sibadiНаучный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"The Russian Automobile and Highway Industry Journal2071-72962658-5626The Siberian State Automobile and Highway University10.26518/2071-7296-2017-6(58)-140-147sibadi-522Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРАCONSTRUCTION AND ARCHITECTUREУСТОЙЧИВОСТЬ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ВЯЖУЩИХ НА ОСНОВЕ ОКИСЛЕННЫХ И ОСТАТОЧНЫХ БИТУМОВ К ТЕРМОДЕСТРУКЦИИSTABILITY OF MODIFIED BINDERS ON BASIS OF OXIDIZED AND RESIDUAL BITUMENS TO THERMODESTRUCTIONSВысоцкаяМ. А.VysotskayaM. A.

кандидат технических наук, доцент, кафедры «Автомобильные и железные  дороги» ФГБОУ ВПО «Белгородский государственный технологический  университет им В.Г. Шухова»

308012, г. Белгород, ул. Костюкова, д. 46

Ph.D. in Technical Sciences, Associate Professor of the  Department «Roads and railways»

308012, Belgorod, Kostyukova st.46

ШеховцоваС. Ю.ShekhovtsovaS. Yu.

кандидат технических наук, ассистент кафедры «Строительные материалы и  материаловедение», ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»

129337, Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Ph.D. in Technical Science Assistant of the Department Building Materials and Materials Science

129337, Moscow, Yaroslavskoe hw, 26

ОбуховА. Г.ObukhovA. G.

аспирант кафедры «Автомобильные и железные дороги» ФГБОУ ВПО  «Белгородский государственный технологический университет им В.Г. Шухова»

308012, г. Белгород, ул. Костюкова, д. 46

postgraduate of the Department «Roads and railways»,

308012, Belgorod, Kostyukova st.46

ЕсиповаЮ. Ю.EsipovaJ. Yu.

магистрант кафедры «Автомобильные и железные дороги» ФГБОУ ВПО  «Белгородский государственный технологический университет им В.Г. Шухова» 

308012, г. Белгород, ул. Костюкова, д. 46

graduate student of the Department «Roads and railways»

308012, Belgorod, Kostyukova st.46

БГТУ им. В.Г. ШуховаРоссияBelgorod State Technological University named after V.G. ShukhovRussian FederationНИУ МГСУРоссияNational Research Moscow State University of Civil Engineering»Russian FederationБГТУ им. В.Г. ШуховаРоссияBelgorod State Technological University named after V.G. ShukhovRussian Federation20171501201806(58)140147Copyright © Высоцкая М.А., Шеховцова С.Ю., Обухов А.Г., Есипова Ю.Ю., 20182018Высоцкая М.А., Шеховцова С.Ю., Обухов А.Г., Есипова Ю.Ю.Vysotskaya M.A., Shekhovtsova S.Y., Obukhov A.G., Esipova J.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibadi.org/jour/article/view/522

В работе произведен сравнительный анализ влияния способа получения нефтяных дорожныхбитумов на стабильность их структуры. Оценка стабильности производилась посредством изучения сопротивления структуры деструктивным процессам. Рассмотрены  основные особенности термоокислительных процессов старения, происходящие в  окисленных и остаточных компаундированных дорожных битумах. Моделирование  термоокислительного процесса старения осуществляли по методу TFOT. Изучение деградации вяжущих производили в течение длительного промежутка времени, оценку деструктивных процессов в битумах, полученных различным путем, проводили посредством  дифференциального метода. Установлены характеры изменения свойств битумов после  старения. Изучен вклад исходного сырья (окисленный и остаточный битумы) полимерно- битумного вяжущего на его устойчивость к термоокислительному старению. Комплексное  влияние исходного сырья на свойства, характеризующие качество модифицированного  вяжущего и на его сопротивляемость к деструкции, производили с применением метода  многокритериальной оптимизации. Разработаны частные критерии качества, учитывающие структурную чувствительность к деструкции и направленность изменений свойств,  модифицированного полимером после термоокислительного старения. Оптимизация  проводилась по обобщенному критерию стабильности структуры, вид которого учитывает  особенности оптимизируемого объекта и направленность изменения свойств.

