Нелинейность свойств битумов
Нелинейность свойств битумов проявляется во всем диапазоне эксплуатационных температур, причем величина индекса течения n достигает минимума вблизи Тo, а по мере повышения температуры величина n постепенно возрастает, стремясь к 1. При высоких технологических температурах поведение битумов близко к ньютоновскому.
Следует учитывать, что при воздействии эксплуатационных нагрузок на дорожное покрытие в конструкции возникает объемное напряженное состояние, т. е. битум работает в условиях повышенного (в зоне сжатия) давления.
Исследования влияния давления на вязкость различных битумов, проведенные при температурах 10, 25 и 60° С, показали, что давление существенно влияет на свойства битума. Отмечается, что в условиях повышенного давления хрупкость битума проявляется при более высоких температурах, чем в условиях испытаний при атмосферном давлении.
Вязкость битумов изменяется во времени в результате комплекса физико-химических процессов, рассматриваемых как старение. Глубина проникания битумов, экстрагированных из покрытия, составляет 48—73% первоначальной величины, растяжимость 3—12%, а температура размягчения 130—165%. Несмотря на значительное изменение свойств битума асфальтобетонное покрытие после длительной эксплуатации находилось в удовлетворенном состоянии.
Интерес представляет то, что растяжимость после длительной эксплуатации составляла всего 3—5 см, т. е. 3—12 % от первоначальной величины, причем наибольшую растяжимость после 17 лет эксплуатации показал битум, имевший наименьшую начальную растяжимость, т. е. высокая начальная растяжимость не всегда связана со стабильностью этого показателя во времени.
Таким образом, вязкость битума в результате старения асфальтобетона в покрытии может возрастать в десятки раз. Установлено, что в результате теплового прогрева образцов битума инфракрасными излучениями вязкость битума возрастает в 30—50 раз после 1000 ч прогрева, что соответствует примерно 5-летнему периоду эксплуатации покрытия.