Введение ...................................................................................................................................................5
ГЛАВА 1. ПРОДУКТЫ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ И НЕФТЕХИМИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ
ДОРОЖНЫХ БИТУМОВ И АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ НА ИХ ОСНОВЕ
(АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР) .........................................................................................................12
1.1 Современные представления о составе, структуре и свойствах нефтяных битумов ...............12
1.1.1 Структура и компонентный состав нефтяных битумов ...............................................12
1.1.2 Физико-химические свойства битумов ..........................................................................14
1.1.3 Коллоидно-химические свойства битумов, как специфической нефтяной дисперсной
системы ..................................................................................................................................................16
1.2 Теоретические основы модификации битумных вяжущих ........................................................17
1.2.1 Модификаторы битумов: виды и свойства ....................................................................17
1.2.2 Модификация битумов полимерами ..............................................................................17
1.2.3 Современные технологические решения производства ПБВ ......................................19
1.3 Асфальтобетонные смеси: виды, особенности и технология приготовления ...........................20
1.3.1 Виды и структура асфальтобетонных смесей ................................................................20
1.3.2 Состав, особенности и преимущества щебеночно-мастичного асфальтобетона .......21
1.3.3 Стабилизирующие добавки для ЩМА ...........................................................................22
1.3.4 Опыт применения ЩМА в России и за рубежом ..........................................................23
1.4 Теоретические предпосылки использования нефтяного кокса в качестве компонента
стабилизирующей добавки для ЩМА ............................................................................................... 23
1.4.1 Состав, структура, строение и физико-химические свойства нефтяного кокса ........23
1.4.2 Мониторинг рынка производства и потребления нефтяного кокса ............................27
1.4.3 Исследование возможности применения нефтяного кокса в качестве компонента
стабилизирующей добавки для ЩМА ................................................................................................29
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ .............................................................31
2.1 Объекты исследования ...................................................................................................................31
2.2 Обоснование и выбор методов исследования ..............................................................................32
2.2.1 Метод SARA-анализа .......................................................................................................32
2.2.2 Методы оценки совместимости полимеров с битумом ................................................32
2.2.3 Стандартные методы определения физико-химических показателей нефтяных
битумных вяжущих ...............................................................................................................................33
2.2.4 Метод определения релаксационных и реологических характеристик битумных
вяжущих .................................................................................................................................................33
3
2.2.5 Метод определения динамической вязкости .................................................................34
2.2.6 Метод ЭПР-спектроскопии .............................................................................................34
2.2.7 Метод комплексного термического анализа ..................................................................34
2.2.8 Метод рентгеновской томографии .................................................................................35
2.2.9 Метод определение показателей битумных вяжущих с учетом температурного
диапазона эксплуатации и транспортных нагрузок ...........................................................................35
2.3 Технологические особенности получения модифицированного нефтяного кокса и
применение его в качестве компонента стабилизирующей добавки для ЩМА .............................37
2.4 Методы исследования физических и эксплуатационных показателей щебеночно-мастичного
асфальтобетона .............................................................................................................................. .......38
ГЛАВА 3. НАУЧНО-ПРИКЛАДНЫЕ ОСНОВЫ МОДИФИКАЦИИ ДОРОЖНЫХ
БИТУМОВ, ЩЕБЕНОЧНО-МАСТИЧНОГО АСФАЛЬТОБЕТОНА И ИЗУЧЕНИЕ ИХ
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ И АДГЕЗИОННО - ПРОЧНОСТНЫХ
ХАРАКТЕРИСТИК ............................................................................................................................39
3.1 Теоретические основы и прикладные особенности выбора полимера для создания ПБВ с
заданными свойствами ........................................................................................................................ 39
3.2 Исследование совместимости выбранного полимера с битумом .............................................. 40
3.3 Исследование влияния блоксополимера типа СБС на физико-химические свойства
полимерно-битумного вяжущего ........................................................................................................ 44
3.4 Исследование реологических свойств разработанных составов полимерно-битумных
вяжущих ................................................................................................................................................ 46
3.5 Изучение релаксационных характеристик битумных вяжущих................................................ 52
3.6 Исследование зависимости физико-химических характеристик битумных вяжущих от их
компонентного состава ....................................................................................................................... 55
3.7 ЭПР-спектроскопия для исследования интенсивности старения битумных вяжущих ........... 59
3.8 Исследование устойчивости к термической деструкции битумных вяжущих ........................ 63
3.9 Определение температурного диапазона эксплуатации битумных вяжущих с учетом
транспортных нагрузок ........................................................................................................................ 69
3.10 Оценка влияния нефтяного кокса на изменение компонентного состава, структуры и физикохимических свойств битума ................................................................................................................ 72
3.11 Проведение испытаний, полученных образцов ЩМА, методом объемного проектирования
"Superpave" по ГОСТ Р 58406.1-2020 ................................................................................................. 75
3.12 Исследование влияние нефтяного кокса на устойчивость к расслаиванию ЩМА ............... 77
3.13 Оценка влияния нефтяного кокса на стойкость к колееобразованию ЩМА ......................... 80
3.14 Рентгенографический анализ особенностей структурообразования ЩМА ........................... 83
4
ГЛАВА 4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА
СТАБИЛИЗИРУЮЩЕЙ ДОБАВКИ ДЛЯ ЩМА НА ОСНОВЕ НЕФТЯНОГО КОКСА ....89
4.1 Комбинированная принципиальная технологическая схема производства полимернобитумного вяжущего и ЩМА ............................................................................................................. 89
4.2 Расчет ожидаемого экономического эффекта производства ЩМА полученного на основе
разработанных ПБВ и стабилизирующей добавки ........................................................................... 93
4.3 Определение расчетного срока службы щебеночно-мастичного асфальтобетона с
применением разработанного ПБВ и стабилизирующей добавки ............................................... 100
4.4 Расчет условного экономического эффекта от увеличения срока межремонтных работ
дорожного полотна из ЩМА, приготовленного на основе разработанного полимерно-битумного
вяжущего и стабилизирующей добавки .......................................................................................... 101
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................................................. 103
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ......................................................................... 105
ПРИЛОЖЕНИЯ ................................................................................................................................. 123
