Ускоренный метод определения свойств асфальтобетона. Схема направления действии векторов температурного градиента и полярных сил со стороны минерального материала

                                                         8 ДЕТАЛЬ ПРОЕКТА

Ускоренный метод определения свойств асфальтобетона

В условиях рыночной экономики само существование или выживание производственного предприятия базируется прежде всего на качестве продукции и ее  конкурентоспособности.

Опыт развития производства показывает, что наличие сбоев и выход из строя оборудования характерен даже для самых современных и высокоточных производств. В этом случае особое значение приобретает фактор оценки каче-

ства выпускаемого материала на возможно более ранней стадии. Это позволяет оперативно вмешиваться в технологический процесс и своевременно устранять возникающие неполадки.

Для дорожной отрасли, являющейся чрезвычайно крупной и материалоемкой отраслью промышленности также крайне необходимы эффективные методы экспресс-контроля. В технологической цепочке строительства дорог, начиная от

проектирования состава, подготовки исходных материалов, приготовления асфальтобетонной смеси и устройства покрытия особое значение имеет контроль качества работ, проводимый на предприятиях-изготовителях асфальтобетонных

смесей. Ошибки, допущенные при приготовлении смеси на стадии устройства покрытия, исправить уже невозможно. В этом случае значительные материальные убытки будут состоять не только из стоимости производства асфальтобетон-

ной смеси, устройства из нее покрытия, но и последующего его ремонта из-за неизбежного сокращения межремонтных сроков службы. Для обеспечения качества асфальтобетонной смеси предприятия-изготовители обязаны проводить операционный контроль, включающий в себя определение физико-механичес-

ких свойств асфальтобетонных образцов, приготовленных из

этих смесей.

В соответствии с нормативными документами [1,2,3] испытание образцов асфальтобетона из свежеприготовленной смеси проводится не ранее, чем через 12-48 ч, что фактически означает перенос испытаний на следующий день. Таким образом, к моменту определения свойств асфальтобетонной смеси, покрытие из нее будет уже устроено. Операционный контроль в этом случае будет только фиксировать брак. в то время как основная его цель - предупреждать появление брака.

В предложенном  ускоренном методе определения прочностных характеристик асфальтобетона подготовку к испытаниям и испытания образцов можно произ-

водить через 30 мин после их изготовления. Это достигается за счет создания в асфальтобетоне определенного температурного градиента путем гидротемпературного воздействия и, как следствие, ускорение набора прочности образцов. Экспресс-методика ускоренного структурообразования состоит в том, что свежесформованный образец сразу же после извлечения его из формы помещают на 30 мин. В емкость с водой, имеющей температуру (17±1) "С. Затем образец извлекают из воды для определения механических показателей асфальтобетона в соответствии с нормативным документом на методы испытаний. Результат полу-

чают прямым испытанием без использования поправочных коэффициентов.

Появление в материале устойчивого температурного градиента, направленного согласно  по нормали в сторону возрастания температуры, вызовет в пленках битума определенные термонапряжения, вектор действия сил которых совпадает по направлению с действием полярных сил со стороны минерального материала(рис.1).

В результате интенсивного охлаждения образца и снижения скорости броуновского движения, энергия макромолекул битума становится меньше поверхностной энергии

твердого тела за более короткий промежуток времени. В результате этого  макромолекулы битума, попадая в зону действия полярных сил со стороны минерального зерна, будут быстрее переходить в ориентированное по отношению к минеральному зерну положение, увеличивая при этом зону структурированного битума, изменяя при этом соотношение размеров зон объемного и  структурированного битума в пользу последнего. Для разных типов атомов или групп атомов в сложной молекуле силы притяжения различны, и можно ожидать, что при охлаждении расположение молекул будет изменяться.У центров с сильным притяжением уменьшение объема будет больше, чем в точках с более слабым притяжением. Суммарный эффект при этом может выражаться линейной зави-

симостью объема от температуры при постоянном давлении.Аналогично допускается такое распределение межмолекулярных сил, при котором средняя их величина зависит только от объема и, следовательно, от температуры. Такое рас-

положение молекул при охлаждении приводит к образованию ассоциативных комплексов .Ниже приведены результаты сравнительных испытаний по

стандартному и экспресс методам испытаний и дана оценка точности и  воспроизводимости результатов испытаний по ускоренной методике.

Рис. I. Схема направления действии векторов температурного

градиента и полярных сил со стороны минерального материа-

ла: l- единичный вектор, направленный по нормали в сторону

увеличения температуры: р - направление нектара действия

полярных сил со стороны минерального материала.

Прочностные свойства исследуемых образцов определяли при следующих условиях формирования структуры асфальтобетона:

- режим № 1 (стандартный метод): образец извлекали из формы для прессования и охлаждали на воздухе в течение 24 ч при температуре 19 "С;