Какие направления развития Росийской науки Вы считаете наиболее перспективными

Использование вспененного битума для производства эффективных строительных материалов для строительства и реконструкции автомобильных дорог

 

Особенностью строения асфальтобетонов, работающих в дорожных конструкциях, является существование большого количества дефектов в виде микротрещин, пор, каверн и т.д. Они создают концентрацию внутренних напряжений и способствуют развитию процессов разрушения асфальтобетонных покрытий.

В силу неблагоприятных погодных условий, перебоев поставки органических вяжущих, ремонт асфальтобетонных покрытий не всегда удается выполнить качественно и полностью ликвидировать появившиеся разрушения. Это сказывается на сокращении межремонтных сроков службы покрытий до 4 - 6 лет и требует значительных энергетических и материальных затрат. Важным фактором эффективности и качества ремонтных работ является их надежность и долговечность. Этим достигается более полное удовлетворение потребностей автомобильного транспорта. Здесь скрыты значительные резервы повышения интенсификации работы автомобильного транспорта, прежде всего путем повышения скорости его движения, на основе значительного улучшения эксплуатационных характеристик автомобильных дорог. Решение этой задачи будет способствовать повышению средней скорости транспортных потоков и как следствие - производительности работы автотранспорта без увеличения парка автомобилей. Для приведения дорожной сети в соответствие с требованиями автомобильного движения необходимо в несколько раз увеличить объемы ремонтных работ покрытий автомобильных дорог и значительно повысить уровень их качества. Это обстоятельство обуславливает необходимость разработки и широкого внедрения надежных технологий ремонтов автомобильных дорог.

Главное направление в совершенствовании технологии ремонта асфальтобетонных покрытий преследует своей целью улучшение адгезионных свойств, обеспечивающих прочное и устойчивое сцепление с поверхностью минеральных материалов различной природы. и межслойного сцепления в условиях пониженных температур. Поэтому при разработке новых технологий и способов применения дорожных битумов для приготовления асфальтобетонных смесей вопросы их адгезии с поверхностью минеральных материалов должны занимать центральное место. При этом под адгезией понимается связь или взаимодействие (сцепление) между поверхностями двух разнородных контактирующих тел - битума и минерального материала.

Образованию тонких битумных пленок на минеральной поверхности предшествует ее смачивание битумом, величина которого определяется главным образом природой минерального материала и молекулярно - поверхностными свойствами битума - его поверхностным натяжением. Появлению тонких пленок битума в обычных условиях (традиционная технология приготовления асфальтобетонных смесей) способствует повышение температуры, введение пластификаторов, увеличение длительности перемешивания смеси, что ведет к повышению энергозатрат, снижению производительности и, в ряде случаев, ухудшению физико - механических характеристик получаемого материала. При этом наиболее эффективным является способ, предусматривающий снижение поверхностного натяжения битума, что легко можно обеспечить переводом битума во вспененное состояние путем смешения горячего вяжущего с влажным минеральным материалом. Таким образом, вспенивание битума облегчает (интенсифицирует) процесс смачивания минеральной поверхности и за счет этого может повысить их адгезию.

Адгезия битумов с минеральной поверхностью будет зависеть в основном от наличия высокомолекулярных ПАВ и условий их адсорбции на межфазной поверхности “Битум – минеральный материал”.

В соответствии с правилом Траубе [1], адсорбция высокомолекулярных асфальтенов на межфазной поверхности выше, чем других групп соединений битума, причем она возрастает с увеличением их молекулярной массы. Кроме того, высокая адсорбционная способность асфальтенов по сравнению с другими компонентами битума объясняется также их более ароматическим характером. Однако большая концентрация асфальтенов в битуме и присутствие других групп высокомолекулярных соединений существенно осложняют процесс адсорбции. При этом наряду с адсорбцией асфальтенов на межфазной поверхности могут адсорбироваться смолы и углеводороды [1]. В случае перевода битума во вспененное состояние этих осложнений при контакте с поверхностью минеральных материалов не возникает.

Во вспененном битуме адсорбционный слой на границе раздела фаз “битум – пар” уже насыщен асфальтенами. При контакте пленок битумной пены с минеральной поверхностью асфальтены будут адсорбироваться уже на ней. В этом случае поверхность минерального материала сохраняет и усиливает структурные изменения в поверхностном слое битума, вызванные его вспениванием.

1 2 3