DOI: https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2018.82.0.119

ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДУ ВИБОРУ МАРКИ БІТУМНОГО В'ЯЖУЧОГО, ЗГІДНО З СИСТЕМОЮ SUPERPAVE, В УМОВАХ УКРАЇНИ

V. A. Zolotareyov, Y. I. Pyrig

Анотація


На основі аналізу робіт вітчизняних дослідників і рекомендацій національних нормативних документів викладені особливості вибору бітумних в'яжучих, які використовуються при проектуванні в Україні асфальтобетонних покриттів. Встановлено, що згідно діючих національних стандартів, при виборі марки бітумного в'яжучого не враховуються конкретні природно-кліматичні та експлуатаційні умови району роботи бітуму і асфальтобетону в дорожньому покритті. В Україні маркою бітуму, що найбільш широко застосовується є БНД 60/90. Однією з причин використання на всій території країни єдиної марки в'яжучого є обмежена кількість марок бітумів з відносно широким діапазоном зміни властивостей в межах однієї марки. Розглянуто принципи та методика вибору бітумних в'яжучих, що застосовуються в американській системі «Superpavе». В основі цієї методики лежить облік кліматичних умов розташування автомобільної дороги, а також її експлуатаційні характеристики (інтенсивність руху, наявність постійного навантаження та ін). Метою виконаної роботи було встановлення марок бітумів, відповідно до методики, прийнятої в системі «Superpavе», які можуть використовуватися в Україні. На основі даних мінімальних і максимальних щорічних температур повітря для різних міст України розраховані мінімальні та максимальні температури асфальтобетонних покриттів. Використовуючи показники надійності в 50 % та 98 % встановлені марки бітумів, які можуть бути використані для влаштування шарів дорожнього одягу в різних областях України. Встановлено, що для забезпечення 98 % надійності на всій території країни повинні застосовуватися бітуми з підвищеними низькотемпературними властивостями, а в ряді регіонів для верхніх шарів дорожнього одягу слід застосовувати в основному бітуми, модифіковані полімерами. Показано, що для методики, прийнятої в системі «Superpavе» характерне значне завищення температурних меж бітумних в'яжучих за рахунок встановленого округлення меж марок до 6°С. Отримані дані використані для створення орієнтовною карти районування території України.

Ключові слова


бітум; марка бітуму; районування; температура; покриття

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Ryb'ev, I. A. (1969). Asfaltovye betony [Asphalt Concretes.]. Moscow: Vysshaja shkola.

Gezencvej, L. B. Dorozhnyj asfaltobeton [Road asphalt concrete]. Moscow [in Russian].

Partl, M. N., Bahia, H. U., Canestrari, F., de la Roche, C., Di Benedetto, H., Piber, H., & Sybilsky, D. (Eds.). (2013). Advances in interlaboratory testing and evaluation of bituminous materials. State-of-the-art report of the RILEM technical committee 206-ATB. RILEM state-of-the-art reports: Vol. 9. https://doi.org/10.1007/978-94-007-5104-0

Gajvoronskij, V. N., & Rossovskij, P. D. (1971). Temperaturnyj rezhim dorozhnoj odezhdy i zemljanogo polotna [Temperature regime of pavement and road bed], Trudy SojuzdorNII, 47, 39-56 [in Russian].

Kovalev, Ja. N. (1966). Dorozhno-klimaticheskoe rajonirovanie territorii BSSR dlja stroitel'stva asfal'tobetonnyh pokrytij [Road-climatic zoning of the territory of the BSSR for the construction of asphalt concrete pavements]. Primenenie mestnyh materialov v dorozhnom stroitel'stve BSSR: sb. Statej, (pp. 64-71). Moscow [in Russian].

Rekomendacii po vyboru vjazkih bitumov dlja stroitel'stva raznyh tipov dorozhnyh odezhd v razlichnyh klimaticheskih uslovijah [Recommendations for the selection of viscous bitumen for the construction of different types of road clothes in different climatic conditions]. (1974). Moscow: SojuzdorNII [in Russian].

Gohman, L. M. (2014). Kriterij – «temperatura vozduha naibolee holodnyh sutok» [The criterion is "air temperature of the coldest days"]. Avtomobil'nye dorogi, 7, 48-62 [in Russian].

Rudenskaja, I. M. & Rudenskij, A. V. (1984). Organicheskie vjazhushhie dlja dorozhnogo stroitel'stva [Organic binders for road building]. Moscow: Transport [in Russian].

