книги / Энергоэффективный термопластичный материал для дорожной разметки

Каждое колесо устанавливалось на своей штанге и в испытательном режиме катилось со скоростью 90 км/ч, наезжая на испытуемые образцы дорожного термопласта. После 1000 циклов проводили визуальную оценку испытуемых образцов.

I

II

III

Рис. 5.9. Установка образцов на испытательном участке: I – образец «Кратер»; II – состав 1; III – состав 2

I

II

III

Рис. 5.10. Образцы разметочного материала на трассе испытательного полигона после испытаний.

Обозначения см. на рис. 5.9

Состояние образцов разметочного материала на трассе испытательного полигона после испытаний представлено на рис. 5.10.

Натурные испытания показали, что после прохода в количестве 1000 циклов образцы II и III практически не деформировались и не загрязнились, в то время как образец I загрязнился.

101

Макрошероховатость изношенной части возросла с 0,2 до 1,2 мм. Скорость износа образцов дорожной разметки (текущее среднее разброса вертикальных отметок) уменьшилась ориентировочно на 5–12 %.

Дальнейшие полевые испытания на полигоне (4000 проходов) показали, что разработанный состав (образец III) разметочного термопласта оказывается более устойчивым к многократным нагрузкам в условиях эксплуатации (табл. 5.6). Оценка макрошероховатости проводилась с использованием 3D-модели (цифровой), составленной на основе фотоснимков испытанных образцов (рис. 5.11, табл. 5.6).

Рис. 5.11. Состояние образцов материала после испытаний (3D)

Полевые испытания на полигоне показали, что разработанные составы разметочного термопласта оказываются более устойчивыми к многократным нагрузкам в условиях эксплуатации.

Выпущенные опытные партии разработанных материалов внедрены на федеральной и территориальной сети автомобильных

102

дорог и улично-дорожной сети населенных пунктов в гг. Москве и Санкт-Петербурге, Пермском крае, Оренбургской и Саратовской областях (акт внедрения ООО ПХ «Технопласт», 2016 г.).

Ориентировочный объем произведенных разметочных материалов – 600 т.

5.2.Выводы по главе 5

1.В процессе работы определены требования к долговечным разметочным материалам, выполнен последовательный подбор компонентов рецептуры, проведены комплексные испытания экспериментальных составов.

2.Реализовано научно-техническое сопровождение разработки составов и производства разметочных материалов в ООО ПХ «Технопласт».

3.Разработан СТО 47768292-01–2015 «Материалы для дорожной разметки на полимерной основе. Технические условия. Методы испытаний».

4.Получены практические результаты разработки технологии производства композиционных разметочных материалов на основе НПС.

5.Сравнение эксплуатационных характеристик разработанных составов с аналогом на стойкость к воздействию автомобильных колес с различными протекторами (в том числе и шипованными) проводилось на полигоне «Карусель-2» МАДИ (г. Москва).

103

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенная научно-исследовательская работа содержит новые научно обоснованные результаты, позволившие решить важную прикладную задачу повышения функциональной устойчивости и однородности материалов для дорожной разметки на основе НПС путем комбинированной модификации технологических свойств наполните- ля-микродоломита с помощью органосилана марки АГМ-9.

Важность настоящей работы заключается в научном обосновании практических возможностей и эффективности разработки рецептур долговечных разметочных материалов на основе НПС с учетом особенностей дорожно-климатических условий применения и эксплуатации.

Итоги научного исследования:

1.В результате комплексных исследований функциональных

итехнологических характеристик разметочных композиций на основе НПС доказана эффективность новой методики последовательного регулирования выбранных авторами функциональных и технологических параметров с учетом дорожно-климатических условий применения и эксплуатации.

2.Установлен механизм фазового взаимодействия в виде гидролиза водно-спиртового раствора АГМ-9 в пропорции

Н2О:С2Н5ОН:АГМ–9 = 20:10:1, а также процессы образования органоолигомеров и взаимодействия их гидроксильных групп с гидроксильными группами ОН поверхности наполнителя с образованием ковалентных связей и реакции присоединения аппрета к макромолекулам полимеров, входящих в состав смолы в многокомпонентной гетерогенной термодинамической системе.

3.Установлено, что при введении в НПС полярного дисперсного наполнителя доломита марки МД-40 в количестве 60–70 мас. % происходит возрастание прочности при межслоевом сдвиге от

0,4–0,5 до 2,5–3,0 МПа.

