1. Краткая характеристика битума

Нефтяные битумы представляют собой дисперсные коллоидные системы сложного химического состава. В их состав входит примерно 80—87% углерода, 10—12% водорода, 5—10% кислорода, 2— 5% серы и до 3% азота. Однако элементарный состав битумов не дает представления о химических соединениях, содержащихся в битумах. Для исследования свойств битумов их разделяют на отдельные группы углеводородов, близких по свойствам. Из битума чаще всего выделяют следующие группы углеводородов: масла, смолы и асфальтены.

Масла — группа жидких углеводородов светло-желтой окраски плотностью менее 1. Повышенное содержание масел в битумах придает им подвижность, текучесть. Смолы — вязкогпластичные вещества темно-коричневого цвета плотностью около 1. Смолы имеют более сложный состав углеводородов, чем масла, и придают битумам тягучесть и эластичность.

Афтальтены—твердые неплавкие вещества черного цвета плотностью немного, больше 1. Повышенное содержание асфальтенов в битуме обусловливает его повышенную вязкость и температурную устойчивость. Масла, смолы, асфальтены и другие группы углеводородов входят в состав битумов в различных соотношениях и тем самым определяют их структуру и свойства. По физико-химическому строению битумы являются коллоидными растворами асфальтенов {с адсорбированной на их поверхности частью смол) в масляно-смоляной среде. Битумная мицелла (молекула битума) представляется сложной системой различных веществ от асфальтенового ядра (дисперная фаза) до масел, являющихся в этой системе дисперсионной средой.

Важнейшими строительными свойствами битумов являются: 1) способность при разогревании (до 80—165° С) или добавления разжижителей (керосин, нефть и др.) переходить в текучее с:стояние и объединяться с каменными или другими строительными материалами; 2) способность при понижении температуры (до 20—25° С и же) или испарении разжижителя вновь загустевать и сцеплять в монолит минеральные зерна песка и щебня, образуя бетоны и растворы; 3) способность придавать гидрофобные (водоотталкивающие) свойства другим материалам, обработанным битумом. Кроме этих свойств, битумы обладают и другими свойствами — вязкостью, пластичностью, теплостойкостью, а также гидрофобностью, адгезией и др.

Вязкость (величина, обратная текучести) —свойство материала оказывать сопротивление при взаимном перемещении двух его слоев относительно друг друга под влиянием внешних сил. Вязкость битумов является важнейшей характеристикой его структурно-механических свойств и зависит главным образом от температуры. При повышении температуры вязкость снижается, при понижении —резко возрастает; при отрицательных температуpax битум становится хрупким. Обычно для характеристики структурной вязкости твердых и вязких битумов принимается условный показатель — глубина проникновения стандартное иглы в битум. Глубину проникания иглы (пенетрация) определяют на пенетрометре при действии на битум иглы с грузом общим весом 100 г в течение 5 сек при температуре испытания 25° и 0°С. Пенетрация вязких битумов выражается в условных единицах, равных 0,1 мм погружения иглы в битум.

Чем выше структурная вязкость битума, тем меньше пенетрация, т. е. погружение иглы в битум. В соответствии с ГОСТ. 11954—66 на дорожные битумы пенетрация их находится в пределах 40—300 (при 25° С). Пластичность твердых и вязких бит.умов . характеризуется растяжимостью — способностью вытягиваться в тонкие нити под действием внешних сил. Растяжимость определяется на дуктилометре при скорости деформации образца в виде «восьмерки» 5 см/мин, температуре испытания 25°С и 0° С. Показателем растяжимости служит длина нити образца в см в момент ее разрыва. Величина растяжимости обычных дорожных битумов находится в пределах более 40 см — при 25° С и 1—3 см — 0°С.

2. устройство ДО с а\б покрытием (сохранение гомогенности).Конструкция а/б.

Основные типы дорожных конструкций:

- асфальтобетонное покрытие, укладываемое на слой щебеночного (или гравийного) основания, или непосредственно на подготовленное земляное полотно;

- асфальтобетонное покрытие, укладываемое на основание, нижний слой которого устраивается из необработанного вяжущим щебня или гравия, а верхний слой - из обработанного органическим вяжущим щебня или гравия;

- асфальтобетонное покрытие, укладываемое на основание из укрепленных неорганическими вяжущими щебеночных материалов или на бетонное основание.

Дорожное основание представляет собой часть дорожной одежды, непо¬средственно воспринимающее вертикальные нагрузки и передающее их на грунт земляного полотна. Дорожное основание состоит, как правило, из двух слоев: нижний слой – подстилающий, верхний слой - технологический. Назначение подстилающего слоя - отвод свободной воды, поступаю¬щей в основание в расчетный период, и временное размещение ее в порах дренирующего слоя до начала работы водоотводных устройств. Технологический слой, устраиваемый по подстилающему слою, обеспечивает движение и маневрирование асфальтоукладчика и транспорта, подвозящего дорожно-строительные материалы.

Асфальтобетонные смеси специального состава применяются в следующих случаях:

- при устройстве покрытий на дорогах с интенсивным движением и в сложных климатических условиях для обеспечения высокой прочности и долговечности асфальтобетонного покрытия, сокращения затрат на проведение ремонтных работ;

- при приготовлении асфальтобетонных смесей из более дешевых местных материалов и отходов промышленности, для повышения эффективности строительства покрытий за счет экономного расходования нефтяного битума и высокопрочного привозного щебня при соблюдении всех требований к качеству асфальтобетонного покрытия.

Смеси, приготавливаемые с добавкой дробленой резины, позволяют получить асфальтобетоны повышенной трещиностойкости при низкой эксплуатационной температуре и повышенной сдвигоустойчивости при высокой температуре.

Асфальтобетонные смеси с добавками поверхностно-активных веществ и активаторов применяются для повышения водостойкости асфальтобетонных покрытий и продления сроков их службы за счет сокращения интенсивности дезинтеграции асфальтобетона в процессе эксплуатации, шелушения поверхности покрытия и образования на нем выбоин.

Асфальтобетонные смеси с использованием местных материалов и отходов промышленности применяют для повышения эффективности строительства асфальтобетонных покрытий за счет снижения стоимости дорожно¬-строительных материалов, экономии нефтяного битума и привозного высокопрочного щебня. В качестве местных материалов и отходов промышленности могут быть использованы продукты дробления местных малопрочных каменных материалов (например, известняков), отходов горнорудной промышленности, металлургических шлаков, старого цементного бетона.

Старый асфальтобетон применяется для снижения стоимости асфальтобетонных смесей, сокращения расхода нефтяного битума и минеральных материалов. Старый асфальтобетон получают в результате фрезерования верхних слоев асфальтобетонных покрытий или полного удаления покрытия. Асфальтобетонные смеси с добавками старого асфальтобетона применяют для устройства нижнего слоя двухслойного асфальтобетонного покрытия.

Широко применяются асфальтобетонные смеси с использованием природных битумов и битумсодержащих материалов и использованием порошкообразных отходов промышленности, с разнопрочными каменными материалами.

В качестве армирующих волокон могут быть использованы природные или синтетические минеральные волокна (в т.ч. асбестовое волокно, стекловолокно, базальтовые волокна и др.), полимерные, целлюлозные и другие виды волокон.

Асфальтобетонные смеси с использованием в составе крупных фракций минеральной части разнопрочных каменных материалов (щебня, гравия, песка) применяются для обеспечения более устойчивой в процессе эксплуатации шероховатости поверхности покрытия за счет неравномерной истираемости компонентов асфальтобетона.