Реологические характеристики нефтяных битумов по системе Superpave

Е.К. Онгарбаев; А.Б. Жамболова; А.Р.  Кенжегалиева

doi:10.18321/cpc23(2)173-184

Авторлар

Е.К. Онгарбаев Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті, әл-Фараби даңғылы, 71, Алматы, Қазақстан; Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр к-сі, 172, Алматы, Қазақстан
А.Б. Жамболова Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр к-сі, 172, Алматы, Қазақстан
Ә.Р. Кенжеғалиева Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр к-сі, 172, Алматы, Қазақстан

DOI:

https://doi.org/10.18321/cpc23(2)173-184

Кілт сөздер:

мұнай битумдары, реологиялық сипаттамалар, Superpave жүйесі, ескіру, деформация

Аңдатпа

Жол қозғалысы қарқындылығының артуы және жаһандық жылыну жол-құрылыс материалдарының физикалық-механикалық сипаттамаларына қойылатын талаптарды жетілдіруді талап етеді. Битумды тұтқыр заттардың стандартты физикалық-механикалық қасиеттері оларды асфальтбетон қоспаларының құрамында ұсыну үшін жеткіліксіз, сондықтан олардың реологиялық сипаттамаларын Superpave жүйесі бойынша анықтау қажет. Жұмыста алғаш рет Superpave жүйесі бойынша сынақтар нәтижесінде мұнай битумдарын қозғалыс категориялары бойынша ұсыныстар жасалды. БНД 70/100 және БНД 100/130 битумдарының ескіруге дейінгі және одан кейінгі стандартты физика-механикалық және реологиялық сипаттамалары анықталды. БНД 70/100 битумының БНД 100/130 битумымен салыстырғанда ескіруге дейін және одан кейінгі жоғарғы кризистік температурасы бар, бұл оның қаттылығын және жоғары температурада ойық түзілуге жақсы төзімділігін растайды. Көп рет қайталанатын жүктеме кезіндегі жылжығыштыққа және қалпына келтіру сынақтары БНД 70/100 битумымен салыстырғанда БНД 100/130 битумының ойық түзілуге жақсы төзімділігін және жүктеме өзгерістеріне төмен сезімталдығын көрсетті. БНД 70/100 битумының 3,2 кПа жүктеме кезінде қалпына келмейтін жылжығыштыққа икемділік көрсеткіші 1,0931 кПа^-1-ге тең, «H» белгісіне сәйкес келеді және қарқынды көлік қозғалысы үшін ұсынылады. БНД 100/130 битумының бұл көрсеткішінің мәні 0,8158 кПа^-1, «V» белгісіне сәйкес келеді және өте қарқынды көлік қозғалысы үшін ұсынылады.

Әдебиеттер тізімі

(1) G.V. Nazarenko, A.S. Przhekenova, Departmental standard «Quality control and acceptance of works during construction and repair of highways», Sci. Pract. J. Jolshy. 4 (2024) 31–33. (In Russian).

(2) The bitumen industry: a global perspective: production, chemistry use, specification and occupational exposure, Asphalt Institute, Eurobitume. Lexington, Brussels, 2015. 58 p.

(3) ASTM D7175-15. Standard Test Method for Determining the Rheological Properties of Asphalt Binder Using a Dynamic Shear Rheometer, ASTM Int., 2017.

(4) D. D’Melo, R. Taylor. Constitution and structure of Bitumens, In: The Shell Bitumen Handbook – London: ICE Publ., 2015 P. 47–62.

(5) F.T.S. Aragão, Y.-R. Kim, J. Lee. Research on Fatigue of Asphalt Mixtures and Pavements in Nebraska, Nebr. Dep. Transp. Res. Rep. 41 (2008) 60.

