиям ГОСТ 0128-76, а для устройства покрытий и оснований других типов - 'Инструкции' ВСН 123-77. Не разрешается применять активированные минеральные порошки,за исключением тех случаев, когда для активации порошков использован о либо нефтяное вяжущее без добавок, либо нефтяное вяжущее с добавкой того компонента, который входит в составленное вяжущее.

15

УДК 691.16:668Л 21:525.85(075.5)

При строительстве дорожных покрытий и основан* в связи с дефицитом нефтяных вяжущих, в частно с i вязкого нефтяного битума, предлагается использова-i составленные вяжущие на основе нефтяного битума ьл> гудрона с использованием сухоперегонных древес ны смол, всипывных смоляных масел, древесного а талло-вого пека и сланпевого битума.

В 'Методических рекомендациях vj применению составленных вяжущих в покрытия,- автомобильных доро изложены вопросы применена указанных местных ма -териалов в качеств поверхностно-активных добавок, « также компонеп составленного вяжущего.

Настоящие 'Методические рекомендации* разработ** ны на основе исследований, проведенных Ленинград ским филиалом Союздорнии при участии Лесотехннче ской академии им.С.М.Кирова и лаборатории лиги и н и Всесоюзного научно-производственного объедине н и я 'Бумпром'.

'Методические рекомендации' составили кандидаты технических наук В.А.Захаров, А.П.Архипова, И.В.Фн -липпов (Ленинградский филиал Союздорнии)

Замечания и пожелания просьба направлять по адресу: 143900, г.Балашиха-6 Московской обл., Союздорнии или 191065, г.Ленинград, Д-65, ул.Герпена, 18, Лени*: -градский филиал Союздорнии.

К Общие положения

1.1.    В результате проведенных исследований ре ко -мендуется использовать в дорожном строительстве та--<ие местные материалы, как всплывные смоляные масла, сухоперегонные древесные смолы, древесный и тал-човый пеки, вязкий сланцевый битум_тв качестве компонентов составленного вяжущего основой которого является нефтяной битум или нефт5шой гудрон.

1.2.    Технико-экономическая деле образность и эф -шективность использования составлен *ых вяжущих обу -словлена прежде всего дефицитом нефтяных вяжущих.Ио-пользование составленных вяжущих позволяет увеличить общий объем вяжущих для дорожного строительства. В ряде случаев составленное вяжущее получается более высокого качества по сравнению с нефтяными вяжущи -ми. Асфальтобетон на таком вяжущем обладает лучшей уплотняемостью, меньшей битумоемкостью и улучшенными показателями физико-механических свойств. Такие материалы, как древесный и талловый пеки,вязкий слан -цевый битум, позволяют получить на основе нефтяно г с гудрона, минуя стадию его окисления, составленное вяжущее, обеспечивающее асфальтобетону показа теля свойств, предусмотренные стандартом для теплого и даже для горячего асфальтобетона. И, наконец, некоторые компоненты составленного вяжущего дешевле вязко г о нефтяного битума, что обеспечивает стоимость состав -ленного вяжущего, не превышающую стоимость нефтяного битума.

1.3. В тех случаях, когда по условиям строитель -ства требуется применение маловязких битумов марок БНД 130/200, БНД 200/300, они могут быть приготовлены из более вязкого дорожного битума с добавлением к нему 30-50% неокисленного нефтяного гудрона, причем стоимость такого составленного вяжущего бу -дет на 15-20% ниже стоимости дорожного битума, выпускаемого промышленностью.

4

1.4.    Составленные вяжущие можно рекомендовать для широкого применения при различных способах устройства дорожных покрытий и оснований.

1.5.    При строительстве асфальтобетонных и других видов покрытий и оснований с использованием составленных вяжущих следует руководствоваться ГОСТ9128-76 'Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия', Руководством по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий ' (М., 'Транспорт', 1978) и 'Инструкцией по устройству покрытий и оснований из щебеночных, гравийных и песчаных материалов, обработанных органическими вяжущими' ВСН 123-77 (Минтрансстрой* М., 1978).

Настоящие 'Методические рекомендации' дополняют перечисленные документы в вопросах использования со-» ставленных вяжущих*

2, Краткая характеристика компонентов составленных вяжущих и их назначение

2.1. Сухоперегонная древесная смола - маслянистая жидкость темно-коричневого цвета. Ее получают на лесохимических комбинатах в результате пиролиза древесины преимущественно лиственных пород, в том числе древесных отходов и коры. Комбинатами вырабатыва -ются три вида смол: отстойная (ОСТ 81-55-72), обез -воженная и кондиционная (ТУ 81-05-36-73). Отстойная смола Наиболее жидкая, имеет вязкость по стандарт -ному вискозиметру C^q порядка 10 с. Она содержит 7-15% воды, 3-5% низкомолекулярных кислот (типа уксучъ ной) и легколетучие масла. Кондиционная смола имеет наибольшую вязкость - порядка 40 с; не содержит фрак* ций, выкипающих до 125°С. Обезвоженная смола по вязкости занимает промежуточное положение и содержит 3-5% воды.

5

В сухоперегонных древесных смолах содержится от 40 до 70% поверхностно-активных веществ анионного типа, в том числе 20-40% высокомолекулярных жирных и смоляных кислот, 4-15% карбоновых кислот, 7-30% фенолов и 18-40% нейтральных веществ.

2.2.    Всплывные смоляные масла образуются при отстаивании древесных сухоперегонных смол на смолоперерабатывающих комбинатах. От смол они отличаются меньшей вязкостью (порядка 4-5 с), меньшим содержанием высокомолекулярных кислот и увеличенным (до 50%) - нейтральных веществ.

