Первая асфальтовая дорога. Что такое асфальт. Почему на дороге появляются ямы и трещины

Асфальт - это смесь минеральных материалов (гравий и песок) и битумов. В недрах Земли он может быть как в жидком, так и в твердом виде. При повышении температуры он размягчается и становится жидким, а при снижении снова застывает. В асфальте находятся углерод и водород, последний, в свою очередь, входит в состав сырой нефти.

Виды асфальта

Различают два вида: натуральный, который лежит залежами почти у самой поверхности земли, и искусственный - его вырабатывают на современных заводах из сырой нефти. Натуральный асфальт отличается высоким содержанием битума - от 60% до 75%, а в нефтяном его всего 13-60%.

Очень интересен тот факт, что на острове Тринидад располагается самое большое «озеро асфальта», оно занимает площадь в сорок гектаров и уходит вглубь больше чем на тридцать метров. При устилании асфальтом улиц Вашингтона - столицы США - большая часть его была взята из Тринидада.


Асфальтовое озеро Пич-Лейк, Тринидад

Асфальт используют для покрытия автомобильных дорог, для кровли, для изготовления различных лаков, клеев и замазок, также применяют как электро- и гидроизоляционный материал.

Предыстория расцвета

В девятнадцатом веке изначально улицы городов вымащивались камнями. В таких странах, как США, Швейцария, и Франция, с середины девятнадцатого столетья для дорожного покрытия стали использовать битумно-минеральные смеси. Первый литой асфальт на основе нефтяных битумов появился в США в 1876 году. «Пионером» тротуарного покрытия асфальтобетон стал в Париже 30-х годов при устилке и облагораживания Королевского моста, а немного позже и для моста под названием Моран, переброшенном в Лионе через реку Рону.

Дорожные коммуникации развивались очень бурно и требовали новых технологий и видов , которые сооружались так же быстро и легко, как и полотна из земли.

Впервые автодорожное полотно было создано индустриальным методом в США в 1892 году, в ширину оно было 3 метра и изготовлено из бетона. А через двенадцать лет дорожные конструкции уже производились при помощи гудронатора, по которому горячий битум свободно стекал.

Первопроходцем массового производства асфальта в России был инженер И.Ф. Буттац. Первым российским заводом, на котором производили этот дорожный материал, стал Сызранский (еще в далеком 1873 году).

Преимущества асфальта в современном мире

Как оказалось, асфальт - это подходящий идеальным образом материал для покрытия дорог, потому что у него масса преимуществ. Со временем он становился все ровнее, что уменьшало шум колес. В отличие от цементобетона, который использовался ранее, асфальтобетон быстро высыхал, твердел, набирал прочность и «разрешал» открывать движение практически сразу. Цементобетону для этого требовалось целых двадцать восемь дней.

В современном мире асфальт широко используется и является самым популярным материалом покрытия различных территорий. Одним из многочисленных преимуществ этого битумного вещества является его пластичность и способность прогибаться, а не ломаться. Это очень важно при создании взлетных полос, так как иногда вес самолета может превышать 140 тонн. Это качество также значимо в создании автомобильных дорог, по которым ездят огромные грузовики, вес которых может быть больше сорока пяти тонн.

Асфальтное покрытие очень практично, оно легко поддается ремонту, замечательно держит любую разметку дороги, хорошо моется и обладает нужной жесткостью для сцепления колес с дорогой.

Современные технологии не стоят на месте и продолжают развиваться. Это касается и асфальтного материала, и методов его покрытия. В список плюсов давно добавлена способность выдерживать большую жару и сильные холода, не боясь перепадов температур.

У асфальта глубокие исторические корни, он уже был известен древним египтянам и финикийцам. Но, в отличие от нашего времени, асфальт предназначался совсем для других целей, чем покрытие древних дорог. Если разобраться, из чего состоит асфальт природного происхождения, то горный естественный асфальт содержит до 75% битумов. Само название асфальтов обязано греческому слову «ἄσφαλτος», что можно перевести как «горная смола».

