МОРОЗОСТОЙКОСТЬ БИТУМО-ШЛАКОВОЙ КОМПОЗИЦИИ

УДК 691.32:666.972.53 

 Тимофеева О.В., Романенко И.И, Кузнецов Ю.С.
Пензенская государственная архитектурно-строительная академия

Прочность и долговечность дорожного полотна и конструктивных слоев из укрепленного грунта в значительной мере определяется структурой дорожного покрытияПрочность и долго-вечность дорожного полотна и конструк-тивных слоев из укрепленного грунта в значительной мере определяется структурой дорож-ного покрытия.

Из практики эксплуатации линейных сооружений данного типа следует, что для получения долговечного покрытия и в особенности морозостойкого,  структура его должна отвечать следующим требованиям: мелкозернистая и предельно однородная; сильно развитая поверхность раздела между заполнителем и вяжущим, адгезия между ними должна быть предельно высокой; пористость минимальной.

Исследованиями И.А. Рыбьева установлено, что пористость оказывает большое влияние на долговечность покрытия. Так как верхний слой находится постоянно во взаимодействии с водной средой, то роль ее усиливается при взаимодействии знакопеременных температур. После 5 циклов замораживания-оттаивания прочностные показатели снижаются на 50 % и более [1], причем на показатели морозостойкости оказывают существенную роль уплотняющие нагрузки. Содержание битума не оказывает существенное значение на морозостойкость дорожной одежды.

Исследования, проведенные группой авторов [2,3,4] свидетельствуют о повышенной морозостойкости асфальтобетонов с пористостью менее 3 %. Это определяется однородностью структуры, исключает внутренние напряжения от разности коэффициентов линейного температурного расширения материалов.

Предложенное нами покрытие, по существу, является модифицированным битумом укрепленного слоя грунта. Эти слои объединяет единая основа.

Модифицирование битумом способствует образованию органоминеральных соединений, которые образуют структурно-механический барьер.

Обычные асфальтобетоны не способны с течением времени залечивать трещины, которые возникают в покрытии из-за воздействия температурно-влажностного воздействия и уплотняющего эффекта в результате движения транспорта. Процессы гидратации, постоянно происходящие в грунтах укрепленных шлаком, взаимодействие продуктов гидратации шлакового вяжущего с грунтом и органическим вяжущим способствуют интенсивному образованию органоминаральных соединений на протяжении всего периода эксплуатации, что приводит к самозалечиванию дефектов структуры. При этом снижается температура замораживания воды вследствие изменения диаметра пор и изменения ее структуры в тонких пленках.

Для проведения испытаний нами разработана технология по приготовлению бетонов поверхностного слоя дорожной одежды. Содержание компонетов в смеси составляет: шлака Липецкого-20 %, грунта-60 %, активной скелетной составляющей-40% (граншлак или шлаковый песок), активатор твердения-5-8 % от шлака, органическое вяжущее — битум БНД 60/90 (содержание 7-10 % от минеральной части). Уплотнение образцов производили при давлении 10, 20, 30 и 40 МПа. Формовались образцы диаметром 5,05 см.

Физико-механические свойства битумо-шлакового бетона после 50 циклов замораживания-оттаивания

Результаты определения пористости образцов от уплотняющей нагрузки представлены на рис 1.

Количество циклов замораживания и оттаивания

Полученные диаграммы подтверждают наши представления, что деструктивные процессы при замораживании-оттаивании не столь значительны. Общая пористость образцов до 50 циклов увеличивается, а затем имеет тенденцию к снижению. Такая зависимость проявляется при всех значениях уплотняющей нагрузки. Снижение пористости говорит о восстановлении разрушенной структуры при замораживании вследствие порообразования. Процесс самозалечивания дефектов происходит на всех этапах температурного воздействия. Причем процессы гидратации шлакового вяжущего интенсифицируются при положительных температурах. Новообразования ветвятся и проникают во вновь открытые поры и трещины. Часть битума находится в гелевом пространстве. Следует отметить, что процессы образования кристаллизационного каркаса в возникших в результате морозной деструкции минерального материала макротрещинах происходят с большой скоростью. Пористость при этом остается практически постоянной.

Библиографический список

  1. Рыбьев И.А. Асфальтобетоны М., 1969.
  2. Гезенцвей Л.Б. Асфальтобетоны из активированных минеральных материалов М., 1971 г.
  3. Самадуров С.И. Гранулированные доменные шлаки и шлакопемзовые пески в дорожном строительстве Воронеж,1975.
  4. Таращенский Е.Г. Изменение деформативности асфальтобетона при низких температурах с учетом замораживания-оттаивания.
Обновлено: 02.05.2016 — 17:21