Технологические свойства (I стадия)

 

Сюда относят такие свойства: удобоукладываемость, уплотняемость и однородность.

Они используются для оценки ровности распределения смеси тонким слоем асфальтоукладчиком и уплотнения уложенной смеси катками.

Удобоукладываемость. Смеси с большим содержанием минерального порошка (литой асфальтобетон) легко укладываются тонким слоем, не требуют механического уплотнения.

Удобоукладываемы также многощебеночные смеси (тип А, ЩМА): в них асфальтовяжущее вещество малоконцентрировано, вязкость у них не очень высокая.

Стандартизированных приборов для определения этого свойства нет, поэтому оценку удобоукладываемости проводят визуально.

Уплотняемость характеризуется работой, затраченной на уплотнение до заданной плотности.

Среди различных методов определения уплотняемости наиболее приемлемым является метод, предложенный И.В.Королевым, в котором за показатель степени уплотнения принято число нагружений, необходимое для получения асфальтобетонного образца заданной плотности. Таким способом можно определять: требуемую температуру смеси для ее оптимального уплотнения, ее граничные пределы, когда эффект уплотнения резко падает, а также требуемое число проходов катков с разной массой.

Представляется возможной следующая формулировка этого свойства: предельно возможной плотностью смеси следует считать такую плотность, при которой дальнейшее ее повышение невозможно без дробимости щебня.

Из-за отсутствия приемлемого лабораторного метода определения уплотняемости это свойство на практике оценивают пробным уплотнением, т.е. определением числа проходов катков по одному следу, при котором дальнейшее повышение плотности прекращается. В настоящее время степень уплотнения асфальтобетона оценивается по коэффициенту уплотнения, который нормирован для его вида по пористости.

Однородность смесей. Качество АБС оценивается путем статистической обработки значений показателей свойств горячей смеси (по показателям прочности сформованных образцов асфальтобетона).

 

Физико-механические свойства

 

Прочность и деформативность

В настоящее время эти свойства являются определяющими при проектировании состава асфальтобетона (АБ), текущем и приемочном контроле АБС на асфальтобетонных заводах.

В Беларуси АБС должны приготавливаться в соответствии с требованиями СТБ 1033-2004 «Смеси асфальтобетонные дорожные. Технические условия», а определение свойств должно проводиться в соответствии с СТБ 1115-2004 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Методы испытаний».

Чтобы осознанно применять указанные нормативы, необходимо кратко рассмотреть значение основных свойств асфальтобетона, их физику и механику и только затем ознакомиться с существующими стандартизированными показателями этих свойств с указанием нормативных требований.

Асфальтобетон в дорожном покрытии, кроме механических воздействий автомобилей, подвергается воздействию атмосферных и талых вод (часть в виде солевых растворов, образующихся при рассыпке на покрытиях солей NaCℓ и CaCℓ₂).

Вода проникает в поры асфальтобетона и ослабляет взаимную адгезионную связь минеральных материалов с пленкой вяжущего. Поэтому большое значение имеет знание плотности и пористости АБ от величины которых зависят все водные свойства асфальтобетона и его морозостойкость.

На деформируемость и прочность АБ оказывает существенное влияние температурный режим его работы в покрытии. Поэтому оценку его структурно-механических свойств производят при следующих температурах:

- максимальной для данной местности температуре асфальтобетонного покрытия, когда когезия вяжущего минимальна;

- минимальной температуре, когда прочность достаточна, так как когезия вяжущего достигает наибольших значений, но при нарушении однородности структуры, особенно при повторных замораживаниях, минимальные удлинения способствуют образованию трещин, а в отдельных случаях и выкрашиванию покрытия;

- некоторых средних температурах, когда наиболее вероятно водонасыщение асфальтобетона и снижение прилипания вяжущего к минеральным материалам, которые могут привести к быстрому износу и хрупкому разрушению покрытия.

Под механической нагрузкой асфальтобетон проявляет комплекс сложных свойств: упругость, пластичность, ползучесть, релаксацию напряжений, изменение прочности в зависимости от скорости деформирования, накопление деформации при многократных приложениях нагрузки и т.п. В зависимости от проявления тех или иных свойств к асфальтобетону применимы законы теории упругости или теории пластичности. Свойства асфальтобетона обычно начинают рассматривать с ведущего показателя механических свойств материала – прочности.

Прочность. Свойство асфальтобетона сопротивляться разрушению под действием механических напряжений характеризует прочность. Для асфальтобетона, как для термопластичного материала, различают два вида потери прочности: в упругой стадии, приводящую к разрушению покрытий; в пластической стадии, приводящую к возникновению деформаций, нарушающих нормальную эксплуатацию конструкции. Особенностью разрушения асфальтобетона по сравнению с цементобетонном и другими подобными материалами является резко выраженная зависимость прочности от времени действия нагрузки и температуры.

Разрушение асфальтобетона под действием приложенного напряжения представляет собой развивающийся во времени процесс. Чем больше значение действующих напряжений, тем быстрее протекает процесс разрушения. Таким образом, механические свойства асфальтобетона характеризуются двумя показателями: разрушающим напряжением и значением длительной прочности (время, в течение которого асфальтобетон выдерживает заданное напряжение без разрушения).

Зависимость значений разрушающего напряжения от длительности пребывания материала в напряженном состоянии обусловлена процессом усталости. Усталость характеризует постепенное снижение работоспособности асфальтобетона при длительно действующих или многократно повторяющихся нагрузках.

Статическая усталость проявляется в снижении долговечности материала при многократных циклически действующих нагрузках. Ее характеризуют числом циклов, которые выдерживает асфальтобетон до разрушения.