Египтяне с помощью асфальта составляли бальзамирующие составы для сохранения мумий фараонов. Авиценна рекомендовал асфальт для лечения болезней по аналогии с мумие. Практичные финикийцы и индейцы пропитывали асфальтовыми составами свои морские корабли и каноэ. Мало кто знает, что до 20-го века Мертвое море называлось Асфальтовым морем, поскольку глыбы этого природного материала всплывают на поверхность.

История применения асфальтобитумных составов

По происхождению асфальтовые составы или смеси подразделяют следующим образом:

  1. Природные асфальты, которые образуются из тяжелых фракций нефти и их остатков после испарения более легких составляющих компонентов;
  2. Искусственные асфальты (так называемые асфальтобетонные смеси) – строительные материалы, производимые из смесей битума и других веществ.

Однозначно в состав асфальта должны входить битум как вяжущее вещество и минеральные заполнители. Но если в естественные асфальты битум входит в количестве до 75%, то искусственные асфальтобетонные смеси содержат битума в пределах 4-10%. Именно битуму обязаны своей уникальностью асфальтовые смеси.

Интересно, что до глиняной посуды человек времен неолита пользовался для приготовления пищи битумной посудой. Вяжущие свойства битума древние охотники и рыболовы использовали при креплении наконечников копий и для водонепроницаемой обработки своих лодок. Как уже говорилось, битум в составе асфальтов использовался древними врачевателями.

Первая половина 19-го века знаменательна появлением битумно-минеральных смесей в качестве покрытия булыжных мостовых ряда крупных городов Франции, Голландии, Швейцарии, а немного позже – в США. Согласно хроникам тех лет, первое покрытие из асфальта уложили в 30-х годах 19 века на тротуары в Париже. Примерно в те же годы заасфальтировали тротуар моста Моран через Рону в Лионе.

Более точно датированы работы по асфальтированию в России:

  • 1839 год – асфальтирование в Санкт-Петербурге, протяженность покрытия тротуара составила 45,5 погонных метров;
  • Тогда же – часть Тучкова моста протяженностью 8,5 метров;
  • Москва чуть отстала от северной столицы, покрытие уложили в 70-х годах на улице Тверской, но это уже было новое, асфальтобетонное покрытие.

Используемый в асфальтовых смесях для дорожного покрытия битум придал упругость дорожному полотну, а его способность растекаться позволила равномерно распределиться готовой смеси, покрыв имеющиеся неровности дороги. Ровный слой дорожного покрытия сразу обратил на себя внимание, резко снизив шумовые эффекты от проезжающего транспорта. Напомним, что в середине 19-го века не было и в помине автотранспорта, а колеса гужевого транспорта не оснащались надувными шинами.

Кроме применения в качестве дорожного материала, битум используется в ряде других сфер производства:

  • Устройство гидроизоляции в зданиях, сооружениях, дорожных покрытиях;
  • С помощью битума выполняется гидроизоляция прокладываемых трубопроводных систем;
  • Битум входит в состав кровельных материалов;
  • Битум необходим при изготовлении заливочных мастик для аккумуляторов;
  • Кабельная и лакокрасочная промышленности не обойдутся без битума.

Разновидности асфальтобетонных смесей

Основанием для классификации всего множества асфальтобетонов служит не сам базовый перечень компонентов, входящих в текстуру конкретной смеси, а долевое соотношение компонентов, то есть состав асфальта в процентах плюс значения отдельных определяющих характеристик вошедших компонентов. По процентному содержанию основных составляющих асфальты разделяют на три основных вида:

  • Марка 1, область использования которой ограниченна строительством автодорог и городским благоустройством. Эти материалы не рекомендуются для роли верхнего покрывающего слоя дорожных полотен. Их применяют в качестве выравнивающей подложки для укладки превосходящих по плотности материалов;
  • Марка 2, которая представляет собой пресловутый «среднестатистический» асфальтобетон для широкой области применения, начиная от строительства новых дорог, заканчивая текущим ремонтом и благоустройством территорий;
  • Марка 3, в составе которой нет щебня. Его замещают минеральные порошки и песок высокого качества.

Это важно! Соотношение весовых долей минеральных составляющих и битума определяет прочность асфальтобетонного полотна. Песчаные смеси пригодны лишь для благоустройства территории парка, тогда как высокое содержание битума необходимо для покрытия автобанов.

