Анотація до роботи:

Столярова Н.О. – Литі органомінеральні суміші для ремонту покриттів нежорстких дорожніх одягів автомобільних доріг – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.05 – будівельні матеріали та вироби. – Донбаська національна академія будівництва і архітектури, Макіївка, 2008 р.

Дисертацію присвячено теоретичному і експериментальному обґрунтуванню отримання складів ресурсо- і енергоекономічних литих органомінеральних сумішей для ремонту покриттів нежорстких дорожніх одягів автомобільних доріг на основі встановлення закономірностей формування структури і заданих адгезійно - когезійних і деформаційно- міцнісних характеристик литих органомінеральних бетонів у системі «ремонтоване покриття – контактний шар – новий матеріал».

Розроблені склади литих дьогтешлакових і асфальтополімерсіркобетонних сумішей для ямкового ремонту покриттів нежорстких дорожніх одягів. Литі дьогтешлакові суміші включають відсів подрібнення відвальних мартенівських шлаків – 100м.ч., кам’яновугільний дорожній дьоготь в’язкістю ( 6-7 м.ч.); воду (19-21 м.ч.), вапно негашене мелене (2-3 м.ч.) і характеризуються рухливістю ОК =15-20 с. Литий дьогтешлакобетон має межу міцності при стиску при 0С, R₀= 6,5 МПа, при 20С, R₂₀= 4,0 МПа, при 50С, R₅₀= 1,8 МПа; коефіцієнт водостійкості при тривалому водонасиченні – К_вд = 0,82; коефіцієнт теплового
старіння після 600 годин прогріву при температурі 60С і ультрафіолетовому випромінюванню – К_ст= 2,2.

Оптимізовано склад асфальтополімерсіркобетонної суміші, що містить механоактивований 0,5% СКМС-30 мінеральний порошок 12,6-20%, бітумополімерсіркове в’яжуче 6,7-10,5% (бітум нафтовий дорожній модифікований 2% бутадієнметилстирольним каучуком СКМС-30 і 40% технічної сірки), що забезпечує: рухливість суміші при 170С – ОК >30 мм; занурення штампу при 40С – h < 4 мм; для асфальтополімерсіркобетону межу міцності на розтяг при вигині при 0С – R_виг >5,6 МПа, коефіцієнт водостійкості при тривалому водонасиченні – К_вд > 0,96, коефіцієнт морозостійкості після 100 циклів поперемінного заморожування - відтавання – F = 0.72, коефіцієнт теплового старіння після 1200 годин – К_ст = 1,27.

Для ТОВ ДАК «Автомобільні дороги України» дочірнього підприємства «Донецький облавтодор» розроблені рекомендації з виробництва і використання литих бетонних сумішей для ямкового ремонту нежорстких дорожніх одягів в несприятливих погодних умовах. Результати дослідження впроваджені у Горлівському ПС ДРБУ ВАТ «Облдоррембуд». З використанням литої дьогтешлакової суміші виконано ямковий ремонт асфальтобетонного покриття шляхопроводу Кузнецова – Зубарева в м. Горлівка Донецької області. Зниження собівартості 1 т ремонтної литої дьогтешлакової суміші з урахуванням збільшення терміну експлуатації відремонтованих ділянок автомобільної дороги склало 49,2 грн.

1. Теоретично обґрунтовані і запроектовані склади та розроблено технологію виробництва литих дьогтешлакових сумішей, що включають відсів подрібнення відвального мартенівського шлаку (100м.ч.), кам’яновугільні дорожні дьогті в’язкістю (6-7 м.ч.), воду (19-21 м.ч.), вапно негашене мелене (2-3 м.ч.), що характеризується рухливістю ОК = 15-20 см, які після укладання у ремонтовану карту покриттів нежорстких дорожніх одягів формують у часі комбіновану мікроструктуру, що представлена оптимальним сполученням коагуляційних (контакти між частками шлаку здійснюються через адсорбційно-сольватні структуровані прошарки органічного в’яжучого) і конденсаційно-кристалізаційних контактів прямого зрощування кристалів гідратованих мінералів тонкодисперсних часток відвального мартенівського шлаку; питома кількість конденсаційно-кристалізаційних контактів складає 0,43-0,45; коагуляційна структура забезпечує релаксацію внутрішніх напружень, що виникають при механічних навантаженнях і термічних впливах, а конденсаційно-кристалізаційна забезпечує міцність дорожнього покриття в області високих температур (встановлено реологічним, резонансно-акустичним, електронномікроскопічним методами і методом ДТА).