4.Композиционный материал для дорожной разметки на основе НПС и МД-40 за счет введения функциональных добавок обес-

104

печивает достижение необходимых технологических и функциональных характеристик. При этом вводимые компоненты:

а) индустриальное масло в количестве до 4 мас. % пластифицирует композицию и улучшает текучесть расплава на 15–20 %;

б) сополимеры ЭВА (1,5–2,0 мас. %) и SIS (1,5–3,0 мас. %) по-

вышают в 1,5–2,0 раза адгезию к асфальтобетону и в 2–3 раза эластичность материала, что важно при низких значениях температуры эксплуатации;

в) обеспечивают оптимальное соотношение характеристик «прочность–эластичность» между аппретированным и немодифицированным наполнителями (10–15) : (85–90), основанное на закономерности критического увеличения интенсивности адгезионных связей между наполнителем-микродоломитом, модифицированным органосиланом марки АГМ-9, и НПС.

5.Определены новые функциональные и технологические характеристики остывших расплавов полимерных материалов для дорожной разметки на основе НПС в виде готовых к оперативному применению технологических блоков, что позволяет получать разметочный материал высокой готовности к применению, более гомогенный и не критичный к условиям хранения и транспортировки.

6.Разработана и внедрена в производство технологическая схема получения расплавов для дорожной разметки в ООО ПХ «Технопласт» (г. Москва).

7.В результате полигонных испытаний на кольцевом стенде разработанных композиций для дорожной разметки на основе НПС установлено, что разработанные составы расплавов разметочного термопласта оказываются более устойчивыми к многократным нагрузкам в условиях эксплуатации (коэффициент вариации макрошероховатости уменьшается от 5 до 10 %).

Рекомендовано применение полученных результатов в Федеральном дорожном агентстве «Росавтодор» и улично-дорожной сети гг. Москвы, Санкт-Петербурга, Саратова и др. Направление дальнейшей разработки темы должно быть связано с исследованием обеспечения однородных свойств расплавов термопластов и их более быстрой подготовки к применению.

105

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Карякина М.И. Автомобильные дороги. Лабораторный практикум по техническому анализу и контролю производств лакокрасочных материалов и покрытий. – М.: Химия, 1989. – 208 с.

2.Азра Ж. Правила использования стеклянных микрошариков для улучшения видимости горизонтальной разметки автомобильных дорог // Материалы для разметки дорог. Технологии. Технические требования. Контроль качества: сб. тр. / СоюздорНИИ. – М., 2005. –

Вып. 206. – С. 91–103.

3.Акриловые полимеры для дорожно-строительных материалов / B.A. Попов, Л.А. Рогалева, В.Б. Аникина, Н.З. Костова // Материалы для разметки автомобильных дорог. Требования, технология нанесения, оценка качества: сб. тр. / СоюздорНИИ. – М., 2003. –

Вып. 203. – С. 58–59.

4.Белов В.Д. Факторы, влияющие на срок службы дорожной разметки // Дороги и мосты: сб. ст. / РосдорНИИ. – М., 2006. –

Вып. 16/2. – С. 231–237.

5.Берлин А.А., Басин В.Е. Основы адгезии полимеров. – М.:

Химия, 1974. – 392 с.

6.Брок Т., Гротэклаус М., Мишке П. Европейское руководство по лакокрасочным материалам и покрытиям / ООО «Пейнт-Медиа». –

М., 2004. – 548 с.

7.ВН 01-01. Временные технические требования к горизонтальной дорожной разметке городских магистралей и улиц. Правила нанесения и демаркировки / Моск. автомоб.-дорож. ин-т. – М., 2001. – 40 с.

8.Возный С.И., Кочетков А.В., Карпеев С.В. Состояние дорожной разметки на автомобильных дорогах США // Красная линия.

Дороги. – 2009. – № 42/10. – С. 82–85.

9.Возный С.И., Аржанухина С.П., Овсянников С.В. Материалы и технологии устройства цветных дорожных покрытий с шероховатой поверхностью // Строительные материалы. – 2008. – № 12. –

С. 36–38.

106

10.Применение холодных пластиков для противоскользящих покрытий / С.И. Возный, В.К. Крылов, В.В. Рабенау, В.Н. Свежинский // Строительные материалы. – 2009. – № 2. – С. 53–55.