Кто есть кто в мире открытий и изобретений Ситников Виталий Павлович

Кто изобрел асфальт?

Кто изобрел асфальт?

Мы привыкли к асфальту, этому невзрачному серому материалу. Его можно увидеть повсюду – у нас под ногами, на крышах зданий, в каналах и на днище просмоленной лодки и даже на картинах великих художников: в основе красок, которыми они пользовались, лежит природная горная смола, называемая асфальтом. Именно как «горная смола» переводится с греческого слово «асфальт». В обиход ввел его историк Геродот, рассказавший нам в своей «Истории» об этом материале и о его местонахождении в Месопотамии.

Древние римляне называли горную смолу битумом. По сути это одна из составляющих нефти. Асфальтом-битумом в древности запечатывали амфоры с вином, применяли его в качестве особого клея, смолили днища кораблей. Им покрывали полы хранилищ для зерна, чтобы предохранить их от влаги, им промазывали стыки между плитами храмов, скрепляли между собой кирпичи и камни, которыми выкладывали берега водоемов и оросительных каналов.

Знали об этом материале не только на древнем Востоке и в античных государствах. Асфальт-битум был известен и древним инкам, создавшим свою цивилизацию в Америке. Когда в начале XVI века первые завоеватели-европейцы попали в Южную Америку, их взору открылись удивительно широкие и ровные дороги-магистрали, выложенные огромными каменными плитами, стыки которых были промазаны асфальтом. Отдельные участки этих дорог служат надежным средством передвижения для современных жителей Боливии.

Из книги Энциклопедический словарь (А) автора Брокгауз Ф. А.

Асфальт Асфальт – горная, минеральная, или иудейская смола, представляющая черное или черно-бурое, сильно блестящее вещество, плавящееся при 100° Ц., растворимое в терпентинном масле, петролеуме и бензине; уд. вес: 1,1 – 1,2, запах слабый, битуминозный. Эта ископаемая смола,

Из книги Все обо всем. Том 1 автора Ликум Аркадий

Как появился асфальт? С самого рождения ты видел асфальт - бегал по асфальтовым тротуарам, катался на велосипеде и автомобиле по асфальтовым дорогам. А известно ли тебе, что асфальтом еще пользовались в древности? Благодаря своим водостойким свойствам асфальт был

Из книги Большая Советская Энциклопедия (АС) автора БСЭ

Из книги 100 магнитоальбомов советского рока автора Кушнир Александр

Из книги Новейшая книга фактов. Том 1 [Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина] автора

Почему, как поется в известной песне, «даже прочный асфальт пробивает былинка-трава»? Причина столь высокой «пробивной» способности растений заключается в том, что давление внутри растительной клетки достигает нескольких атмосфер – не меньше, чем в перфораторе, которым

Из книги Энциклопедический словарь крылатых слов и выражений автора Серов Вадим Васильевич

Там, где кончается асфальт Название (в советском прокате с 1960) бразильского кинофильма, снятого бразильским режиссером Освальдо Сампайо по собственному сценарию. В те годы была в СССР была очень популярна песенка из этого фильма - «Крепче за баранку держись,

Из книги Все обо всем. Том 4 автора Ликум Аркадий

Кто изобрел мяч? Никто не знает, кто первым начал играть в мяч, но было это еще в доисторические времена. Каждая цивилизация, от первобытных времен до наших дней, играла в игры, используя различные виды мяча. Некоторые древние народы плели мяч из тростника, другие

Из книги 3333 каверзных вопроса и ответа автора Кондрашов Анатолий Павлович

Почему, как поется в известной песне, «даже прочный асфальт пробивает былинка – трава»? Причина столь высокой «пробивной» способности растений заключается в том, что давление внутри растительной клетки достигает нескольких атмосфер – не меньше, чем в перфораторе,

Из книги Все обо всем. Том 5 автора Ликум Аркадий

Кто изобрел лифт? Лифт был изобретен не каким-то одним человеком, а эта идея развивалась на протяжении длительного времени. Механизмы, действующие по принципу лифта, использовались уже много веков тому назад. Древние греки поднимали предметы, используя блоки и лебедки.