Metodicheskie rekomendacii po dorozhnomu rajonirovaniju USSR [Methodical recommendations for the road zoning of the Ukrainian SSR]. (1974). Har'kov: HADI [in Russian].

Naznachenie racional'nyh sostavov asfal'tobetonov dlja dorog raznyh kategorij s uchetom regional'nyh klimaticheskih uslovij USSR. Instrukcija IN 218 USSR 067-84 [Assignment of rational asphalt mixes for roads of different categories, taking into account regional climatic conditions of the Ukrainian SSR. Instruction IN 218 UkrSSR 067-84]. (1987). Kiev: Ministerstvo stroitel'stva i jekspluatacii avtomobil'nyh dorog Ukrainy [in Russian].

Sumіshі asfal'tobetonnі і asfal'tobeton dorozhnіj ta aerodromnij. Tehnіchnі umovi [Mixtures of asphalt concrete and asphalt concrete road and airfield. Specifications]. (2003). DSTU B V.2.7-119:2003. Kyiv: Derzhbud Ukraїni [in Ukrainian].

Sumіshі asfal'tobetonnі і asfal'tobeton dorozhnіj ta aerodromnij. Tehnіchnі umovi [Mixtures of asphalt concrete and asphalt concrete road and airfield. Specifications]. (2011). DSTU B V.2.7-119:2011 from 30 December 2011. Kyiv: Mіnіsterstvo regіonal'nogo rozvitku, budіvnictva ta zhitlovo-komunal'nogo gospodarstva Ukraїni [in Ukrainian].

Zanicwski, J. P., & Pumphrey, M. F. (2004). Evaluation of performance graded asphalt binder equipment and testing protocol. Morgantown. WV: Asphalt Technology Program, Department of Civil and Environmental Engineering.

Delgadillo, R., Segovia, M., Wahr, C., & Thenoux, G. (2017). Superpave zoning for Chile. Revista Ingenieria de Construccion, 32, 25-35.

Denneman, E. (2007). The application of locally developed pavement temperature prediction algorithms in performance grade (PG) binder selection. Proceedings of the 26th Southern African Transport Conference (SATC 2007). 257-266.

Hamed, M. H. A., Albayati, A. H., & Abbas, A. S. (2010). The transition to a PG Grading system for asphalt cement in Iraq. Journal of Engineering, 4(16), 5911-5931.

Khan, K. M., Sultan, T., Farooq, Q. U., Khan, K., & Ali, F. (2013). Development of Superpave Performance Grading Map for Pakistan. Life Science Journal, 10(7s), 355-362.

Saleh, A. M. M., & Trad, M. A. (2011). Generation of asphalt performance grading map for Egypt based on the SUPERPAVE™ program. Construction and Building Materials, 25(5), 2248-2253.

Wahhab, H. I. A. A., Asi, I. M., Dubabet, I. A. A., & Ali M. F. (1997). Development of performance-based bitumen specifications for the Gulf countries. Construction and Building Materials, 11(1), 15-22.

Mampearachchi, W. K., Mihirani, G. S., Binduhewa, B. W. P., & Lalithya, G. D. D. (2012). Review of asphalt binder grading systems for hot mix asphalt pavements in Sri Lanka. Journal of the National Science Foundation of Sri Lanka, 40(4), 311-320.

Charoentham, N., & Kanitpong, K. (2012). Development of a Performance Grading System for Asphalt Binders Used in Thailand. Asian Transport Studies, 2(2), 121-138.

Pszczoјa, M., Rys, D., & Jaskuјa P. (2017). Analysis of climatic zones in Poland with regard to asphalt performance grading. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 16, 245-264. doi: 10.7409/rabdim.017.016.

Leonovich, I. I., & Mel'nikova, I. S. (2012). Metodika i rezul'taty ocenki jekstremal'nyh temperatur dorozhnyh pokrytij v razlichnyh regionah respubliki Belarus [Method and results of the assessment of extreme temperatures of road surfaces in various regions of the Republic of Belarus]. Avtomobil'nye dorogi i mosty: Nauchn.-tehn. Zhurnal, 1 (9), 39-47 [in Russian].

Teltaev, B. B., Kaganovich, E. V., & Izmajlova, T. T. (2008). Uchet klimaticheskih uslovij jekspluatacii pri vybore bituma dlja asfal'tobetonnyh smesej [Consideration of climatic conditions of operation when choosing bitumen for asphalt-concrete mixtures]. Nauka i tehnika v dorozhnoj otrasli, 2, 17-20 [in Russian].

