57.Структура асфальтобетону, роль складових в її формуванні. Уявлення про адсорбційно-сольоватні шари, обємний та структурований бітум. Вплив плівського бітуму на міцність асфальтобетону.

Структура асфальтобетона

совокупность признаков, определяющих его строение (пространственное расположение компонентов) и характер связи между ними; характеризуется величиной плотности и пористости материала.

При действии ад- сорбционно-сольватного фактора устойчивости в отсутствие двойного электрического слоя поверхностное натяжение уменьшается в результате сольватации поверхности частиц. Системы, в которых действует адсорбционно-сольватный фактор, могут быть агрегативно устойчивы даже при практическом отсутствии электрического потенциала на поверхности частиц. Такие системы значительно менее чувствительны к электролитам. Действие электролитов в этих системах подобно эффекту высаливания ими в растворах неэлектролитов, т. е. сводится только к уменьшению активности растворителя (воды). Особенно большую роль играет адсорбционно-сольватный фактор в системах с неполярными средами, в которых возможности диссоциации и соответственно образования двойного электрического слоя проявляются слабо. На первый взгляд кажется, что для количественной оценки адсорбционно-сольват — ного фактора устойчивости можно провести аналогию с теорией ДЛФО. Однако если энергию притяжения в системах с адсорбционно-сольватным фактором устойчивости можно определить, исходя из представлений Гамакера и де Бура, то количественная оценка энергии гидратации, выступающая в роли энергии отталкивания частьц, до сих пор не разработана.

58. Фізико-механічні процеси бітуму з мінеральними матеріалами, шляхи їх регулювання. Уявлення про адсорбційно-сольоватнішари, обємний та структурований бітум.Вплив плівського бітуму на міцність асфальтобетону.

В качестве дорожных вяжущих используют нефтяные битумы, которые представляют собой дисперсные коллоидные системы сложного химического состава. В состав битумов входит три основные группы компонентов: асфальтены, смолы и высокомолекулярные углеводороды [2]. Битумы характеризуются определенными показателями качества: пенетрацией (глубиной проникания иглы в битум), температурой размягчения и дуктильностью (растяжимостью).

Примененяемые в дорожном строительстве битумы не всегда обладают хорошим качеством. Для улучшения этих показателей, а также придания дорожному вяжущему специфического свойства — эластичности, которым битум в исходном состоянии не обладает, его подвергают модификации путем введения сторонних высокомолекунярных соединений. Модификация битума позволяет улучшить его адгезионные, прочностные и деформационные характеристики, что в свою очередь и способствует улучшению свойств дорожного покрытия [3].

На сегодняшний момент существует достаточно широкий спектр материалов, которые используют в роли модификаторов, но в основном применяются лишь некоторые виды высокомолекулярных соединений: эластомеры, термопласты, термоэластопласты [4–9].Смачивание минеральных материалов битумом является первым актом физического и химического взаимодействия битума с поверхностью минеральных материалов. Смачивание обеспечивает полное обволакивание минеральных зерен битумом, в результате чего формируется ориентированный слой битума и происходит физико-химическое взаимодействие его с минеральным материалом.

Процессы формирования битумной пленки на минеральных материалах начали изучать в 60-х годах на кафедре дорожно-строительных материалов ХАДИ под руководством М. И. Волкова. Так, И. М. Борщ с помощью хроматографического и люминесцентного анализов установил, что в результате взаимодействия на поверхности минеральных частиц образуются адсорбционно-сольватные слои связанного битума. Известняковые порошки образуют более развитые слои, кварцевые - менее развитые. На поверхности зерен битумная пленка перенасыщена высокомолекулярной частью, причем асфальтенов и смол в граничных слоях больше на известняковом, а не на кварцевом порошке. Как на зернах порошка известняка, так и на тонкопористых зернах кварца наблюдается эффект избирательной диффузии жидких углеводородов.

Наряду с адсорбционным взаимодействием, охватывающим граничный слон битума, изменяется структура битума вследствие поверхностных сил минерального материала, влияние которых распространяется перпендикулярно поверхности минерального материала. Битум, попадая в зону их действия, претерпевает структурные изменения. Его высокомолекулярные соединения, проявляя «эстафетное действие», образуют цепочки, перпендикулярные к поверхности минеральных зерен. Эти цепочки напоминают собой ориентированные структуры типа «жидких кристаллов».

59. Фізико-хімічний процеси, що здійснюються під час старіння бітумів та асфольтобетонів. В процессе приготовления, хранения в накопительном бункере и транспортирования асфальтобетонной смеси битум в виде тонких пленок на поверхности минерального материала находится при высоких температурах. Это создает благоприятные условия для интенсивного протекания в нем термоокислительных и других процессов, приводящих к старению битума. Интенсивность старения битума при выдерживании смеси в бункере и в процессе транспортирования определяется температурным режимом смеси, ее составом, типом дисперсной структуры битума, толщиной битумной пленки на зернах минеральных материалов и степенью ее структурированности.

В тонких пленках при высокой температуре процессы старения протекают настолько интенсивно, что практически через каждый час битум переходит в другую марку с более высокой вязкостью. В итоге асфальтобетон в покрытии содержит битум с меньшей глубиной проникания иглы, чем было принято при подборе его состава. Это обстоятельство — одна из главных причин существенного сокращения срока службы асфальтобетонных покрытий.