Применение резины в дорожном строительстве

Применение резины в дорожном строительстве

Из целого ряда публикаций известно, что в течение длительного периода времени предпринимались многочисленные попытки утилизировать резину путем введения ее в битумы и асфальты в надежде улучшить их свойства. В основном разрабатывались два направления.

Были разработаны многочисленные методы и технологические схемы, так называемого, «сухого» введения частиц резины в асфальтобетонные смеси при их изготовлении, прямого использования резиновой крошки как наполнителя в дорожно-строительных материалах, в асфальтобетонных покрытиях. Считается, что это наиболее простая и низкозатратная схема использования утильной резины.

В различных странах и регионах были построены экспериментальные участки дорог и аэродромов. Вначале они показывали достаточно высокие характеристики, но затем, при постепенном набухании резиновой крошки, покрытия разуплотнялись и разрушались. Ничем не связанная резиновая крошка выкрашивалась из покрытий и в практически неизменном виде разносилась ветром, загрязняя окрестности.

Некоторое применение «сухой» метод нашел в производстве асфальтобетонов для нижних слоев и слоев оснований, где проблема разуплотнения и выкрашивания резины решалась за счет перекрытия верхними плотными слоями. В литых асфальтобетонных смесях «сухое» введение резиновых частиц также оказалось возможно без явных отрицательных последствий. Однако в данном случае говорить об осуществлении действительно «сухого» введения резины не представляется возможным.

В так называемых «мокрых» методах модификации, основанных на разложении и девулканизации резины в битумах при высоких температурах, происходил выброс токсичных веществ, содержащихся в резине, а образовавшиеся жидкие низкомолекулярные каучуковые фрагменты фактически пластифицировали битум и снижали адгезию вяжущего, понижая сдвиговые показатели асфальтобетона и его водостойкость. Кроме того, мелкодисперсная сажа из резины, в большом количестве попадая в битум, становилась дополнительным источником центров кристаллизации, резко понижая стабильность вяжущих, их устойчивость к старению и деградации свойств.

По тем же причинам не оправдали себя и способы введения в битумы высокодисперсных резиновых порошков с сильно развитой и модифицированной поверхностью. При введении таких высокоактивных добавок существенно изменялись привычные приемы обращения с битумными вяжущими, например резко сокращался их срок хранения при технологических температурах.

В нашей стране исследования по введению резиновой крошки в дорожный битум и битумоминеральные смеси проводились Н.В.Горелышевым, А.И.Лысихиной, Г.К.Сюньи, И.М.Руденской, Б.М.Слепой и многими другими.

При участии СоюздорНИИ более двадцати лет тому назад были вновь начаты научно-исследовательские и опытно-внедренческие работы по применению резиновой крошки в качестве компонента минеральной составляющей асфальтобетонных смесей.

Возможность использования дробленой резины в асфальтобетоне была отражена в выпущенном в 1991 году «Пособии по строительству асфальтобетонных покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов» (Минтрансстрой). В «Пособии» отмечается, что использование дробленой резины в горячих асфальтобетонных смесях повышает долговечность покрытий, улучшает их фрикционные свойства, что позволяет уменьшить расход высокопрочного трудношлифуемого щебня. При использовании асфальтобетонов с дробленой резиной, уменьшается вероятность появления вторичных трещин на поверхности дорожного покрытия. В «Пособии» отмечается, что крупность зерен резины должна быть не более 1 мм, считается, что наибольшая плотность составов асфальтобетонной смеси обеспечивается при крупности частиц резины не более 0,63 мм. Предусмотрено, что резиновая крошка может вводиться как в битум («мокрый» метод), так и непосредственно в асфальтобетонную смесь («сухой» метод). Рекомендовано содержание резиновой крошки в дорожном битуме 5-7% по массе как оптимальное. «Пособие» регламентирует основные технологические параметры введения резиновой крошки в битум или в асфальтобетонную смесь и технологию применения таких смесей при строительстве и ремонте дорожных асфальтобетонных покрытий.

Применение резиновой крошки с размерами частиц 2-8 мм в асфальтобетонных смесях приводило к снижению срока службы асфальтобетонных покрытий из-за «невозможности формирования однородного материала, способного к восприятию нагрузок», хотя при этом в начальный период эксплуатации таких покрытий (непосредственно после укладки) отмечалась повышенная трещиностойкость и бóльшая деформативность, водостойкость, снижение уровня шума и вибрации, уменьшение случаев образования ледяной корки, повышение сцепления, сокращение тормозного пути автомобиля.

