ВПЛИВ РІЗНИХ ТИПІВ МОДИФІКАТОРІВ НА ВЛАСТИВОСТІ БІТУМІВ ТА АСФАЛЬТОБЕТОНІВ НА ЇХ ОСНОВІ
DOI:
https://doi.org/10.31650/2786-6696-2025-12-102-113Ключові слова:
бітум нафтовий дорожній, полімер, синтетичний віск, міцність при стиску, водонасичення, асфальтобетонна суміш.Анотація
Автомобільні дороги мають критично важливе значення для розвитку національної економіки та відновлення інфраструктури в умовах воєнного часу. Основним матеріалом для будівництва дорожнього покриття є асфальтобетон, до складу якого входить бітум нафтовий дорожній. В Україні єдиним виробником цього матеріалу є Кременчуцький НПЗ (ПАТ «Укртатнафта»), що зумовлює необхідність імпорту бітуму.
У роботі досліджено вплив різних модифікаторів (полімерних, енергозберігаючих, адгезійних та воскових добавок), а також їх комплексна модифікація на характеристики бітуму Кременчуцького НПЗ. Проведено експериментальну оцінку змін фізико-механічних властивостей бітуму після його модифікації, а саме: глибини проникнення голки (пенетрації) за температури 25 0С, температури розмʼякшення за кільцем та кулею, розтяжності. Для полімерних добавок також визначався їх вплив на еластичність бітуму. Крім того досліджено вплив модифікаторів на якість асфальтобетонної суміші: середню густину, водонасичення, границю міцності при температурі 20 0С та 50 0С, коефіцієнт водостійкості за експрес-методом.
Результати дослідження показали, що модифікатори мають схожий вплив на характеристики бітуму, а саме дозволяють досягнути зниження пенетрації та підвищення температури розмʼякшення, проте в різній мірі. Всі модифікатори окрім енергозберігаючої добавки Veleton також позитивно впливали на показники якості асфальтобетону. Такий ефект від застосування добавки Veleton вірогідно пов'язаний з непритаманним для неї температурним режимом модифікації бітуму та приготування асфальтобетонної суміші, що потребує додаткових досліджень. Найбільшу ефективність продемонстрували полімерні добавками (зокрема Elvaloy), які значно покращують експлуатаційні показники асфальтобетону.
Отримані результати можуть бути використані для оптимізації складів асфальтобетонних сумішей, що сприятиме підвищенню довговічності дорожнього покриття та ефективному відновленню транспортної інфраструктури України.
Посилання
[1] Yu.B. Hrytsenko, Oderzhannya bitumiv i bitumykh emul'siy, modyfikovanykh inden-kumaronovymy smolamy: dysertatsiya na zdobuttya naukovoho stupenya kandydata tekhnichnykh nauk: Natsional'nyy universytet "L'vivs'ka politekhnika". L'viv, 2016. [Online]. Available: https://lpnu.ua/sites/default/files/2020/dissertation/1497/dysertgrytsenko.pdf. Accessed on: May 02, 2025.
[2] V. Zolotariov, "Dorohu ne importuyesh, yi treba pobuduvaty", Ofitsiynyy sayt Natsional'noyi asotsiatsiyi dorozhnykiv Ukrayiny. [Online]. Available: https://nadu.com.ua/dorogu-ne-importiruesh-ee-nuzhno-sdelat/?utm_source=chatgpt.com. Accessed on: May 02, 2025.
[3] Yu.Ya. Demchuk, Bitymy, modyfikovani smolamy, oderzhanymy z fenol'noyi fraktsiyi kam'yanovuhil'noyi smoly: dysertatsiya na zdobuttya stupenya doktora filosofiyi: Natsional'nyy universytet "L'vivs'ka politekhnika". L'viv, 2020. p. 213. [Online]. Available: https://lpnu.ua/sites/default/files/2020/radaphd/5664/disertaciya-demchuk.pdf. Accessed on: May 02, 2025.
[4] I.V. Kopynets', O.B. Sokolova, A.L. Yunak, "Vybir bitymu dlya vyrobnytstva asfaltobetonnykh sumishey z urakhuvannyam ekspluatatsiynykh umov", Dorohy i mosty, vyp. 25, pp. 48–57, 2022. doi.org/10.36100/dorogimosti2022.25.048.
[5] Ya.I. Pyrih, A.V. Galkin, M.A. Svynaryov, V.P. Koryuk, Ya.V. Il'in, V.O. Zolotariov, "Asfaltopolimerbetony, vyhotovleni shlyakhom vvedennya polimeru bezposeredno v sumish," Visnyk KhNADU, vol. 68, pp. 85-91, 2015.
[6] Hao Xin Qu, Kexin Qiu, Ruiqi Zhao, Qianyu Liu, "Evolution of Structure and Properties of SBS-Modified Asphalt during Aging Process", Buildings, 14(1), 291, 2024. doi.org/10.3390/buildings14010291.
[7] Bagdat Teltayev, Erik Amirbayev, Boris Radovskiy, "Evaluating the Effect of Polymer Modification on the Low-Temperature Rheological Properties of Asphalt Binder", Polymers, 14(13), 2548, 2022. doi.org/10.3390/polym14132548.
[8] S.V. Pysh'yev, S.Yi. Solodkyy, Yu.B. Hrytsenko, Yu.V. Sidun, "Vykorystannya inden-kumaronovoyi smoly dlya oderzhannya modyfikovanykh bitymiv, emul'siy ta tonkosharovykh emul'siyno-mineral'nykh dorozhnikh pokryttiv", VuhleKhimichnyy zhurnal, 2015, pp. 36-43.
