История асфальта

Для приготовления асфальтобетонных смесей были использованы фракционные минеральные материалы: щебень (гранитный), песок (кварцевый) и минеральный порошок(известняковый, актив.перлит, актив.кварцит). Расход вяжущего составил 5-6,5%.

С целью обеспечения постоянного гранулометрического состава асфальтобетонных смесей минеральные материалы предварительно рассеивались, а затем осуществлялась подборка одинакового гранулометрического состава.

Таблица 1.Гранулометрический состав минеральной части асфальтобетонной смеси, тип Б.

Таблица 2. Физико-механические свойства асфальтобетона тип Б марка II

Исходя из полученных данных ( табл 1, рис.1-4) видно, что асфальтобетонные образцы, в состав которых входят минеральные порошки на основе активированного перлита а кварцита полностью удовлетворяют требованиям ГОСТ и не уступают по показателям асфальтобетону на традиционном известняковом минеральном порошке, и по ряду показателей превосходят его.

Рис.1 Характеристики свойств асфальтобетона на различных минеральных порошках(МП):

Р1-водостойкость,%; Р2-водонасыщение,%; Р3-остаточная пористость,%;

1-асфальтобетон на известняковом МП; 2- асфальтобетон на актив.кварцитовом МП; 3- асфальтобетон на актив.перлитовом МП.

Согласно данным (табл.2, рис.1) асфальтобетоны на активированных минеральных порошках, в частности перлитовом, имеют более лучшие показатели по прочности, пористости, водонасыщению и водостойкости по сравнению с асфальтобетоном на известняковом порошке.

Важными характеристиками асфальтобетона являются показатели предела прочности при сжатии при +50°С и 0°С, так как они характеризуют работоспособность дорожного покрытия в летний и зимний периоды года.

Рис.2 Прочность при сжатии образцов асфальтобетона при 50°С в зависимости от вида минерального порошка: 1-известняк, 2-акив.кварцит, 3-актив.перлит

В условиях, когда температура дорожного покрытия в летнее время достигает порядка +50°С, а вязкость битума при этом минимальная, особенно важное значение приобретает обеспечение надлежащей деформационной устойчивости асфальтобетона. Снижение количества свободного битума в асфальтобетоне за счет применения активированных минеральных порошков, является одним из необходимых условий повышения деформационной устойчивости дорожного покрытия.

Хотя минеральный порошок составляет 6-10% от массы минеральной части асфальтобетонной смеси, на его долю приходится до 95% удельной поверхности, поэтому в процессе образования структурных связей в асфальтобетоне роль минерального порошка весьма значима и является предопределяющей.

Рис.3 Прочность при сжатии образцов асфальтобетона при 20°С в зависимости от вида минерального порошка: 1-известняк, 2-актив.кварцит, 3-актив.перлит

Как видно из проводимых данных, применение активированных порошков вызывает существенное повышение прочности асфальтобетона при +50°С (рис.2) и увеличение теплоустойчивости, в особенности ярко выражено при применении активированного перлитового минерального порошка.

Помимо повышения показателей прочности асфальтобетона с активированными порошками, несомненно, снижается и его пластичность, в следствии, резкого уменьшения количества свободного битума.

Известно, что минеральный порошок повышает прочность асфальтобетона, но вместе с тем и увеличивает его хрупкость, превышение массовой доли минерального порошка сверх необходимого минимума понижает трещиностойкость покрытия. Это особенно важно при пониженных отрицательных температурах, когда асфальтобетону свойственно хрупкое разрушение.

Рис.4 Прочность при сжатии образцов асфальтобетона при 0°С в зависимости от вида минерального порошка: 1-известняк, 2-актив.кварцит,3-актив.перлит

Значение показателя предела прочности при сжатии асфальтобетона при 0°С, характеризует работоспособность дорожного покрытия в зимних условиях при пониженных отрицательных температурах. Определение прочность при 0°С, проводят для выяснения того как будет вести себя асфальтобетон при переходе битума из упруго-пластичного состояния в твердое, при котором проявляется такое свойство битума как хрупкость.

Анализирую данные (рис 4), видно что наилучшие показатели по прочности при 0°С у асфальтобетона на активированном кварцитовом минеральном порошке, далее на известняковом и перлитовом порошке. Немного худший показатель по прочности при 0°С у асфальтобетона на активированном перлитовом минеральном порошке может быть объяснен тем, что активированный перлитовый минеральный порошок более интенсивнее структурирует асфальтобетонный композит, сводя к минимуму содержание свободного битума, тем самым предавая ему повышенную прочность.

Таким образом, исследования физико-механических свойств асфальтобетонов, говорят нам о том, что наилучшими показателями обладает асфальтобетон на активированном перлитовом минеральном порошке. Это обусловлено более интенсивным взаимодействием битума с поверхностью активированного перлита, из-за наличия на ней измененного высокоморфизированного кремнезема характеризующегося высокой химической активностью, так же наличием примесей алюминия и оксидов щелочноземельных металлов, образующих сильные кислотные центры Льюиса и возможного образования активных гидросиликатов кальция и гидроалюмосиликатов кальция возникших в результате физико-химической модификации данной поверхности известью.

Высокие показатели физико-химические свойства асфальтобетонного композита на основе активированных минеральных порошков из перлита и кварцита, позволят прогнозировать получение высококачественных асфальтобетонов, отличающихся более длительными сроками службы в дорожном покрытии.

Высокие прочностные показатели асфальтобетонов с активированными минеральными порошками, определенные по стандартным методикам, хорошо согласуются с показателями сдвигоустойчивости (табл.3) полученными при испытании асфальтобетонных образцов по схеме Маршала.

У асфальтобетона как термопластичного материала в зависимости от температуры окружающей среды происходит изменение его сдвиговых характеристик, что необходимо учитывать в условиях повышенных летних температур, когда материал должен обладать повышенной сдвигоустойчивостью.

Увеличение показателей сдвигоустойчивости асфальтобетона можно добиться двумя способами. Одним из них является применение асфальтобетона с «каркасным типом», для приготовления, которых, необходим высококачественный и дорогостоящий щебень кубовидной формы, характеризуемый высокими показателями угла внутреннего трения и зацепления минеральных зерен. Вторым наиболее доступным способом, является применение высококачественных минеральных порошков, позволяющее не только увеличивать сдвигоустойчивость асфальтобетона, но и улучшать его прочностные

28

Таблица 3. Мелкозернистый плотный тип Б марка II