Особенности системы объемного проектирования асфальтобетонной смеси по технологии SUPERPAVE и определение марки pg битумного вяжущего

Введение. В данной статье рассмотрена технология проектирования асфальтобетонных покрытий по методу Superpave. Система Superpave (SUperior PERforming Asphalt PAVEments) была разработана стратегической программой исследований автомобильных дорог (SHRP) в США. Целью программы был поиск новых способов проектирования, асфальтобетонных покрытий, которые будут работать лучше при экстремальных температурах и интенсивных транспортных нагрузках.

В настоящее время в российской дорожно-строительной отрасли активно внедряется система объемного проектирования асфальтобетонных смесей. Это адаптация американского метода Superpave и внедряется в нашей стране в виде серии новых стандартов. Система объемно-функционального проектирования Superpave в частности связана с устранением нескольких проблем, связанных с дорожным покрытием: постоянной деформацией, которая является результатом неудовлетворительной прочности асфальтобетонной смеси на сдвиг при высоких температурах, и повреждением при низких температурах, которое возникает, когда асфальтобетонное покрытие подвергается напряжению, превышающему предел прочности на сжатие и растяжение. Устранение вышеописанных проблем осуществляется за счет наиболее разумного подбора составляющих асфальтобетонной смеси.

Материалы и методы. Исследования битумных вяжущих проведены по методам, заложенным в технические требования: ГОСТ Р 58400.1–2019 «Дороги автомобильные общего пользования. Материалы вяжущие нефтяные битумные. Технические требования с учетом температурного диапазона эксплуатации».

Подбор марки PG битумного вяжущего по технологии Superpave был проделан на примере полимер-битумного вяжущего, отвечающего требованиям ГОСТ 52056–2003 марки ПБВ 90 (образец 4) и битумного вяжущего, полученного на основе гудрона с добавлением термоэластопласта (далее – ТЭП) типа СБС, соответствующего требованиям ГОСТ 52056–2003 марки ПБВ 90 (образец 3).

Результаты. В статье проведен обзор технической документации с целью ознакомления с методологией подбора марки битумного вяжущего для асфальтобетонной смеси. В ходе исследований рассмотрены технологические особенности системы объемного функционального проектирования асфальтобетонной смеси по методике Superpave, а также определены марки битумного вяжущего. Внедрение иностранного опыта в строительство дорог может способствовать улучшению и повышению качества российских автомобильных дорог.

Обсуждение и заключение. Основываясь на проведенных в работе экспериментальных данных, можно сделать заключение о том, что достигнута поставленная цель, а именно – подобраны марки битумного вяжущего по технологии Superpave, отвечающие требованиям ГОСТ Р 58400.1–2019 и ГОСТ Р 58400.2– 2019, а именно для полимерно-битумного вяжущего (ПБВ 90 по ГОСТ 52056–2003) – PG 58-28, и на основе гудрона с добавлением ТЭП марки СБС – PG 64-28 соответственно.

По результатам проведенных испытаний были подобраны марки битумных вяжущих PG по технологии Superpave и в зависимости от климатических условий и транспортных нагрузок ГОСТ Р 58400.1–2019

«Дороги автомобильные общего пользования. Материалы вяжущие нефтяные битумные. Технические требования с учетом температурного диапазона эксплуатации» и ГОСТ Р 58400.2–2019 «Дороги автомобильные общего пользования. Материалы вяжущие нефтяные битумные. Технические требования с учетом уровней эксплуатационных транспортных нагрузок».

1. Худякова Т. С. О новых стандартных требованиях к дорожному битуму // Дорожная держава. 2015. № 3. С. 40–44.

2. Брызгалов Н. И., Кемалов А. Ф., Кема лов Р. А. Влияние бутадиен-стирольного термоэластопласта на физико-химические показатели полимер-битумных вяжущих // Вестник технологического университета. 2022. Т. 25, № 9. С. 76–85.

3. Обухов А. Г., Высотская М. А., Киндеев О. Н. Влияние компонентного состава на качество ПБВ // Новая наука: От идеи к результату. 2015. № 2. С. 97–101.

4. Исследование влияния модифицирующих добавок в битум на физико-механические свойства и колееустойчивость мелкозернистого асфальтобетона / В. К. Жданюк, О. А. Макарчев, Р. Б. Шрестха [и др.] // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2012. Вып. 58. С. 130–133.

5. Котенко Н. П., Щерба Ю. С., Евфориц кий А. С. Влияние полимерных и функциональных добавок на свойства битума и асфальтобетона // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2019. № 1. C. 94–99. DOI: 10.17213/0321-2653-2019-1-94-99

6. Дорожные битумы с модифицирующими добавками / C. B. Котов, Г. В. Тимофеева, C. B. Леванова [и др.] // Химия и технология топлив и масел. 2003. № 3. С. 52 – 53.

7. Глуховская В. С. Термоэластопласты на основе бутадиена, пиперилена и стирода // Промышленное производство и использование эластомеров. 2008. № 4. С. 13 – 15.

8. Тюкилина П. М., Гуреев А. А. Об эволюции нормативных требований к реологическим характеристикам // Химия и технология топлив и масел. 2021. № 1. С. 46–48.

9. Золотарев В. А., Лапченко А. С. Реологические свойства асфальтобетонов на основе битумов с большим содержанием полимера // Наука и техника в дорожной отрасли. 2009. № 3. С. 23–27.

10. Александров А. С., Александрова Н. П., Семенова Т. В. Критерии проектирования шероховатых асфальтобетонных покрытий из условия обеспечения безопасности движения // Известия вузов. Строительство. 2009. № 2. С. 66–73.

11. Тюкилина П. М., Егорова А. Г., Зиновье ва Л. В. О современных подходах к решению проблем повышения деформативности дорожных битумов // Мир нефтепродуктов. 2018. № 6. C. 34–38.

12. Руденский А. В., Хромов А. С., Марьев В. А. Применение резиновой крошки для повышения качества дорожных битумов и асфальтобетонов // Дороги России ХХI века. 2004. № 5. C. 62–71.

13. Применение пластификаторов различного углеводородного состава в получении полимерно-битумных вяжущих / П. М. Тюкилина, С. В. Котов, В. А. Погуляйко, Л. В. Зиновьева: Материалы X Международного Форума ТЭК – Санкт-Петербург, 2010.