Эксплуатационные свойства пористого асфальтобетона

Большое внимание уделяется таким специфическим свойствам вяжущего для пористого асфальтобетона как реология, старение и адгезия.

Многие решения по вышеуказанным проблемам предложены нефтяной промышленностью и включают в себя: использование битумов обычного состава, полимер-модифицированных битумов и битумов, содержащих органические и минеральные добавки. Но ни одно из предложенных решений не является универсальным. Это может быть связано с комплексностью проблемы, включающей в себя два главных фактора:

· Во-первых, широкая область применения таких покрытий (от городских дорог с преобладающей интенсивностью движения легкого транспорта до европейских автомагистралей с движением тяжелых контейнеровозов)

· Во-вторых, широкий спектр климатических условий Европы

Основные важные характеристики вяжущего для пористого асфальтобетона

Для обеспечения удовлетворительного срока службы пористого асфальтобетона, вяжущее должно полностью удовлетворять определенным критериям.

Реология

Очевидно, что реология вяжущего представляет собой первостепенную важность. Требуется вяжущее, которое не будет дренироваться от каменного заполнителя при транспортировке, обеспечит удобоукладываемость смеси и эксплуатационные свойства в широком диапазоне температур окружающей среды.

Очевидно, что эти реологические требования более актуальны в странах и регионах, где диапазон температур очень широк.

В этом случае вяжущее должно обладать:

· высокой сопротивляемостью уплотнению при высоких температурах летом

· низкой хрупкостью при низких температурах зимой.

В районах, где диапазон колебания температур широк, хорошо зарекомендовали себя вяжущие на основе модифицированных битумов, обладающих хорошими пластичными свойствами и пониженной восприимчивостью к перепадам температур.

Реологические свойства обычных битумов определяются следующими измерениями:

1. Пенетрация при 25 ^ОС

2. Точка размягчения, определяемая по методу “кольцо и шар”

3. Вязкость при различных температурах

Хотя эти тесты довольно точно позволяют определить реологические свойства обычных битумов, они не могут с абсолютной точностью определить свойства пластичных битумов (с эластомерными добавками).

Реологические характеристики этих вяжущих при температуре окружающей среды не могут быть описаны с помощью традиционных тестов по определению пенетрации и точки размягчения.

Адгезия

Вяжущее в пористом асфальтобетоне должно обеспечивать хорошую адгезию с каменным заполнителем в течение всего срока службы покрытия, для сохранения его эксплуатационных качеств при любых условиях (влажности, перепадах температур).

Для обеспечения лучшей адгезии необходимо использовать специальные добавки для улучшения влагостойкости, поверхностно-активные вещества (ПАВ), полимер-модифицированные добавки.

Существует много тестов для измерения адгезии вяжущего по отношению к каменному заполнителю. При воспроизведении результатов тестов важным фактором является характеристика поверхности каменного заполнителя. Поэтому при проведении испытаний необходимо подобрать “стандартный” каменный материал. Выбор “стандартного” каменного материала затруднен из-за большого разнообразия образцов с различными поверхностными характеристиками, даже из одного карьера. В качестве решения предложено провести серию тестов с использованием стандартного вяжущего но разных образцов каменного заполнителя, с последующей корреляцией результатов.

Старение

Быстрое старение вяжущего является специфической для пористого асфальтобетона проблемой. Для решения этой проблемы предлагается использовать анти-окислители. По мнению некоторых специалистов, использование утилизированных автомобильных покрышек в качестве добавок к вяжущему обеспечиваем замедление процесса старения, поскольку резина сама по себе является анти-окислителем. Кроме того, срок службы покрытия можно увеличить за счет увеличения толщины битумной пленки, обволакивающей каменный заполнитель.

В США существует иное мнение по поводу использования резиновой крошки от отработанных покрышек, сформировавшееся по данным наблюдений за участками дорог с добавкой резины.

Наличие резины в составе смеси не позволяет повторно использовать (регенерировать) уложенную асфальтобетонную смесь и поэтому приводит к дополнительным издержкам в процессе содержания дорог.

Степень старения битума обычно оценивается по изменениям их свойств проведением специальных тестов: RTFOT , TFOT, DIN.

Все эти методы позволяют определить изменения в свойствах битума для случаев, когда битум добавляется к очень горячему каменному заполнителю в асфальтобетонной установке, но не для случая, когда он пролежит уже несколько лет в покрытии.

Учитывая, что в пористом асфальтобетона очень большая часть поверхности открыта для проникновения воздуха, очень важное значение имеет феномен старения в процессе эксплуатации. К сожалению, для изучения этого процесса пока еще не существует подходящих тестов.

Спецификации

В настоящее время не существует универсального соглашения на спецификации вяжущего для пористого асфальтобетона. В большинстве стран, где используется пористый асфальтобетон, применяются традиционные тесты по испытанию битумов, которые, к сожалению, не позволяют адекватно определить важные эксплуатационные критерии, необходимые для выбора вяжущего для пористого асфальтобетона. Однако установлено, что любые спецификации для вяжущего в пористом асфальтобетоне должны включать в себя тесты на измерение реологических свойств, адгезии и старения, а также тест по сохранению стабильности. Для вяжущих, пластичные свойства которых имеют большое значение для характеристики способности к уплотнению, обязательным должен быть тест на определение пластичности (испытание проводиться на дуктилометре).

В настоящее время, вопрос спецификации для битумных вяжущих, включая вяжущие, используемые в пористом асфальтобетоне, решается Комитетом TC19 SCI. Ожидается, что будут даны конкретные рекомендации для Европейских спецификаций битумов, и некоторые из них окажутся подходящими для использования с пористыми асфальтобетонами.