Введение в окисленные битумы потерянных в процессе нефтепереработки компонентов и создание условий для химической репарации повреждений молекулярной структуры в течение всей жизни материала придает им свойства подобные природным с их высочайшей стабильностью. Резина в виде мелкодисперсных частиц в данном случае является субстратом, на котором и благодаря которому становится возможным хотя бы частичное возвращение к свойствам природных нефти и битумов.
По сравнению с использованием дорогостоящих модификаторов на основе синтетических каучуков и эластомеров типа СБС, резиновая крошка является значительно более дешевым продуктом, что также делает новую технологию одним из наиболее экономичных способов модификации дорожных битумов.
Вязкость такой полидисперсной системы при повышенных температурах естественно возрастает, так как поперечные химические связи уменьшают взаимную подвижность частиц, что, кстати, происходит и в случае добавок в битум полимеров. Однако достаточная для практических целей текучесть расплавленного вяжущего сохраняется.
Технология выгодно отличается от известных способов модификации битумов резиновой крошкой или синтетическими каучуками тем, что не требует предварительной обработки частиц резины или каучука специальными пластификаторами, не требует специального оборудования для интенсивного перемешивания с большим усилием сдвига, позволяет снизить энергозатраты на заключительном этапе модификации, поскольку процесс продолжается и заканчивается при хранении вяжущего.
Технология осуществляется в стандартных обогреваемых емкостях для хранения битума. Для предварительного перемешивания резиновой крошки используются обычные битумные насосы, иногда барботирование сжатого воздуха, что категорически недопустимо в случае применения термоэластопластов. Дальнейшее перемешивание не требуется и во многих случаях просто запрещено, поскольку химический процесс модификации идет в среде выделяющихся реакционных газов, которые пронизывают весь объем смеси.
Битумнорезиновое композиционное вяжущее определяется как однородная смесь окисленногодорожного битума (или смеси битумов) с достаточно мелкодисперсной крошкой из резин общего назначения, подвергнутая специальной химической обработке в процессе приготовления. При этом частицы резины полностью не разлагаются и не растворяются, а связываются с компонентами битума прочными, но достаточно подвижными химическими связями и проявляют свои качества уже в составе нового материала. В отличие от обычных битумов, новые вяжущие, сочетающие полезные свойства двух различных компонентов (главным образом, резины), неоднородны по фазовому и химическому составу и по своей природе относятся к классу композиционных материалов. В их составе битум выполняет функции жидкой или псевдожидкой термопластичной матрицы, а частицы резины создают упругий силовой каркас в объеме вяжущего.
Битумнорезиновые экологически чистые композиционные вяжущие (далее сокращенно БИТРЭК), полученные по вышеназванной технологии, имеют повышенную устойчивость к старению при воздействии агрессивных факторов окружающей среды. Связано это, во-первых, с влиянием мелкодисперсных частиц резины и имеющихся в ее составе присадок различного назначения. Во-вторых, с дополнительным введением в битумную основу вяжущего ряда компонентов, которые были потеряны в процессе нефтепереработки и присутствие которых создает условия для химической репарации повреждений молекулярной структуры вяжущего. Резина в виде мелкодисперсных частиц и частично сшитых каучуковых молекул является субстратом, с помощью которого осуществляются эти процессы и благодаря которому становится возможным некое подобие возвращения к свойствам природных нефтей и битумов.
Резиновая крошка в композиционном вяжущем материале (не менее 7% по массе) выступает в роли частиц полимерного компонента, который в асфальтобетонах выполняет функцию полимерного дисперсноэластичного армирования. Установлено, что асфальтобетоны на вяжущем БИТРЭК имеют высокую устойчивость к циклическим нагрузкам, возникающих при движении транспортных средств.
В асфальтобетонах литого типа на БИТРЭК, по сравнению с литыми на дорожных битумах, значительно снижены сдвиговые деформации (колееобразование) в покрытиях при их эксплуатации. Такие покрытия имеют высокий коэффициент сцепления с колесом автомобиля (0,45 - 0,65), что позволяет отказаться от дополнительных поверхностных обработок. Наблюдается очень хорошее сцепление со старым покрытием и выравнивающим слоем, причем без какой-либо дополнительной подгрунтовки. Эти отличия позволяют упростить технологию и облегчить проведение ремонта дорог и аэродромов. Из-за повышенной деформативности при низких температурах литых покрытий на вяжущих БИТРЭК, отсутствует дальнейшее растрескивание прилегающих участков старых покрытий в процессе эксплуатации. Срок службы подобного рода покрытий при высоких транспортных нагрузках оценивается в 10 - 15 лет до первого ремонта, что позволяет подрядчику спокойно устанавливать гарантийный срок 5 - 7 лет.
Кроме ямочного ремонта в весенне-зимний период, который прекрасно осуществим литыми резиноасфальтобетонами на основе БИТРЭК, есть еще один объект их применения - это устройство примыканий дорожного полотна к конструктивным элементам деформационных швов на пролетных строениях мостовых сооружений. Эта работа обычно выполняется при ремонте швов и в случае недопустимых разрушений асфальтобетонного покрытия в критической зоне вблизи шва без разрушения основного полотна покрытия.
Результаты применения асфальтобетонов на основе вяжущих БИТРЭК, полученные в ходе опытно-экспериментальных производственных работ позволили уже в промышленном масштабе продолжить использование нового вяжущего в практике текущего и капитального ремонта асфальтобетонных покрытий.
В общей сложности за три последних года резиноасфальтобетоны различных типов на вяжущем БИТРЭК были применены при текущем и капитальном ремонте почти 500 тыс. кв. м. верхних слоев покрытий улиц и магистралей Москвы и около 300 тыс. кв. м. в городах Московской области. Выполнено дорожное покрытие ряда мостов, в том числе Хлебниковского моста через Клязьминское водохранилище (канал им. Москвы) и Октябрьского моста через Волгу в центре г. Ярославля.
Таким образом, в России появился первый, весьма успешный опыт применения резины из шин в дорожных покрытиях, используя технологию БИТРЭК. Технология и материалы БИТРЭК, при прочих равных условиях, будут давать более высокое качество и долговечность дорожных покрытий и намного более высокую эффективность, чем зарубежные. Можно сказать, что с помощью БИТРЭК шоссе становится именно тем местом, где шинная резина вновь встречается с резиной автомобильных колес, проявляя свои наилучшие качества и принося дополнительную пользу.
В статье используются материалы из следующих источников:
https://www.ador.ru/data/files/docs/bitrek-02.pdf
https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293849/4293849068.htm