2. Литі дьогтешлакобетони у віці 28 діб характеризуються наступними показниками якості: середня щільність, ₀ = 2315 кг/м³; межа міцності при стиску, при 0С, R₀= 6,5 МПа, при 20С, R₂₀= 4,0 МПа, при 50С, R₅₀= 1,8 МПа; коефіцієнт водостійкості при тривалому водонасиченні, К_вд= 0,82; коефіцієнт теплового старіння після 600 годин прогріву при температурі 60С і ультрафіолетовому випромінюванню, К_ст= 2,2; коефіцієнт морозостійкості після 50 циклів поперемінного заморожування –відтавання F= 0,52.

3. З використанням методу планування експерименту оптимізовано склад асфальтополімерсіркової в’яжучої речовини литої асфальтополімерсіркобетонної суміші оптимального складу (масова концентрація механоактивованого 0,5% СКМС-30 у вуглеводневих розчинниках вапнякового мінерального порошку 12,6-20,0%, бітумополімерсіркового в’яжучого
   6,7-10,5%), що забезпечує: рухливість суміші при 170С – ОК>30 мм; занурення штампу при 40С – h<4 мм; для асфальтополімерсіркобетону межу міцності на розтяг при вигині при
   0С – R_виг>5,6 МПа; коефіцієнт водостійкості при тривалому водонасиченні – К_вд> 0,96. Методом диференційно-сканувальної калориметрії встановлено, що технічна сірка при температурах 115-118С переходить у бірадикали і диполі, що забезпечує структурування бітумополімерного в’яжучого у асфальтополімерсіркобетоні.

4. Литі асфальтополімерсіркобетони характеризуються підвищеним опором зсуву при високих позитивних температурах (умовна жорсткість за Маршалом при 60С – 21,1кН), підвищеною щільністю, коефіцієнтом водостійкості при тривалому водонасиченні (90 діб) – К_вд = 0,78; коефіцієнтом морозостійкості після 100 циклів поперемінного заморожування –відтавання F= 0,72; коефіцієнтом теплового старіння після 1200 годин при прогріві в кліматичній камері ШП-1 при температурі 75С і ультрафіолетовому випромінюванні К_ст= 1,27.

5. Для ТОВ ДАК «Автомобільні дороги України» дочірнього підприємства «Донецький облавтодор» розроблені рекомендації з виробництва і використання литих бетонних сумішей для ямкового ремонту нежорстких дорожніх одягів в несприятливих погодних умовах. Результати дослідження впроваджені у Горлівському ПС ДРБУ ВАТ «Облдоррембуд». З використанням литої дьогтешлакової суміші виконано ямковий ремонт асфальтобетонного покриття шляхопроводу Кузнецова – Зубарева в м. Горлівка Донецької області. Зниження собівартості 1 т ремонтної литої дьогтешлакової суміші з урахуванням збільшення терміну експлуатації відремонтованих ділянок автомобільної дороги склало 49,2 грн.

Основні положення дисертації опубліковані в наступних роботах:

1. Столярова Н.А. Дорожно-строительные материалы для строительства и текущего ремонта автомобильных дорог / Н.А. Столярова, Р.В. Карпюк // Вісник Донбаської державної академії будівництва і архітектури. Композиційні матеріали для будівництва. – 2001. – вип. 1 (26). – С. 100-103.

Особистий внесок – виконано аналіз світового досвіду ефективних дорожньо-будівельних матеріалів і ремонтних технологій покриттів нежорстких дорожніх одягів.

2. Столярова Н.А. Эффективные материалы для ремонта проезжей части мостов / Н.А. Столярова, К.А. Столяров // Автомобільні дороги і дорожнє будівництво. – 2002. – вип. 64. – С. 255-228.

Особистий внесок – оптимізовано склади литих дьогтешлакових сумішей.

3. Столярова Н.А. Влияние процессов формирования молекулярного контакта на прочность адгезионного соединения ремонтного материала с асфальто- и дегтебетонными покрытиями. / Н.А. Столярова, К.А. Столяров // Вісник Донбаської державної академії будівництва і архітектури. Композиційні матеріали для будівництва. – 2003.-1 (38). – С. 97-99.

Особистий внесок – сформульовані теоретичні принципи формування контактного шару, що забезпечує довговічність ремонтуємої карти дорожнього покриття.

4. Каравайний Д.В. Эффективные материалы для текущего ремонта усовершенствованных покрытий при неблагоприятных погодных условиях. / Д.В. Каравайний, Н.А. Столярова// Вісник Донбаської державної академії будівництва і архітектури. Будівлі та споруди із застосуванням нових конструкцій та матеріалів. Матеріали міжнародної наукової конференції студентів, аспірантів і молодих вчених. – 2002. – вип. 3 (34). – Т.1. – С. 49-50.

