 |
Проблема ресурсосбережения в дорожном строительстве
|
|
|
|
Тема 1. Научные основы дорожного материаловедения
И их инновационное развитие
План
1.Основная материаловедческая проблема развития дорожно-строительных материалов.
2.Проблема ресурсосбережения в дорожном строительстве.
3.Развитие нанотехнологий в дорожной отрасли.
4. Задачи технического прогресса в технологии производства ДС композиционных материалов.
Основная материаловедческая проблема развития дорожно-строительных материалов
Активационные технологии дорожно-строительных материалов, рассмотренные в едином комплексе, представляют собой новое прогрессивно развивающееся научное направление в транспортном материаловедении.
Сущность активационной технологии материалов заключается в интенсивном повышении физико-химической активности их компонентов на границах раздела фаз, что реализуется в различных технологических переделах. Установлено, что все материалы, независимо от их природы и агрегатного состояния, являющиеся в нормальных условиях химически пассивными, при определенных режимах обработки могут стать химически активными. Это позволяет использовать малоактивное дешевое кремнеземистое сырье и техногенные отходы производства для создания на их основе прочных композиционных материалов.
Развитие активационных технологий твердо- и жидкофазных компонентов дорожных композиционных материалов постепенно трансформируется в специальную часть материаловедческой науки – капрологию.
Последняя призвана разрабатывать теорию и решать прикладные задачи, направленные на эффективное использование техногенных отходов производства в качестве дешевых источников сырья для получения широкого ассортимента строительных материалов общего и специального назначений.
|
|
|
Дальнейшая задача исследований заключается в техническом совер- шенствовании и разработке технологического оборудования для активации твердых, жидких и газообразных компонентов дорожных композиционных материалов. При этом все технологические решения должны быть подчинены общей цели – достижению оптимальных стр уктур получаемых материалов, обеспечивающих их долговечность при минимальных ресурсных затратах и максимальной охране окружающей среды.
Основную материаловедческую проблему связывают два противоречивых требования: качество (К) дорожно-строительных материалов (прочность и долговечность) должно быть максимальным, а стоимость (С) – минимальной: Cmin→ ←Kmax. Практически разрешению этого противоречия в дорожном материаловедении и посвящены вся существующая наука и ее технические приложения в этой области. В статье затронуты лишь отдельные фрагменты указанной проблемы. Прежде всего следует отметить, что и первое, и второе требования тесно связаны с технологическим аспектом дорожного материаловедения и его научным сопровождением.
Дорожное материаловедение является фундаментом технического прогресса в дорожной отрасли. В научном плане оно базируется на положениях фундаментальной науки: физики твердого тела, физической и коллоидной хи- мии, реологии и механики разрушения композиционных материалов, работающих в сложных эксплуатационных режимах. При этом исследование поверхностных явлений на границе раздела фаз требует проникновения в микромир контактной зоны, изучаемой на атомно-молекулярном уровне [1].
И это не «экзотика» (как полагают некоторые) методологического под- хода, а реальная потребность поставить исследования дорожно-строительных материалов на более высокий уровень науки и техники.
|
|
|
Указанное требование исторически оправдано. Пройден длительный эволюционный путь развития дорожного материаловедения, зависящего напрямую от экономического базиса, когда и уровень техники был низким, и доминирующим фактором являлось количество, а не качество.
Так, с 1930-х гг. в течение многих лет в технологии приготовления асфальтобетонных смесей использовали смесители свободного перемешивания (типа Г-1), которые не могли дать качественного перемешивания компонен- тов.
В настоящее время на современных АБЗ работают смесители с динамическим перемешиванием и аэрозольным вводом вяжущего (фирма Vibau), а технологический цикл почти полностью автоматизирован. И хотя существующий уровень технологии АБЗ кажется многим самодостаточным, с точки зрения научного видения проблемы он не является пока совершенным, поскольку не гарантирует высокого качества смеси в сочетании с низкой себестоимостью. По мнению автора, сейчас не хватает прорывных технологических решений, позволяющих не только готовить качественные и низкостоимостные полуфабрикаты, но и строить дороги с применением новых сборных конструктивных элементов дорожных одежд, изготовленных по современным технологиям в стационарных условиях [2].
Проблема ресурсосбережения в дорожном строительстве
Поскольку дорожное строительство требует значительных материальных и энергетических затрат, на первый план также выдвигается проблема ресурсосбережения. Она должна стать главной при осуществлении любой программы снижения себестоимости применительно к любому виду дорожно-строительной продукции.
Решение проблемы ресурсосбережения в дорожной отрасли может идти двумя путями: первый основан на поиске резервов (совершенствовании) традиционных технологий, второй реализуется на основе разработки и внедрения принципиально новых (прорывных) технологий [3, 4].
|
|
|
