вяжущее (полимерно-гудроно-асфальтитовое вяжущее) для дорожных покрытий

Формула изобретения

Вяжущее для дорожных покрытий, включающее блок-сополимер алкадиена и стирола и масло индустриальное, отличающееся тем, что дополнительно содержит гудрон с и асфальтит окисленный с температурой размягчения Т _разм=75-85° при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к материалам, используемым при строительстве дорог, а именно к вяжущим материалам для строительства и ремонта дорожных покрытий.

Известны полимерно-битумные вяжущие материалы (ПБВ) на основе блок-сополимеров на основе бутадиена и стирола, которые отвечают всем требованиям, предъявляемым к данным материалам по эластичности, трещиностойкости, деформативности и растяжимости при низких температурах, а также теплостойкости, и на которые имеется ГОСТ Р 52056-2003.

Основным недостатком ПБВ является использование в вяжущем материале битума, который получают окислением гудрона, за счет чего возрастает стоимость вяжущего и снижаются его сырьевые ресурсы.

Этот недостаток можно отнести ко всем вяжущим материалам на основе битума.

Известно ПБВ для дорожного покрытия, которое содержит, мас.%:

Битум	54,0-88,0
Блок-сополимеры бутадиена и стирола	2,0-6,0
Продукт полукоксования углей	10,0-40,0
Гексаметилентетрамин	0,1-2,0 сверх 100

(Пат. РФ № 2241724, 2004).

Недостатками известного ПБВ являются его достаточно высокая токсичность, обусловленная применением амина и продукта полукоксования углей, ограниченность ресурсов и высокая себестоимость.

Известно также ПБВ для дорожного покрытия, которое содержит смесь из битума, блок-сополимера диена и стирола и добавки, причем в качестве битума содержит битум дорожный улучшенный марок БДУ 70/100 или БДУС 70/100, в качестве блок-сополимера диена и стирола оно содержит Кратон Д 1101 М, а в качестве добавки - нефтяную фракцию, полученную прямой перегонкой тяжелой малопарафинистой нефти нафтенового основания.

(Пат. РФ № 2260023, 2005.)

Недостатком данного ПБВ является крайне ограниченная сырьевая база, т.к. объемы производства битумов марок БДУ практически уже исчерпаны (они производятся только из остатков переработки ярегской нефти), а марок БДУС - очень невелики и могут удовлетворить потребности лишь небольшого региона России.

Наиболее близким к заявляемому является вяжущее для дорожного покрытия, которое содержит, мас.%:

Битум	44,4-98
Блок-сополимеры алкадиена и стирола	0,1-22,3
Масло индустриальное	1,9-33,3

(Пат. РФ № 2299228, дата публикации заявки 1997, опубликован 2007).

Недостатком вяжущего по прототипу также является необходимость использования в качестве одного из компонентов более дорогого и более дефицитного продукта - битума марок БНД по ГОСТ 22245-90.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка состава вяжущего для строительства и ремонта дорожных покрытий, которое бы отвечало по качеству всем требованиям норм ГОСТ Р 52056-2003 к вяжущим материалам и в котором битум был бы заменен на менее дорогостоящие компоненты - гудрон и асфальтит окисленный, представляющий собой окисленный побочный продукт процесса пропановой деасфальтизации гудронов.

Для решения поставленной задачи предлагается вяжущее для дорожных покрытий, которое включает блок-сополимер алкадиена и стирола и масло индустриальное и отличается тем, что дополнительно содержит гудрон с условной вязкостью с и асфальтит окисленный с температурой размягчения Т _разм.75-85°С, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Заявляемое вяжущее (далее по тексту ПГАВ - полимерно-гудроно-асфальтитовое вяжущее) в качестве основных компонентов содержат гудрон с условной вязкостью при температуре 80°С и с диаметром отверстия 5 мм - с (может быть использована смесь гудронов с с) и асфальтит окисленный с температурой размягчения T _разм.=75-85°.

Гудрон является остатком атмосферно-вакуумной перегонки нефти. Использование гудрона в предлагаемой композиции вместо битума позволяет исключить из производства стадию окисления гудрона при получении битума, что позволяет существенно улучшить экономические и экологические показатели нефтепереработки.

Асфальтит окисленный с температурой размягчения Т_разм.=75-85° представляет собой окисленный побочный продукт процесса пропановой деасфальтизации гудронов, что позволяет экономить высокорентабельный гудрон, который является потенциальным источником получения моторных топлив. Окисление требуемого для композиции асфальтита проводят по стандартной технологии окисления гудрона на стандартной промышленной установке.

В качестве пластификатора ПГАВ включает масло индустриальное И-40А по ГОСТ 20799-88.

В качестве блок-сополимера алкадиена и стирола ПГАВ содержит дивинилстирольный термоэластопласт (ДСТ) по ТУ 2294-007-01393697-95.

ПГАВ для строительства и ремонта дорожных покрытий готовят с использованием стандартного оборудования путем смешения подаваемых дозировочными насосами компонентов в обогреваемых резервуарах товарного парка окислительной битумной установки путем циркуляции или использования стационарных обогреваемых смесителей.

Для иллюстрации заявляемого технического решения было приготовлено 5 образцов различного состава. Состав образцов приведен в табл.1.

В таблицах 2, 3 приведены сопоставительные данные показателей качества разработанных ПГАВ соответствующим нормам требований ГОСТ Р 52056-2003 к «Вяжущим полимерно-битумным дорожным на основе блок-сополимеров типа СБС».

Из данных таблиц следует, что использование в заявленных выше концентрациях и заявленного качества компонентов: гудронов с с, асфальтита окисленного с T_paзм.=75-85°C, индустриального масла И-40А по ГОСТ 20799-88 и дивинилстирольного термоэластопласта (ДСТ) по ТУ 2294-007-01393697-95 позволяет стабильно производить полимерно-гудроно-асфальтитовые вяжущие, соответствующие нормам ГОСТ Р 52056-2003 к маркам ПБВ 40, ПБВ 60, ПБВ 90 и ПБВ 130.

Аналогичные данные получены при испытании других приготовленных образцов разработанного ПГАВ, а также при использовании смеси гудронов с с.

Таким образом, заявленные составы вяжущего (ПГАВ) для строительства и ремонта дорожных покрытий отвечают всем требованиям норм ГОСТ Р 52056-2003 к дорожным вяжущим материалам. Замена битума на смесь гудрона и асфальтита окисленного приводит к удешевлению вяжущего за счет исключения из процесса окисления заявленных количеств гудрона - до 65 мас.%, а также за счет вовлечения в производство асфальтита - побочного продукта процесса пропановой деасфальтизации гудронов, являющегося потенциальным сырьем для производства высокорентабельных моторных топлив - бензинов, керосинов и дизельного.

Таблица 1
№ п/п	Наименование компонентов	Содержание компонентов вяжущего (ПГАВ), мас.%
1	2	3	4	5
1	Гудрон с	-	38,0	-	-	65,0
2	Гудрон с	41,0	-	62,0	63,5	-
3	Асфальтит окисленный (АО)	41,0	42,0	21,0	21,0	20,0
4	Масло И-40А	13,0	15,0	12,0	12,0	10,0
5	ДСТ	5,0	5,0	5,0	3,5	5,0