Из книги Новейшая книга фактов. Том 1. Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина автора Кондрашов Анатолий Павлович

Из книги Мир вокруг нас автора Ситников Виталий Павлович

Что такое асфальт? Кто же не знает асфальта, скажете вы. Асфальтом покрыты дороги и тротуары, многие из вас видели, как асфальт укладывают, а кто-то, может быть, даже пробегал по еще мягкому, незатвердевшему асфальту, оставив здесь на долгие годы свои следы. Но вряд ли многие

Из книги Кто есть кто в мире открытий и изобретений автора Ситников Виталий Павлович

Кто изобрел расческу? «Ну и вопросик, – скажете вы. – Откуда нам это известно?» Да, действительно, назвать имя этого человека мы не можем. Да и было ли у него имя? Ведь первые гребни для ухода за волосами, которые обнаружили при археологических раскопках ученые, относятся к

Из книги автора

Кто изобрел косметику? Косметика всегда была нужна для того, чтобы сделать женщину более привлекательной. Но всегда существовали разные идеалы красоты, поэтому в разное время, в разных странах косметика была разной. Например, женщины диких африканских племен украшали

Из книги автора

Кто «изобрел» хлеб? Бесспорно, хлеб – одно из величайших изобретений человеческого ума. Кому оно принадлежит? Как и когда зерно, известное людям с незапамятных времен, стало превращаться в духмяный хлебный каравай, булку, лепешку? Ответы на эти вопросы нам дают находки

Из книги автора

Кто изобрел трактор? Паровая машина Кюньо 1770 года была одновременно трактором и машиной. Однако изобретение трактора обычно приписывается англичанину по имени Кили. В 1825 году изобретатель сконструировал машину на колесах, приспособленную к передвижению по любому виду

Из книги автора

Кто изобрел мельницу? Мельница была изобретена теми людьми, которые выращивали зерно. Вначале, чтобы превратить зерно в муку, люди использовали ступы (сегодня они используются, например, фармацевтами при изготовлении лекарств).Позже приспособили устройство из двух

Для людей двадцать первого века асфальт такая же обыденность, как и машины, для которых он служит идеальным покрытием для дорог, но так было не всегда. Еще недавно, в девятнадцатом веке, городские улицы были вымощены булыжником, но бурное развитие автомобильной промышленности и изобретение двигателя внутреннего сгорания вынудили усовершенствования технологий дорожного покрытия. Потребовалось эффективное и простое производство дорог. Мало кто знает, но асфальт был известен еще в древности. В Вавилоне его называли «смола», а древние римляне знали его как «битум». Но тогда его использовали как материал для изоляции от воды в кораблестроении и строительстве резервуаров для жидкости. В Египте асфальт использовался при мумификации, а некоторые врачи древности приписывали ему лечебные свойства.

По составу асфальт представляет собой смесь битумов, песка, гравия или щебня. В природе он встречается как в жидком, так и в твердом виде. При нагревании асфальт становится мягким и пластичным, затем снова затвердевает при охлаждении.

Существует два вида асфальта.

  • Натуральный - образуется из нефти в результате естественных химических процессов. Его можно встретить на небольшой глубине в виде пластовых залежей.
  • Искусственный - получают промышленным путем в результате перегонки сырой нефти на специализированных заводах.

Натуральный природный асфальт содержит гораздо больше битума, чем искусственный. В натуральном битума содержится от 60 % до 75 %, в искусственном - от 13 % до 60%.
Самое большое в мире месторождение природного асфальта расположено на юго-западе острова Тринидад, битумное озеро площадью в 40 гектаров и глубиной более 30 метров. С текущими темпами использования запасы асфальтового озера будут добываться не менее чем 400 лет. Первый асфальт, который появился в США в 1876 году в ходе строительства дороги в Вашингтоне, был добыт на острове Тринидад. В Европе асфальт впервые применили при строительстве Королевского моста в Париже в тридцатых годах прошлого века, а также на мосту через реку Рону в Лионе. В России начало эры асфальта приходится на 1839 год, когда в Петербурге были проложены первые тротуары.

