МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (СОЮЗДОРНИИ)
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРИМЕНЕНИЮ ВЯЖУЩИХ ИЗ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЕЙ КАРААРНИНСКОГО И ДЖАРКУРГАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ И ОСНОВАНИЙ
Москва 1981
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (СОЮЗДОРНИИ)
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРИМЕНЕНИЮ ВЯЖУЩИХ ИЗ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЕЙ КАРААРНИНСКОГО И ДЖАРКУРГАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ И ОСНОВАНИЙ
Одобрены Минавтодором КаэССР
Москва 1981
4. Области применения вяжущих из караарнинской и джаркурганской нефтей
4.1. Области применения нефтяных местных вязких вяжущих,отвечающих требованиям ТУ 218 КазССР 66-80, приведены в табл.З.
4.2. Области применения нефтяных местных жидких вяжущих,отвечающих требованиям РСТ КазССР 696-80, приведены в табл.4.
5. Материалы и технологические особенности приготовления смесей на основе вяжущих из тяжелых караарнинской и джаркурганской нефтей. Технические требования к смесям
Горячие и теплые битумоминеральные смеси
5.1. Вяжущие для приготовления горячих и теплых битум ом ннеральных смесей должны удовлетворять требованиям ТУ 218 КазССР 66—80 (см.разд.З настоящих 'Методических рекомендаций').
6.2. Щебень и гравий для приготовления горячих и теплых бнтумомиверальных смесей должны отвеча т ь требованиям ГОСТ 8267-75 'Щебень из естественного камня для строительных работ', ГОСТ 10260-74 'Щебень из гравия для строительных работ', ГОСТ 3344-73 'Щебень шлаковый доменный и сталеплавильный для дорожного строительства', ГОСТ 8268-74 'Гравий для строительных работ'.
5.3. Песок для приготовления горячих и теплых би-туыоминеральных смесей должен удовлетворять требованиям ГОСТ 8736-77 'Песок для строительных работ. Технические условия'.
10
Таблица 3 |
Марка вяжущего |
Характеристика б неоальных матерв |
втумоми-
алов |
Рекомендуемая область применения (категория дороги) |
Вид |
Тип |
Марка |
ВНМВ 60/90 |
Горячий
плотный |
А,Б,Г
в.д
Б,В Л |
II
П-Ш 111-1У |
Верхние слои покрытия (Ш-1У-п) |
ВНМВ 90/130 |
|
в.д
БЗ.Д |
П-Ш 111-1У |
Верхние слои покрытия (111-1 У-п)
Верхние слои покрытия
(1У-У) |
ВНМВ 130/200 ВНМВ 200/300 |
Теплый
плотный |
А.Б.В,
г,д
Б.В.Д Б,В.Д |
11
Ш-1У
Ш-1У |
Верхние спои покрытия (ПНУ-п)
Верхние слон покрытия (1У-у) То же |
ВНМВ 60/90 ВНМВ 90/130 ВНМВ 130/200 ВНМВ 200/300 |
Горячий и теплый пористый |
|
|
Нижние слои покрытий и оснований (1-1У) |
|
Примечание. Все битумоминеральные материалы рокомоидуется исполь-аовать в 1У-У дорожно-климатических зонах. |
Рекомендуемая область применения
О
Холодные битумоминеральные смеся
Верхние слоя покрытий при стадийном строительстве
Основания при стадийном строительстве
Холодные черные щебеночные (гравийные] смеси
Верхнее слоя покрытий
Нижние слои покрытий
Основания при стадийном строительстве
Примечание. Все указанные смеси рекомендует
Таблица 4
Категория дороги, на которой рекомендуется нсполь- |
зовать смеси |
следующих видов |
|
крупнозернист ые |
среднезернистые |
мелкозер
нистые |
песчаные |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Не выше 1У |
Не выше 1У |
Не выше 1У Не выше III |
Не выше 1У Не выше 1У Не выше III |
Не выше III Не выше 1У |
Не выше III |
|
ся использовать в 1У-У дорожно-климатических зонах.
13
5.4. Минеральный порошок для приготовления горячих и теплых битумоминеральных смесей должен удовлетворять требованиям ГОСТ 16557-78 'Порошок минеральный для асфальтобетонных смесей. Технические уо ловия'.
5.5. Зерновой состав минеральной части горячих и теплых битумоминеральных смесей и содержание в них вяжущего должны соответствовать требованиям разд.2 ГОСТ 9128-76.