В действительности только одна из разновидностей «мокрого» метода получила достаточно широкое распространение сначала в США, а затем и в других странах (Канада, Испания, Португалия, Южная Африка, Бразилия и др.).

Так называемый прорезиненный битум, «Asphalt Rubber», был изобретен в конце 1960-х Чарльзом Макдоналдом. Он искал состав для того, чтобы заделать широкие «крокодиловые» трещины в асфальтовых покрытиях на бетонных основаниях, и достаточно долго продолжал работу прежде, чем запатентовал состав и его применения. Ранние полевые испытания в проектах между 1988 и 1992 гг., показали, что перекрытие слоем на основе Asphalt Rubber уменьшает растрескивание и затраты на обслуживание, повышает надежность как в жарком, так и в холодном климате и, что в то время было весьма удивительно, значительно уменьшает собственный шум шоссе.

Патентованный материал представляет собой по существу механическую смесь 20% дробленой шинной резины и 80% специального остаточного битума, обогащенного ароматическими фракциями. Частицы резины достигают размера зерен кофе и при смешении с горячим битумом набухают, образуя гелеподобную массу, обладающую превосходными упругими свойствами при растяжении. Резина в AR деструктирует (или девулканизируется) в степени, достаточной для прохождения частичной самовулканизации.

Вначале Asphalt Rubber было очень трудно использовать, поскольку не было надлежащего смесительного и насосного оборудования, которое могло бы работать с такими высоковязкими и неоднородными вяжущими. Понадобились многочисленные эксперименты, зачастую ошибочные, чтобы разработать оборудование и получить материал, который в настоящее время является привычным продуктом. В конце концов эти усилия привели к тому, что было осуществлено перекрытие магистрали Феникс Метрополитэн с помощью горячих асфальтобетонных смесей на основе AR с целью снижения шума от движения транспорта. Применение слоя из асфальтобетона на основе AR толщиной 1 дюйм на поверхности бетонного покрытия заметно снижает уровень шума от шин и последние исследования показали, что эта магистраль имеет в США самую тихую (низкошумную) поверхность из измеренных до настоящего времени.

Несмотря на высокую стоимость AR и сложности обращения с таким вяжущим, после 1992 года (окончание действия патента) наблюдается резкий скачок потребления амортизированных шин для производства асфальтовых покрытий с резиной. Для этого в США была создана целая индустрия по изготовлению специального высокотехнологичного дорожного оборудования для работы с AR и асфальтобетонами на его основе.

Все последующие попытки применения «мокрого» метода совмещения битумов с резиной являлись развитием метода AR. К сожалению, отечественные дорожники не располагают необходимым оборудованием для повторения технологии AR. Но самое главное, отсутствуют отечественные битумы, подходящие по своему химическому составу и свойствам для использования в составе AR. За рубежом битумы необходимого химического качества как целевые продукты получают методами низкотемпературной вакуумной отгонки практически из исходной нефти.

Источник

Резиновая крошка. Свойства и применение резиновой крошки

Удачное производство по изготовлению резиновой крошки. Сырьё в её изготовлении бесплатное, ценится количество клея и добавки.

Описание и особенности резиновой крошки

Вторичная обработка резиновых отходов не влияет на свойства резиновой крошки. Они сохраняют их на молекулярном уровне: звукоизоляцию, эластичность, устойчивость к механическим воздействиям.

Крошка получается путём измельчения отработанных материалов в виде шин, камер, резиновой обуви и т. д. Из них автомобильные шины можно назвать основным источником.

Получают крошку различными воздействиями:

В результате, полученная резиновая крошка различная по форме, фракции, предназначению, структуре. Улучшить качества, придать особые свойства способна частичная девулканизация, физико-химическая обработка.

Применение резиновой крошки

Перечень использования резиновой крошки:

— производство деталей машин, салона: ручки, коврики, брызговики, бамперы;

— беговые дорожки из тротуарной резиновой крошки;

— резиновая крошка для площадок (игровых);

— подложка для современных дорожных покрытий. Защищает от образования трещин, ям, повышает устойчивость;

— напольные покрытия, плиты;

— наполнитель для боксёрских мешков, груш;

— укрывной материал в строительстве;

— новые автомобильные покрышки;

— закупорка стыков в ремонте мостов;

— участвует во время производства фибробетона;

— основа для строительных герметиков;

— РК 1(резиновую крошку) используют для приготовления прокладок, манжет, уплотнительных колец;

— крошка фракции 0,63 участвует в модификации битума, где его процентное содержание составляет от 7до 12. В качестве добавок в гидроизоляционной мастике (40%). Изготовление резинополимерных материалов и тормозных колодок;

— сорбент для тампонирования нефтяных скважин;

— РК 2 добавляют до 70% в напольные покрытия для гальванических цехов;

— покрытия вокруг бассейна;

— покрытия в помещениях с животными.