The paper analyses the influence of the method for obtaining petroleum road bitumen on the stability of their structure. Stability evaluation is carried out  by studying the resistance of the structure to destructive processes. The  main features of the thermo-oxidative aging processes occurring in oxidized  and residual compounded road bitumen are considered. The modeling of the  thermo-oxidative aging process is carried out by the TFOT method. Studies  of the degradation of binders are carried out over a long period of time, the  evaluation of destructive processes in bitumen is obtained by different  methods was carried out by means of a differential method. The characters  of the change in the properties of bitumen after aging are established. The  contribution of the raw material (oxidized and residual bitumen) of the polymer-bitumen binder to its resistance to thermal and oxidative aging  is studied. The complex effect of the raw material on the properties characterizing the quality of the modified binder and its resistance to  degradation is made using the multicriteria optimization method. Specific  quality criteria has been developed that take into account the structural  sensitivity to destruction and the direction of changes in properties modified  by the polymer, which binds after thermal oxidative aging. Optimization is  carried out according to the generalized criterion of structural stability, the  form of which takes into account the features of the optimized object and the direction of the change in properties.

остаточные и окисленные битумытермоокислительное старениетермодеструкцияполимерно-битумное вяжущеекритерий стабильности структурыоптимизация.residual and oxidized bitumensthermal-oxidative agingthermal degradationpolymermodified bindercriterion of structural stabilityoptimizationReferencesПоконова Ю.В. Химия высокомолекулярных соединений нефти. Л. : Изд-во Ленинградского университета, 1980. 172 с.Pokonova Yu.V. Khimiya vysokomolekulyarnykh soyedineniy nefti [Chemistry of high-molecular oil compounds]. Leningrad, Leningrad University Publishing House, 1980. 172 p.Хуснутдинов И.Ш., Копылов А.Ю., Лутфуллин М.Ф., Гончарова И.Н., Гаврилов В.И., Петрова Л.М., Ханова А.Г. Сопоставительный анализ неокисленных битумов, полученных различными методами // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2009. Т. 52. № 12. С. 80 – 84.Khusnutdinov I.Sh., Kopylov A.Yu., Lutfullin M.F., Goncharova I.N., Gavrilov V.I., Petrova L.M., Khanova A.G. Sopostavitel’nyy analiz neokislennykh bitumov, poluchennykh razlichnymi metodami [Comparative analysis of unoxidized bitumens obtained by various methods]. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Series: Chemistry and Chemical Technology. 2009. P. 52. Vol.12. pp. 80 – 84.Андреев А.Ф., Марков С.В. Современное состояние и перспективы развития битумного производства в России // Проблемы экономики и управления нефтегазовым комплексом. 2009. № 7. С. 31 – 34.Andreev A.F., Markov S.V. Sovremennoye sostoyaniye i perspektivy razvitiya bitumnogo proizvodstva v Rossii [The current state and prospects for the development of bitumen production in Russia]. Problems of Economics and Management of the Oil and Gas Complex. 2009. Vol.7. pp. 31 – 34.Высоцкая М.А., Киндеев О.Н., Обухов А.Г. Неокисленные вяжущие для дорожных композитов // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. 