|
Таблица 2.2 Условия опыта в трехфакторной задаче оптимизации состава асфальтобетонной смеси Уровень варьирования Значение переменных Массовая доля битума Массовая доля минерального порошка Массовая доля фусов X ~кодирован натур% X кодирован X натур.,% X wкодирован о4 Рч £ д Х3 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 2.5 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. 65 |
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 140 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ: 1. Разработана физико-математическая модель реологии асфальтобетона с применением фусов, позволяющая осуществлять прогнозирование эксплуатационных параметров дорожных покрытий с учетом их нестабильности свойств во времени. 2. На основе исследования процессов взаимодействия битума модифицированного фусами и результатов его взаимодействия с поверхностью минерального порошка из отходов промышленности подтверждено предположение о замедлении процессов старения органического вяжущего, активированного фусами. Замедление процессов образования асфальтенов из низкомолекулярных фракций битума позволяет повысить работоспособность покрытий в процессе эксплуатации. 3. На основе теоретических и экспериментальных исследований установлено, что при активировании минеральных порошков и битумов фусами повышаются прочностные и деформативные характеристики асфальтобетонных покрытий. 4. Разработанная методика прогнозирования процесса заполнения межзернового и межпорового пространства кристаллогидратами во времени при использовании активных отходов промышленности позволяет проектировать асфальтобетонные смеси с заданными свойствами. 5. Разработанная технология приготовления активированных фусами минеральных порошков и битумов отличается тем, что при использовании инактивных отходов фусами обрабатывается минеральная часть, а при активных отходах фусы вводятся в битум. Предлагаемая технология отработана в производственных условиях на заводе МВИ и СМ треста «Железобетон» г. Липецка, и свидетельствует о ее высокой эффективности. 6. В соответствии с современными требованиями техникоэкономическая эффективность применения фусов для активации минпорошков и вяжущих фусами определена по приведенным затратам с учетом |