1.2. Вяжущие материалы

В настоящее время идеальным вяжущим материалом, служащим для приготовления асфальтовых смесей с применением минеральных материалов, является битум.

Битумы (от лат. bitumen — горная смола) — твердые или смолоподобные продукты, представляющие собой смесь труднолетучих органических соединений (углеводородов и их азотистых, кислородистых, сернистых и металлосодержащих производных).

Битумы не растворимы в воде, полностью или частично растворимы в бензоле, хлороформе, сероуглероде и других органических растворителях; плотностью 0,95—1,50 г/см'.

Природные битумы — это составная часть горючих ископаемых. К ним относятся естественные производные нефти, образующиеся при нарушении консервации ее залежей в результате химического и биохимического окисления, например асфальты, мальты, озокериты и др. Добычу проводят главным образом карьерным или шахтным способом.

Искусственные (технические) битумы — это остаточные продукты многостадийной перегонки сырой нефти, каменного угля и сланцев. По составу сходны с природными битумами.

Для дорожного строительства применяют нефтяные битумы и битумы, модифицированные полимерами. Выбор сорта битума зависит, прежде всего, от вида используемой минеральной каменной смеси, нагрузки от транспортных средств и толщины асфальтового покрытия. Содержание битума в асфальтобетонной смеси выбирается таким, чтобы укладываемая смесь легко уплотнялась и обеспечивала долговечное сцепление и стойкость.

Модифицированные полимерами битумы отличаются от немодифицированных лучшим прилипанием к минеральному материалу, повышенными пластичностью и усталостной прочностью и медленным старением. Самым применяемым в зарубежной практике полимером является стирол — бутадиен — стирол (СБС).

Модифицированные полимерами битумы применяют при особенно больших нагрузках от грузового движения. В небольших количествах для модификации битумов используют резиновый гранулят или порошок, получаемый из старых шин обдиркой. Битумные эмульсии, получаемые эмульгированием битумов в воде, позволяют обрабатывать минеральные каменные материалы в холодном виде.

В некоторых зарубежных странах, например в Германии, резиновый гранулят используется в пористом асфальте или в осколочно-матричном асфальте с резинобитумом. В конце 80-х и начале 90-х гг. в Германии резина добавлялась в битум непосредственно при приготовлении асфальта. В настоящее время резинобитум производится централизованно и затем поставляется на дорогу. Резинобитумный гранулят, используемый для изготовления резинобитума, получают исключительно путем переработки изношенных автомобильных шин. Доля резинового гранулята в битуме составляет 10—15%.

Битумные эмульсии применяют главным образом для поверхностной обработки и для нанесения тонких слоев мелкозернистых минеральных материалов холодным методом.

Эффективным вяжущим материалом является цемент. Цемент — неорганическое тонкого помола, гидравлически действующее вяжущее вещество, используемое для приготовления строительного раствора и бетона. При добавлении воды вследствие гидратации цемент затвердевает, образуя водоупорный и несжимаемый цементный камень. Цементы применяют как для устройства бетонных покрытий и несущих слоев, так и в основании насыпи для укрепления и улучшения фунтов.

Для строительства бетонных покрытий на автодорогах применяют только высококачественные цементы: портландцемент, портланд-композит-цемент и шлакопортландцемент.

Для получения гидравлически связанных несущих слоев, а также для укрепления и улучшения грунтов в дорожной насыпи применяют гидравлически вяжущие материалы для фунтов и несущего слоя. Поставляют их в готовом виде. Цементы и вяжущие для фунтов и несущего слоя должны удовлетворять нормативным требованиям, предъявляемым к механическим, физическим и химическим свойствам этих материалов.

Описанные вяжущие материалы состоят исключительно из природных неорганических компонентов. Их применение не оказывает отрицательного воздействия на окружающую среду. В качестве вяжущего вещества в дорожном строительстве может применяться строительная известь, укрепляющая и улучшающая грунт в результате механических и физических реакций с ним. В дорожном строительстве применяют известь: молотую негашеную, гашеную и гидравлическую. Во влажных грунтах молотая негашеная известь связывает воду химически. Добавка молотой негашеной или гашеной извести приводит к улучшению структуры фунта. В природных грунтах происходит медленно протекающая реакция, способствующая долговечному укреплению этих фунтов. Гидравлическая известь годится только для укрепления фунтов.