22. Релаксация напряжений в асфальтобетоне, его устойчивость к атмосферным факторам(водостойкость, морозостойкость).

Устойчивость асфальтобетона к ат­мосферным факторам. Асфальтобетонные покрытия при длительном увлажнении вследствие ослабления структурных свя­зей могут разрушаться за счет выкра­шивания минеральных зерен, что приво­дит к повышенному износу покрытий и образованию выбоин. Водостойкость асфальтобетона зависит от его плотности и устойчивости адгезионных связей, Вода, как полярная жидкость, хорошо смачи­вает все минеральные материалы, а это значит, что при длительном контакте минеральных зерен, обработанных биту­мом, возможна диффузия воды под би­тумную пленку. При зтом минеральные материалы с положительным потенциалом заряда поверхности (кальцит, доломит, известняк) в большей степени препят­ствуют вытеснению битумной пленки водой, чем материалы с отрицательным потенциалом поверхности (кварц, гранит,

андезит). Образование адсорбционного слоя воды понижает поверхностную энер­гию твердого тела, а следовательно, и ра­боту по образованию новых поверхнос­тей при деформации. Сорбированные мо­лекулы воды легко мигрируют по по­верхностям, вновь образующимся в де­формируемом материале, чрро приводит к его разрушению.

Закономерное снижение прочности асфаль­тобетона с увеличением срока выдержи­вания материала в воде объясняется постепенной диффузией воды внутрь ма­териала и все увеличивающимся раскли­нивающим действием воды. Значительно разрушают структуру асфальтобетона его частые попеременные увлажнение и вы­сыхание. Перемещаясь в порах, вода вызывает неравномерное распределение напряжений, что также способствует раз­рушению .

Пористость оказывает большое влия­ние на водостойкость асфальтобетона, обычно она составляет 3 ... 7 %. Поры в асфальтобетоне могут быть открытые и замкнутые. С уменьшением размера зерен увеличивается количество замкну­тых, недоступных воде пор.

Водостойкость асфальтобетона опреде­ляется значениями водонасыщения, набу­хания и коэффициента водостойкости к_ъ (отношение прочности водонасыщен­ных к прочности сухих образцов). Коэф­фициент водостойкости должен быть не менее 0,9, а при длительном водонасыще-нии (15 сут) - не менее 0,8.

Морозостойкость. Замерзая зимой в порах асфальтобетона, вода переходит в лед с увеличением в объеме на 8 ... 9 %, что создает в них давление свыше 20 МПа.

Наиболее разрушительное действие оказывает происходящее весной и осенью попеременное замораживание и оттаива­ние асфальтобетона. Знакопеременные температуры приводят к возникновению трещин.

Морозостойкость асфальтобетона обычно оценивается коэффициентом К_{м з<} показывающим снижение прочности при растяжении (испытание на раскол) после определенных циклов замораживания на­сыщенных водой образцов на воздухе при — 20°С и оттаивания в воде при ком­натной температуре. Количество циклов принимается не менее 25. Наибольшей морозостойкостью обладает асфальто-вяжущее, меньшей — асфальтовый раствор и еще меньшей — асфальтобетон. Сниже­ние морозостойкости асфальтобетона наб­людается и при уменьшении вязкости битума от марки БНД 60/90 до БНД 90/130. Морозостойкость асфальтобетона также взаимосвязана с характером взаи­модействия битума с минеральным материалом. Так морозостойкость асфальто­бетона на щебне из плотного известняка (основная порода) выше, чем на гранит­ном щебне (кислая порода). Это объяс­няется тем, что природа связи битум -известняк физико-химическая, в то время как связь битум - гранит физическая. Напряжения, возникающие при замерза­нии воды, легко разрушают физические связи и слабо разрушают химические.

Повысить водо- и морозостойкость можно путем выбора материалов надле­жащего качества, тщательного подбора составляющих, применения поверхностно-активных веществ.

Характеристики асфальтобетонного покрытия. Для безопасного и комфор­табельного движения автомобилей боль­шое значение имеют следующие характе­ристики асфальтобетонного покрытия: ровность, шероховатость (сопротивление скольжению и дренирование поверхност­ной воды), шум при движении, оптичес­кие свойства, чувствительность к плас­тическим деформациям (колеи и волны), водонепроницаемость (предотвращение проникания поверхностной воды в покры­тие).

Ровность покрытия определяют 3-мет­ровой рейкой с калиброванным клином (промерником), двухопорной 3-метровой рейкой типа ПКР-1, многоопорной рей­кой типа ПКР-4 или установкой ПКРС-2 при скорости 30 км/ч. Так, для дорог I - III категорий количество просветов под рейкой до 2 мм должно быть не менее 90 %, а просветов более 3 мм — не более 5 %.

Не достаточная ро з но от ь t ю к ры ги я снижает скорость автомобилей и ухуд­шает комфортность движения.