5.6. Допустимая погрешность дозирования компонент тов горячих и теплых битумоминеральных смесей не должна превышать значений, указанных в табл. 10 ГОСТ 9128-76.
5.7. Температура нагрева вяжущих нефтяных местных вязких перед употреблением в зависимости от мар» ки не должна превышать значений, при веде иных в таблД.
Таблица 5 |
Марка вяжущего |
Темпе нагрева вяжу- |
без ПАВ |
с ПАВ |
ВНМВ 60/90 |
120-140 |
100-120 |
ВНМВ 90/130 |
110-120 |
100-110 |
ВНМВ 130/200 |
90-110 |
90-100 |
ВНМВ 200/300 |
90-110 |
90-100 |
|
5.8. При выпуске из смесителя и при укладке в кош структивный слой температура горячих и теплых битумоминеральных смесей, приготовленных на осВове вяжущих из караарнинской нефти, отвечающих требованиям ТУ 218 КаэССР 66-80, вследствие повышенной склонности этих вяжущих к старению должна быть снш жена до величин, указанных в табл.6.
5.9. Поскольку вяжущие из караарнинской нефти стш реют под воздействием высоких температур, то при
14
Таблица в |
Тип смесей |
Марка вяжущего |
Температура см |
асей. °С |
при выпуске из смесителя |
в асфальтоукладчике при укладке в конструктивный слой, не ниже |
без ПАВ |
с ПАВ |
без ПАВ |
с ПАВ |
Горячие |
ВНМВ 60/90 |
120-140 |
100-120 |
90 |
90 |
|
ВНМВ 00-130 |
110-120 |
100-110 |
90 |
80 |
Теплые |
ВНМВ 130/200 |
90-110 |
90-100 |
70 |
70 |
|
ВНМВ 200/300 |
90-110 |
90-100 |
70 |
70 |
|
УДК 625.062.3:665.775(075.5)
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ВЯЖУЩИХ ИЗ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЕЙ КАРААРНИНСКО-ГО И ДЖАРКУРГАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ И ОСНОВАНИЙ. Союзаорнив. М., 1981.
Показана возможность получения вязких и жидких вяжущих, пригодных для дорожного строительства, как традиционным способом - путем окисления остатка после отбора легких фракций, выкипающих до 300-380°С, так и путем прямого окисления тяжелой нефти или ее прямогонных остатков.
Приведены технология получения вязких и жидких вяжущих из тяжелых нефтей Караарнинского и Джар -курганского месторождений, требования к их качест -ву; область применения, технология приготовления и технический контроль за качеством смесей на основе вяжущих из тяжелых нефтей, техника безопасности при работе с ними.
Настоящие 'Методические рекомендации' составлены на основе исследовательских и опытно-экспериментальных работ, проведенных в 1974-1979 гг. Союэдор-нии и его Среднеазиатским филиалом, а также БашНИИ НП и ЦПКТБ Мннавтодора КазССР.
Табп.10.
© Союздорнни, 1981г.
УДК 625,062.3:665.775(075.5)
Предисловие
Один из путей частичной ликвидации дефицита биту-» ма в Казахстане и Средней Азии - расширение сырьевой базы для его производства путем применения тя -желых нефтей Караарнинского и Джаркурганского мес-торождений, содержащих большое количество асфальтосмолистых веществ.
Для получения битумов высокого качества, отвечающих требованиям ГОСТ 22245-76 "Битумы нефтян ы е дорожные вязкие. Технические условия', предъявляв -мым к маркам БНД, необходимо строить спедиализи -рованные битумные заводы, позволяющие осуществить отбор легких фракций, выкипающих до 300-380°С. Производительность таких заводов должна быть не менее 80-150 тыс.т в год, так как такое количество битума можно вывезти автомобильным транспортом на строительные объекты. При большей производительности завода необходимо предусматривать базы для хранения и распределения битумов, доставляемых туда по железной дороге.
В настоящее время на территории Казахстана дей -ствует ряд нефте окислительных установок, конструкция которых не позволяет осуществлять отбор легких фракций без реконструкции, невозможной без дополнитель -ных капитальных вложений, специальной измерительной аппаратуры и другого оборудования.
Однако для строительства дорог с твердым покры -тием можно использовать вяжущие, полученные на указанных нефтеокислительных установках прямым окислением тяжелых нефтей или их прямогонных остатков.
