Строительство автомобильных дорог

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). Древние египтяне бальзамировали трупы, используя асфальты Мертвого моря, имеющие созвучное название Pix tumens — мо­гильная смола.
Битумы не растворимы в воде, полностью или частично раство­римы в бензоле, хлороформе, сероуглероде и других органических растворителях; плотностью 0,95—1,50 г/см3.
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, кериты, 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 не-модифицированных 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 осколоч-но-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 ре-зинобитума, 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 грунтов.
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 грунтов и несущего слоя. Поставляют их в готовом виде. Цементы и вяжущие для грунтов 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 грунта. В природных грунтах происходит медленно протекающая реакция, способствующая долговечному укреплению этих грунтов. Гидравлическая известь годится только для укрепления грунтов.