13.Краткая характеристика битумов и дегтей в зависимости от их свойств и вязкости. Области применения.

Битумы и дегти представляют собой группу органических вяжущих. Битумы (природные, нефтяные, сланцевые) — вещества, состоящие из высокомолекулярных углеводородов нафтенового, ароматического и метанового рядов и их кислородных, сернистых и азотистых производных, полностью растворимые в сероуглероде. Дегти (каменноугольные, торфяные, древесные) — вещества, состоящие в основном из смеси высокомолекулярных ароматических углеводородов и их кислородных, азотистых и сернистых производных.

При нагревании они размягчаются (разжижаются), а при охлаждении — отвердевают. Эта особенность позволяет применять их как связующее вещество;Они практически не растворяются в воде (а многие и в кислотах), но растворяются в органических растворителях (сероуглероде, хлороформе, бензоле, дихлорэтане и др.). Это позволяет их использовать при изготовлении лаков и мастик; Истинная и средняя плотности битумов и дегтей равны, так как они не имеют пористости, следовательно, практически водонепроницаемы; Битумы и дегти гидрофобны (не смачиваются водой); Битумы и дегти имеют аморфное строение, поэтому у них нет определенной температуры плавления, а существуют интервалы размягчения, т. е. при нагревании они постепенно переходят из твердого состояния в вязкожидкое; Битумы и дегти при размягчении прочно сцепляются с камнем, деревом, металлом и др. (это свойство носит название адгезии). Используются при применении в качестве вяжущих веществ; переводить в рабочее состояние битумы и дегти можно не только расплавлением и растворением в органических растворителях, но и эмульгированием в воде. (Получение битумных эмульсий производят с помощью специальных добавок-эмульгаторов.)

Твердые и полутвердые Нефтяные битумы применяют для дорожных покрытий, изготовления кровельных и гидроизоляционных материалов, некоторых герметизирующих материалов, а жидкие битумы используют в основном при строительстве дорог (для обработки гравийных и щебеночных смесей, изготовления асфальтовых материалов). Из общего количества битумов больше 60 % используют в дорожном строительстве, а из оставшихся 40 % больше половины применяют для изготовления кровельных материалов. В чистом виде дегти применяют главным образом для антисептических пропиток (например, шпал, столбов) и в дорожном строительстве. Обычно деготь разделяют на фракции (зеленое, антраценовое и другие масла).

14.Конструкции дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием. Условия сохранения гомогенности конструкций

Наибольшее распространение получили следующие конструкции дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием (рис. 1):

двухслойное асфальтобетонное покрытие на двухслойном основании (см. рис. 1, а);

двухслойное асфальтобетонное покрытие на однослойном основании (см. рис. 1, б);

однослойное асфальтобетонное покрытие на двухслойном основании (см. рис. 1, в).

Рис. 1. Конструкции дорожных одежд с асфальтобетонным покрытием:

1 — верхний слой покрытия; 2 — нижний слой покрытия; 3 — верхний слой основания; 4 — нижний слой основания; 5 — слой основания; 6 — дополнительный слой основания

Дорожная одежда – это конструкция, состоящая из нескольких слоев: покрытие, основание, подстилающий слой. Покрытие состоит из одного или двух слоев асфальтобетона: верхний слой из плотного мелкозернистого асфальтобетона (горячего, теплого или холодного); нижний слой – из крупнозернистого пористого горячего или теплого асфальтобетона. Основание состоит одного или двух слоев: верхний слой из связных материалов, нижний – из дискретных. Связные материалы обычно представлены высокопористым асфальтобетоном, битумоминеральными материалами, либо каменными материалами или грунтами, укрепленными вяжущими. Дискретные материалы: щебень, гравий, отходы промышленности. Для слоев оснований используются часто местные материалы, отличающиеся большим разнообразием. Поэтому прочность всей дорожной одежды зависит не только от свойств материалов в слоях, но и от сочетания слоев и их толщины.

Для характеристики качества асфальтобетона характеристиками являются:

 сопротивление растяжению при изгибе от транспортных нагрузок;

 сопротивление осевому растяжению при морозных деформациях;

 сопротивление сдвигу от касательных комплексных нагрузок (особенно при высоких температурах, когда появление пластических деформаций в виде волн и колей наиболее вероятно).

При выборе материалов для устройства слоев дорожной одежды с асфальтобетонным покрытием необходимо учитывать следующие положения:1) покрытие и верхние слои основания должны соответствовать проектным нагрузкам и быть водо- и морозостойкими; 2)вид, марку и тип асфальтобетона для покрытия назначают в соответствии с СТБ 1033-2004 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия», а также с ТКП 45-3.03-19 «Автомобильные дороги. Нормы проектирования».

Основная задача при конструировании асфальтобетонного покрытия – уменьшить толщину верхнего (наиболее дорогого) слоя и сократить число слоев.На сроки службы асфальтобетонных покрытий влияют не только его прочностные свойства, но и теплофизическая совместимость материалов покрытия и основания.Не должно быть резкого различия в показателях теплоемкости, теплопроводности и температурного расширения материалов покрытия и основания, в противном случае нельзя гарантировать высокую надежность их совместной работы при понижении температуры, когда возникает опасность развития морозных трещин в покрытии.Коэффициенты линейного температурного расширения асфальтобетонного покрытия и основания из цементного бетона или материала, укрепленного минеральными вяжущими, отличаются друг от друга почти в 10 раз. Поэтому на покрытии в такой конструкции трещины практически неизбежны.Опыт показал, что асфальтобетонные покрытия на битумоминеральном основании почти никогда не образуют трещин, поскольку их температурные деформации одинаковы.