Асфальтобетоны состав и свойства

Смесь асфальтобетонная состоит из оптимально подобранных:

минеральных материалов: щебня (либо гравия), песка (природного или дроблёного) с тонкодисперсным минеральным порошком (либо без него);

органического вяжущего материала: битума (раньше также использовался дёготь, но был запрещён к применению в черте города, а позже и вовсе исключён из производства).

Асфальтобетонные смеси и асфальтобетоны по виду минеральной составляющей (каменного материала) разделяются на щебеночные (состав: щебень, песок, минеральный порошок, битум), гравийные (гравий, песок или песчано-гравийный материал, минеральный порошок и битум) и песчаные (песок, минеральный порошок, битум).

Асфальтобетонные покрытия по сравнению с другими видами покрытий обладают рядом положительных свойств, к которым в первую очередь можно отнести прочность, устойчивость к воздействию климатических факторов и воды, гигиеничность, так как они не пылят и легко очищаются от наносной пыли и грязи, имеют ровную поверхность, медленно изнашиваются. Асфальтобетон поглощает звук от движущегося транспорта, что уменьшает шум в городах и населенных пунктах. Технология устройства асфальтобетонных покрытий допускает механизированное строительство. К недостаткам следует отнести старение органических вяжущих, а следовательно, и самих бетонов, изменение свойств от температуры (от пластического состояния до хрупкого), практически невысокую долговечность покрытия, зависимость выполнения работ от климатических условий.

К основным свойствам асфальтобетона относят: предел прочности при сжатии и растяжении, водостойкости, химическую стойкость, удобообрабатываемость.

Прочность при сжатии определяют на гидравлических прессах при температуре 50, 20 и 0°С. С повышением температуры прочность асфальтобетона понижается. С увеличение вязкости битума в пределах рекомендуемых марок дорожных битумов прочность асфальтобетона увеличивается.

Кроме испытания на сжатие, цилиндрические образцы испытывают на сжатие по образующей – «бразильский метод», создавая давление на боковую поверхность образца. Такое испытание отражает предельное сопротивление материала растягивающим напряжениям.

Прочность асфальтобетона при растяжении в 6-8 раз меньше, чем прочность при сжатии. Предел прочности асфальтобетона при сжатии и растяжении во многом зависит от сцепления и внутреннего трения минеральных зерен между собой. Внутреннее трение зависит от величины поверхностного соприкосновения зерен в единице объема, а сцепление – от силы прилипания вяжущего к поверхности минеральных частиц и толщины битумной пленки.

Применение щебня, искусственного песка (вместо гравия и природного песка) повышает величину трения, а следовательно, и прочность асфальтобетона. Независимо от состава и качества исходных материалов на прочность асфальтобетона оказывает существенное влияние степень уплотнения смеси непосредственно в покрытиях.

Водостойкость. При взаимодействие асфальтобетона с водной средой изменяются его структурно-механические свойства – прочность, пластичность и др.

Асфальтобетоны, приготовленные с использованием основных горных пород и шлаков, имеют большую водоустойчивость, чем приготовленные с использованием кислых пород. На качество асфальтобетона значительное влияние оказывает влажность свежеприготовленной смеси: чем она выше, тем качество асфальтобетона хуже. Применение сухих и чистых материалов повышает водостойкость асфальтобетона. Минеральные материалы, обработанные активатором (известь, поверхностно-активные добавки, малые дозы дегтя), также способствуют повышению водостойкости асфальтобетона.

Химическая стойкость – способность асфальтобетона сохранять постоянный групповой состав вяжущего материала. Химическая стойкость отражает способность асфальтобетона и, в частности, его вяжущей части сопротивляться процессам старения. Процессы старения, изменение группового состава битума возникает под влиянием окисления, свата, нагревания, испарения легких фракций и др. Старение вяжущего материала снижает эксплуатационные качества асфальтобетонного покрытия, делая его более хрупким, а поэтому новее стойким к ударным нагрузкам и пониженным температурам окружающего воздуха. Старение асфальтобетона и его вяжущего компонента проверяется методами тепловой обработки или длительного прогрева, испытанием образцов на погодоустойчивость в натурных и искусственных условиях.

При проектировании следует строго учитывать условия, в которых будет работать асфальтобетон, так, например, присутствие минеральных солей в воде (сульфат магния, натрия) даже в малых количествах, например до 1%, может сравнительно быстро разрушить структуру асфальтобетона.

Удобоукладываемость. Свойства асфальтобетона во многом зависят от качества приготовленной и уплотненной смеси. Смесь, предназначенная к укладке в горячем состоянии, должна иметь хорошую удобоукладываемость. Существенное влияние на подвижность смеси оказывает вязкость битума. Чем больше вязкость битума, тем менее подвижна будет смесь и тем больше потребуется механических усилий для ее оптимального уплотнения. Подвижность и рыхлость асфальтобетонной смеси зависят от ее структуры, количества битума и качества минерального порошка. Смесь, обладающая хорошей удобоукла-дываемостью, равномерным слоем распределяется асфаль-тоукладчиком, быстро формируется при уплотнении.

