Анализ результатов испытания (в том числе и по методикам ASTM) битумов дорожных российского производства (таблица 1) показывает, что при идентичности значений показателя глубины проникания иглы при 25°C и других битумы, изготовленные из остатков переработки разных по химическому составу нефтей, принципиально различаются по вязкости. При работе в составе дорожного асфальтобетона наиболее устойчивым к воздействию сдвиговых усилий в теплое время года оказывается битум марки БНД 60/90, характеризующийся более высокой динамической вязкостью при 60°C. Однако, трещиностойкость асфальтобетонных покрытий при прочих равных условиях зависит от способности битума выдерживать без разрушения растягивающие усилия. Таблица 1.
Физико-механические свойства дорожных битумов, полученных из нефтяного сырья разной химической природы Наименование показателей | БДУ 70/100 ТУ 38.1011356-91
(изм. №2) | БДУС 70/100 ТУ 0256-096-00151807-97 | БДН 60/90 ГОСТ 22245-90 | Глубина проникания иглы
при 25°C, 0,1 мкм | 90 | 89 | 89 | | Температура размягчения, °C | 47 | 46 | 47 | | Растяжимость при 25°C, см | >150 | >150 | 79 | | Температура вспышки, °C | 284 | 290 | 247 | | Температура хрупкости, °C | −20 | −19 | −22 | Кинематическая вязкость
при 135°C, сСт | 420 | 239 | 274 | Динамическая вязкость
при 60°, Па с | 209 | 87 | 375 | | После испытания по методике ASTM D 1754 | | Изменение массы после прогрева, % масс | 0,09 | 0,18 | 0,92 | | Температура размягчения, °C | 49 | 50 | 51 | | Остаточная пенетрация, в % от исходного значения | 74 | 69 | 64 | | Растяжимость при 25°C, см | >150 | 125 | 38 | Кинематическая вязкость
при 135°C, сСт | 520 | 320 | 366 | Динамическая вязкость
при 60°C, Па с | 436 | 169 | 972 |
|
Битумы дорожные разных марок характеризуются разным уровнем значений показателя растяжимости при 25°C: для битума дорожного вязкого растяжимость при 25°C, как правило, низкая (менее 100 см). В условиях испытания на термостабильность по методике ASTM D1754 резко изменяются значения показателей физико-механических свойств, в том числе и обусловливающих работоспособность нефтяного вяжущего. В результате наименьшей растяжимостью характеризуется битум дорожный вязкий БНД 60/90, что обусловливает и более низкую трещиностойкость асфальтобетона, изготовленного с использованием битума этой марки, особенно при переходах температуры через 0°C.
В химических процессах, протекающих при высокой температуре в присутствии кислорода воздуха, наиболее активно участвуют соединения, входящие в состав битума марки БНД 60/90, о чем свидетельствует значительная потеря массы образца при испытании по методике ASTM D 1754. Известно, что при смешении с минеральным материалом битум переводится в пленочное состояние, причем толщина пленки в зависимости от фракционного состава асфальтобетонной смеси достигает 5–15 мкм. 
Рис. 1. Изменение индекса старения битума во время смешения с минеральным материалом при изготовлении горячих асфальтобетонных смесей, при хранении и транспортировке, при работе в составе дорожного асфальтобетона.
а – при изготовлении асфальтобетонной смеси;
b – при хранении, транспортировке и укладке;
с – за 8 лет работы в составе асфальтобетонного покрытия Фактически 1т битума распределяется по поверхности, равной 10 000 м2. Следовательно, в асфальтосмесителе создаются все условия для окисления битума и удаления летучих компонентов, т. е. для химического старения битума. С повышением температуры скорость реакции окисления соединений, входящих в состав битума, возрастает. По данным фирмы «SHELL» (рис.1), интенсивность процесса старения битума на стадии приготовления асфальтобетонных смесей намного выше, чем при транспортировке и эксплуатации.
|
