|
Х2 массовая доля битума, %; Хзтемпература приготовления, °C. Выбор уровня варьирования обоснован предварительными экспериментами. Матрицы планирования, математические модели с учетом значимости коэффициентов в кодированном выражении для определения предела прочности при сжатии при температуре 20 °C для асфальтобетона с применением шламов доменного и конверторного производства приведены в приложениях А и Б. Графическая интерпретация математических моделей представлена на рисунках 2.13 и 2.14. Для повышения реологических свойств асфальтобетона применялись фусы для активации известнякового порошка и в качестве структурирующей добавки в битум. Пределы варьирования содержания фусов назначались с учетом результатов теоретического анализа и поисковых работ в количестве от 2,5 до 5 % от массы минерального порошка, и от 1 до 3 % от массы битума. Условия планирования эксперимента по изменению физико-механических свойств асфальтобетона от массовой доли битума сверх минеральной части и массовой доли фусов приведены в таблице 2.2. Экспериментальные и расчетные результаты определения предела прочности при сжатии при 20° С для активированного фусами минерального порошка приведены в приложении В и на рисунке 2.15, при структурирующей добавке в битум в приложении Г и на рисунке 2.16. Таким образом, в результате выполненных экспериментов и расчетов на ЭВМ: получены математические модели адекватно описывающие зависимости; прочности асфальтобетона при температуре 20 °C с применением шламов доменного и конверторного производства, с применением фусов для активации минерального порошка и в качестве структурообразующей добавки в битум; установлено, что оптимальное количество минерального порошка из шламов доменного и конверторного производства в асфальтобетоне составляет 12 % по массовой доле, массовая доля битума соответственно 8 и 7,5 % и температура приготовления смеси 140 °C; 60 |
63 ного порошка из шламов и температуры приготовления смеси приведены в табл. 2.1. Количество битума принималось сверх минеральной части. Таблица 2.1 Условия опыта в трехфакторной задаче оптимизации состава асфальтобетонной смеси и температуры ее приготовления Уровень варьирования Значение факторов Кодированные Натуральные Xi х2 Хз Xl х2 х3 Основной уровень 0 0 0 12 8,0 140 Верхний уровень + 1 + 1 + 1 14 9,0 160 Нижний уровень -1 -1 -1 10 7,0 120 Интервал варьирования 2 1 20 В табл. 2.1 приняты следующие обозначения варьируемых факторов (натуральные): X! массовая доля минерального порошка из шлама доменного производства, %; х2 массовая доля битума, %; х3 температура приготовления, 0 С. Выбор уровня варьирования обоснован предварительными экспериментами. Матрицы планирования, математические модели с учетом значимости коэффициентов в кодированном выражении для определения предела прочности при сжатии при температуре 20° С для асфальтобетона с применением шламов доменного и конверторного производства приведены в приложениях 1 и 2. Графическая интерпретация математических моделей представлена на рис. 2.13 и 2.14. Для повышения реологических свойств асфальтобетона применялись фусы для активации известнякового порошка и в качестве структурирующей 66 добавки в битум. Пределы варьирования содержания фусов назначались с учетом результатов теоретического анализа и поисковых работ в количестве от 2,5 до 5 % от массы минерального порошка, и от 1 до 3 % от массы битума. Условия планирования эксперимента по изменению физикомеханических свойств асфальтобетона от массовой доли битума сверх минеральной части и массовой доли фусов приведены в табл. 2.2. Таблица 2.2. Условия опыта в трехфакторной задаче оптимизации состава асфальтобетонной смеси Уровень варьирования Значения переменных Массовая доля битума Массовая доля минерального порошка Массовая доля фусов Хх кодирован XI натур., % х2 кодирован Х2 натур., % Х3 кодирован Х3 натур., % Основной уровень 0 7,5 0 12 0 2,5 Верхний уровень + 1 8,5 + 1 16 + 1 3,5 Нижний уровень -1 6,5 -1 14 -1 1,5 Интервал варьирования 1 2 1 Экспериментальные и расчетные результаты определения предела прочности при сжатии при 20° С для активированного фусами минерального порошка приведены в приложении 3 и на рис. 2.15, при структурирующей добавке в битум в приложении 4 и на рис. 2.16. Таким образом, в результате выполненных экспериментов и расчетов на ЭВМ: получены математические модели адекватно описывающие зависимости прочности асфальтобетона при температуре 20° С с применением шламов доменного и конверторного производства, с применением фусов для акти 69 вации минерального порошка и в качестве структурообразующей добавки в битум; установлено, что оптимальное количество минерального порошка из шламов доменного и конверторного производства в асфальтобетоне составляет 12 % по массовой доле, массовая доля битума соответственно 8 и 7,5 % и температура приготовления смеси 140° С; установлено, что оптимальная добавка фусов в качестве активатора минерального порошка составляет при массовой доли 2,5 %, а как структурирующая добавка в битум 2,0 % от массовой доли битума. На основании изложенного можно сделать следующие выводы: 1. Проведен анализ процесса формирования покрытия из асфальтобетонных смесей с использованием активированных фусами минеральных порошков и активных минеральных порошков из отходов промышленности. На основе теоретических и экспериментальных исследований установлено, что добавка фусов способствует повышению прочностных свойств, деформативной способности, и деформационной устойчивости асфальтобетонного покрытия. Причем при применении в асфальтобетоне инактивных минеральных порошков целесообразно активировать фусами минеральный порошок, а при использовании активных минеральных порошков фусы следует вводить в битум, а затем композиционное вяжущее вводить в смесь. 2. Разработана физико-математическая модель реологии асфальтобетона с применением фусов, позволяющая осуществлять прогнозирование эксплуатационных параметров дорожных покрытий с учетом их нестабильных свойств во времени. 3. Разработана методика прогнозирования роста кристаллогидратов во времени в межзерновом и внутрипоровом пространстве при использовании в асфальтобетоне активных отходов промышленности. Определен рост заполнения межзернового и внутрипорового пространства кристаллогидратами на основе сравнения разновременных снимков |