23. Литые эмульсионно-минеральные смеси (лэмс): понятие, свойства, область применения.

Литые эмульсионно-минеральные смеси (ЛЭМС) представляют собой подобранную и перемешанную смесь минерального материала и битумной эмульсии. Основой для разработки ЛЭМС послужили зарубежные смеси типа сларри-сил.

ЛЭМС состоят из эмульгированного битума, минерального материала подобранного состава и воды. Количество битума в ЛЭМС обычно содержится в пределах 6-10%, воды около 20%.

ЛЭМС могут быть песчаными и щебеночными (ЛЭМСщ). Вяжущее в минеральный материал подается в виде паст (эмульсия на порошкообразном эмульгаторе), анионных или катионных эмульсий.

Для приготовления песчаных ЛЭМС используют природный или дробленый песок, или их смесь. В ЛЭМСщ используется щебеночный материал и песок. Содержание минерального порошка в смесях составляет от 4 до 10%.

ЛЭМС применяются для устройства защитных слоев и слоев износа.

ЛЭМСщ на катионной битумной эмульсии используют для обеспечения требуемого коэффициента сцепления на участках дорог с опасными и затрудненными условиями движения. Песчаные ЛЭМС из дробленого песка применяются на участках дорог с затрудненными и легкими условиями движения. Песчаные ЛЭМС с природным песком, а также ЛЭМС на битумных шламах используют, в основном, в качестве защитных слоев.

Гранулометрический состав минеральной части ЛЭМС на эмульсиях подбирается по принципу плотных смесей. Состав минеральной части смесей на основе паст определяется расчетным путем.

Количества щебня и соотношение природного и дробленного песков в смесях выбирается в зависимости от их зерновых составов и требуемого коэффициента сцепления.

К ЛЭМС на основе битумных эмульсий нет нормативных требований, для них нормируются главным образом, свойства исходных материалов. Для приготовления таких ЛЭМС должны использоваться щебень из трудно шлифуемых горных пород марки не ниже 1000 с преимущественно кубовидной формой зерен, дробленные пески из изверженных горных пород прочностью не ниже 1000, природные пески.

Необходимым компонентом ЛЭМС является вода предварительного смачивания минеральных материалов, которая представляет собой раствор ПАВ и предназначается для регулирования времени распада эмульсии. Ориентировочное количество воды составляет 6 – 8% массы минерального материала и уточняется на месте работ с учетом влажности минеральных материалов.

К ЛЭМС на основе битумных шламов предъявляются требования по консистенции смеси по растеканию в см, расслаиваемости в % по массе. К этим ЛЭМС в твердом сформировавшемся состоянии предъявляются требования по водонасыщению в % по объему, коэффициенту водопроницаемости образцов-таблеток в см/с, а также набуханию вакуумированных образцов-таблеток после 15 суток выдерживания их в воде, в % по объему.

24. Понятие о модифицированных битумах. Виды полимерных модифицирующих добавок, их влияние на свойства битумов.

Модифицированными называют битумы, улучшенные добавками определенных веществ (полимеров, серы, поверхностно-активных и др.).

Битумы, модифицированные полимерами, называют полимерно-битумными вяжущими (ПБВ). Для модификации используют следующие виды полимерных материалов:

1. Термопласты – полиэтилен, атактический полипропилен, этилен-винил-ацетат, элвалой АМ и др. Они хорошо растворяются в битуме при 150-170⁰С. Количество добавки составляет 2-6% от массы битума. Термопласты повышают когезию, термостойкость, снижают хрупкость вяжущего и улучшают его сцепление (адгезию) с поверхностью каменного материала.

2. Эластомеры – синтетические каучуки, (бутадиенстирольные, изопреновые и др.), «Каудест-Д», резиновая крошка эластомеры вводят в битумы в количестве 2-7% от массы битума преимущественно в виде растворов в углеводородных растворителях или маслах. Каучуки увеличивают эластичность и деформативность, повышают тепло- и трещиностойкость и устойчивость битумов к старению.

3. Термоэластопласты (блоксополимеры бутадиена и стирола типа СБС). Для модификации битумов эти добавки выпускают специально в виде порошка или крошки. Добавки российского производства дивинилстирольные термоэластопласты марок ДСТ-30-01. ДСТ-30Р-01, зарубежного – Кратон Д1101, Финапрен 502, Калпрен 411 и др. Объединение полимера типа СБС (2-6%) или его раствора в пластификаторе с битумом приводит к получению ПБВ с развитой структурной сеткой из полимера. Такие вяжущие характеризуется повышенными показателями прочности и эластичности в широком интервале температур, тепло- и трещиностойкости.

ПБВ на основе полимеров типа СБС получили наибольшее применение за рубежом и в России. Разработан стандарт на ПБВ.

Для получения ПБВ используют лопастные мешалки, коллоидные мельницы, гидродинамические смесители.

ПБВ рекомендуется применять для устройства асфальтобетонных покрытий на федеральных дорогах 1 и 2 категорий.

Установлено, что применение ПБВ взамен битумов позволяет повысить трещиностойкость и сдвигоустойчивость покрытий дорог, мостов, аэродромов, продлить сроки их службы в 1,5-3 раза.