Изучение температурного старения битумо-порошковых смесей

Аннотация

Приведен анализ достоинств и недостатков использования бетонов с применением битумов, по сравнению с другими видами бетонов, в качестве конструктивного материала для покрытий дорожных одежд автомобильных дорог. Отмечено, что в процессе приготовления, транспортировки, укладки в инженерные сооружения и дальнейшей эксплуатации покрытий неизбежно происходят изменения их структуры и основных физико-механических свойств. Причем изменение свойств и структуры асфальтобетонов и других битумоминеральных материалов во времени происходит, как правило, в сторону ухудшения. Одним из главных факторов в этом процессе выступает температура. При этом решающую роль играет битум, который вместе с минеральным порошком связывает минеральные компоненты воедино. Наибольшую роль в изменении свойств играет асфальтовое вяжущее.
Известная методика изучения старения отдельно битума в тонких пленках, приведённая в стандартной методике ПНСТ 8-2012, не учитывает влияния на этот процесс высокоразвитых поверхностей минерального порошка. Новая методика, предложенная на кафедре строительных технологий и автомобильных дорог Поволжского государственного технологического университета, помогает избежать этого недостатка. Данная методика позволяет проводить лабораторные исследования процессов старения всех видов известных бетонов с использованием как органических вяжущих, так и смесей битума с их минеральными составляющими по отдельности. Также появляется возможность изучения старения смесей в технологическом и эксплуатационном периодах их жизни. Работы при этом выполняются с использованием стандартного набора лабораторного оборудования, анализ характера и интенсивности процессов старения (динамики развития во времени) осуществляется при помощи безразмерных коэффициентов, избегая влияния на анализ масштабного фактора. Кроме того, в процессе проектирования появляется возможность корректировки составов битумоминеральных смесей с учетом их старения в дальнейшем. Результаты экспериментальных исследований, полученные путем расчетов значений коэффициента старения асфальтового вяжущего по различным показателям по новой методике, позволили выявить степень подверженности их старению при высоких температурах, определить наиболее значимые показатели и выполнить анализ для смесей при различных соотношениях минерального порошка и битума. В данной работе показаны результаты изучения теплостойкости, пределов прочности при сжатии при +20 и +50 °С. По результатам экспериментов установлены корреляционные зависимости рассматриваемых показателей от времени прогревания смесей при высокой температуре и выполнен теоретический анализ установленных зависимостей.