Покрытие рулонное из резиновой крошки позволяет исключить укладку с приготовлением смеси. Маты или рулоны, готовят в заводских условиях. Обеспечивают продукцию высоким качеством. Для работы с таким материалом достаточно подготовить площадку, пройтись слоем грунтовки и укладывать маты или рулоны.

Для изготовления плит используется РК 2, в качестве вяжущего вещества берут полиуретановый клей. Они представлены в различной гамме оттенков, что даёт возможность украшать детские площадки согласно ландшафтному дизайну, и выделять зоны.

Резиновой крошкой заменяют бетонные стяжки. Альтернативное решение – бесшовные наливные полы. Алгоритм работ при этом следующий: подготавливается поверхность, накрытая и утрамбованная асфальтом, щебнем или просто бетонная стяжка. Подготавливается смесь крошки с клеем и наносится сверху.

Виды резиновой крошки

По форме резиновая крошка делится на 3 группы:

1 — кубовидная. Крошка получается методом дробления, где используются ножевые грануляторы. Форма гранул имеет правильную рубленую форму. Используя крошку в целях получения резиновых покрытий, уменьшается себестоимость продукции.

Так как в процессе изготовления используется связующее вещество. Если брать гранулированную резиновую крошку «рваной» формы, таких же размеров, расход увеличивается на 30 %.

Это объясняется удельной поверхностью частиц. В случае с кубовидной формой, она меньше при равных диаметрах. Малое количество микропустот позволяет получать изделия более жёсткие. Поэтому гранулы кубовидной формы используют в приготовлении бесшовных резиновых покрытий и других типов.

2 — «ёлочная игла» или «стружка». Метод получения отличается от предыдущего вида тем, что здесь изношенные шины подвергают шероховки. Режущая коронка станка вращается в противоположные стороны с патроном, где зажата покрышка.

Скорость их различная, на патроне 30 оборотов в минуту, коронке – 2500. В результате срезаются вытянутые «стружки». Во время склеивания у них хорошая адгезия, так как формование крошки проводится в горячем и холодном режиме.

Себестоимость покрытий на порядок ниже, чем у кубовидной формы. Так как клея для резиновой крошки нужно ещё меньше. Регулирует расход длина «ёлочной иглы». Плитка из резиновой крошки изготавливается в основном из «ёлочной иглы».

В бесшовных покрытиях её применяют для нижнего слоя, в качестве подложки, когда верхняя часть будет цветным слоем. На это есть причины: вытянутые частицы могут торчать и портить эстетический вид.

3 — рваная. Получить такую форму можно на шнековых грануляторах или конусных дробилках. По сравнению с предыдущими видами «рваная» форма имеет большую площадь поверхности. Изделия с применением этой формы более мягкие.

Резиновые плитки и покрытия бесшовные из резиновой крошки, получаются с большей себестоимостью. Всё из-за перерасхода связывающего вещества. Если попробовать экономить на клее, то это негативно скажется на такой характеристике, как долговечность, качество.

Источник

Асфальт с резиновой крошкой: современное покрытие для дорог и площадок

Автомобильные дороги из прорезиненного асфальта заняли прочное место в дорожном строительстве.

Однако дорожные покрытия – это только одна область использования крошки.

Понятие «резиновый» или «мягкий» асфальт у многих ассоциируется с покрытиями детских и спортивных площадок, придомовых территорий, парковых дорожек.

В этом случае покрывной материал изготавливается из резиновой крошки и монтируется на основу.

Технология добавления в строительную смесь резиновой крошки решает две задачи:

Применение «резинового асфальта» экономит дорогие материалы перегонки нефти.

Резиновая крошка в дорожном строительстве

Многочисленные попытки введения резины в асфальты и битумы велись годами.

Разработчики надеялись улучшить свойства дорожных смесей, и работы исследователей ведущих стран дали обнадеживающие результаты.

Были выявлены зависимости эксплуатационных качеств асфальтобетона от количества и размера добавляемых частиц резины.

Изучены свойства, влияющие на долговечность покрытий, безопасность и комфортность движения.

Усовершенствованные покрытия дорог содержат вторичную дробленую резину в количестве 2% от общей массы. 60-70 тонн резиновой крошки на 1 км полотна повышает срок эксплуатации в 1,7-2 раза, что подтверждает рациональность ее использования в дорожном строительстве.

История создания

В России проводились как научные, так и внедренческие работы (начаты исследования в Советском Союзе).

