Состав материалов дорожных покрытий является многокомпонентным и включает: щебень, песок (природный и искусственный), минеральный порошок, вяжущее, различные добавки. На основе данных исходных компонент можно подобрать несколько тысяч составов, удовлетворяющих требованиям действующих стандартов.
Однако каждый из этих составов будет иметь свои преимущества и
недостатки.
Структуру материала дорожного покрытия можно считать опти мальной, если она имеет максимальную надежность по всем факторам внешнего воздействия (сдвигр- и трещиностойкости, морозостойкости). То есть, подбирая состав, мы должны оценивать частные и общие уровни .надежности, а затем вычислять общий уровень надежности. Состав с максимальным общим уровнем надежности и будет оптимальным. При этом частные уровни надежности должны быть не меньше проектного.
На практике подобная методика реализуется следующим образом:
1. Задаются граничные значения исходных компонент; содержание щебня (от и до), вязкость битума (например, с пенетрацией от •О до 100°), соотношение природного и искусственного песков, количество битума, добавок и т.д.
2. Составляется матрица планирования эксперимента
3. Для каждой из точек матрицы планирования готовятся образцы и проводятся их испытания.
4. Вычисляются частные и общий уровни надежности в каждой опорной точке.
Используя соответствующие методы математической обработки,
выбирают составы с максимальным уровнем надежности, например,
путем построения графиков (рис. 5.1, 5.2). Как видно из данных рисунка, оптимальным является состав, содержащий 20% отсева, 5%
битума с пенетрацией 75 градусов.
Пенетрация
Рис. 5.1. Зависимость общего уровня надежности асфальтобетона от вязкости битума и содержания отсева
3.3 УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Применение новых эффективных материалов
и технологий
К новым материалам, обеспечивающим повышение надежности дорожных покрытий, можно отнести:
1) асфальтобетоны на модифицированных битумах;
2) бетоны на композиционных - органогидравлических - вяжущих
3) асфальтобетоны на битумах повышенной вязкости и твердых битумах;
4) щебеночно-мастичные асфальтобетоны.
Модифицированные дорожные битумы - это битумы, содержащие различное количество добавок в виде полимеров - молекулы которых состоят из большого числа повторяющих ей звеньев (к ним относятся пластмассы, каучуки, резины, смолы). Высокомолекулярные полуфабрикаты, из которых получают полимры, называются олигомерами. Модифицированные битумы отличаются рядом положительних свойств: более широкий интервал пластичности, пониженная температура хрупкости, эластичность и т.д
Имеющаяся обширная литература по модификации дорожных битумов полимерами позволяет выделить в мировой практике следующие крупные блоки способов улучшения битумов
1) битумы + ЭВА (этиленвинилацетат);
2) битумы + СБС (стиролбутадиенстирол);
3) резинобитумы;
4) латексные битумы;
5) полиолефиновые битумы;
6) битумы + эпоксидные смолы;
7) серобитумы.
Если проанализировать применение полимеров для модификации битумов в мировой практике, складывается следующая ситуация:
СБС (краток) - 61 % всего мирового потребления.
СБ (стирельф - диблок стирола и бутадиена) - 14 %. Использование возможно при вводе в битум 5...10 % серы, что усложняем технологию и создает экологические проблемы (применяется, в основном, во Франции).
ЕУА (этилвинилацетат) - 19 %. Единственный из всей гаммы полимеров, способный, СБС, создавать пространственную сетку (но жесткость этой сутки намного выше, что неблагоприятно сказывается на хрупкости полимербитумных вяжущих).
Адсорбированные макромолекулы претерпевают конформацию, что ведет к изменению подвижности. Чем выше энергия адсорбции, ем меньше длина петли и больше доля связанных сегментов. Следовательно, можно полагать, что на крупных частицах асфальтобетонных смесей молекулы стирола будут сохранять достаточную гибкость и подвижность, на мелких же частицах может произойти потеря молекулярной подвижности, а следовательно, и потеря модифицирующего эффекта полимсрбитумного вяжущего. Таким образом,
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.