Устройство дорожных одежд предполагает подготовку грунта, устройство дренажа, создание градиента пористости слоёв, наличие кювет и целый комплекс строительных мероприятий для качественной современной автострады. Значительная часть знаменитой Аппиевой дороги (плиты, тщательно подогнанные друг к другу и сцеплённые известью), строившейся за сотни лет до н.э. продолжает служить и в наши дни, а наши «дороги жизни» говорят, являются одной из бед России. Асфальтобетонные смеси в соответствии с ГОСТ 9128 – рационально подобранные смеси минеральных материалов (щебня или гравия и песка с минеральным порошком или без него) с битумом, взятых в определённых соотношениях. Соотношения эти получаются в результате использования таблиц ГОСТа по зерновому составы и % битума и на основании данных анализа входящих компонентов. Верите? На каждую партию сырьевого компонента составляется своя рецептура. Верите? Что, например, может произойти с асфальтовым покрытием, в случае недостаточной прочности к сжатию щебня. Многие, наверное, видели, как крошится в пыль щебень при наезде на него грузовика. Такое событие внутри асфальтобетона приведёт к образованию прогрессирующего дефекта, ведущего, в конечном счёте, к разрушению полотна дороги. Рекомендуется использование минеральных материалов, имеющих основной характер, кислые компоненты кислым битумом «не принимаются». Таким образом, песок априори не может образовывать когезионно связанную структуру асфальтобетона. Песок был и остаётся «пасынком» асфальтобетона. Ещё любопытнее обстоит дело с самым главным компонентом – битумом. В соответствие с ГОСТ 22245 битумы нефтяные дорожные изготавливаются ОКИСЛЕНИЕМ различных нефтяных продуктов. Логично было бы ожидать в ГОСТе проверку этого самого окисления, глубину его, количество поглощённого кислорода и т.п., тем более, что ГОСТом разрешается изготавливать битум КОМПАУНДИРОВАНИЕМ окисленных и неокисленных продуктов, которое надо полагать надо как-то контролировать (а ну, как переложишь неокисленного компонента?). Нет, качество окисленного продукта проверяют глубиной проникания металлической иглы с затупленным концом (предложено в 18 веке французским инженером Вика для цемента). Проверяется ещё температура размягчения (по температуре, при которой шарик провалится через заполненное битумом кольцо). Комбинацией этих параметров по приведённой в ГОСТе таблице находится ещё один параметр – индекс пенетрации. Кто думал, что его находят испытаниями – ошибся! «Наука» позволяет определять свойства вещества «на кончике пера». ТЕМПЕРАТУРА ХРУПКОСТИ определяется по формуле из индекса пенетрации (наверное, чтобы не мёрзнуть или не заморачиваться)! И это ещё не всё. Битум – это дисперсия (не раствор, а смесь нерастворимых друг в друге веществ, наподобие молока, только чёрного). Устойчивость этой дисперсии придают асфальтогеновые кислоты. Они же обеспечивают адгезию (прилипание) битума к щебню и основе дороги. В искусственных битумах их мало (1-4%). Тринидадский натуральный битум содержит десятки % таких кислот. Поэтому зарубежные изготовители асфальтобетонных смесей добавляют тринидадский к нефтяному искусственному. В нашем ГОСТ количество этих кислот и само их наличие не оговаривается. По данным справочника инженера-дорожника 1959 г. битумы различных производителей СССР содержали 1-7% асфальтогеновых кислот. А иногда данные и вовсе не представляются! И последний «гвоздь» в надежду на хорошие дороги. В справочнике дорожного мастера за 2007 г. утверждается, что уплотнение асфальтобетонной смеси – основная технологическая операция, к тому же определяющая физико-химические свойства покрытия. Недостаточное уплотнение – одна из основных причин его разрушения. Регламентируется количество проходов катков, температуры, время разрыва между нанесением смеси на землю и укатыванием. Начинаете догадываться? А то, что асфальтовое полотно во время дождя должно быть свободным от потока воды – иначе коэффициент трения станет недостаточным для автомашин, решается при невозможности сделать полотно выпуклым и с двумя кюветами по бокам, укладкой пористого асфальта. Пористое покрытие пропускает воду вниз, осушая поверхность. Во времена Аппия Клавдия Цека, древнего дорожника, производитель извести (ею скреплялись плиты via Appia), решивший ускорить процесс вызревания извести в ямах попадал в уголовники. Несоблюдение технологии каралось смертью (распинали на кресте, по-видимому). Аппий Клавдий – не профессиональный строитель. Военачальник, государственник. Надо – и дорогу и первый водопровод построил. Цек – прозвище (одноглазый) – но, видимо всё видел и одним глазом. Времена нынче иные, ну и дороги тоже. Снизить влияние человеческого фактора может понимание химии и механики дисперсионных сред. Добиться прочной структуры сейчас можно не только наполнением композиции щебнем, а изменением структуры асфальтобетона. Укатку можно сделать сверхэффективной. После того как Вика изобрел свою иглу, много чего наоткрывали и наизобретали. А его «иглой» до сих пор оценивают качество битума. Чтобы сделать термодинамическую систему менее вариантной (снизить количество ошибок) в соответствии с правилом фаз Гиббса необходимо серьёзно уменьшить количество компонентов и параметров определяющих состояние системы. Была попытка в 2009 выпуска реопексного резинистого пескоасфальтобетона. Он представлял собой композицию дорожного битума, структурного протеза асфальтогеновых кислот, песка и молекулярной машины, дирижирующей этим ансамблем разнородных веществ. Был он предназначен для устройства дорожных одежд, ремонта асфальтобетонных покрытий, а так же герметизирующего гидрофобного материала в строительстве. Выделяются технико-эксплуатационные особенности: коэффициент внутреннего трения – 0,83, сцепление при сдвиге - 0,45. Интересны термомеханические особенности: При наполненности 1100% (с учётом всей органики – 932%) эластичность при комнатной температуре – 5 мм по ШГ-1, при минус 20С – 50 мм. Выглядит эта особенность поразительно: лепёшку асфальта можно свернуть в трубочку как половик (и это при наполненности 1100%!) Эластичность асфальтобетона определялась особенностями его эксплуатации – перепадами температур, механическими эксцессами в зимнее время (пробуксовка автомашин, замерзание воды в дефектах дорожной одежды), гидродинамическими эксцессами в весеннее время (подмыв талыми водами и ливневое воздействие). Истирание эластичных материалов несравненно меньше твёрдых материалов, поэтому асфальт должен быть схож с автошиной. Эластичному покрытию не страшны ливневые нагрузки. Эластичность, когезия и адгезия к основанию обеспечиваются в идеале асфальтогеновыми кислотами. Но, если их нет? Озеро Тринидад далеко! Использовали молекулярную конструкцию со степенью свободы выбора действий 8 (в соответствии с теоремой о числе комбинаций). Она превращала песчинки в покрытые «пухом» (около 5 нм) объекты. Эти объекты и обеспечивали: во-первых, быстрое образование структуры за один проход, даже легкого катка (как из рыхлого снега легко лепится «снежок» за одно сжатие), во-вторых, обеспечивали эластичность материала (теперь уже за счёт студня с коагуляционной структурой), в-третьих, реопексный асфальт при малых скоростях сдвига уплотнялся, при больших – лился (чтобы такой асфальт разжижился, автомашине надо ехать со скоростью более 1000 км/час). Это даёт возможность легко проводить рециклизацию покрытия. Асфальтобетонные реопексные смеси выпускались чёрного, красно-коричневого и зелёного цветов (2009 г). Всё можно… Или лучше так: «В химии все возможно», — французский химик А. Вюрц