2016. № 12. С. 4 – 10.Vysotskaya M.A., Kindev O.N., Obukhov A.G. Neokislennyye vyazhushchiye dlya dorozhnykh kompozitov [Unoxidized astringents for road composites]. World of petroleum products. Bulletin of oil companies, 2016. Vol. 12, pp. 4 – 10.Ганиева Т.Ф., Кемалов А.Ф., Фахрутдинов Р.З., Дияров И.Н. Пути повышения качества окисленных битумов // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 1997. № 6. 202 c.Ganieva T.F, Kemalov A.F. Puti povysheniya kachestva okislennykh bitumov [Fakhrutdinov RZ, Diyarov I.N. Ways to improve the quality of oxidized bitumens]. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Oil and gas, 1997, vol. 6, 202 p.Гилязова А.А., Дезорцев С.В., Кутьин Ю.А., Теляшев Э.Г., Ризванов Т.М. О некоторых особенностях реологических характеристик нефтяных окисленных битумов // В сборнике: Нефтегазопереработка-2009 Материалы Международной научно- практической конференции. Ассоциация нефтепереработчиков и нефтехимиков, ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ». Уфа : 2009. С. 178 – 182.Gilyazova A.A., Dezortsev S.V., Kutyin Yu.A., Telyashev E.G., Rizvanov Т.М. O nekotorykh osobennostyakh reologicheskikh kharakteristik neftyanykh okislennykh bitumov [On some features of the rheological characteristics of petroleum oxidized bitumens]. Institute of Oil Refining of the Republic of Bashkortostan. Ufa, 2009. pp. 178 – 182.Пустынников А.Ю., Рябов В.Г., Калимуллин Д.Т., Нечаев А.Н., Тресков Я.А. Получение компаундированных битумов улучшенного качества / Химия и технология топлив и масел. 2006. № 3. С. 26 – 28.Pustynnikov A.Yu., Ryabov V.G., Kalimullin D.T., Nechaev A.N., Treskov Ya.A. Polucheniye kompaundirovannykh bitumov uluchshennogo kachestva [Obtaining compounded bitumen of improved quality]. Himija i tehnologija topliv i masel, 2006, vol. 3, pp. 26 – 28.Domínguez F.J.N., García-Morales M The use of waste polymers to modify bitumen // Polymer Modified Bitumen 2011. Pp. 98–135.Domínguez F.J.N., García-Morales M. The use of waste polymers to modify bitumen // Polymer Modified Bitumen 2011. pp. 98 – 135.Исраилова З.С. Влияние технологии битумов на устойчивость к старению: дис. … канд. техн. наук: Астрахань. 2012. 187с.Israilova Z.S. Vliyaniye tekhnologii bitumov na ustoychivost’ k stareniyu [Effect of Bitumen Technology on Resistance to Aging], dis. … kand. tehn. nauk. Astrakhan. 2012. 187 p.Юрген Х., Томас В. Асфальт в дорожном строительстве. 2013. 450 с.Jurgen H., Thomas V. Asfal’t v dorozhnom stroitel’stve [Asphalt in road construction]. 2013. 450 p.Золотарев В.А. Сравнительные исследования окисленных и остаточных битумов и ПБВ // Наука и техника в дорожной отрасли. 2011. №3. С. 24 – 28.Zolotarev V.A. Sravnitel’nyye issledovaniya okislennykh i ostatochnykh bitumov i PBV [Comparative studies of oxidized and residual bitumens and PMB]. Science and technology in the road industry, 2011, vol. 3, pp. 24 – 28.Plewa A., Belyaev P.S., Andrianov K.A., Zubkov A.F., Frolov V.A The effect of modifying additives on the consistency and properties of bitumen binders. Advanced Materials and Technologies. 2016. Vol 4. pp. 35 – 40.Plewa A., Belyaev P.S., Andrianov K.A., Zubkov A.F., Frolov V.A. The effect of modifying additives on the consistency and properties of bitumen binders. Advanced Materials and Technologies. 2016. Vol 4. pp. 35 – 40.Васильев Ю.Э., Юмашев В.М., Субботин И.