ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Условия работы дорожных покрытий из "Дорожные битумы" Применение нефтяных битумов в качестве вяжущего материала открыло широкие возможности для совершенствования дорожных конструкций, обеспечило прочность, долговечность, высокие транс-портно-эксплуатационные качества (ровность, беспыльность и др.) дорожных покрытий. [c.5] В программе строительства автомобильных дорог, намеченной на 1971 —1975 и 1976—1980 гг., ведущее место по-прежнему занимают дорожные покрытия, устраиваемые с применением битумов. [c.5] Такое направление развития дорожного строительства обосновывается не только высокими транспортно-эксплуатационными качествами дорог с покрытиями из битумоминеральных смесей, но п возможностью применять для строительства самые разнообразные минеральные материалы (грунт, песок, гравий, шлак, камень различной прочности). Немалое значение имеет также наличие благоприятных возможностей в нашей стране для полного удовлетворения растущей потребности дорожного хозяйства в нефтяных битумах. [c.5] Огромные запасы нефти на территории СССР и все увеличивающиеся объемы ее добычи и переработки на заводах, рассредоточенных по всей стране, позволяют непрерывно расширять производство нефтяных дорожных битумов и транспортировать их к месту потребления сравнительно на небольшие расстояния. [c.5] Прочность и долговечность дорожных одежд, устраиваемых с применением битума, в значительной мере зависят от качества этого материала, предназначенного для связывания различных по крупности минеральных зерен и образования вместе с ними после уплотнения прочного, износо- и погодоустойчивого дорожного покрытия. [c.5] Для того чтобы противостоять указанным воздействиям автс мобильного движения, погоды и климата, дорожное покрыти должно обладать определенной работоспособностью, измеряемо сроками службы при установленной интенсивности движения. [c.6] Отличительной особенностью покрытий из битумоминеральных материалов является большая зависимость их прочности, деформационной, тепло-, водо- и морозоустойчивости от структуры и свойств битума. [c.6] Наличие в составе дорожного покрытия битума, изменяющего под воздействием температуры воздуха свое реологическое состояние (от вязко-текучего через упруго-пластическое до упруго-хрупкого), придает покрытию специфические свойства. Изменение свойств битума под воздействием температуры, кислорода воздуха, воды вызывает на покрытии образование трещин, выбоин, выкрашивания, шелушения, сдвигов, наплывов, волн, колейности. [c.6] Битумоминеральные материалы, содержащие каменный остов,, в условиях работы в дорожном покрытии могут находиться в упруго-пластическом и упруго-хрупком состояниях. [c.6] Для описания деформационного поведения и релаксационных процессов подобных тел предложены [167, 204] различные уравнения (Максвелла, Шведова, Кельвина — Майера, Больцмана, Нат-тинга и др.). Эти уравнения хорошо описывают деформационные свойства упруго-пластично-вязких тел, их изменение во времеии и показателя реологического состояния материала. [c.6] Изучая поведение тел с учето.м их наследственности , Больцман [216] показал, что напряжения в упругом теле зависят не только от деформации, которая получена в данный момент, но и от предшествующих деформаций, влияние которых тем меньше, чем ранее они имели место. Влияние деформаций, возникших в различное время, накладывается друг на друга по принципу суперпозиции. Следовательно, деформации являются не только функциями напряжений, действующих в данный момент, но и функциями всех предыдущих напряжений. [c.7] За последнее время в СССР и за рубежом проведены исследования, дающие описание механических свойств упруго-пластичновязких материалов [2, 29, 39, 97]. Эти исследования и составленные на их основе уравнения лишь относительно могут характеризовать деформационное поведение битумоминеральных материалов и не могут быть полностью применены даже для описания свойств битума. [c.7] Разнообразие минеральных материалов по минералогическому и химическому составу, крупности, структуре и чистоте поверхности, так же как многообразие битумов по химическому составу и свойствам, значительно усложняет исследование процессов струк-турообразования битумоминерального материала. [c.7] Проявление битумоминеральным материалом свойств упругохрупкого или пластичного тела зависит от температуры и соотношения между временем действия нагрузки и периодом релаксации. При повышении или понижении температуры и времени действия нагрузки в сравнении с периодом релаксации битумоминеральный материал будет вести себя как упруго-пластичное или упругохрупкое тело. [c.7] Большое значение имеет способность битумоминерального материала сохранять необходимую прочность в широком диапазоне температур. При низких температурах воздуха битумоминеральный материал имеет высокую прочность. Период релаксации значительно превышает длительность действия напряжений, поэтому для матерпала характерно чисто упругое поведение, связанное с возможностью проявления хрупкого разрыва. При высоких температурах воздуха битумоминеральный материал пластичен. Период релаксации при этом равен или меньше времени действия напряжений. Поэтому вся деформация, после снятия напряжений, может превратиться в остаточную. [c.7] Величина деформации битумоминерального материала и, следовательно, его модуль упругости зависят от скорости нагружения (деформирования). При быстром нагружении проявляется в основном упругая деформация, которая по своей величине бывает относительно небольшой. При медленном нагружении или при ступенчатом приложении нагрузки через определенные интервалы времени проявляются упругая и остаточная деформации, причем величина последней может быть достаточно большой. [c.7] Продолжительность действия нагрузки и многократность ее приложения оказывают также большое влияние на показатели прочности бнтумоминерального материала. Такие свойства битумоминерального материала, как деформативность, теплоустойчивость, зависят от скорости изменения температуры. При резких перепадах температуры битумоминеральный материал увеличивается или сокращается в объеме. Возникающие при этом температурные напряжения, превышающие критические значения, могут вызывать остаточные деформации, а затем и разрушение материала. [c.8] Исследования показали [13], что температурные деформации битума, выражающиеся в укорочении образца, увеличиваются в 20 раз при скорости охлаждения 37 по сравнению с этим показателем при скорости охлаждения ° ч. [c.8] Для характеристики долговечности битумоминерального материала большое значение имеет его деформативность. Этот показатель особенно важен для оценки поведения покрытия при низких температурах воздуха. При недостаточной деформативности (что наиболее присуще плотным битумоминеральным материалам с большим содержанием мелких частиц и более вязким битумом) разрушение покрытий проявляется чаще всего в виде хрупкого разрыва, тогда как при повышенной деформативности вследствие большого содержания свободного битума или его малой вязкости типичными разрушениями являются пластические сдвиги из-за ползучести материала. Этим, в частности, можно объяснить, что наиболее часто встречающимися видами деформаций для асфальтобетонных покрытий являются разрушения в виде хрупкого разрыва (трещины) или в виде сдвигов (наплывы). [c.8] Большое значение имеет устойчивость бптумо.минерального материала против действия напряжения сдвига, что особенно важно при высоких температурах. Доказано [38], что прочность битумоминерального материала определяется плотностью упаковки зерен минеральных материалов и прочностью их сцепления между собой. В свою очередь, плотность упаковки зависит от формы и размера зерен минеральных материалов, а прочность сцепления на контактах— от адгезии, толщины пленки битума, природы минерального материала и степени его дисперсности, определяющей удельную поверхность контактов. Чем больше эффективная поверхность контактов, тоньше пленки и выше когезия и адгезия битума, тем больше сила, необходимая для разрушения битумоминерального материала. [c.8] Вернуться к основной статье