Transporto infrastruktūros bituminės dangos karštojo regeneravimo asfalto maišytuve technologijos procesų valdymo tobulinimas

Abstract

Disertacijos darbo aktualumas yra susijęs su kartotiniu senos bituminės kelio dangos panaudojimu gaminant naujus asfalto mišinius. Tikslas yra pateikti mokslinį įvertinimą dėl senos bituminės kelio dangos remonto metu susidarančių asfalto granulių pakartotinio panaudojimo, jas tinkamai paruošiant pridėjimui į naujų asfalto mišinių gamybą bei šiuos mišinius gaminant. Rengiant darbą buvo kompleksiškai ištirtas senos kelio bituminės dangos pakartotinio naudojimo ūkis Lietuvoje, susidarančių pakartotinai naudojamų dangų technologiniai paruošimo ir pridėjimo asfalto gamybos metu būdai ir principai. Kiekybiškai įvertinta technologinių procesų įtaka gaminamo mišinio savybių kaitai. Šiam tikslui pasiekti išanalizuoti mokslo darbai, atliktas skaitinis modeliavimas ir eksperimentiniai tyrimai. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, bendrosios išvados, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai, santrauka anglų kalba ir vienas priedas. Įvadiniame skyriuje pateikta tiriamoji problema, darbo aktualumas ir tyrimų objektas. Formuluojamas darbo tikslas ir uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pristatomos disertacijos tema autoriaus paskelbtos publikacijos. Pirmajame skyriuje išanalizuoti mokslo darbai, susieti su senos asfalto dangos pakartotiniu panaudojimu. Aptariami naudojami būdai ir priemonės, skirti padidinti naudotos asfalto dangos pakartotinį naudojimą ir šio naudojimo ekonominis efektas. Nagrinėjama senos asfalto dangos pakartotinio naudojimo strategija. Antrajame skyriuje pateikiama ekspertų nuomonių suderinamumas ir išgryninamas šalyje asfalto dangos regeneravimo santykinį kiekį didinančių veiksnių reikšmingumas, norminių dokumentų analizė, strategijos grėsmių ir iš jų kylančių iššūkių analizė. Išanalizuoti ir susisteminti senos asfalto dangos pridėjimo skirtinguose gamybos etapuose asfalto gamykloje būdai. Pateiktas karštojo regeneravimo metu vykstančių vandens garinimo matematinis modelis. Trečiajame skyriuje pateikiami eksperimentinių tyrimų rezultatai, aptarti šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijų mažinimo būdai. Nagrinėjami ir vertinami asfalto dangos asfalto maišytuve technologijos parametrai ir jų pagerinimo susistemintieji būdai. Disertacijos tema paskelbti šeši straipsniai: trys – mokslo žurnaluose, įtrauktuose į Clarivate Analytics Web of Science duomenų bazę ir turinčiame citavimo rodiklį, du – tarptautinių konferencijų leidiniuose, referuojamuose kitų tarptautinių duomenų bazių leidiniuose (Elsiever, Springer), vienas – tarptautinės konferencijos referuojame leidinyje.

The relevance of the dissertation is related to the reuse of old bituminous pavement in the production of new asphalt mixtures. The aim is to provide a scientific assessment of the re-use of asphalt grains formed during the repair of an old bituminous road surface, to prepare them adequately for addition to the production of new asphalt mixtures and to produce these mixtures. The energy requirements were determined for adding used asphalt pavement to produce a new asphalt mix in the plant under the influence of moisture at different amounts of the added material. Scientific works were analysed, and numerical modelling and experimental research were performed to achieve this goal. The dissertation consists of an introduction, three chapters, general conclusions, lists of used literature and the author’s publications on the dissertation topic, a summary in English and one appendix. The introductory chapter presents the research problem, the work’s relevance, and the research object. It formulates the work’s aim and tasks and describes the research methodology, the scientific novelty of the work, the practical significance of the work results, and the defence statements. The introduction closes with publications by the author on the topic of the dissertation. The first chapter analyses the research on reusing old asphalt pavement, starting but not limited to preparation processes (milling, crushing, sieving, and storage) and the impact of preparation on technological production processes. It discusses methods and measures to increase the reuse of used asphalt pavement and their economic impact. Also, the chapter considers the strategy of reusing old asphalt pavement. The second chapter presents expert opinions and the significance of factors increasing the country’s relative amount of asphalt pavement recycling. It provides analyses of regulatory documents and strategy, threats and the challenges arising from them. Furthermore, it presents a mathematical model of the excess water evaporation during hot recycling. The third chapter presents the experimental studies’ results, and methods of reducing greenhouse gas emissions are discussed. It analyses and evaluates the parameters of the asphalt pavement in the asphalt mixer technology and the systematic ways of their improvement. Six articles were published on the dissertation’s topic: three in a scientific journal included in the Clarivate Analytics Web of Science database with a citation rate, two in publications of international conferences, referenced in other international databases (Elsevier and Springer), and one in international conference reference paper.