11.Возный С.И., Евтеева С.М. Физико-химическое взаимодействие термопластичных разметочных материалов с поверхностью асфальтобетонных дорожных покрытий // Строительные материа-

лы. – 2010. – № 10. – С. 62–64.

12.Возный С.И., Артеменко А.А., Евтеева С.М. Рецептуры термопластичных разметочных материалов // Промышленное производство и использование эластомеров. – 2011. – № 4. – С. 47–50.

13.Производство холодных пластиков для разметки шероховатых покрытий: электрон. журн. / С.И. Возный, С.М. Евтеева, А.А. Артеменко, Ю.Э. Васильев // Современные проблемы науки и образо-

вания. – 2011. – № 6. – URL: www.science-education.ru/95-4569.

14.Возный С.И., Евтеева С.М., Артеменко А.А. Разработка рецептур и технологий композитных дорожных термопластиков на полимерной основе: электрон. журн. // Фундаментальные исследо-

вания. – 2012. – № 3(2). – URL: www.rae.ru/fs/?section=content&op =show_article&article_id.

15.Долговечные материалы для дорожной разметки. Химия

и технология / А.А. Артеменко, С.М. Евтеева, С.И. Возный, А.В. Кочетков; Изд. центр «РАТА» – Саратов, 2011. – 182 с.

16.Возный С.И., Евтеева С.М., Артеменко А.А. Физико-хими- ческие процессы смачивания при нанесении термопластичного разметочного материала на поверхность дорожного покрытия // Дороги

имосты. – 2011. – № 1(25). – С. 240–249.

17.Возный С.И. Совершенствование технологий производства разметочных материалов на полимерной основе // Разметка автомобильных дорог: инновации, техника, оборудование, материалы: материалы междунар. науч.-практ. конф. / Сарат. электроприборостроит. завод им. С. Орджоникидзе. – Саратов, 2007. – С. 16–18.

18.Особенности применения холодных пластиков при разметке дорог / С.И. Возный, В.К. Крылов, Б.Г. Бубнова, В.В. Рабенау //

Дорожная держава. – 2008. – № 10. – С. 74–75.

107

19.Возный С.И., Кочетков А.В., Овсянников С.В. Цветные противоскользящие покрытия нового поколения // Дорожная держа-

ва. – 2008. – № 13. – С. 42–44.

20.Возный С.И. Технология производства разметочных материалов на полимерной основе. Стандарт организации ООО «Технопласт» / ООО «Технопласт». – М., 2011. – 20 с.

21.Пат. 2358999. Российская Федерация. Термопластичный состав спрей-пластик для маркировки дорожного полотна методом распыления под давлением / Возный С.И., Крылов В.К., Рабе-

нау В.В. [и др.]. – Заявл. 26.03.2007; опубл. 20.06.2009, Бюл. № 17.

22.Пат. 2359000 Российская Федерация. Термопластичный состав для маркировки дорожного полотна / Возный С.И., Кры-

лов В.К., Рабенау В.В. [и др.]. – Заявл. 26.03.2007; опубл. 20.06.2009,

Бюл. № 17.

23.ВСН 23–75. Указания по разметке автомобильных дорог / М-во строит. и эксплуатации автомоб. дорог РСФСР. – М., 1976.

24.Баваров Б.Н., Афанасьев Н.Б., Буйленко В.А. Дорожная разметка и безопасность движения // Автомобильные дороги. – 1989. –

№2. – С. 14–15.

25.Белов В.Д., Кукушкин А.А. Исследование эксплуатационных свойств нового материала для разметки автомобильных дорог // Повышение безопасности движения на автомобильных дорогах: сб.

науч. тр. / РосдорНИИ. – 1988. – Вып. 58. – С. 104–112.

26.Воробьев А.В., Ковжина А.Л., Машляковский Л.Н. Влияние пигментов и наполнителей на стойкость к истиранию покрытий для дорожной разметки // Лакокрасочные материалы и их примене-

ние. – 2009. – № 7. – С. 27–32.

27.Воробьев А.В. Влияние химического состава и характеристик акриловых сополимеров на свойства дорожно-разметочных красок и покрытий на их основе // Лакокрасочные материалы и их применение. – 2006. – № 8. – С. 12–16.

28. ГОСТ 13508–74. Разметка дорожная. – Взамен ГОСТ 13508–68; введ. 01.01.75. – М.: Изд-во стандартов, 1975. – 31 с.

