Свойства асфальтного материала и методы тестирования

Заполнитель асфальта

Так как заполнители, используемые в битуминозных смесях (горячей асфальтобетонной смеси, холодной асфальтной смеси, поверхностных обработках) составляют около 95 процентов от общей массы смеси, и примерно 80 процентов объема, они имеют большое влияние на свойства смеси. Далее представлен список и описание некоторых из наиболее важных свойств заполнителей, использующихся в асфальтных дорожных смесях:

• Градация?- гранулометрический состав агрегатных частиц должен представлять собой комбинацию размеров, которая приводит к оптимальному балансу пористости (плотность) и прочности тротуара
• Форма частиц?- агрегатные частицы должны иметь равновеликие грани или быть кубическими по форме, чтобы минимизировать площадь поверхности. Плоских или удлиненных частиц следует избегать.
• Текстура частиц?- частицы должны иметь грубую, а не гладкую текстуру, чтобы минимизировать расслоение асфальтового вяжущего вещества.
• Прочность частиц?- частицы должны иметь достаточную прочность, чтобы противостоять разрушительному действию давления или движения.
• Износоустойчивость?- частицы должны быть достаточно износостойкими, чтобы остаться неповрежденными при переменах погодных условий и химических воздействиях.
• Плотность?- плотность заполнителя необходимо знать, чтобы должным образом определить пропорцию асфальтной смеси.
• Абсорбция ?- абсорбция заполнителя зависит от количества пустот в частице, которые могут быть переполнены битумным вяжущим веществом (или воздухом, или водой), и от тенденции заполнителя абсорбировать битум. Чем выше степень поглощения, тем больше асфальтового вяжущего вещества будет необходимо.
• Удельный вес?- удельный вес заполнителя - индикатор плотности укладываемого асфальта
• Постоянство объема?- определенные заполнители могут увеличиваться в объеме после длительной эксплуатации в условиях повышенной влажности, под воздействием льда с солью и т.д., что может привести к образованию вздутий. расслоений и трещин в асфальтовых мостовых.
• Вредные компоненты?- некоторые заполнители могут содержать определенные количества потенциально реактивных изделий (сланец, кремнистый сланец, сульфаты, щелочи, расширительные силикаты, и т.д.), которые могут привести к вздутию, расслоению и разломам в мостовых.

Битумное вяжущее вещество

Хотя битумное вяжущее вещество обычно составляет около 5 - 6 процентов массы укладываемой асфальтной смесь, выбор надлежащего сорта асфальта (асфальтовое вяжущее вещество или эмульсия) в соответствии с интенсивностью движения и климатических условий, влияет на устойчивость покрытия в целом. Некоторые из наиболее важных свойств асфальтового вяжущего вещества, которые используются, чтобы различить и оценивать их связующие качества включают:

• Проницаемость?- мера относительной мягкости или твердости асфальтового вяжущего вещества (или эмульсии) при определенной температуре.?
• Вязкость?- мера устойчивости асфальтового вяжущего вещества, способность не разжижаться при определенной температуре.
• Пластичность?- способности асфальтового вяжущего вещества оставаться пластичным под воздействием растягивающего напряжения при данной температуре.
• Несовместимость?- мера разделения изделия на фракции в процессе хранения и использования. Такое разделение нежелательно, так как это приводит к значительному изменению в свойствах связующих веществ и асфальта, в состав которого они входят.

Минеральный наполнитель

Минеральные наполнители состоят из тонко раздробленного минерального вещества, например, каменной муки, шлаковой пыли, гашеной извести, гидравлического цемента, золы - уноса, лесса, или других подходящих минеральных веществ.

Минеральные наполнители добавляются в асфальтную смесь для достижения двойной цели. Часть минерального наполнителя, который имеет более тонкую фракцию, чем толщина пленки асфальта и связующего вещества асфальтового вяжущего вещества, формирует известковый раствор или мастику, которая улучшает твердость соединения. Частицы, большие чем толщина пленки асфальта, выполняют роль минерального заполнителя и следовательно скрепляют отдельные агрегатные частицы. Градация, форма, и текстура минерального наполнителя значительно влияют на функции асфальта горячей укладки.

Некоторые из наиболее важных свойств минерального наполнителя, используемого в составе асфальтобетона, следующие:

• Гранулометрический состав?- минеральные наполнители должны иметь 100 процентов частиц, размеры которых не превышают 0.60 мм (No 30), 95 - 100 процентов - 0.30 мм (No 40), и не более 70 процентов - 0.075 мм (No 200).
• Пластичность?- минеральные наполнители не должны быть пластичными, чтобы частицы не связывались между собой.
• Вредные материалы?- процент содержания вредных материалов, например, глины и сланца в минеральном наполнителе должен быть минимизирован, чтобы предотвратить разрушение частиц.

Характеристики асфальтных смесей

Составы смеси для дорожного асфальтобетонного покрытия определяются в лаборатории в течение испытания проекта состава. В лаборатории также обычно оценивается способность асфальтного дорожного покрытия сопротивляться потенциально разрушительным внешним воздействиям, направленным на расслоение битумного вяжущего вещества и разрушение агрегатных частиц. Чтобы произвести проверку, хорошо разработанная асфальтная смесь должна быть помещена в условия, воспроизводящие надлежащий интервал температур и подвергнуться соответственному давлению. Смеси асфальтного дорожного покрытия должны иметь следующие свойства:

• Стабильность?- груз, который хорошо уплотненная дорожная смесь мощения может выдержать, не разрушаясь. Достаточно стабильное покрытие должно выдерживать движение транспорта, не разрушаясь и не деформируясь.
• Текучесть?- максимальная диаметральная деформация сжатия, возможная до момента разрушения покрытия. Отношение стабильности к текучести почти соответствует деформации покрытия под действием нагрузки и поэтому служит показателем уровня устойчивости материала к остаточной деформации в процессе эксплуатации.
• Наличие пустот -?- процент пустых пространств в агрегатном связующем веществе. Следует обеспечить достаточное количество и размер пустот, чтобы позволить небольшое дополнительное уплотнение при движении и незначительное расширение асфальта под влиянием повышения температуры, без смещения, разделения на фракции или потери стабильности.
• Устойчивость к расслоению?- способность дорожного покрытия противостоять потере прочности при растяжении из-за отделения асфальтового вяжущего вещества от заполнителя. Низкая устойчивость к расслоению может привести к рассыпанию покрытия.
• Коэффициент упругости?- мера устойчивости хорошо уплотненного дорожного покрытия к воздействию предписанных условиями эксплуатации нагрузок. Соединение, имеющее низкий коэффициент упругости легко деформируется, тогда как покрытие с высоким коэффициентом упругости очень ломкое.
• Плотность?- максимальная удельная масса или плотность должным образом разработанного дорожного покрытия.
• Удельная масса?- мера плотности дорожного покрытия, уплотненного в соответствии с проектными техническими данными.