В. Механохимическая активация битума // Промышленное и гражданское строительство. 2010. № 2. С. 38 – 39.Vasiliev Yu.E., Yumashev V.M., Subbotin I.V. Mekhanokhimicheskaya aktivatsiya bituma [Mechanochemical activation of bitumen]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel’stvo. 2010, no 2, pp. 38 – 39.Евдокимова Н.Г., Лунева Н.Н. О направлениях использования добавок различной природы для модифицирования свойств битумов // Башкирский химический журнал. 2016. Т. 23. № 4. С. 49 – 62.Evdokimova N.G., Luneva N.N. O napravleniyakh ispol’zovaniya dobavok razlichnoy prirody dlya modifitsirovaniya svoystv bitumov [On the directions of the use of additives of various nature for modifying the properties of bitumens]. Bashkirskij himicheskij zhurnal. 2016, T. 23, vol. 4, pp. 49 – 62.Лихтерова Н.М., Мирошников Ю.П., Лобанкова Е.С., Торховский В.Н., Кириллова О.И. Особенности технологии получения полимербитумных вяжущих // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. 2011. № 8. С. 24 – 28.Likhterova N.M., Miroshnikov Yu.P., Lobankova E.S., Torkhovsky V.N., Kirillova O.I. Osobennosti tekhnologii polucheniya polimerbitumnykh vyazhushchikh [Features of the technology of obtaining polymer bituminous binders]. Mir nefteproduktov. Vestnik neftjanyh kompanij. 2011, vol. 8, pp. 24 – 28.Люсова Л.Р., Евтушенко В.А., Дорохова Т.Н., Небратенко Д.Ю. Модификация битума бутадиен-стирольными ТЭП и их смесями // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. 2012. № 1. С. 11 – 14.Lyusova L.R., Evtushenko V.A., Dorokhova T.N., Nebratenko D.Yu. Modifikatsiya bituma butadiyen-stirol’nymi TEP i ikh smesyami [Modification of bitumen by butadienestyrene TICs and their mixtures]. Mir nefteproduktov. Vestnik neftjanyh kompanij. 2012, vol. 1, pp. 11 – 14.R. Micaelo, A. Santos, C. Duarte. Mixing and compaction temperatures of asphalt mixtures with modified bitumen // Proceedings of 5 th Eurasphalt & Eurobitume Congress. Istanbul. 2012, June. 7 p.Micaelo R., Santos A., Duarte C. Mixing and compaction temperatures of asphalt mixtures with modified bitumen. Proceedings of 5 th Eurasphalt & Eurobitume Congress. Istanbul. 2012, June. 7 p.McNally T. Polymer Modified Bitumen: Properties and Characterization. U.K.: Woodhead Publishing Limited, 2011. 424 p.McNally T. Polymer Modified Bitumen: Properties and Characterization. U.K.: Woodhead Publishing Limited, 2011. 424 p.Глозырин А.Б., Абдуллин, Н.А. Кочков, Р.В. Карманов, С.Т. Буртан Полимерно- битумные композиции на основе 1,2 – полибутадиена // Журнал прикладной химии. 2008. Т. 81. Вып. 9. С.1559 – 1562.Glozyrin A.B. Abdullin, N.A. Kochkov, R.V. Karmanov, S.T. Polimerno-bitumnyye kompozitsii na osnove 1,2-polibutadiyena [Polymer-bitumen compositions based on 1,2-polybutadiene]. Zhurnal prikladnoj himii. 2008, vol. 81, pp. 1559 – 1562.Xiao Y., Van De Ven M.F.C., Molenaar A.A.A., Su Z., Zandvoort F. Characteristics of two- component epoxy modified bitumen. Materials and Structures. 2011. Т. 44. Vol. 3. pp. 61 – 622.Xiao Y., Van De Ven M.F.C., Molenaar A.A.A., Su Z., Zandvoort F. Characteristics of two-component epoxy modified bitumen. Materials and Structures. 2011. Т. 44. Vol. 3. Pp. 611–622.Ширкунов А.С., Рябов В.Г., Нечаев А.Н., Дегтянников А.С. Анализ изменения характеристик окисленных и полимерно-модифицированных дорожных битумов в ходе старения вяжущего в тонкой пленке // Вестник Пермского национ. исслед. политехн. университета. Хим. технология и биотехнология. 