Исследования, проведенные в 1974-1979 гг. Союз -дорнии и его Среднеазиатским филиалом, а также БашНИИ НП и ЫПКТБ Минавтодора КазССР, показали, что такие вяжущие, уступающие по качеству битумам,
*
отвечающим требованиям ГОСТ 22245-76, можно ис -пользовать при устройстве покрытий и оснований ав -томобильных дорог низших категорий и при стадийном строительстве дорог. Расширение сырьевой базы для производства дорожных органических вяжущих путем применения тяжелых высокосмолистых нефтей позволит частично ликвидировать дефицит битума, решить трано-портную проблему и уменьшить транспортные расходы в связи с размещением битумных установок в районах потребления вяжущих, исключить необходимость разо -грева и обезвоживания вяжущих, что положительно скажется на их свойствах.
"Методическими рекомендациями по применению вяжущих из тяжелых нефтей Караарнинского и Джаркур-ганского месторождений при строительстве дорожных покрытий и оснований" предполагается руководство -ваться при широком опытном строительстве. В них приведены технология получения вязких и жидких вяжу -щих из тяжелых нефтей указанных месторождений и требования к их качеству; показаны область применения, технология приготовления и контроль за качест -вом смесей на основе вяжущих из тяжелых нефт е й , техника безопасности при работе с ними.
"Методические рекомендации" составили: кандида -ты технических наук Л.М.Гохман, Д.С. Шемонаева, И.А.Плотникова (Союздорнии), Г.А.Попандопуло (Узорг-техдорстрой), Р.С.Ахметова (БашНИИ НП),В.Я.Стрельникова, инженеры В.К.Найденко, В.Н.Елькин (ЦПКТБ Минавтодора КазССР).
Все замечания и пожелания просьба направлять по адресу: 143900, Московская обл., Балашиха-6, Союздорнии.
4
I. Общие положения
1.1. Один из путей ликвидации дефицита битума -расширение сырьевой базы для его производства за счет использования запасов тяжелых нефтей, содержа -щих большое количество асфальт о смол истых веществ.
1.2. Для получения битумов марок БНД и БН, отвечающих требованиям ГОСТ 22245-76 и применяемых при строительстве высококачественных асфальтобетон-» ных покрытий и оснований, необходима предваритель -ная подготовка тяжелой нефти - получение остатка с высокой глубиной отбора легких фракций.
Вязкие дорожные битумы, отвечающие требованиям ГОСТ 22245-76, могут быть получены из д ж ар курган -ской нефти путем окисления остатка (при t *260°С ) после отбора легких фракций, выкипающих до 300°С,из караарнинской нефти - путем окисления остатка после отбора легких фракций, выкипающих до 38СРС и выше, либо переокислением нефти с последующей пластификацией (например, дегтем).
Жидкие дорожные битумы, отвечающие требованиям ГОСТ 11955-74 'Битумы нефтяные дорожные жидкие**, из тяжелых нефтей обоих месторождений можно полу -чать разжижением битума вязких марок с глуби ной проникания иглы не выше 90 растворителями (в соответствии с ГОСТ 11955-74) или нефтяными дистилля -тами определенного фракционного состава (например, головной фракцией тех же нефтей с пределами кипения 175-350°С и температурой вспышки 75°С).
1.3. Асфальтобетон, приготовленный на основе ста»* дартных вязких и жидких битумов из тяжелых нефтей, полностью отвечает требованиям ГОСТ 9128-76 'Сме -си асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия'.
1.4. В связи с тем, что на ряде действующих неф -
5
теокислительных установок без их существенной рекож струкдии глубокий отбор легких фракций нефти невоз -можен, вяжущие можно получать путем прямого окисления нефтей. Такие вяжущие получили название неф -тяных местных вяжущих.
1.5. Правильный выбор температурных режимов приготовления асфальтобетонных смесей на основе таких вяжущих позволяет использовать последние при строительстве покрытий и оснований на дорогах III—1У ка -тегорий.
2. Технология получения и свойства вяжущих из тяжелых караарнинской и джаркурганской нефтей
2.1. Местные нефтяные вяжущие получают путем прямого окисления нефти или ее прямогонных остат -ков (условная вязкость которых, как правило, не превышает 25 с;. Эти вяжущие могут быть вязкими и жид* кими. Они не отвечают требованиям ГОСТ 22245-76 и ГОСТ 11955-74, а асфальтобетоны на их основе - требованиям ГОСТ 9128-76. По сравнению со стандартными битумами они обладают рядом специфических осо -беяностей, обусловленных природой сырья и технологией изготовления.
2.2. Местные нефтяные вяжущие вязкие характеризуются хорошими свойствами при низких температу -рах, но одновременно низкой температурой вспышки и повышенной склонностью к старению.