Свойства асфальта оказались очень практичными для строительства дорог. Он ровно ложится, обладает структурой, обеспечивающей хорошее сцепление, легок в ремонте. Асфальт быстро высыхает и приобретает достаточную прочность, что позволяло использовать дороги сразу после его укладки.
В современном производстве применяют смесь асфальта и цемента. Эта технология придает асфальту пластичность, способность выдерживать большое давление, перепады температур и при этом не разрушаться. С появлением многотонных грузовиков и развитием авиации, так как нагрузка на покрытие колоссально увеличилась, требования к дорогам выросли. Это заставило производителей асфальта совершенствовать технологию производства. Для строительства специализированных объектов, требующих повышенный запас прочности, используют добавки модификаторы - сверхпрочный дробленый камень и переработанные старые покрышки.

— это тяжелое, темно-коричневое или черное минеральное вещество, одно из нескольких смесей углеводородов, называемых битумами. Асфальт — это сильный, универсальный и химически стойкий связующий материал, который адаптируется к различным видам его применениям. Асфальт связывает щебень и гравий (обычно называемый агрегатом) в прочное поверхностное покрытия дорог. Асфальт, также известный как минеральная смола, получен из природных источников, таких как нативный асфальт или брея, или как побочный продукт нефтяной промышленности (нефтяной асфальт).

Интересный факт! Доисторические скелеты животных были полностью сохранены в естественных асфальтовых отложениях, одним из самых известных, из которых является Ла-Брей-Тар-Питс, в Лос-Анджелесе, Калифорния.

Исторический факты об асфальте

Асфальт является одним из старейших в мире инженерных материалов, который использовался с самого начала цивилизации. О том, что такое асфальт знали и шумерские народы. Так у шумеров была процветающая судостроительная промышленность, которая производила и использовала асфальт для уплотнения и гидроизоляции. Еще в 2600 г. до н.э. египтяне использовали асфальт в качестве гидроизоляционного материала, а также для обертываний мумий в качестве консерванта. Древние цивилизации широко использовали асфальт в качестве раствора для строительных и тротуарных блоков, используемых в храмах, ирригационных системах, водохранилищах и автомагистралях. Асфальты, используемые ранними цивилизациями, имели природное происхождение и были найдены в геологических пластах как мягкие, пригодные к действию растворы, так и твердые, хрупкие черные жилы горных пород (также называемые асфальтовым углем). Природный асфальт образовывался, когда сырые нефтяные масла пробивались сквозь трещины на земную поверхность. Действие солнца и ветра высушивало легкие масла и газы, оставляя черный осадок. Естественные асфальты широко использовались до начала 1900-х годов. С открытием возможностей для перерабатывания асфальта из сырой нефти и растущая популярность автомобиля послужили значительному расширению асфальтовой промышленности. Современный нефтяной асфальт обладает такими же прочными качествами, как и природный асфальт, с дополнительным преимуществом — до однородного состояния, свободного от органических и минеральных примесей.

Из чего делают асфальт? Из чего состоит?

Сырьем, используемым в современном производстве асфальта – нефть. Нефтяные скважины поставляют сырую нефть на нефтеперерабатывающие заводы, где она разделяется на ее различные компоненты или фракции через дистилляцию этого ископаемого.

Процесс производства асфальта

1. После разделения на фракции, нефть дополнительно очищают до других продуктов, которые включают асфальт, парафин, бензин, смазочное масло, керосин и дизельное масло. Поскольку асфальт является базовым или тяжелым компонентом сырой нефти, он не испаряется и не кипит во время процесса дистилляции. Асфальт по существу является тяжелым остатком процесса переработки нефти.

2. Далее асфальт можно смешать или «обрезать» летучим веществом, что приведет к мягкому и работоспособному продукту с более низкой температуре, чем чистый асфальтовый цемент. Когда асфальт для обрезки используется для мощения или строительства, летучий элемент испаряется при воздействии воздуха или тепла, оставляя твердый асфальтовый цемент. Нагретый асфальтовый цемент смешивают с остаточным асфальтовым маслом из более раннего процесса дистилляции для медленного отверждения асфальта, с керосином для среднего отверждения и с бензином или лигроином для быстротвердеющего асфальта.