[9] Y. Demchuk, I. Sidun, V. Gunka, S. Pyshyev, S. Solodkyy, "Effect of Phenol-Cresol-Formaldehyde Resin on Adhesive and Physico-Mechanical Properties of Road Bitumen", Chemistry & Chemical Technology, vol. 12, no. 4, pp. 456–461, 2018. https://doi.org/10.23939/chcht12.04.456.
[10] Tess Sigwarth, Johannes Büchner, Michael P. Wistuba, "Bio-Degradable Wax to Modify Asphalt Binder for Warm Mix Asphalt", Sustainability, 14(16), 10219, 2022. doi.org/10.3390/su141610219.
[11] Ofitsiynyy sayt kompaniyi VELETON. [Online]. Available: https://www.veleton.ua. Accessed on: May 02, 2025.
[12] Kharakterystyky polymeru DuPont™ Elvaloy® 741. [Online]. Available: https://iigc.mx/Fichas/DuPont-Elvaloy-741.pdf. Accessed on: May 02, 2025.
[13] DSTU B V.2.7-319:2016. Sumishi asfaltobetonni i asfaltobeton dorozhniy ta aerodromnyy. Metody vyprobuvan'. K.: Minrehionbud Ukrayiny, 2017.
[14] DSTU 4044:2019. Bitymy naftovi dorozhni vyaz'ki. Tekhnichni umovy. K.: Minrehionbud Ukrayiny, 2020.
[15] DSTU 9116:2021. Bitymy dorozhni, modyfikovani polimeramy. K.: Minrehionbud Ukrayiny, 2022.
[16] SOU 42.1-37641918-068:2017. Bitymy dorozhni vyaz'ki, modyfikovani dobavkamy na osnovi voskiv. Tekhnichni umovy. K.: Derzhavne ahentstvo avtomobil'nykh dorih Ukrayiny, 2017.
[17] DSTU-N B V.2.7-303:2015. Nastanova shchodo pryhotuvannya ta zastosuvannya bitymiv, modyfikovanykh dobavkamy na osnovi syntetychnykh voskiv. K.: Minrehionbud Ukrayiny, 2016.
[18] J. Šrámek, M. Kozel, L. Remek, J.M ikolaj, "Evaluation of Bitumen Modification Using a Fast-Reacting SBS Polymer at a Low Modifier Percentage", Materials, 16, 2942, 2023. https://doi.org/10.3390/ma16082942.
[19] L.O. Talakh, O.O. Koreva, O.P. Shymchuk, O.V. Andriichuk, "Vyznachennia hlybyny pronyknennia holky (penetratsii) modyfikovanykh bitumiv", Suchasni tekhnolohii ta metody rozrakhunkiv u budivnytstvi, vyp. 9, pp. 143-148, 2018. [Online]. Available: http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?C21COM=2&I21DBN=UJRN&P21DBN=UJRN&IMAGE_FILE_DOWNLOAD=1&Image_file_name=PDF/stmrb_2018_9_21.pdf. Accessed on: May 02, 2025.
[20] L.O. Talakh, O.A. Uzhehova, S.Ya. Drobyshynets, "Vyznachennia temperatury rozmiakshennia modyfikovanykh bitumiv za kiltsem ta kuleiu", Suchasni tekhnolohii ta metody rozrakhunkiv u budivnytstvi, vyp. 10, pp. 153-159, 2018. [Online]. Available: http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?C21COM=2&I21DBN=UJRN&IMAGE_FILE_DOWNLOAD=1&Image_file_name=PDF/stmrb_2018_10_22.pdf&P21DBN=UJRN. Accessed on: May 02, 2025.
[21] DSTU 9133:2021. Bitymy dorozhni, modyfikovani kompleksamy dobavok. K.: Minrehionbud Ukrayiny, 2022.
[22] DSTU B V.2.7-119:2011. Sumishi asfaltobetonni i asfaltobeton dorozhniy ta aerodromnyy. K.: Minrehionbud Ukrayiny, 2012.
[23] DSTU 8959:2019. Asfaltobetonni sumishi ta asfaltobeton dorozhni na osnovi bitymiv, modyfikovanykh polimeramy. Tekhnichni umovy. K.: Minrehionbud Ukrayiny, 2021.
[24] V.K. Zhdaniuk, K.V. Tsyrkunova, D.Yu. Kostin, O.O. Makarchev, "Doslidzhennia vplyvu dobavok syntetychnykh voskiv ta lateksiv, yak modyfikatoriv bitumiv, na vlastyvosti asfaltobetoniv", Naukovi notatky, (46), pp. 177-181, 2014. [Online]. Available: http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?C21COM=2&I21DBN=UJRN&P21DBN=UJRN&IMAGE_FILE_DOWNLOAD=1&Image_file_name=PDF/Nn_2014_46_29.pdf Accessed on: May 02, 2025.
[25] S.A. Chuhuienko, "Doslidzhennia vlyvu modyfikuiuchykh dobavok do bitumu na morozostiikist asfaltobetoniv", Naukovyi visnyk budivnytstva, vyp. 4, pp. 128-132, 2025. [Online]. Available: http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?C21COM=2&I21DBN=UJRN&P21DBN=UJRN&IMAGE_FILE_DOWNLOAD=1&Image_file_name=PDF/Nvb_2015_4_32.pdf. Accessed on: May 02, 2025.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 СУЧАСНЕ БУДІВНИЦТВО ТА АРХІТЕКТУРА
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
