14. Исследование процесса старения асфальтовяжущего по методике tfot (thin film oven test) согласно стандарту astm d 1754.

Асфальтовяжущее (АВ) для исследования готовят путем смешения минерального порошка (МП) и битума при соотношении, например,1,5: 1.0, которое наиболее характерно для смесей щебеночно-мастичного асфальтобетона ЩМА - 15. Приготовленное АВ подогревается в тонком слое толщиной 3,2 мм в формах диаметром 140 мм и высотой 9,5 мм, которые помещено во вращающуюся со скоростью 6 оборотов/мин. полку термостата с циркуляцией воздуха. Для приготовления асфальтового вяжущего чаше всего используется битум БНД 60/90. В приводимом исследовании битумное вяжущее было модифицировано 2, 4, 6 и 8 % резинополимерным модификатором РПМ и гидратной известью. В процессе исследования было выявлено изменение свойств асфальтовяжущего в результате процессов старения модифицированного асфальтового вяжущего, происходившим в результате его нагревания в течение 5 часов при температуре 163 ⁰С. Для более объективной оценки влияния процесса старения на свойства битума использовались коэффициенты, введенные в работе М.Иваньски и Н.Б. Урьева:

- коэффициент, характеризующий изменение глубины проникания иглы в результате старения битума:

, где ;

- коэффициент, характеризующий изменение температуры размягчения в результате старения битума;

, где ;

- коэффициент, характеризующий изменение температуры хрупкости в

результате старения битума;

, где ;

- коэффициент, характеризующий изменение растяжимости в результате

старения битума, %;

, где .

Состав асфальтовяжущего	Содержание ГИ, %	КП	КТр	КТх	КД
БНД 60/90 + минеральный порошок	0	33,2	15,2	21,2	30,1
	20	31,1	13,4	15	26,4
	30	27,5	12,3	13,5	23,8
	40	25,9	12	12,7	23,1
БНД 60/90 + минеральный порошок + 2% РПМ	0	29,8	14,5	20	27,5
	20	28,2	13,1	12,8	25,3
	30	25,3	12	11,3	23,1
	40	23,1	11,7	10,6	22
БНД 60/90 + минеральный порошок + 4% РПМ	0	28,5	12,8	18,4	25,2
	20	26,5	11,1	11,5	23,3
	30	22,5	10,5	9,9	21,6
	40	21,2	10	9	21
БНД 60/90 + минеральный порошок + 6% РПМ	0	26,9	11,7	15,3	24,4
	20	23,5	10	9,9	22,2
	30	21	9,6	7,5	20,9
	40	19,8	9,2	6,9	20,1
БНД 60/90 + минеральный порошок + 8% РПМ	0	25,2	10,7	14,1	23,3
	20	22,3	9,2	8,6	21,6
	30	20	8,8	6,6	20,1
	40	18,7	8,4	5,2	19,4

Таблица 13 Зависимость коэффициентов старения асфальтовяжущего от содержания гидратной извести (ГИ)

Анализ результатов, представленных в таблице 13, показал изменение в процессе старения всех свойств асфальтовяжущего, приготовленного с использованием битума БНД 60/90 и известнякового минерального порошка.

Более интенсивно происходит понижение вязкости (по пенетрации при 25 ⁰С), затем растяжимости, температуры хрупкости и температуры размягчения асфальтовяжущего. Значение коэффициентов, характеризующих старение асфальтовяжущего, изменяются в широком диапазоне от К_П = 33,2% до К_Тр = 15,2%. Результаты исследования по изучению процессов старения асфальтовяжущего модифицированного добавкой РПМ указывают на то, что применение в составе асфальтобетона добавки РПМ и гидратной извести существенно препятствует процессу старения, однако полностью не исключает этот процесс, что видно из значений приведенных коэффициентов. Этот процесс происходил наиболее интенсивно при содержании гидратной извести до 20 – 30% по массе минерального порошка. Дальнейшее увеличение содержания гидратной извести в асфальтовяжущем уже менее эффективно.

Замедление процессов старения модифицированного вяжущего по сравнению с битумами без модификатора РПМ может быть объяснено особенностями его структуры, т.е. образованием асфальтено-полимерной решетки. Асфальтены в такой структуре в некоторой степени изолированы друг от друга и не способны образовывать жесткую и прочную сшивку между собой, что обычно наблюдается при старении вяжущего. Синергизм действия гидратной извести и полимерной добавки РПМ проявлялся в более интенсивном замедлении старения асфальтовяжущего, в сочетании они выполняют роль активного «антистарителя». Об этом свидетельствует тот факт, что применение 6% РПМ и 30% гидратной извести в качестве добавки к асфальтовяжущему, вызывает понижение коэффициентов, степень его старения уменьшается в диапазоне от 20% до 50%.

Понижение интенсивности старения асфальтовяжущего имеет особое значение при производстве асфальтобетонов, а также в процессе его эксплуатации в дорожном покрытии.