• Для изучения усталостной долговечности битумов был модернизован аппарат Фрааса, схема которого представлена в. Нанесенную на металлическую пластинку от прибора Фрааса пленку испытуемого битума подвергали продольному изгибу с амплитудой деформации от 10~3 при частоте со = 0,01 -1,2 Гц. Диапазон амплитуд и частота изгиба охватывали режимы деформирования при испытаниях на приборе Фрааса при определении температуры хрупкости (2-10-2 и 0,017 Гц), а также реальные скорости деформирования дорожных покрытий.

    Усталостную долговечность определяли по частоте изгиба (в Гц), умноженной на продолжительность изгиба до растрескивания битумной пленки (т, с). Важным было определить влияние температуры и амплитуды деформирования на усталостную долговечность битумов, тем более что в некоторых работах, например в, сообщается о более высокой усталостной долговечности асфальтобетонов на вязких битумах, чем на маловязких, по мере понижения амплитуды деформирования, а в работе сделан противоположный вывод.

    Усталостную долговечность испытуемых битумов определяли в интервале температур, начиная от низких, при которых трещина появилась при первых изгибах, и до О °С. В тех случаях, когда усталостную долговечность при О °С из-за продолжительности испытаний трудно было экспериментально определить, ее находили путем экстраполирования.

    Результаты исследований показали, что менее вязкие битумы независимо от их структурно-реологического типа менее чувствительны к амплитуде деформации при усталостном нагружении, чем высоковязкие. Логарифмы усталостной долговечности линейно зависят от температуры для битумов различных структурных типов и марок. Усталостная долговечность битумов с повышением температуры возрастает. Менее вязкие битумы имеют более высокую усталостную долговечность.


  • Многократное механическое усталостное воздействие транспортных нагрузок на битумоминеральные дорожные покрытия снижает их долговечность. Усталостное разрушение материалов весьма сильно зависит от многих факторов, что приводит к существенному различию результатов, полученных при изучении одних и тех же материалов. Тем не менее, из работ можно сделать ряд обобщений, касающихся усталостной долговечности битумов и битумоминеральных композиций. Значение усталостной долговечности зависит от того, по какой схеме производилось испытание — при постоянной деформации г или при постоянном напряжении оу Так, при испытаниях битумов с постоянной деформацией є усталостная долговечность падает с уменьшением пенетрации или при снижении температуры. Однако при испытаниях с постоянной амплитудой напряжения ay по мере снижения температуры и пенетрации усталостная долговечность битумов увеличивается.

    Данные закономерности объясняются тем, что при испытаниях более жесткие битумы выдерживают заданное напряжение при гораздо меньших деформациях, чем менее жесткие. Это обеспечивает возможность проведения испытаний при меньших деформациях, что в итоге вызывает повышение усталостной долговечности. Имеются также данные, показывающие, что с увеличением вязкости битумов при испытаниях с постоянной деформацией, усталостная долговечность битумоминеральных композиций возрастает

    В связи с тем, что испытания на усталость битумов или битумоминеральных композиций моделируют работу асфальтобетонов дорожных покрытий, имеющих толщину до 10 см, которые наиболее распространены в Советском Союзе, эта схема испытания была принята и при исследованиях.


  • Следует отметить более значительное возрастание показателей прочности в зависимости от продолжительности пребывания смеси при 155-150 °С при изготовлении образцов асфальтобетонов на битуме марки БНД 60/90 со структурой золь — гель, чем на битуме марки БН 60/90 со структурой, близкой к золю. Это подтверждает ранее полученные выводы о большей склонности к термоокислительному старению битумов со структурой гель по сравнению с битумами со структурой золь — гель или золь. Кроме того, данные свидетельствуют о необходимости при испытаниях сравнивать образцы только лишь при одинаковой продолжительности выдерживания смесей в горячем состоянии при формовании. Для обеспечения сходимости получаемых показателей следует производить параллельные испытания 2-3 образцов, заформованных последовательно.

    При выдерживании образцов в естественных условиях изменение группового состава битумов в асфальтобетоне плохо коррелирует с изменением. Так, при выдерживании образцов асфальтобетона в течение 4 лет наиболее заметно групповой состав изменяется в образцах на битуме со структурой, близкой к золю. Это выражается в повышении в нем содержания асфальтенов от 7 до 15%, смол -с 25 до 30% при соответствующем уменьшении содержания тяжелых ароматических углеводородов. Изменения содержания парафинонафтеновых, легких и средних ароматических углеводородов практически не происходит. В битумах со структурой золь — гель и близкой к гелю изменение группового состава происходит по такой же закономерности, как и в битуме со структурой, близкой к золю, хотя и с меньшей интенсивностью. В целом изменение группового состава битумов при старении в естественных условиях в первые примерно 4 года невелико. Зарегистрированное повышение температур растрескивания асфальтобетонов в течение 4 лет, очевидно, обусловлено формированием равновесных структур в битумах, о чем свидетельствует также и цикличность изменения в течение года.