2.3.    Древесный пек (ОСТ 81-37-72) - остаточный продукт перегонки древесных смол на лесохимиче -ских заводах. В его состав входят высокомолекуляр -ные компоненты - смоляные, жирные кислоты, карбои-ды и другие вещества. При нормальной температуре это твердое вещество с температурой плавления 40-100°С.

2.4.    Талловый (сульфатный) пек (ТУ ОП 81-05-84-78) - побочный продукт сульфатно-целлюлозной промышленности, получается как остаток при ректификации теплового масла. При нормальной температуре это твердый или пластичный материал темно-коричневого цвета.Нго температура размягчения по КиШ 25-45°С. Кислотное число 30-45 мг/г, число омыления 80-100 мг/г. Талловый пек нерастворим в воде, стоек против действия кислот, растворов солей, омыляется щелочью, хоро ш о растворяется в ароматических углеводородах и других органических растворителях, хорошо смешивается с нефтяным битумом и гудроном.

2.5.    Сланцевые битумы получают при перераб о т к е природных горючих сланцев путем окисления сланцево -го масла. Как и нефтяные, сланцевые битумы разделяются на жидкие и вязкие. Вязкие сланцевые битумы отличаются от вязких нефтяных битумов несколько увеличенным содержанием высокомолекулярных компонентов

(асфальтенов) и значительно меньшим содержани е м

6

низкомолекулярных компонентов (масел). Кроме того, в вязких сланцевых битумах содержится значительное количество (до 15%) соединений фенольного типа. Вязкие сланцевые битумы обладают неустойчивой структурой, свойства их быстро меняются за счет процессов окисления, полимеризации, потери легких фракций, вслед*-ствие чего в качестве самостоятельного вяжущего они непригодны для строительства дорожных покрытий.

2.6,    Нефтяной гудрон (ТУ 38-101532-75) является остаточным продуктом переработки нефти и служит сырьем для производства нефтяных битумов. Вязкость гудронов, как правило, такая же,как и жидких нефтяных битумов. При переработ тяжелых смолистых нефт е й могут быть получены более вязкие гудроны. По труп -повому химическому составу гудроны отличаются от битумов и характеризуются значительным содержанием смол и масел, чределяющих структуру и свойства гудронов. Отсутствие или незначительное содержание в гудронах легколетучих компонентов и высокое содержание смолисто-масляных фракций обеспечивает гудронам высокую стабильность их свойств.Стабвлыюсть свойств гудронов выше, чем это предусмотрено нормами даже для медленногустеющих жидких битумов,

2.7.    Основное назначение перечисленных материа -лов заключается в использовании их в качестве компонентов составленного вяжущего в целях замены части дефицитного нефт иного вяжущего, а в ряде случаев - и полной замены вязкого нефтяного битума. Кроме того, продукты переработки древесины - сухоперегонная древесная смола, всплывные смоляные масла, древесн ы й и галловый пеки, богатые поверхностно-активными веще* ствами, могут быть использованы для улучшения сцепления битума п гупрона с поверхностью каменных ма -териалов, а широкий диапазон вязкости этих материа -лов позволяет использовать их в качестве пластифика -торов и разжижителей в тех случаях, когда по условиям строительства предусмотрено применение маловяз -к их битумов.

строительства. Добавка древесного или таллового пека к нефтяному гудрону существенно улучшает свойства последнего и позволяет, минуя стадию окисления, использовать составленное вяжущее для приготовления теплого асфальтобетона, в то время как гудрон без добавки пеков не обеспечивает требуемых показателей свойств теплого асфальтобетона.

2.8. Назначение, вид и содержание компонента составленного вяжущего, добавляемого к нефтяному вяжущему, приведены в табл.2Д.

3, Область применения составленных вяжущих

ЗД. Составленные вяжущие могут быть использованы при устройстве покрытий и оснований на автомобиль ных дорогах всех категорий во всех дорожно-кдиматн -ческих зонах. Исключается только применение вяжущего из вязкого сланцевого битума и нефтяного гудрона в покрытиях в У дорожно-климатической зоне.

3.2,    Составленные вяжущие применяют при устрой -стве покрытий и оснований:

по способу смешения на дороге; по способу пропитки; из черного фракционированного щебня; из горячего и теплого асфальтобетонов; защитных слоев и покрытий по способу одиночн о ft, двойной я тройной поверхностной обработки.

3.3.    Пригодность различных видов составленных вяжущих для устройства покрытий и оснований тем или иным способом определяется вязкостью составленного вяжущего, которая должна соответствовать требованн -ям действующих нормативных документов. Вязкость со» ставленного вяжущего зависит от вязкости исход ш ых компонентов и их соотношения (см#табл.2Д).

8

3.4.    В 1У дорожно-климатической зоне покрытия из асфальтобетонных смесей и из черного щебня на основе вяжущего из нефтяного гудрона и вязкого сланце -вого битума сразу после окончания строительства должны быть закрыты защитным слоем по способу поверхностной обработки.

3.5.    Не допускается применять составленные вяжу -щие для устройства верхних и нижних слоев покры т и й внутризаводских дорог и участков дорог, проходящих в пределах населенных пунктов, за исключением вяжущего, состоящего из нефтяных компонентов - битума и гудрона. Полностью исключается применение этих вяжущих на сельскохозяйственных объектах.

4* Требования к исходным материалам и составленным вяжущим

4.1. Сухоперегонные древесные смолы и всплыви ые смоляные масла должны удовлетворять требованиям по вязкости ego ^{и по} содержанию воды, приведенным в табл.4.1. К древесному пеку особых требований не предъявляется. Свойства составленных вяжущих с эти -ми материалами должны соответствовать требовани я м стандарта применительно к той марке вязкого битума или медленногустеющего жидкого битума, с которой идентична вязкость составленного вяжущего (глуби н а проникания иглы при 25°С, или C^q).