В статье представлены результаты комплексного исследования, направленного на обоснование возможности применения горных пород, вмещающих хризотил-асбест (на примере Алапаевского хромитоносного массива, Урал), в качестве альтернативного минерального сырья для производства асфальтобетонных смесей. Показано, что горная порода, разрабатываемая в карьере «III Поденный рудник», содержащая в своей структуре волокна хризотил-асбеста, по своим физико-техническим свойствам удовлетворяет требованиям, предъявляемым к минеральным компонентам асфальтобетонной смеси. Авторами для оптимизации состава асфальтобетонной смеси типа применён полный факторный эксперимент с варьированием содержания волокон (0,5–2,5 %) и битума (5,5–7,5 %). Построены регрессионные модели и трёхмерные поверхности отклика. Установлены оптимальное содержание волокна хризотил-асбеста — 1,2–1,8 % и битума — 5,9–7,2 % (сверх 100 % минеральной части). Полученный авторами состав асфальтобетона характеризуется улучшенными эксплуатационными свойствами: прочность при сжатии при 50°С возрастает на 30–40 % относительно составов без армирования, коэффициент водостойкости достигает 0,95–1,00, трещиностойкость при 0°С сохраняется в допустимых пределах. Показано, что высокая удельная поверхность (10–25 м²/г) и адсорбционная активность волокон хризотил-асбеста позволяют полностью исключить из состава асфальтобетонной смеси товарный минеральный порошок, тем самым снизив экономические и транспортные затраты на ее производство. Вовлечение вскрышных пород и отходов переработки хризотилсодержащих месторождений способствует сокращению техногенной нагрузки и расширению сырьевой базы дорожного строительства в регионах, испытывающих дефицит традиционных нерудных материалов. Предложенный подход обеспечивает возможность проектирования асфальтобетонных смесей с прогнозируемыми характеристиками при одновременной экономии ресурсов и снижении себестоимости строительства асфальтобетонных покрытий.
This article presents the results of a comprehensive study aimed at substantiating the feasibility of using rocks containing chrysotile asbestos (using the Alapaevsk chromite massif, Ural region, as an example) as an alternative mineral raw material for the production of asphalt concrete mixtures. It is demonstrated that the rock produced at the III Dayennyi Rudnik quarry, which contains chrysotile asbestos fibers, meets the physical and technical properties requirements for asphalt concrete mixture mineral components. To optimize the composition of the asphalt concrete mixture, the authors used a full factorial experiment with varying fiber content (0,5–2,5 %) and bitumen (5,5–7,5 %). Regression models and three-dimensional response surfaces were constructed. The optimal chrysotile asbestos fiber content was determined to be 1,2–1,8 % and bitumen content was 5,9–7,2 % (over 100 % mineral content). The asphalt concrete composition obtained by the authors is characterized by improved performance properties: compressive strength at 50°C increases by 30–40 % compared to compositions without reinforcement, the water resistance coefficient reaches 0,95–1,00, and crack resistance at 0°C remains within acceptable limits. It was shown that the high specific surface area (10–25 m²/g) and adsorption activity of chrysotile asbestos fibers allow for the complete elimination of commercial mineral powder from the asphalt concrete mixture, thereby reducing the economic and transportation costs of its production. The use of overburden and waste from chrysotile-containing deposits helps reduce the anthropogenic impact and expand the raw material base for road construction in regions experiencing a shortage of traditional aggregates. The proposed approach enables the design of asphalt concrete mixtures with predictable characteristics while simultaneously conserving resources and reducing the cost of asphalt concrete pavement construction.