Теплопроводность асфальтобетона (асфальта)

Теплопроводность характеризует способность материала передавать тепло от его горячих частей к более холодным.
Этот показатель не нормируется для асфальтобетона и далеко не всегда учитывается при производстве асфальтобетонных смесей (АБС). Но это немаловажный фактор. Он влияет как на долговечность покрытия, так и на его эксплуатационные свойства.
Другое свойство, которое тесно связано с теплопроводностью – это температуропроводность. Оно характеризует, насколько быстро уравниваются значения температуры в разных слоях покрытия. Этот показатель вычисляется как отношение теплопроводности материала к его объемной теплоемкости и выражается в м2/с.
В этой статье мы рассмотрим такие вопросы:
- Как теплопроводность асфальта влияет на его качества
- От чего зависит теплопроводность асфальтобетона
- Как определяется теплопроводность асфальтобетона
- Какие значения теплопроводности имеют разные виды асфальтобетона
Эта информация будет актуальна как для обычных потребителей асфальтовой продукции, так и для студентов технических вузов и факультетов.
Как теплопроводность асфальта влияет на его качества
Есть такие характеристики, которые можно однозначно поделить на «положительные» и «отрицательные». Например, высокая прочность для асфальта – это хорошо, а высокое водонасыщение (способность поглощать влагу) – плохо.
С теплопроводностью дела обстоят сложнее. И у высоких, и у низких показателей здесь есть свои преимущества.
Теплопроводный асфальт имеет такие плюсы:
- Снижение образования температурных трещин
При нагревании асфальтобетон расширяется, а с понижением температуры – сжимается. Если материал имеет низкую теплопроводность, то температура в нем распределяется неравномерно. Более горячий (или холодный) поверхностный слой изменяет форму быстрее, чем нижние. В результате появляются температурные напряжения, которые и приводят к растрескиванию.
- Более эффективный подогрев асфальта
В ряде стран (Финляндии, Японии, США, Канаде, Норвегии и других) строятся дороги и тротуары со встроенными системами нагрева. Они призваны бороться со снегом и гололедом без применения реагентов, которые наносят вред окружающей среде. При этом асфальт с высокой теплопроводностью нагревается быстрее и равномернее, что позволяет сократить затраты на электроэнергию. В России таких систем пока нет, но предложения по их обустройству периодически выдвигаются.
- Возможность получения экологически чистой тепловой энергии
Если зимой асфальт нужно греть, то летом, наоборот, его можно использовать в качестве источника тепла. Ведь температура покрытий в жаркий солнечный день может достигать 70-80°C. Если проложить водопроводные трубы в толще асфальта с хорошей теплопроводностью, то на выходе можно получить достаточно теплую (пусть и не горячую) воду. И все это без образования вредных выхлопных газов и отходов.
Последние два пункта – скорее теоретические в условиях России. Хотя в странах Северной Америки, Европы и в Японии такие инновации уже либо используются, либо активно исследуются. А вот проблема трещинообразования у нас стоит очень остро.
Впрочем, у асфальтобетона с низкой теплопроводностью есть один, но очень весомый плюс. Это его теплоизоляционные свойства.
Почему это важно? Дело в том, что на территории России часто встречаются грунты плохого качества – глинистые, суглинистые, переувлажненные. При замерзании они разбухают и деформируют дорожное полотно. Такое явление называют морозным пучением.
В природе землю от чрезмерного промерзания защищает слой снега. Но, в соответствии с нормативами, дороги (особенно крупные) зимой должны чиститься до асфальта. Это значит, что земляное полотно под ними сильно промерзает. В таких случаях защитную функцию берет на себя асфальт с низкой теплопроводностью, а также разные теплоизоляционные материалы, которые укладываются под верхние слои покрытия.
Давайте подведем предварительный итог. Повышение теплопроводности асфальта выгодно в долгосрочной перспективе. Оно уменьшает температурное трещинообразование и, следовательно, продляет срок эксплуатации покрытий. А еще такое технологическое решение открывает новые возможности в области экологичной «зеленой» инфраструктуры. Но подобные инновации больше актуальны за рубежом, чем в России.
С другой стороны, в наших условиях есть потребность в асфальте с низкой теплопроводностью. Такой материал сокращает затраты на прокладку и ремонт дорог, построенных на пучинистых грунтах.
В следующем разделе мы поговорим о том, что влияет на эту характеристику материала.
От чего зависит теплопроводность асфальта
Асфальтобетон относится к нежесткому типу дорожных покрытий. Это значит, что его качества во многом зависят от внешних условий – температуры, влажности, срока эксплуатации и других. Также на его свойства влияют компоненты самого материала (битум, щебень, песок, минеральные порошки) и их соотношение.
Продолжение читайте на нашем сайте: