Подготовка битумов к смешению
При подготовке битумов к смешению с минеральными материалами при производстве дорожных смесей, затем при смешении, укладке и уплотнении битумы подвергаются воздействию температур от 90 до 160°С. Продолжительность этого воздействия при подготовке битума может достигать нескольких часов, если значительные запасы битума хранят на строительстве и нет регулярной подачи битума непосредственно с битумной установки. Процесс дозировки и смешения продолжается всего несколько минут, затем массу транспортируют на место производства работ (иногда на расстояние более 30 км), что занимает 0,5—1ч; укладка и уплотнение также длятся в течение 0,5— 1ч. В это время происходят необратимые изменения битума (старение), сопровождающиеся изменением химического состава, структуры и физико-механических свойств. В битумах увеличивается содержание асфальтенов, но несколько снижается количество смол и масляных компонентов. При перегреве битума образуются карбены и карбоиды. Качество битума ухудшается, температуры размягчения и хрупкости повышаются, увеличивается вязкость, он становится менее пластичным.
Это первый этап, во время которого старение обусловлено нагревом и взаимодействием с частицами минерального материала. В процессе эксплуатации происходит второй этап старения, обусловленный воздействием атмосферных (перепад температур, солнечная радиация, кислород воздуха, вода и др.) и эксплуатационных (усталость от динамических нагрузок) факторов.
При исследовании окисляемости отдельных компонентов битумов под действием кислорода при атмосферном давлении и температуре 204°С установлено, что асфальтены в большей степени подвержены окислению, а масла достаточно устойчивы при данной температуре.
После окисления асфальтенов в течение 3 ч они содержат большое количество (до 96%) карбоидов. Если окислению подвергать не отдельные компоненты битума, а сам битум, то не происходит образование значительного количества карбоидов. Это показывает, что асфальтены легко окисляются, когда они не защищены мальтенами. Температура значительно повышает склонность к окислению. Продолжительность окисления оказывает влияние на состав продуктов реакции. При продолжительном окислении проходят вторичные реакции, усложняющие процесс окисления.