3. Асфальтовый цемент также может быть эмульгирован для получения жидкости, которую можно легко прокачивать по трубам, смешивать с заполнителем или распылять через сопла. Для эмульгирования асфальтовый цемент измельчается в глобулах от 5 до 10 микрон и меньше (один микрон равен одной миллионной доли метра). Затем смешивается с водой. Добавляется эмульгатор, который уменьшает склонность асфальта и воды к разложению. Эмульгирующим агентом может быть коллоидная глина, растворимые или нерастворимые силикаты, мыло или сульфированные растительные масла.

4. Асфальт также может быть измельчен для получения порошкообразного асфальта. Асфальт измельчается и пропускается через серию сит для обеспечения равномерного размера гранул. Приведенный в действие асфальт можно смешивать с дорожным маслом и заполнителем для строительства тротуаров. Тепло и давление на дороге медленно смешивают порошок с заполнителем и связующим маслом, а вещество асфальтового цемента затвердевает до консистенции, аналогичной обычному асфальтовому цементу.

Важно! Существует два типа асфальтовых смесей: горячая смесь и холодная смесь. Асфальт горячего смешивания (HMA) обычно используется для более тяжелых участков движения, в то время как асфальт с холодной смесью используется для вторичных дорог.

Очень часто руководители дорожного строительства, чья задача заключается в укладке битумно-бетонной смеси, хотят знать, какой точный расход асфальта на 1 м2?

Прежде всего, нужно учитывать тип битумно-бетонной смеси.

Наибольшее количество — около 25,5 кг на 1 см толщины — хараткерен для каменной мастики асфальтовой смеси (SMAM). Это можно объяснить кривой гранулометрического состава SMAM (высокой степенью заполнения каркаса зернами разного размера).

Количество на 1 м2 цветного асфальта составляет 25 кг (толщина 1 см).

Количество смеси крупнозернистого заполнителя меньше — около 24 кг на 1 м2 (при условии толщины 1 см), поскольку их гранулированная кривая прерывистая, то есть пространство между крупными зернами заполняется песком, но не с мелкой фракционной пылью для скрининга камня, как это имеет место в случае SMAM ,

Для песчаной битумно-бетонной смеси количество составляет 23,5 кг на 1 м2, так как плотность песка ниже, чем плотность щебня.

Вышеуказанные данные не являются точными, они могут изменяться вверх или вниз в соответствии с типом щебня или песка, который используется, так как плотность минеральных материалов и их физико-химические свойства различаются в зависимости от места их извлечения.

Таким образом, если план состоит в том, чтобы покрыть участок дороги общей площадью 1000 м2, толщиной 5 см с битумно-бетонной смесью типа SMA, расчет должен быть выполнен по простой формуле:

25 кг * 5 см = 125 кг = 0,125 т — количество битум-бетонной смеси, необходимое для покрытия 1 м2 поверхности.

В нашем случае площадь поверхности составляет 1000 м2, поэтому, умножая эту площадь на 0,125 т, мы получаем 125 т куб.

Итог — 1 тонны битумно-бетонной смеси достаточно, чтобы покрыть 8 квадратных метров поверхности. Эти цифры сугубо индивидуальны, но для ориентира их можно использовать для примерных подсчетов.

 
Статьи по теме:
Александр толстой произведение петр 1 краткое содержание
«Петр Первый» — исторический роман. Жанровая специфика исторического романа предопределена временной дистанцией между моментом создания произведения и тем, к которому обращается автор. В отличие от романа о современности, обращенного к реалиям сегодняшнег
Презентация по теме безопасность опасные предметы
Причины возникновения пожара Неосторожное обращение с огнем: разведение костров и небрежное обращение с ними, разогревание горючих веществ на газовых или электрических плитах и т. п. Нарушение правил эксплуатации бытовых электроприборов: телевизор перегре
Основные идеи философии эпикура
15. Эпикур и эпикурейцыВыдающимися представителями эпикуреизма являются Эпикур (341–270 до н. э.) и Лукреций Кар (ок. 99–55 до н. э.). Это философское направление относится к рубежу старой и новой эры. Эпикурейцев интересовали вопросы устроения, комфорта
Распространение тюркских языков Сильная ветвь алтайского дерева
Расселены на огромной территории нашей планеты, начиная от бассейна холодной Колымы до юго-западного побережья Средиземного моря. Тюрки не принадлежат к какому-то определенному расовому типу, даже среди одного народа встречаются как европеоиды, так и монг