108

29.ГОСТ 23457–86. Технические требования организации дорожного движения. Правила применения. – Взамен ГОСТ 23457–79;

введ. 01–01–1987. – М.: Госстандарт СССР, 1987.

30.ГОСТ Р 51256–99. Технические средства организации дорожного движения. Разметка дорожная. Типы и основные параметры. Общие технические требования. – Введ. 01–01–2000. – М.: Госстандарт России, 2000. – 32 с.

31.ГОСТ Р 52289–2004. Правила применения технических средств организации дорожного движения. – Взамен ГОСТ 23457–86;

введ. 01–01–2006. – М.: Изд-во стандартов, 2005. – 65 с.

32.ГОСТ Р 50597–93. Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения. – Введ. 01–07–1994. – М.: Госстандарт России, 1993. – 12 с.

33.ГОСТ Р 52289–2004. Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих уст-

ройств. – Введ. 01–01–2006. – М.: Стандартинформ, 2005. – 94 с.

34.ГОСТ Р 52575–2006. Дороги автомобильные общего пользования. Материалы для дорожной разметки. Технические требова-

ния. – Введ. 01–01–2007. – М.: Стандартинформ, 2006. – 8 с.

35.ГОСТ Р 52576–2006. Дороги автомобильные общего пользования. Материалы для дорожной разметки. Методы испытаний. –

Введ. 01–01–2007. – М.: Стандартинформ, 2006. – 6 с.

36.Государственный стандарт Республики Беларусь СТБ 1089–97. Эмали для горизонтальной разметки автомобильных дорог. Технические условия. – Введ. 01–02–1998. – Минск: Минстройархитектуры РБ, 1997. – 13 с.

37.Государственный стандарт Украины ГСТУ 03450778–2002. Краски для разметки проезжей части автомобильных дорог. – Киев, 2002. – 22 с.

38.ГОСТ 9980.2–2014. Материалы лакокрасочные и сырье для них. Отбор проб, контроль и подготовка образцов для испытаний. – Взамен ГОСТ 9980.2–86; введ. 01–03–2016. – М.: Стандартинформ, 2016.

109

39.Гуреев А.А., Гохман Л.М., Гилязетдинов Л.П. Технология органических вяжущих материалов. – М.: Химия, 1986. – 15 с.

40.Дерягин Б.В., Зорин З.М. Исследование поверхностной конденсации и адсорбции паров вблизи насыщения оптическим микрополяризационным методом // Журнал физической химии. – 1955. – Т. 29, № 10. – С. 1755–1770.

41.Дорожно-строительные материалы: справ. энцикл. дорожника (СЭД) / Н.В. Быстров, Э.М. Добров, Б.И. Петрянин [и др.]; под ред. Н.В. Быстрова; Информавтодор. – М., 2005. – Т. III. – 465 с.

42.Дорожно-разметочная техника: проспект / Фирма Borym Industri A/S. – [Б.м.], [Б.г.]. – 12 с.

43.Зимон А.Д. Адгезия жидкости и смачивание. – М.: Химия, 1974. – 416 с.

44.Индейкин Е.А., Лейбзон Л.Н., Толмачев И.А. Пигментирование лакокрасочных материалов. – Л.: Химия, 1986. – 160 с.

45.Липатов Ю.С. Физико-химические основы наполнения по-

лимеров. – М.: Химия, 1991. – 260 с.

46.Мюллер Б., Пот У. Лакокрасочные материалы и покрытия. Принципы составления рецептур / ООО «Пейнт-Медиа». – М., 2007. – 237 с.

47.Москвитин Н.И. Физико-химические основы процессов склеивания и прилипания. – М.: Лесная промышленность, 1974. –

192с.

48.Морозов В.В., Морозов С.В., Михайлова Т.В. Практические рекомендации по нанесению горизонтальной дорожной разметки термопластиками // Дороги России XXI века. – 2006. – № 3. –

С. 43–47.

49.Наполнители для полимерных композиционных материалов: справ. пособие / под ред. Г.С. Каца, Д.Е. Милевски. – М.: Хи-

мия, 1981. – 736 с.

50.Раб И.И. Исследование влияния технологии приготовления смеси на основе битумных паст и условий их формирования на свойства холодных асфальтобетонов // СоюздорНИИ. – 1976. – Вып.

87.– С. 63–69.

110