ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние свойств битума на прочность и долговечность покрытий из "Дорожные битумы" Прочность, водоустойчивость, морозоустойчивость и устойчивость против старения дорожного покрытия во многом зависят от свойств и количества битума, находящегося в составе битумоминерального материала. [c.9] На протяжении многих лет проводятся больщне исследования с целью установления связи между химическим составом и свойствами битумов, с одной стороны и поведением их в дорожных покрытиях— с другой. Однако эти исследования до сих пор не позволили дать точные характеристики наиболее важных технологических (строительных) и эксплуатационных свойств битума, а также раскрыть то влияние, которое они оказывают на прочность и долговечность дорожного покрытия. Трудности рещения этой проблемы объясняются не только сложностью химического состава битума, но и отсутствием прямого однозначного влияния его на свойства битумоминерального материала. [c.9] Свойства битума необходимо рассматривать в сочетании со свойствами минеральных материалов, на поверхности которых он распределен тонкой пленкой, В свою очередь, исследования свойств битумоминерального материала должны проводиться с учетом конструкции дорожной одежды, а также ее работы в условиях воздействия автомобильного движения, различных факторов погоды и климата. [c.9] Битумомииеральный материал, как правило, относится к коагуляционным структурам с ярко выраженными упруго-пластичными свойствами. Как указывает П. А, Ребиндер, такие структуры обладают малой прочностью, которая обусловлена сравнительно слабыми молекулярными силами сцепления, развивающимися между структурными элементами [98]. [c.9] Сцепление минеральных зерен различного размера в битумоминеральном материале осуществляется при помощи тонких неравномерных по толщине прослоек битума в местах контакта между твердыми зернами. [c.9] Зитумоминеральный материал характеризуется (независимо от особенностей его структурных элементов) комплексом упругопластичных свойств. Эти свойства определяют характером и особенностями коагуляционных связей, образующих пространственную сетку и обладающих склонностью к обратимому изменению после механического воздействия. [c.9] Свойства битумоминеральных материалов обусловливаются деформациями, которые могут проявляться в виде повышенной пластичности при высоких положительных или повышенной хрупкости ири отр1щательных температурах. [c.10] Деформации, связанные с повышенной пластичностью, которые характеризуют течение битумов или битумоминеральных материалов, являются остаточными. Остаточными также могут быть и деформации в уируго-хруиком состоянии, когда ири статических илп динамических воздействиях, а также температурных напряжениях может происходить нарушение сплошности или разрыв материала. [c.10] На большей части территории СССР дорожное покрытие работает в условиях колебаний температур в пределах от —30 до -1-50° С, и для обеспечения наибольшей устойчивости и долговечности покрытия желательно, чтобы битум в этом диапазоне температур был в уируго-иластичном состоянии. [c.10] Свойства битумоминерального материала определяются особенностями связей, возникающих между отдельными минеральными зернами, и зависят от свойств битума, толщины слоя, покрывающего минеральные зерна, а также от процессов взаимодействия минеральных материалов и битума на их общей поверхности раздела. [c.10] Для обеспечения прочного и устойчивого сцепления битум должен равномерно покрывать тонким слоем поверхность склеиваемых минеральных материалов. Равномерность и полнота покрытия, в свою очередь, зависят от хорошего смачивания битумом минеральной поверхности. Вслед за смачиванием происходит процесс избирательной адсорбции на минеральной иоверхности отдельных компонентов битума и, в первую очередь, поверхностно-активных веществ. [c.10] При взаимодействии минеральных материалов и битума наиболее важное значение имеют процессы химической адсорбции, протекающие на границе раздела битум — минеральный материал. Процессы физической адсорбции определяются сферой действия ненасыщенных молекулярных сил иоверхности твердого тела и природой адсорбирующего битума. Поверхности, на которых не происходят процессы хемосорбциоиного взаимодействия, а лишь процессы физической адсорбции битума, можно условно отнести к категории инактивных поверхностей (гранит, кварц). [c.10] Воздействие поверхности минерального материала может распространяться на определенную толщину пленки битума, что, в свою очередь, зависит от природы минерального материала, химического состава и структуры битума и прежде всего от содержания в не.м поверхностно-активных веществ. [c.10] Большинство битумоминеральных смесей, применяемых для строительства дорожных покрытий, содержат в своем составе тончайшие минеральные зерна с высоко развитой удельной поверхностью и, следовательно, повышенной адсорбционной способностью. [c.11] Минеральные материалы, применяемые в дорожном строительстве, как правило, гидрофильны, и потому вода легко смещает с их поверхности битумную пленку, связанную лишь действием слабых молекулярных вандервальсовых сил. [c.11] Наиболее важным фактором в образовании прочной и устойчивой связи являются процессы химической адсорбции (хемосорбции) битума на иоверхности минерального материала. При этом анионы высокомолекулярных кислот или другие кислородосодержащие группы, имеющиеся в битуме, вступают в химическое взаимодействие с катионами тяжелых или щелочноземельных металлов на иоверхности минерального материала, в результате чего образуются нерастворимые поверхностные соединения типа мыл. [c.11] Только химические связи, ири которых достигается образование новых хемосорбционных оединений на поверхности раздела, обеспечивают прочную связь битума с минеральным материалом. Эта связь не может быть нарушена даже длительным воздействием воды. [c.11] Хемосорбция приводит к изменению адсорбированного битума, которое затрагивает мономолекулярный слой, непосредственно прилегающий к поверхности минерального материала. Хемосорбцион-ный процесс дополняется физической адсорбцией. [c.11] Необходимо учитывать, что, кроме мельчайших зерен порошка карбонатной породы, в составе смеси находятся и минеральные зерна других пород, на иоверхности которых не будут протекать хемосорбционные процессы. В зтом случае в силу меньшей активности иоверхности минеральных материалов структура и механические свойства такого свободного битума будут сохраняться в малоизмененном виде. [c.11] В случаях когда между зернами, покрытыми структурированными оболочками, находятся прослойки свободного битума, сцепление между зернами обусловлено не свойствами структурированного, а свойствами объемного битума, который имеет меньшую вязкость и прочность. [c.11] Вернуться к основной статье