Сегодня большинство автомобильных дорог и тротуаров покрыты асфальтом и это явно один из самых распространенных строительных материалов в мире. Благодаря ровному асфальтовому покрытию автомобили едут максимально ровно, а люди не спотыкаются на тротуарах. Но это только при условии, что покрытие свежее и на нем нет разрушений. Асфальт стал массово применяться в 1800-е годы и в те времена был очень прочным — ему были не страшны ни капризы природы, ни тяжесть множества автомобилей. А сейчас асфальт начинает разрушаться в первые же месяцы после укладки. Если не верите, обратите внимание на дороги и тротуары у вашего дома — вы наверняка найдете огромное количество неровностей. Недавно японские ученые решили выяснить, что именно является причиной хрупкости асфальта и провели эксперимент, результаты которого хотя бы отчасти прояснили ситуацию. Возможно, благодаря этому открытию, асфальт станет прочнее.
Современный асфальт разрушается быстрее старого, но почему?
Что такое асфальт?
С научной точки зрения, асфальт — это горная смола, которая представляет собой черное вещество, плавящееся при 100 градусах Цельсия. Этот материал активно используется при строительстве различных дорог, вплоть до взлетно-посадочных полос для летательных средств. Также для многих людей может стать сюрпризом то, что асфальт входит в состав некоторых клеев и лаков, а вещество высшего класса используется даже в живописи. Но стоит учитывать, что асфальт бывает природного и искусственного происхождения. В качестве составной части для лаков и других веществ используется природный асфальт, а для строительства дорог — только искусственный.
В России укладка асфальта выглядит примерно так
Дорожный асфальт в России правильнее всего называть асфальтобетоном. В состав этого строительного материала обычно входит щебень, песок, минеральный порошок и битум. Первые два компонента вам уже наверняка известны, но что означают два последних термина? Минеральный порошок, который также известен как филлер, представляет собой смесь измельченного известняка и производственных отходов. Он придает покрытию механическую прочность и при этом делает его слегка упругим. Битум, который раньше назывался «земляной смолой», является смесью углеводородов и их производных. Если не углубляться в химию, то это черное и вязкое вещество, которое склеивает воедино все остальные компоненты асфальта.
Разлитый битум
Почему асфальт быстро разрушается?
Группа японских ученых под руководством Акихиро Мориеси уже давно заметила, что современный асфальт разрушается гораздо быстрее, чем материал, произведенный в 1960-е годы. Чтобы выяснить причину снижения качества, ученые изучили образцы асфальта из разных стран мира, а также фрагменты асфальта возрастом от 60 до 120 лет. В ходе научной работы они воссоздали условия их использования и проследили за происходящими в структуре асфальта изменениями через компьютерный томограф. Напомню, что эта технология позволяет заглянуть внутрь объектов, не разрушая их внешнюю оболочку.
Распределение трещин в новом асфальте (а) и 120-летнем образце (b)
Между старым и новым асфальтом авторы научной работы обнаружили одно важное отличие — современный материал содержит в своем составе слишком много лишних компонентов. Речь идет о фталатах, фосфатах и других химических соединениях, которые совершенно случайно проникают в материал еще в процессе его создания. Концентрация лишних веществ очень мала и составляет всего лишь от 0,0012% до 0,25%. Но этого количества с лихвой хватает для того, чтобы дорожное покрытие стало хрупким и покрывалось ямами спустя несколько месяцев со дня укладки. Также ученые выяснили, что прочность асфальта уменьшается из-за компонента, который придает покрытию водоотталкивающие свойства.
Главная проблема современного асфальта в том, что в его составе много лишних примесей
Есть небольшая надежда, что производители асфальтобетона обратят внимание на результаты исследования и изменят состав материала. Также им следовало бы изменить способ укладывания асфальта. Но даже при изменении состава дороги все равно могут разрушаться. Дело в том, что на долговечность асфальтового покрытия также влияют окружающие условия. Так, во время сильных дождей, дороги покрываются водой. Вода проникает в поры и надолго остается внутри, вплоть до похолоданий. С наступлением морозов она замерзает и превращается в лед, который разрывает покрытие, образуя трещины.
Стоит отметить, что в жаркие дни асфальтобетон может навредить вашему здоровью. Почитать, в чем заключается опасность, можно по этой ссылке.
Кобра против питона: эпическая схватка огромных змей (видео)