84. Старение битума. Под воздействием атмосферных факторов – температуры, света, воздуха и воды– происходят изменения физических свойств и химического состава битумов. Их составные части изменяются, переходя частично из одних видов в другие: масла переходят в смолы, смолы в асфальтены. Но процесс превращения масел в смолы идет значительно медленнее, чем превращение смол в асфальтены. Таким образом, с течением времени в битуме происходит увеличение количества асфальтенов. Количество же смол, придающих битуму пластичность, тягучесть, со временем уменьшается. По мере накопления асфальтенов постепенно теряются пластические свойства битума и увеличивается его хрупкость. Этот процесс называется старение битума.

При наблюдении за битумом, хранящимся длительное время на открытом воздухе, можно видеть внешние изменения: битум становится более светлым, с матовой поверхностью, на которой образуются складки, трещины, наблюдается деформация.

В результате длительного воздействия атмосферных факторов происходит процесс окисления битума за счет присоединения кислорода воздуха и полимеризации. В связи с этим изменяются свойства битума: увеличивается вязкость, повышается температура размягчения и уменьшается растяжимость.

В связи с тем, что происходит старение битума, также происходит и старение асфальтобетона, что значительно ухудшает свойства дорожных покрытий. Повышающаяся с течением времени хрупкость битума делает асфальтовый бетон также более хрупким. В частности, он в значительной степени теряет способность к восприятию растягивающих напряжений. При этом в асфальтобетонном покрытии при резких понижениях температуры в зимнее время наблюдается образование трещин. Повышенная хрупкость асфальтового бетона усиливает процесс его выкрашивания, что снижает срок службы покрытия.

Битумы, подвергавшиеся длительному нагреву при высоких температурах, оказываются, как правило, менее стойкими против старения.(старение битума) Установлено, что образцы из смесей с более высоткой температурой во время перемешивания (170–190°С) обнаружили после длительного хранения наибольшее увеличение прочности на сжатие, а следовательно, и наиболее интенсивное нарастание хрупкости.

О том, насколько влияет длительный нагрев на старение битума, показывают и данные И. А. Уска. Изменения свойств битумов после десятилетнего хранения характеризуются сравнительно небольшими величинами. Но те же битумы, предварительно подвергнутые нагреву (в связи с определением потери в весе), показали после десятилетнего хранения значительно большие изменения свойств.

Большие изменения свойств битума происходят при нагреве битумоминеральных композиций. В этом случае некоторые минеральные материалы выполняют роль катализаторов, в присутствии которых окислительные реакции протекают более интенсивно.

Рассматривая изменение свойств битума и битумоминеральных смесей во времени, можно отметить два основных периода. До определенного времени процессы старение битума могут быть охарактеризованы лишь как процессы упрочнения структуры улучшается сцепление битума с поверхностью минеральных зерен (кислотное число, у битума возрастает), вследствие чего повышается водоустойчивость и морозоустойчивость асфальтового бетона. Повышение вязкости битума в этот период приводит к оптимальному повышению прочности и деформационной устойчивости асфальтового бетона. Затем наступает период, к которому уже с полным правом применим термин «старение битума»: в связи с повышением хрупкости битума уменьшается сцепление, приводящее к снижению коррозионной устойчивости покрытия, а вследствие чрезмерной жесткости в нем чаще появляются трещины.

Битумы, как и битумоминеральные композиции, различаются по соотношению продолжительности этих периодов. У наиболее устойчивых против старения битумов первый период длится достаточно долго и практически соизмерим со сроками службы асфальтобетонных покрытий. Для покрытий с битумами, не устойчивыми против старения уже через год-два, может наступить период интенсивного старения.

В связи с тем, что старение битума происходит достаточно быстро, они наиболее «чувствительны» к нагреву, это должно учитываться в технологическом процессе приготовления асфальтобетонной смеси: температура нагрева минеральных материалов и битума, а также продолжительность нагрева битума должны быть, насколько это возможно по условиям производства работ, снижены.

Замедление старения покрытия может быть также достигнуто применением асфальтового бетона повышенной плотности (с минимально допускаемой остаточной пористостью), а также периодически возобновляемой поверхностной обработкой покрытия. Уменьшение циркуляции воздуха и воды в асфальтобетонном покрытии резко замедляет процесс окисления битума.

Большое влияние на интенсивность старение битума оказывает способ производства битумов. Большой стабильностью отличаются битумы, окисленные в диспергированном состоянии

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: