Полимер нового поколения для
модификации дорожных битумов

Эффективным решением для улучшения качества дорожных битумов, особенно окисленных, которые преимущественно применяются в Украине для приготовления асфальтобетона, является модификация их соответствующими полимерами. На сегодняшний день известно много полимеров, которые улучшают свойства битумов и асфальтобетона. Однако считается, что наиболее эффективными модификаторами битумов являются такие полимеры, которые непосредственно вступают в химическую реакцию с битумом и создают пространственную сетку, которая обеспечивает стабильность технологических свойств и улучшает качество дорожного покрытия. Одним из таких полимеров есть полимер нового поколения - это реакционно способный, химически связывающийся с битумом эластомерний термополимер типа Елвалой разных модификаций с широкими возможностями регуляции свойств дорожного битума.

В Украине полимер Елвалой появился 1999 году, он производится в США фирмой Дюпонт.

Концепция, которая лежит в основе создания полимербитумного вяжущего на основе Элвалой заключается в наделении конечного материала повышением долговечности от одновременного действия транспорта и климата, который способствует увеличению срока службы всей конструкции.

Анализ зарубежного и отечественного  опыта работы  с этим полимером позволил сделать вывод, что полимер Элвалой целесообразно применять на дорогах с тяжелым и интенсивным транспортным движением,  особенно при таких неблагоприятных условиях:

• Колебание температуры и изменение влажности и переход температуры
  через 0°С;
• Агрессивное влияние антигололедных химических веществ;
• Высокая температура покрытия;
• Интенсивный транспортный поток с малой скоростью движения.

Одно из весомых преимуществ модификатора Элвалой это технологичность приготовления полимербитумного вяжущего. Практически для этого есть возможность использования существующего оборудования на АБЗ.

Такой полимербитум после изготовления практически не расслаивается, не изменяет свои свойства, при долговременном хранении его можно несколько раз нагревать и охлаждать, что делает этот продукт еще более технологичным в сравнении с битумами на других полимерах. Элвалой значительно повышает теплостойкость вяжущего и улучшает адгезию.

Кроме того, данный полимер наиболее приспособлен для модификации с разнообразными битумами, которые используются в дорожно-мостовом хозяйстве Украины и вступает в химическую реакцию из асфальтенами, что позволяет частично нейтрализовать негативное влияние парафинов.

С использованием информации от корпорации Дюпонт несколькими научными школами Украины (в Киеве - НТУ и ДЕРЖДОНИИ, в Харькове -ХНАДУ) в 1999 г. были начаты первые исследования относительно возможности применения полимера Элвалой для модификации отечественных битумов. Были построены опытно-экспериментальные участки. Полученные результаты исследований и опытной апробации подтвердили возможность применения данного полимера для дорожного строительства в Украине.

Испытания модифицированного битума показали резкое увеличение его теплостойкости и адгезии, а также повышение эластичности, которая достигает значений от 60% до 90%. Физико-механические свойства полимерасфальтобетона увеличиваются до 80%, а показатели долговечности вдвое и больше.

Такое увеличение долговечности полимерфосфатобетонного покрытия на основе Элвалой в сравнении с традиционным асфальтобетоном дает экономический эффект в размере 0,5-2,5 грн/м2.

Последующие исследования данного полимера отечественным учеными (проф. д.т.н. В.О. Золотарев, проф. д.т.н. В.К. Жданюк, проф. д.т.н. В.В. Мозговой, проф. д.т.н. В.И. Братчун, к.х.н. Л.Ф. Кириченко, к.х.н. К.В. Мудрах, к.н.т. Ф.П. Гончаренко, ст.н.сотр. С.В. Кищинский, к.т.н. О.М. Ищенко, к.н.т. В.В. Смолянец, к.н.т. И.С. Ладиженский и др.) дали возможность более глубоко изучить, как именно полимербитумное вяжущее, так и асфальтобетон на его основе, что позволило значительно расширить номенклатуру материалов на основе полимера Элвалой. Полимербитумное вяжущее на основе Элвалой можно использовать при изготовлении:

• Традиционного асфальтобетона для покрытия и основы;
• Щебне-мастичного полимерасфальтобетона;
• Литого полимерасфальтобетона;
• Дренажного полимерасфальтобетона;
• Полимербитумных мастик разного предназначения и т.д.

Также широкие исследования и апробация полимербитума на основе Элвалой за последние годы осуществлены в России. Основано изготовление полимербитума на нефтеперерабатывающем заводе.

Учитывая высокие показатели теплостойкости полимербитума вяжущего, на данное время ведутся разработки в Национальном транспортном университете для создания отечественных гидроизоляционных материалов на основе Элвалой.

Позитивный опыт эксплуатации опытных участков дал возможность в течение последних трех лет НТУ широко внедрять полимерасфальтобетон на основе Элвалой. География применения полимерасфальтобетона тянется с запада (Закарпатская обл.) на юг (Одесская обл.) причем его используют в покрытиях не только на городских и междугородных автомобильных дорогах, а также в покрытии мостов, путепроводов и спортивных стадионах.

Последние годы эксплуатации на таких объектах г. Киева, как пл. Победы, Привокзальная площадь, ул. Новоконстантиновская, ул. Протасов Яр, ул. Сломенская, Бессарабский квртал и г. Одессы – ул. Мельничная, а также участка на автомобильной дороге Киев-Одесса засвидетельствовали отсутствие повреждений и разрушений.

Невзирая на относительную простоту технологии применения полимера Элвалой для модификации дорожных битумов, есть необходимость придерживаться всех технологических особенностей приготовления таких полимербитумов. К сожалению, существует негативный опыт отсутствия кадров на местах. Это вызывает необходимость осуществлять научное сопровождение при внедрении полимера Элвалой в конкретных технологических условиях его применения в зависимости от объекта строительства с учетом подготовленности специалистов. Во время сопровождения осуществляется анализ исходных условий применения полимера, устанавливаются оптимальные технологические параметры получения полимербитума на основе Элвалой и его использования, регистрация фактических параметров технологии и фиксации реальных условий применения. Также осуществляется учеба персонала и получение самостоятельных навыков по технологии производства и применения полимербитума, проводятся консультации, осуществляется инспекционная проверка соблюдения технологии.

Такой подход позволил получить позитивные результаты на всех объектах где проводилось научное сопровождение применения полимера Элвалой.