(6) G.D. Airey, B. Rahimzadeh, A.C. Collop, Linear and Nonlinear Viscoelastic Behaviour of Bituminous Binders, Road Mater. Pav. Des. 5 (2004) 39–59. Crossref

(7) V. Loise, P. Caputo, M. Porto, P. Calandra, R. Angelico, C.O. Rossi, A Review on Bitumen Rejuvenation: Mechanisms, Materials, Methods and Perspectives, Appl. Sci. 9 (2019) 4316. Crossref

(8) J. Peralta, L. Hilliou, H. Silva, A. Machado, J. Pais, J.R.M. Oliveira, Rheological quantification of bitumen aging: Definition of a new sensitive parameter, Appl. Rheol. 20 (2010) 63293.

(9) D. Lesueur, The Colloidal Structure of Bitumen: Consequences on the Rheology and on the Mechanisms of Bitumen Modification, Adv. Col. Interf. Sci. 145 (2009) 42–82. Crossref

(10) S. Erkens, L. Porot, R. Glaser, C.J. Glover, Aging of Bitumen and Asphalt Concrete: Comparing State of the Practice and Ongoing Developments in the United States and Europe. Proc. Transp. Res. Board. 1 (2016) 1–12.

(11) P. Apostolidis, X. Liu, C. Kasbergen, A.T. Scarpas, Synthesis of Asphalt Binder Aging and the State of the Art of Antiaging Technologies, Transp. Res. Rec. 2633 (2017) 147–153. Crossref

(12) C.O. Rossi, B. Teltayev, R. Angelico, Adhesion Promoters in Bituminous Road Materials: A Review, Appl. Sci. 7 (2017) 524. Crossref

(13) M. Zaumanis, R.B. Mallick, L.D. Poulikakos, Effect of thermal and oxidative aging on asphalt binders rheology and chemical composition, Materials. 13 (2020) 4438. Crossref

(14) R. Miró, A.H. Martínez, F. Moreno-Navarro, C. Rubio-Gámez, Effect of ageing and temperature on the fatigue behaviour of bitumens, Mater. Des. 86 (2015) 129–137. Crossref

(15) K. Blazheevsky, M. Wuychik-Vishnevskaya, Bitumen reference book [Bitumnyi pravochnik], Poland: ORLEN Asfalt Sp. z o.o., 2017. 136 p. (In Russian). URL

(16) I.V. Piskunov, I.M. Rozhkov, A.V. Kharpaev, N.Yu. Bashkirtseva, Main trends in the production and application of bituminous materials, Oil Ref. Petrochem. [Neftepererabotka i neftehimiya] 11 (2021) 3–16.

(17) ST RK 3997-2024, Asphalt concrete road mixtures and asphalt concrete. Volumetric-functional design system. Technical requirements, Astana, 2024.

(18) ST RK 1373-2013, Bitumen and bitumen binders. Viscous petroleum road bitumen. Technical conditions, Astana, 2013.

(19) ASTM D2872-04, Standard Test Method for Effect of Heat and Air on a Moving Film of Asphalt (Rolling Thin-Film Oven Test), ASTM Int., 2012.

(20) AASHTO M 320-23, Standard Specification for Performance-Graded Asphalt Binder, American Assoc. State Highw. Transp. Offic., 2023.

(21) ASTM D7175, Standard Test Method for Determining the Rheological Properties of Asphalt Binder Using a Dynamic Shear Rheometer, ASTM Int., 2023.

(22) AASHTO T315-24, Standard Method of Test for Determining the Rheological Properties of Asphalt Binder Using a Dynamic Shear Rheometer (DSR), American Assoc. State Highw. Transp. Offic., 2024.

(23) GOST 9128-2013, Asphalt concrete, polymer asphalt concrete mixtures, asphalt concrete, polymer asphalt concrete for highways and airfields. Technical conditions, Moscow: Standartinform, 2014.

(24) AASHTO M 332-23, Standard Specification for Performance-Graded Asphalt Binder Using Multiple Stress Creep Recovery (MSCR) Test, American Assoc. State Highw. Transp. Offic., 2023.