Механические свойства битумов
Битумы являются термопластичными материалами и их механические свойства изменяются в широких пределах при переходе от жидкого состояния в условиях высоких температур до твердого состояния при низких температурах. Под воздействием нагрузок в битумах возникают одновременно обратимые (упругие) и необратимые (пластические) составляющие деформации. Поэтому битумы следует рассматривать как тела различной степени пластичности. В связи с тем, что развитие обратимых и необратимых деформаций подчиняется разным законам, проявляющимся в различных соотношениях в зависимости от условий деформирования, общая картина поведения битумов может быть весьма сложной. При изучении деформативных свойств битумов опираются на методы реологии.
Теория деформирования материалов различной степени пластичности, занимающих промежуточное положение между твердыми телами и жидкостями, находится еще в стадии формирования, встречаются расхождения в терминологии, нет общей теории, охватывающей на единой основе весь спектр реологических свойств. Работа в этом направлении является одной из важнейших задач реологии. Важно выработать единый подход при изучении реологии битумов, которые в зависимости от температуры и условий деформирования проходят все стадии от твердого тела до вязкой жидкости.
Теоретический анализ закономерностей развития деформаций в битумах показал, что для описания на единой основе поведения под действием нагрузок материалов разной степени пластичности может быть использовано уравнение, вытекающее из общности структур уравнений обратимого (упругого) и необратимого (пластического) деформирования.
Использование обобщенного уравнения деформирования, опирающегося на количественную оценку степени пластичности битумов, позволяет применить единый подход при изучении механических свойств битумов в широком диапазоне изменения их состояний (от твердого до жидкого) и дает ключ к объяснению на единой основе разнообразных реологических свойств, проявляемых битумами в различных условиях, а также взаимосвязи их между собой.
Анализ поведения битумов с использованием этого уравнения позволяет установить связь между показателями степени пластичности, вязкости, модуля упругости, модуля деформации, релаксации, усталости.