2011. № 12. С. 80 – 85.Shirkunov A.S., Ryabov V.G., Nechaev A.N., Degtyannikov A.S. Analiz izmeneniya kharakteristik okislennykh i polimerno-modifitsirovannykh dorozhnykh bitumov v khode stareniya vyazhushchego v tonkoy plenke [Analysis of changes in the characteristics of oxidized and polymer-modified road bitumen during the aging of a binder in a thin film]. Vestnik Permskogo nacion. issled. politehn. universiteta. Him. tehnologija i biotehnologija. 2011, vol. 12, pp. 80 – 85.Полякова В.И., Полякова С.В. Особенности получения и применения полимерно- битумных вяжущих в дорожном строительстве // Дороги и мосты. 2013. № 29. С. 277 – 298.Polyakova V.I., Polyakova S.V. Osobennosti polucheniya i primeneniya polimerno- bitumnykh vyazhushchikh v dorozhnom stroitel’stve [Features of obtaining and application of polymer-bitumen binders in road construction]. Dorogi i mosty. 2013, Vol. 29, pp. 277 – 298.Saglik A., Gungor A.G. Evolution of performance grades and polymer dispersion of polymer modified binders. / Turkish Highways Research and Development Department // Proceedings of 5 th Eurasphalt & Eurobitume Congress. Istanbul. 2012, June. 8 p.Saglik A., Gungor A.G. Evolution of performance grades and polymer dispersion of polymer modified binders. Turkish Highways Research and Development Department. Proceedings of 5 th Eurasphalt & Eurobitume Congress. Istanbul. 2012, June. 8 p.Soenen H. The morphology of SBS modified bitumen in binders and in asphalt mix // In: Advanced Testing and Characterization of Bituminous Materials. London: Taylor & Francis Group, 2009. pp. 151 – 160.Soenen H. The morphology of SBS modified bitumen in binders and in asphalt mix. In: Advanced Testing and Characterization of Bituminous Materials. London: Taylor & Francis Group, 2009. pp. 151 – 160.ГОСТ Р 52056-2003. Вяжущие полимерно-битумные дорожные на основе блоксополимеров типа стирол-бутадиен-стирол. Технические условия. М. : Изд-во стандартов, 2005. 5 с.GOST R 52056-2003. Vyazhushchiye polimernobitumnyye dorozhnyye na osnove bloksopolimerov tipa stirol-butadiyen-stirol. Tekhnicheskiye usloviya. [Knitting polymer-bitumen road based on block copolymers such as styrene-butadiene-styrene Technical conditions]. M.: Publishing house of standards, 2005. 5 p.ОДМ 218.2.003-2007. Рекомендации по использованию полимерно-битумных вяжущих материалов на основе блоксополимера типа СБС при строительстве и реконструкции автомобильных дорог // Росавтодор. Введ. 01.02.2007.ODM 218.2.003-2007. Rekomendatsii po ispol’zovaniyu polimerno-bitumnykh vyazhushchikh materialov na osnove bloksopolimera tipa SBS pri stroitel’stve i rekonstruktsii avtomobil’nykh dorog [Recommendations on the use of polymer-bitumen binders based on block copolymer type SBS in the construction and reconstruction of highways]. Rosavtodor. Enter. 01.02.2007. 63 p.Бормотов А.Н., Прошин И.А., Королев Е.В. Математическое моделирование и многокритериальный синтез композиционных материалов // Научное издание. Пенза : ПГТА, 2011. 432с.Bormotov A.N. Proshin I.A, Korolev E.V. Matematicheskoye modelirovaniye i mnogokriterial’nyy sintez kompozitsionnykh materialov [Mathematical modeling and multicriteria synthesis of composite materials]. Scientific publication. Penza: PGTA. 2011. 432 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.