Laboratory studies to reduce the technological aging of bitumen / Лабораторні дослідження щодо зменшення технологічного старіння бітумів

Опубліковано:
Номер: Випуск 18(2018)
Розділ: Будівництво та цивільна інженерія
Cторінковий інтервал статті: 107-118
Ключові слова: асфальтобетон, бітум, енергозберігаюча добавка, компаундування, старіння бітуму, поверхнево-активна речовина
Як цитувати статтю: Ivan Kopynets, Oksana Sokolova, Iryna Gudyma, Alina Yunak Laboratory studies to reduce the technological aging of bitumen. Дорогі і мости. Київ, 2018. Вип. 18. С. 107-118.
Як цитувати статтю (references): Ivan Kopynets, Oksana Sokolova, Iryna Gudyma, Alina Yunak Laboratory studies to reduce the technological aging of bitumen. Dorogi і mosti [Roads and bridges]. Kyiv, 2018. 18. P. 107-118 [in English]

Автори

Державне підприємство «Державний дорожній науково-дослідний інститут імені М.П. Шульгіна», м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0003-4544-6551
Державне підприємство «Національний інститут розвитку інфраструктури» (ДП «НІРІ»), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0002-0908-4795
Державне підприємство «Національний інститут розвитку інфраструктури» (ДП «НІРІ»), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0003-4202-8661
Державне підприємство «Національний інститут розвитку інфраструктури» (ДП «НІРІ»), м. Київ, Україна
https://orcid.org/0000-0002-5294-5554

Анотація

Вступ. Довговічність дорожніх покриттів забезпечується збереженням стабільності їх основних фізико-механічних характеристик при різних робочих навантаженнях, погодних та кліматичних умовах. Одним з основних факторів, що сприяють такій стабільності, є стійкість бітуму до старіння.
Проблематика. Процес старіння бітумів – це сукупність незворотних змін структури та фізико-технічних характеристик бітумів, що відбуваються при їх використанні під дією зовнішніх факторів. Найбільш швидке старіння бітумів відбувається в тонких плівках при приготуванні асфальтобетонних сумішей. Головними чинниками старіння при цьому є кисень повітря і висока температура, які обумовлюють інтенсивні окиснювальні та термоокиснювальні процеси. Також, постійні зміни властивостей бітуму відбуваються під час експлуатації асфальтобетонних покриттів, які призводять до погіршення його якості та руйнування асфальтобетону.
Мета. Розробка технологій, спрямованих на зменшення старіння бітумів при технологічній переробці, що дозволить підвищити якість бітумів і асфальтобетонів та подовжити строки служби дорожніх покриттів.
Результати. В роботі досліджено зміну властивостей бітумів при технологічному старінні. Встановлені заходи та технології підвищення стійкості бітумів до технологічного старіння. Введення до складу бітуму поверхнево-активних речовин практично не впливає на їх фізико-технічні властивості. Однак вони дають можливість підвищити стійкість окислених бітумів до старіння шляхом зміни процесів структуроутворення в бітумі та адсорбції поверхнево-активних речовин на асфальтенах. Компаундування окисленого бітуму з залишковим бітумом призводить до зростання його залишкової пенетрації та зниження індексів старіння. Використання енергозберігаючих добавок дозволяє знизити температури приготування та ущільнення асфальтобетонних сумішей, що сприяє зменшенню термоокислювального старіння бітуму, а отже підвищенню його довговічності.
Висновки. Розроблені технології підвищення стійкості бітумів і асфальтобетонів до старіння дозволять подовжити строки служби дорожніх покриттів.

Посилання

1. Колбановская А.С., Михайлов В.В. Дорожные битумы. Москва, 1973. 264 с.

2. Руденская И.М., Л.А. Горелышева, А.Н. Измайлов Особенности структуры дорожных битумов разного происхождения по данным электронной микроскопии. Нефтепереработка и нефтехимия. Москва, 1979. N 3. С. 18-20.

3. EN 12607-1:2014 Bitumen and bituminous binders - Determination of the resistance to hardening under influence of heat and air. Part 1: RTFOT method. Brussels, 2014. 15 p. (Information and documentation).

4. ДСТУ 4044-2001 Бітуми нафтові дорожні в'язкі. Технічні умови. Київ, 2001. 15 с. (Інформація та документація).

5. EN 1426:2015 Bitumen and bituminous binders - Determination of needle penetration. Brussels, 2015. 14 p.. (Information and documentation).

6. EN 1427:2015 Bitumen and bituminous binders - Determination of softening point. Ring and Ball method. Brussels, 2015. 18 p. (Information and documentation).

7. EN 12593:2015 Bitumen and bituminous binders - Determination of Fraass breaking point. Brussels, 2015. 17 p. (Information and documentation).

8. ASTM D113-17 Standard Test Method for Ductility of Asphalt Materials. The USA, 2017. 5 p. (Information and documentation).

9. EN 13302:2010 Bitumen and bituminous binders - Determination of dynamic viscosity of bituminous binder using a rotating spindle apparatus. Brussels, 2010. 13 p. (Information and documentation).

10. Исраилова З.С. Влияние технологии битумов на устойчивость к старению: автореф. дис. … канд. техн. наук. Астрахань, 2012. 24 с.

11. Чан Нят Тан. Регулирование термоокислительной стабильности дорожных битумов и битумных материалов: автореф. дис. … канд. техн. наук. Москва, 2010. 26 с.

12. ЕN 12591:2009 Bitumen and bituminous binders - Specifications for paving grade bitumens. Brussels, 2009. 29 p.

13. ДСТУ Б В.2.7-319:2016 Суміші асфальтобетонні і асфальтобетон дорожній та аеродромний. Методи випробувань. Київ, 2017. 75 с.