  • В ГОСТ 12801-84 не оговаривается температура смеси при уплотнении асфальтобетонных образцов, так же как и продолжительность изготовления партий образцов для стандартных испытаний. Влияние продолжительности пребывания смеси в горячем состоянии до формования образца на их физикомеханические показатели было изучено на смесях, приготовленных на известняковом минеральном наполнителе с нулометрией типа Г по ГОСТ 9128-84 с битумами марки БН 60/90 и БНД 60/90. После перемешивания в течение 2 мин смеси битума с наполнителем при 1,55±5°С образцы прессовались в пресс-формах диаметром 50 мм в течение 3 мин.

    В течение каждых 7 мин готовили по одному образцу. Было приготовлено 4 партии асфальтобетонных образцов (по 10 шт. в партии) на битуме марок БН 60/90 и БНД 60/90, каждая из которых подвергалась испытанию на прочность при 50 °С, 20 °С, 0 °С и при 20 °С соответственно после кратковременного водонасыщения. Из представленных зависимостей следует, что пребывание асфальтобетонной смеси при формовании образцов в горячем состоянии приводит к значительному различию в показателях свойств. Первые образцы имеют показатели прочности в 1,5-2,0 раза ниже, чем образцы, изготовленные в конце процесса (№ 9 или № 10). Соответственно и показатель водостойкости — прочность образцов при 20 °С после кратковременного водонасыщения — у первых образцов гораздо ниже, чем у последних образцов. По мере увеличения продолжительности нахождения смеси в горячем состоянии при изготовлении образцов уменьшается также и водонасыщение образцов.

  • При старении битумов в битумоминеральных композициях при 80 °С их химические превращения сопровождаются значительным снижением содержания средних и особенно тяжелых ароматических углеводородов и увеличением количества смол-2 и асфальтенов. Остальные компоненты битумов изменяются сравнительно мало.

    Как уже отмечалось, старение битумов в битумоминеральных композициях начинается уже в момент объединения битума с минеральным наполнителем. Изучение изменения состава битумов при перемешивании известнякового минерального наполнителя с нулометрией типа Г по ГОСТ 9128-84 с битумами марок БН 60/90 и БНД 60/90, а также с битумом марки БН 130/200 позволило установить аналогию в кинетике окисления битумов при старении в свободном состоянии и при перемешивании с минеральным наполнителем. Изменение группового состава битумов при перемешивании смесей проявляется в увеличении содержания асфальтенов и уменьшении содержания тяжелых ароматических углеводородов. Соотношение остальных компонентов остается практически без изменений. Наблюдается более интенсивное изменение группового состава битумов при температурах перемешивания битумоминеральных смесей свыше 170-200 °С, что находится в закономерном соответствии с зависимостями изменения от температуры перемешивания смесей.

    Весьма сильное влияние на свойства асфальтобетона оказывает окисляемость битума в процессе формования образцов. Для стандартных испытаний обычно приготавливается 10- 15 образцов асфальтобетонов при продолжительности их изготовления от 1 до 1,5 ч. В течение всего времени изготовления образцов температура смеси после перемешивания должна поддерживаться постоянной. Если она понижается, то это сказывается на уплотняемости смеси.


Метки

адсорбционный александрович алексеевич андреевич арист асфальтобетон башкирии бнд 60/90 бнд 90 бнд 90/130 бнд 130/200 бн 90 борисович васильевич величина вениамин верхний вклад внутренний водонасыщения вопрос вывод высокомолекулярный георгиевич григорьевич групповой гудрон давидович деформирование диэлектрический добавка ефимович западносибирский зимний известняковый изотермический интенсивный интервал кислота климатический коллоидный коэффициент кристаллизация кристаллический крошка крупман кубовая линейный максимальный масло масса месторождение метод механизм минус михаил михайлович модуль молекулярный мунайлы незначительный непосредственный низкотемпературный образец объемный оптимальный органический павлович перемещение переохлаждение пересыщения петрович поверхностный порошок последующий постоянный предельный проницаемость процесс раствор растворимость реакция резиновый ромашкинской рост ряд связанный связующий селиверстович семенович сергеевич серна служба средства срок стеклообразный строительство счет сырье термодинамический толщина тонна тот точка тысяча узкий усадка усадочный факт федорович фракционный хрупкость частица человек широкий эдуард экспериментальный энергия эффект яковлевич 16 17 35 70 90/130 150 160 250 1420 deg

 

Сентябрь 2010
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Авг   Окт »
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930  

Категории