Особистий внесок – розроблено технологію виробництва литих дьогтешлакових сумішей.

5. Столярова Н.А. Холодные дегтебетонные смеси с регулируемыми сроками формирования структуры / Н.А. Столярова, А.В. Полищук // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. – 2002. – вып. 19. – С. 186-189.

Особистий внесок – приведені ефективні склади холодних органомінеральних сумішей для ямкового ремонту покриттів нежорстких дорожніх одягів.

6. Столярова Н.А. Литые смеси для текущего ремонта нежестких покрытий автомобильных дорог / Н.А. Столярова // Вісник Донбаської державної академії будівництва і архітектури. Композиційні матеріали для будівництва. – 2003. – вип. 1 (38). – С. 97-99.

7. Братчун В.И. О методах определения некоторых свойств литых асфальтобетонных смесей и износостойкости асфальтобетонного покрытия. / В.И. Братчун, Н.А. Столярова, Н.Н. Кумейко // Автомобільні дороги і дорожнє будівництво. – 2004. – вип.. 71. – с. 50-53.

Особистий внесок – сконструйовано та виготовлено прилад для визначення глибини занурення штампа у литу гарячу асфальтобетонну суміш, описано методику.

8. Столярова Н.А. Специальные методы испытаний литых асфальтобетонных смесей / Н.А. Столярова // Вісник Донбаської державної академії будівництва і архітектури. Композиційні матеріали для будівництва. – 2004. – вип. 1 (43). – Т.2.– С. 33-35.

9. Братчун В.И. Закономерности формирования структуры и заданных адгезионно-деформационно-прочностных характеристик в системе «ремонтируемое покрытие – контактный слой – новый материал». / В.И. Братчун, Н.А. Столярова, М.В. Деркач // Вісник Донбаської національної будівництва і архітектури. Композиційні матеріали для будівництва. Макіївка, ДонНАБА. МОН України. – 2004. – (49). – С. 28-35.

Особистий внесок – сформульовані теоретичні положення формування структури і заданих адгезійно-когезійних властивостей у системі «ремонтуєма карта – ремонтний матеріал»

10. Столярова Н.А. Современное оборудование для ямочного ремонта дорожных покрытий литой асфальтобетонной смесью / Н.А. Столярова, Т.М. Светличная, П.П. Титов, Е.В. Крюкова // Вісник Донбаської національної академії будівництва і архітектури. Будівлі та споруди із застосуванням нових конструкцій та матеріалів. Матеріали IV міжнародної наукової конференції молодих вчених, аспірантів і студентів. – 2005. – вип. 4 (52). – Т.1. –
    С. 67-69.

Особистий внесок – обґрунтовано технологічне обладнання для виготовлення литих асфальтополімерсіркобетонних сумішей та їх транспортування.

11. Братчун В.И. Литые асфальтополимербетонные смеси для ямочного ремонта нежестких дорожных одежд. / В.И. Братчун, Н.А Столярова, В.Л. Беспалов, С.М. Толчин // Вісник Донбаської національної будівництва і архітектури. Композиційні матеріали для будівництва. Макіївка, ДонНАБА. МОН України. – 2005.-1 (49). – С. 39-42.

Особистий внесок – оптимізовані склади литих асфальтополімерсіркобетонних сумішей.

12 Братчун В.И. Модифицированные горячие литые асфальтополимербетонные смеси / В.И. Братчун, Н.А. Столярова, В.Л. Беспалов // Современные проблемы строительства. – 2006. – №4 (9). –С. 203-207.

Особистий внесок – розроблено технологію виробництва гарячих литих асфальтополімерсікобетонних сумішей.

13. Столярова Н.А. О стабильности литых асфальтополимерсеробетонов под действием погодно-климатических факторов / Н.А. Столярова // Вісник Донбаської національної будівництва і архітектури. Сучасні будівельні матеріали для будівництва. – 2007. – вип. 1 (63). –
С. 75-78.

14. Братчун В.И. Литые асфальтобетоны повышенной долговечности. / В.И. Братчун, Н.А. Столярова, В.Л. Беспалов, И.Ф. Рыбалко // Вісті автомобільно-дорожнього інституту. МОНУ, Автомобільно-дорожній інститут ДонНТУ. – 2007. – №1(4). – С. 143-146.

Особистий внесок – експериментальні дослідження показників якості литих асфальтополімерсіркобетонів.