8.2. Добавки, улучшающие технологические и эксплуатационные свойства асфальтобетона

Они подразделяются на присадки к битумам, активаторы и структурирующие добавки.

Присадки для улучшения адгезии битума к минеральным материалам. Одним из факторов долговечности асфальтобетона является прочность сцепления (адгезия) битума с поверхностью минерального материала. Сцепление зависит от процессов смачивания и адсорбции на поверхности этого материала. Наиболее прочное сцепление достигается лишь при химическом взаимодействии в образованием хемосорбционных поверхностных соединений, катион или анион которых входит в кристаллическую решетку минерала, а анион или катион находится в составе битума. Созданию прочных соединений битума с минеральным материалом способствуют ПАВ как содержащиеся в составе битума, так и введенные специально. ПАВ взаимодействуют с поверхностью каменного материала с образованием хемосорбционного слоя и прочно удерживают на этой поверхности пленку битума. При этом вода не может проникнуть к поверхности раздела между битумом и каменным материалом.

Но ПАВ в составе битума содержится немного, и их количество зависит от качества перерабатываемой нефти и от технологии производства битума. Чаще ПАВ вводят в состав битума специально. Применение ПАВ позволяет:

- расширить номенклатуру применяемых минеральных материалов;

- достигнуть более полного его уплотнения;

- удлинить сезон дорожных работ.

Наибольшее применение в последнее время получили адгезионные битумные присадки катионного типа. Эти присадки представляют собой ПАВ, в которых углеводородный скелет связан с полярной группой. Это аминные соединения с длиной углеводородной цепи не менее 10 атомов. В России они выпускаются под маркой «Амдор-9», «Дорос АП», БП-3М, БП-КСП и другие. За рубежом – это добавки «Диам», «Битран», «Витит» (Англия), «Дон» (Франция), «Берол» (Швеция), «Бломних», «Серфакс» (Голландия), «Виакол» (Германия) и другие.

Битум, модифицированный адгезионной присадкой в количестве 0,5…1,5 % от массы битума, сохраняет свои свойства к высокой адгезии не менее суток. В дальнейшем адгезионные свойства модифицированного битума постепенно снижаются, и через 2-3 суток сравниваются со свойствами обычного битума. Присадки улучшают качественные характеристики битума и улучшают сцепление модифицированного битума с высокопрочными минеральными материалами, особенно кислого характера (гранитом и кварцитом).

Особенно актуальным является использование этих добавок при ямочном ремонте, когда покрытие сохраняет остаточную влажность. Битумы с катионоактивной присадкой надежно сцепляются и с увлажненными минеральными материалами. Эти присадки также замедляют старение битума.

Для улучшения сцепления битума со щелочными заполнителями (известняками, доломитами и другими) используют ПАВ анионного типа (госсиполовую смолу, жировой гудрон), которые вводят в состав битума в количестве 3…7%.

Активаторы. Их вводят в состав асфальтобетона также для повышения

адгезии битума к минеральному порошку. Существует несколько методов введения активаторов. Их можно добавлять к битумам. К таким активаторам относятся известь, хлорное железо, цемент. Но чаще добавки - активаторы вводят в состав минерального порошка. Его активируют поверхностно-активными веществами в процессе помола или после помола введением гидрофобизаторов – смолы госсиполовой (хлопкового гудрона), гудрона жирового и других.

Структурирующие добавки. В качестве структурирующих добавок могут использоваться различные порошкообразные и волокнистые заполнители, выполняющие роль дискретно распределенной арматуры.

К порошкообразным структурирующим добавкам относится цемент. Введение его в количестве 3…5% увеличивает коррозионную стойкость асфальтобетона по отношению к действию воды и антигололедных составов. Это связано с тем, что в процессе гидратации цемента образующиеся гидратные соединения прорастают в битумные пленки. В результате возрастает адгезия и увеличивается прочность и долговечность асфальтобетонов.

Волокнистые структурирующие добавки подразделяются на органические и минеральные. К органическим относятся волокна целлюлозы, а также различные синтетические волокна (полипропилен, полиамид, полиэстер и другие). К неорганическим относятся стекловолокно, базальтовые и диабазовые волокна, а также металлическая стружка (фибра).

Дискретно распределенная арматура в асфальтобетоне может выполнять две функции: технологическую и структурирующую (упрочняющую). Технологическая функция заключается в предотвращении расслаивания смесей, обогащенных битумом. Для технологических целей используют короткие целлюлозные волокна, соизмеримые с размером битумной пленки. К таким добавкам можно отнести «Виатон», «Эковату» и другие. Для упрочнения асфальтобетона, в основном для повышения прочности на изгиб, вводят синтетические, металлические и другие волокна. Эффект волоконного упрочнения будет снижаться с уменьшением длины волокон и с ростом вязкости асфальтобетона.