Dorogi avtomobil'nye obshhego pol'zovanija. Materialy vjazhushhie neftjanye bitumnye. Porjadok opredelenija marki s uchetom temperaturnogo diapazona jekspluatacii [Roads of public use. Materials astringent bituminous oil. The procedure for determining the mark taking into account the temperature range of operation]. (2016). PNST 86-2016 from 10th of March 2016. Moscow: Standartinform [in Russian].

Gameljak, І. P., & Voloshhuk, D. V. Analіz іsnujuchih modelej prognozuvannja temperaturi pokrittja nezhorstkih dorozhnіh odjagіv [Analysis of existing models for predicting the temperature of non-rigid road clothing]. (2012). Vіsnik NTU, 26, 78-82 [in Ukrainian].

Superpave Performance Graded Asphalt Binder Specification and Testing, Superpave Series No. 1 (SP-1). (1994). Asphalt Institute, Lexington, KY.

Sait «Pogodnye servisy: arhivnye dannye klimaticheskih harakteristik» [Site «Weather services: archive data of climatic characteristics»]. http://pogoda-service.ru.

Mohseni, A. (1998). LTTP seasonal asphalt concrete pavement temperature models. Washington, D. C.: Federal Highway Administration.

Chin, C. (2009). Performance graded bitumen specifications. Proceedings from Road Engineering Association of Asia and Australasia (REAAA) Conference, 13th, 2009, Incheon, Korea.

Jellema, E., Scholten, E., Vries, S. D., Kim, S. S., Kluttz B. (2012). Comparing cold performance results using fracture toughness test, asphalt binder cracking device, Fraass breaking point and bending beam rheometer. Proceedings from 5th Eurasphalt & Eurobitume Congress, 13-15th June 2012, Istanbul.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Рыбьев И. А. Асфальтовые бетоны / И. А. Ры-бьев. – М.: Высшая школа, 1969. – 369 с.

2. Гезенцвей Л. Б. Дорожный асфальтобетон / Л. Б. Гезенцвей. – М.: Стройиздат, 1976. – 336 с.

3. Advances in Interlaboratory Testing and Evaluation of Bituminous Materials: State-of-the-Art Report of the RILEM Technical Committee 206-ATB / Manfred N. Partl, Hussain U. Bahia, Francesco Canestrari, Chantal de la Roche, Hervé Di Benedetto, Herald Piber, Dariusz Sybilski.  Springer Science & Business Media, 2012. - 453 р.

4. Гайворонский В. Н. Температурный режим дорожной одежды и земляного полотна / В. Н. Гайворонский, П. Д. Россовский // Труды СоюздорНИИ. – Вып. 47. – 1971. – С. 39 – 56.
5. Ковалев Я. Н. Дорожно-климатическое районирование территории БССР для строительства асфальтобетонных покрытий // Применение местных материалов в дорожном строительстве БССР: сб. статей. - М.: Транспорт, 1966. – С. 64 – 71.

6. Рекомендации по выбору вязких битумов для строительства разных типов дорожных одежд в различных климатических условиях.– М.: СоюздорНИИ, 1974.– 32 с.

7. Гохман Л. М. Критерий – «температура воздуха наиболее холодных суток» / Л. М. Гохман // Автомобильные дороги. – № 7. – 2014. – С.48 - 62.

8. Руденская И. М. Органические вяжущие для дорожного строительства/ И. М. Руденская, А. В. Руденский.  М.: Транспорт, 1984. – 229 с.

9. Методические рекомендации по дорожному районированию УССР. – Харьков: ХАДИ, 1974. – 16 с.

10. Инструкция ИН 218 УССР 067-84 «Назначение рациональных составов асфальтобетонов для дорог разных категорий с учетом региональных климатических условий УССР. – Киев: Министерство строительства и эксплуатации автомобильных дорог Украины, 1987. – 42 с.

11. Суміші асфальтобетонні і асфальтобетон дорожній та аеродромний. Технічні умови: ДСТУ Б В.2.7-119:2003. – [Не чинний] К.: Держбуд України, 2003. – 45 с. – (Національні стандарти України).

12. Суміші асфальтобетонні і асфальтобетон дорожній та аеродромний. Технічні умови: ДСТУ Б В.2.7-119:2011. – [Чинний з 2011-12-30]. – К.: Міністерство регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарства України, 2012. – 43 с. – (Національні стандарти України).

13. Zanicwski J. P. Evaluation of performance graded asphalt binder equipment and testing protocol / J.P. Zanicwski, M.F. Pumphrey. – Morgantown. WV: Asphalt Technology Program, Department of Civil and Environmental Engineering, 2004. – 107 р.