В 1991 году МинТрансСтрой выпустил «Пособие по строительству автодорог и аэродромных покрытий». В документе отмечается влияние введения дробленой резины в горячие смеси на повышение фрикционных свойств, долговечность покрытия.

Результат изысканий позволил уменьшить расход высокопрочного трудношлифуемого щебня требуемого качества.

В «Пособии» указаны условия получения наиболее плотной структуры: крупность частиц ≤ 0,65 мм, оптимальное содержание крошки 5-7% по массе. Более крупные частицы (2-8 мм) дают положительный результат только на начальном периоде эксплуатации.

Методы использования

В процессе исследований разработаны методы введения резиновых частиц в асфальтобетонные смеси.

«Сухая» или «холодная» схема

Продукт (1-2,5 мм) переработки резины добавляется в качестве наполнителя при изготовлении смеси.

Простая и низкозатратная технология уменьшает количество требуемого асфальта за счет замещения части его резиной.

Построены экспериментальные дороги.

Недостатки: со временем резина набухает, покрытие разуплотняется и крошка выветривается, полотно постепенно разрушается.

«Мокрая» схема

Зерна 0,5-0,62 мм в специальной установке вводятся в горячую смесь. В 1960 году создан прорезиненный битум (AR).

Материал готовится горячим методом, обладает отличными упругими свойствами.

Преимущества применения

У покрытия появляются новые свойства:

Улучшение шумовых характеристик позволяет приблизить дороги к жилой постройке — расстояние уменьшается в 2 раза.

Недостаток технологии заключается в большой трудоемкости процесса возведения полотна. Объясняется это тем, что характеристики материала необходимо приводить в соответствие существующим стандартам.

Использование резиновой крошки для создания «мягкого» асфальта

Резиновая крошка – покрытие многофункциональное как по областям применения, так и по техническим свойствам. Асфальт из резиновой крошки подходит для детских площадок, спортивных объектов, пешеходных зон.

Прочный упругий материал получил название «мягкого» асфальта, причем сделать такое резиновое покрытие можно даже своими руками. Цена резиновой крошки приемлемая, а технология укладки проста и под силу каждому хозяину.

Такой асфальт не впитывает влагу, не разрушается от дождя, снега и льда.

Яркие площадки весь период эксплуатации (порядка 10 лет) не теряют своего первоначального стильного вида.

Мягкий асфальт активно применяется при обустройстве объектов:

Разработана методика укладки резиновых плит бесшовным способом. Яркие раскраски укладки придают территории привлекательный вид.

Основное условие применения данной технологии – не слишком высокие механические нагрузки на поверхность.

Все потребители отмечают устойчивость резиновых покрытий к истиранию. Материал также противостоит воздействию агрессивных сред.

Альтернатива бесшовному асфальту — рулонные или модульные покрытия из крошки. Укладывать их куда проще, и выглядят они не хуже.

Основные характеристики покрытия и стоимость

Основные свойства мягкого покрытия – надежность, прочность, долговечность.

Среди качеств материала потребители выделяют следующие:

Поверхность покрытия ровная и эластичная, амортизирует динамические нагрузки.

На нем не собирается пыль, его легко чистить струей обычной воды.

Заказчиков привлекает невысокая стоимость этого продукта вторичной переработки, у которого, к тому же, удобная форма доставки — в мешках.

Ориентировочные цены в рублях бесшовного покрытия популярной марки Finish.

Наименование	Толщина, мм	Площадь покрытия, цена
		30-100	100-1000
Finish	10	1200	900
	15	1300	1000
	20	1400	1100
Finish Premium EPDM	10	2300	1900
	15	2500	2000

Конечная стоимость уточняется при выезде специалиста на объект.

Монтаж

Укладку легко выполнить самостоятельно на любое основание.

При повреждении участка дорожки или площадки его заменяют новым без демонтажа всей конструкции.

В результате получается ровное бесшовное покрытие. Малую площадь укладывают вручную, для больших используется спецтехника.

Видео по теме

В России использование резиновой крошки в дорожном строительстве еще только развивается, но за границей данный способ уже стал привычным:

Заключение

Резиновая крошка – результат вторичной переработки шин и других изделий. Ее уникальные свойства используют в двух крупных областях.

Мелкую крошку добавляют в асфальтобетонные смеси для придания дорожному полотну прочности и износостойкости.

При обустройстве пешеходных зон, спортивных и игровых площадок используется другая разновидность материала – так называемый «мягкий» асфальт из резиновой крошки.

Материал стал универсальным благодаря его свойствам и низкой цене, а произвести его монтаж можно своими руками.

Источник