Все дорожные асфальтобетонные покрытия включают два основных компонента: битум и каменный материал. Битум, составляющий 4-7% дорожного покрытия, выполняет функцию вяжущего между различными звеньями щебеночного скелета, создавая достаточную внутреннюю когезию в асфальтобетонном покрытии. Поэтому, самым важным является обеспечение сильной адгезии битума с поверхностью каменного материала. Широко известен факт разрушения дорог под воздействием воды. 

Видимые симптомы такого разрушения разнообразны и включают образование выбоин и ухабов, деформацию, выпадение щебня из слоя поверхностной обработки (чип сил), расслаивание поверхностных слоев. Это приводит к образованию шероховатостей и ям, потере конструкционной прочности, подверженности трещинообразованию и разрушениям при замерзании-оттаивании. В основе лежит потеря адгезии между битумом и поверхностью каменного материала на микронном уровне. 

Вода может проникнуть сквозь битумную пленку даже в случае полного покрытия каменного материала битумом, например, в местах износа тонких битумных пленок острыми кромками щебня.Как показывает опыт, существует несколько комбинаций «каменный материал/битум», которые способны в полной мере противостоять воздействию воды при любых условиях. Кому-то может показаться, что асфальт непроницаем, но опыт показал, что вода может проникать внутрь конструкции дорожного покрытия несколькими путями: просачиванием дождевой воды через обочины, трещины или пористые дорожные покрытия из грунтовых вод с более высокого горизонта за счет создания гидростатического напора из воды, поднимающейся от дорожного основания, под воздействием капиллярных сил в силу действия колесной нагрузки транспортных средств: вода вдавливается в поверхность дорожного покрытия перед катящимся колесом и высасывается позади колеса. Это приводит к образованию эффекта перекачивания воды в дорожном покрытии в связи с присутствием солей. 

Разрушение дорожного покрытия под действием воды более типично для местностей с влажным климатом. На дорогах с высокой транспортной нагрузкой последствия от любых типов повреждений проявляются значительно быстрее. Последствия плохой адгезии.

В дорожном строительстве имеется много параметров, влияющих на показатели адгезии и долговечность дорожного покрытия – от выбора сырьевых материалов до устройства дорожного покрытия.

Применение  адгезионных  добавок  не  может устранить разрушающее действие воды, вызванное плохой конструкцией дорожного полотна, применением непригодных строи тельных  технологий  или  некачественных сырьевых материалов. Однако, они позволяют снизить их влияние на практике. Сырьевые материалы, производство, состав смеси и проектирование дорожного покрытия.

Одной из основных причин преждевременного разрушения дорожных покрытий и неудовлетворительного состояния автомобильных дорог является отсутствие прочного сцепления битума с поверхностью минеральных материалов, особенно кислых пород, и как следствие, недостаточная водо- и морозостойкость покрытия, приводящие к эрозии, шелушению, выкрашиванию, образованию трещин, выбоин, ям. Сцепление битума с минеральными материалами зависит как от адгезионных свойств используемых битумов, так и от минералогического состава минеральных материалов. Используемые в дорожном строительстве нефтяные битумы характеризуются разнообразием состава и сложностью физико-химической структуры, которые зависят как от природы нефтяного сырья, так и от технологии его переработки. 

В большинстве своем в силу подверженности процессам окисления при производстве дорожные нефтяные битумы, производимые в России по ГОСТ 22245-90, не обеспечивают необходимых требований по показателю сцепления с минеральными материалами.

Катионные поверхностно-активные вещества:

Они обеспечиваючивают высокую степень сцепления дорожных битумов с различными по природе минеральными материалами, в том числе с гранитным щебнем и песком, обладающими повышенными кислотными свойствами.

Катионные добавки наиболее эффективно работают с каменными материалами из кислых горных пород, образуя хемосорбционные соединения типа силикатаминов. В работах исследователей методично подчеркивается, что поверхность каменных материалов, используемых для дорожного строительства, мозаична. Результатами исследований вяжущих различных производителей установлено, что ряд битумов не обеспечивает сцепления с каменными материалами даже из основных пород при условии соответствия требованиям ГОСТ всех других показателей (пенетрации, температуры размягчения, температуры хрупкости, растяжимости). Очевидно, что в этом случае необходимо использовать вещества иного рода, способные эффективно работать как при использовании кислых, так и основных пород. 

Восстанавливающие добавки для асфальтобетонных смесей с содержанием RAP до 100%

Данные добавки предназначены для регенерации свойств состаренного битума в переработанном асфальтобетоне (RAP) и применяются для приготовления асфальтобетонных смесей с содержанием RAP до 80%. Введение добавки обеспечивает конечной АБС значения показателей, соответствующие нормативным требованиям. Подобные добавки изготовливаются преимущественно из возобновляемого растительного сырья, путем многокомпонентного каталитического синтеза, без использования нефтепродуктов. 

Применение восстанавливающих добавок:

  • Вовлечение значительного количества вторичного материала в повторное использование.
  • Снижение стоимости АБС на 15-25%.
  • Решение проблемы утилизации старого асфальтобетона.
  • Сокращение нагрузки на природные ресурсы.

Адгезионные присадки к дорожным битумам не только улучшают сцепление между связующим веществом и каменным материалом, вследствие их химической природы они могут замедлить затвердевание связующего вещества при старении. Битум окисляется в процессе смешивания, на протяжении хранения смеси и в более замедленном темпе на протяжении срока службы дороги. Результатом окисления является затвердевание и потеря гибкости дорожного покрытия, что приводит к его разрушению. Изменение затвердевания при старении для обработанного адгезионными добавками связующего вещества снижает тенденцию к трещинообразованию на протяжении срока эксплуатации дорожного покрытия.
Комбинированное влияние улучшенного сцепления и более медленного затвердевания (старения) на протяжении срока эксплуатации дороги приводят к увеличению экономического эффекта использования адгезионных добавок.

Адгезионные присадки к дорожным битумам используются для улучшения связи между битумом и каменным материалом. Процесс сцепления может быть подразделен на две стадии: первая - создание связи, вторая - ее сохранение. Поверхность каменного материала гидрофильная, поэтому она легко смачивается водой. Сухой каменный материал также без проблем смачивается битумом, однако, в случае увлажненной поверхности каменного материала обеспечить ее прочный контакт с битумом практически невозможно. 

Адгезионные добавки способствуют вытеснению воды битумом с обеспечением сильной связи между битумом и каменным материалом. Этот процесс носит название "активная адгезия". На протяжении срока службы уложенной в дорогу смеси, связь между битумом и каменным материалом постоянно подвержена воздействию воды. Адгезионные присадки к дорожным битумам предотвращают проникновение воды в пограничную зону между битумом и каменным материалом, сохраняя таким образом прочную связь и предотвращая отслоение. Этот процесс носит название "пассивная адгезия".

В статье используются материалы из следующих источников:

https://studylib.ru/doc/3637828/adgezionnye-dobavki

http://giprokhim.ru/ru/produktsiya/2-adgezionnye-prisadki-k-dorozhnym-bitumam

http://dsi-ug.ru/product/4/adgezionnaya-dobavka-dad-1-k-neftyanym-bitumam