14. Delgadillo R. Superpave zoning for Chile / R.Delgadillo, M.Segovia, C.Wahr , G.Thenoux // Revista Ingenieria de Construccion. - Vol 32. – 2017. – p.p. 25-35.

15. Denneman E. The application of locally developed pavement temperature prediction algorithms in performance grade (PG) binder selection / E.Denneman // Proceedings of the 26th Southern African Transport Conference. 9 - 12 July 2007. – р.р. 257-266.

16. Hamed M. H. Alani The transition to a PG Grading system for asphalt cement in Iraq / Hamed M. H. Alani, Amjad H. Albayati, Alaa S. Abbas // Journal of Engineering. № 4, Vol. 16. – 2010. – р.р. 5911 – 5931.

17. Kamran Muzaffar Khan Development of Superpave Performance Grading Map for Pakistan / Kamran Muzaffar Khan, Tahir Sultan, Qazi Umar Farooq, Kiffayatullah Khan, Faizan Ali // Life Science Journal. – № 10(7s). – 2013. – р.р. 355 – 362.

18. Saleh A.M.M. Generation of asphalt performance grading map for Egypt based on the SUPERPAVE™ program / A.M.M.Saleh, Metwally A.Trad // Construction and Building Materials. – Volume 25, Issue 5, May 2011. – р. 2248-2253.

19. Hamad I. AI-Abdul Wahhab Development of performance-based bitumen specifications for the Gulf countries / Hamad I. AI-Abdul Wahhab, Ibrahim M. Asi, Ibrahim A. AI-Dubabet, Mohammad Farhat Ali // Construction and Building Materials. – Volume 11, Issue 1, February 1997. – р.р. 15-22.

20. Mampearachchi W.K. Review of asphalt binder grading systems for hot mix asphalt pavements in Sri Lanka / W.K. Mampearachchi , G.S. Mihirani, B.W.P. Binduhewa, G.D.D. Lalithya // Journal of the National Science Foundation of Sri Lanka. - 40(4). – 2012. – p.p.311–320.

21. Charoentham N. Development of a Performance Grading System for Asphalt Binders Used in Thailand / N. Charoentham, K. Kanitpong // Asian Transport Studies. - Volume 2, Issue 2. – 2012. – р.р. 121-138.

22. Pszczoјa M. Analysis of climatic zones in Poland with regard to asphalt performance grading / M. Pszczoјa, D. Rys, P. Jaskuјa // Roads and Bridges - Drogi i Mosty. – № 16. – 2017. – р.р. 245 – 264.

23. Леонович И. И. Методика и результаты оценки экстремальных температур дорожных покрытий в различных регионах республики Беларусь / И. И. Леонович, И. С. Мельникова // Автомобильные дороги и мосты: Научн.-техн. журнал. – 2012. – № 1 (9). – С. 39-47.

24. Телтаев Б. Б. Учет климатических условий эксплуатации при выборе битума для асфальтобетонных смесей / Б. Б. Телтаев, Е. В. Каганович, Т. Т. Измайлова // Наука и техника в дорожной отрасли. – 2008. – № 2. – С. 17-20.

25. ПНСТ 86-2016 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы вяжущие нефтяные битумные. Порядок определения марки с учетом температурного диапазона эксплуатации. – М.: Стандартинформ, 2016. – 8 с.

26. Гамеляк І. П. Аналіз існуючих моделей прогнозування температури покриття нежорстких дорожніх одягів / І. П. Гамеляк, Д. В. Волощук // Вісник НТУ. – 2012. – Вип. 26. – С. 78-82.

27. Superpave Performance Graded Asphalt Binder Specification and Testing, Superpave Series No. 1 (SP-1). – Asphalt Institute, Lexington, KY, 1994. – 70 p.

28. Погодные сервисы: архивные данные климатических характеристик [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://pogoda-service.ru.

29. Mohseni A. LTTP seasonal asphalt concrete pavement temperature models/ A. Mohseni. – Federal Highway Administration. Washington, D.C., 1998. – 72 р.

30. Chin C. Performance graded bitumen specifications / C.Chin // Road Engineering Association of Asia and Australasia (REAAA) Conference, 13th, 2009, Incheon, Korea. – 2009. – 10 р.

31. Jellema E. Comparing cold performance results using fracture toughness test, asphalt binder cracking device, Fraass breaking point and bending beam rheometer // Erica Jellema, Erik Scholten, Sherida De Vries, Sang Soo Kim, Bob Kluttz / 5th Eurasphalt & Eurobitume Congress, 13-15th June 2012, Istanbul.