2.3. Местные нефтяные вяжущие жидкие в большинстве случаев отличаются меньшими температурой вспышки и скоростью формирования, чем жидкие битумы клао са МГ, а также имеют заниженные показатели количества испарившегося разжижите ля и температуры раз -мягчения остатка после прогрева в связи с тем, что их готовят не разжижением, а прямым окисле н и е м нефти.
6
2.4. Чтобы обеспечить сцепление полученных вяжущих с минеральными материалами, следует приме н я т ь поверхностно-активные вещества (ПАВ), в первую очередь катионные - типа аминов и амидо-амннов (БП-3; амины С47и их кубовые остатки и др.).
2.5. ПАВ можно вводить в готовое вязкое жлн жидкое вяжущее. При изготовлении жидких вяжущих спо -собом разжижения ПАВ удобно вводить в разжижитель
2.6. Соотношение вязкого битума, разжижителя и ПАВ в смеси обусловливается вязкостью исходного бв-тума и его активностью и устанавливается лаборато -рией для каждого конкретного случая.
3. Технические требования к вяжущим из тяжелых караарнинской и джаркурганскойнефтей
2.1. Вязкие вяжущие из караарнинской нефти, полученные путем прямого окисления нефти или ее прямогонных остатков, в зависимости от вязкости делятся на четыре марки ( ВНМВ 60/90, ВНМВ 90/130, ВНМВ 130/200 и ВНМВ 200/300) и должны удовлетворять требованиям ТУ 218 КазССР 66-80 'Вяжущие нефтяные местные вязкие, получаемые прямым окислением караарнинской нефти и ее прямогонных остатков* приведенным в табл Л.
3.2. Жидкие вяжущие из караарнинской нефти, полученные прямым ее окислением, в зависимости от вязкости делятся на три марки (ВНМЖ 40/70,ВНМЖ 7СУ130 и ВНМЖ 130/200) и должны удовлетворять требованиям РСТ КазССР 696-80 "Вяжущие нефтяные местные жидкие", приведенным в табл.2.
7
00
Таблица 1 |
Показатели вязких вяжущих |
Величины |
нормативных показателей вяжущих |
марок |
|
|
|
|
ВНМВ
200/300 |
ВНМВ
130/200 |
ВНМВ
90/130 |
ВНМВ
60/90 |
Глубина проникания иглы.дмм при 25 ЬС (1 ООг, 5с)‘ |
|
|
|
|
201-300 |
131-200 |
91-130 |
61-90 |
при 0°С (200г,80с), но менее |
45 |
35 |
28 |
20 |
Температура размягчения по КиШ, ЬС, не ниже |
38 |
42 |
45 |
50 |
Растяжимость при 25°С. см, не менее |
- |
30 |
25 |
20 |
Температура хрупкости, °С, не выше |
Минус 20 |
Минус 18 |
Минус 17 |
Минус 15 |
Темпеоатура вспышки, °С, не ни>^е |
175 |
175 |
180 |
180 |
Сцепление с мрамором или песком х7 |
Выдерживает в соответствии с контрольным образцом & 2 |
Изменение температуры размягчения после прогрева,
°С, не более |
14 |
13 |
12 |
11 |
Индекс пенетрапии |
Плюс 1,5- минус 1 |
|
Содержание водорастворимых соединений.%, не более |
0,4 |
0.4 |
0.5 |
0.5 |
|
^Определяется по методу А ГОСТ 11508-74 (пассивное сцепление). |
Таблица 2 |
Показатели жидких вяжущих |
Величины нормативных показателей вяжущих марок |
Ьнмж
40/70 |
ВНМЖ
70/130 |
ВНМЖ
130/200 |
Условная вязкость по вискозиметру с отверстием 5 мм при 60°С, с |
41-70 |
71-13# |
131-200 |
Количество испарившегося разжижите-ля при выдерживании вяжущего в термостате (110°С, 5 ч) или в вакуум-термостате (100°С, 3 ч), % |
4 |
3 |
3 |
Температура размягчения остатка после определения количества испарившегося разжижите ля, °С, не ниже |
24 |
26 |
30 |
Температура вспышки в открытом тиг-ле, °С, не нижо |
110 |
120 |
130 |
Сцепление с мрамором или песком^ |
Выдерживает в соответствии с контрольным образном № 2 |
|
^Определяется по методу Б ГОСТ 11508-74 (активное сцепление). Показатель не является браковочным.
со