DOI: https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2018.83.0.12

ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ПОКАЗНИКІВ ТЕМПЕРАТУРНОЇ ЧУТЛИВОСТІ ДОРОЖНІХ БІТУМІВ

Y. I. Pyrig

Анотація


Якість асфальтобетонних покриттів автомобільних доріг значною мірою визначається якістю бітумних в'яжучих. В даний час для оцінки бітумів в різних країнах світу використовують пенетраційну, в’язкісну системи і систему Superpave, в яких регламентуються як умовні (пенетрація, температури розм'якшення і крихкості), так і фундаментальні (в'язкість, модуль пружності, модуль зсуву і т.д.) показники якості. У той же час у всіх системах оцінки якості бітумів дуже мало уваги приділяється об'єктивному встановленню та раціональному нормуванню показників температурної чутливості в'яжучих. До теперішнього часу для оцінки температурної чутливості окислених бітумів, що використовуються в дорожній галузі України, застосовується тільки «індекс пенетрації». У зв'язку з введенням в дію в Україні ДСТУ EN 12591:2017, в якому в якості нормативних прийняті показники динамічної в'язкості за 60 ºС і кінематична в'язкість за 135 °С, актуальним стає питання застосовності для оцінки вітчизняних бітумів таких показників температурної чутливості, як «пенетраційно-в’язкісне число», «в'язкісно-температурна чутливість» і «коефіцієнт пенетрації». У статті виконано аналіз показників температурної чутливості, встановлені їх позитивні сторони та недоліки. Для прийнятих в роботі вітчизняних та зарубіжних бітумів різних марок, вироблених за різними технологіями, встановлені стандартні показники якості, а також пенетрація і в'язкість в широкому температурному діапазоні. На підставі отриманих експериментальних даних розраховані показники температурно-пенетраційної чутливості бітумів. Встановлено можливість спільного застосування таких показників, як «індекс пенетрації, визначений за температури, що відповідає пенетрації 800 × 0,1 мм» і «коефіцієнтом пенетрації». Встановлено, що застосовність показників «пенетраційно-в’язкісне число», «в'язкісно-температурна чутливість» обмежена дистиляційними бітумами та окисленими бітумами малов’язких марок. Причиною цього є притаманна окисленим бітумів аномалія в'язкості за температури 60 ºС, що призводить до порушення лінійності температурно-в'язкісних залежностей в діапазоні 60 ºС ... 135 ºС. Зроблено висновок про те, що для оцінки температурної чутливості окислених бітумів, що застосовуються в дорожній галузі України, з урахуванням особливостей їх реологічного типу, сировини і технології приготування, найбільш підходящим є показник «індекс пенетрації», який визначається по температурі, що відповідає пенетрації 800 × 0,1  мм.


Ключові слова


бітум; пенетрація; температура розм'якшеності; температурна чутливість

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Bitumy neftjanye dorozhnye vjazkie. Tehnicheskie uslovija [Viscous petroleum road bitumens. Specifications]. (2001). DSTU 4044-2001 from 27th Jule 2001. Kyiv: Gosstandart Ukrainy [in Ukrainen].

Bitumen and bituminous binders – Specifications for paving grade bitumens. (2009). ЕN 12591:2009. Brussels: European committee for standardization.

Read, J., & Whiteoak, D. (2003). The Shell Bitumen Handbook. London, UK: Thomas Telford Publ.

Button, J. W., Epps, J. A., Little, D. N., & Gallaway, B. M. (1982). Asphalt temperature susceptibility and its effect on pavements. Transportation Research Board, 843, 118-126.

Pfeiffer, J. P. H. & Doormaal, V. (1936). The Rheological Properties of Asphaltic Bitumen. Journal of Institute of Petroleum. 22, 414-440.

Hojberga, A. D. (1974). Bitumnye materialy: asfal'ty, smoly, peki [Bituminous materials: asphalts. Tars and pitches]. Moscow: Himija.

Shapiro, G. L., Nikishina, E. N. (1947). Izuchenie vospriimchivosti dorozhnyh bitumov k izmeneniju temperatury [A study of the susceptibility of road bitumens to a change in temperature]. Issledovanie organicheskih vjazhushhih dorozhno-stroitel'nyh materialov. Sbornik statej Dorizdat, 5, 64-92 [in Russian].

Schweyer, H. E. (1973). Asphalt rheology in the near-transition temperature range. Highway Research Record, 468, 1-15.

Wang, D., Tetteh-Wayoe, H., & Anderson, K. O. (1992). Low temperature properties of asphalt cements and mixtures used in the C-SHRP Lamont test road in Alberta. Edmonton, Alberta: University of Alberta.

Zolotarev, V. A., Pyrig, J. I., & Galkin, A. V. (2007). Jekvipenetracionnaja temperatura kak al'ternativa temperature razmjagchenija bituma [Equivalent temperature as an alternative to the softening temperature of bitumen], 2, 36-39 [in Russian].

Heukelon, W. (1975). Une methode amelioree de caracterisation des bitumes par leurs proprietes mecaniques. Bulletin des Laboratoires des Ponts et Chaussées, 76, 55-64.

McLeod, N. W. (1989). Relationship of paving asphalt temperature susceptibility as measured by PVN to paving asphalt specifications, asphalt paving mixture design and asphalt pavement performance. Association of Asphalt Paving Technologists Proc., 410-489.

Thenoux, G., Bell, C. A., Wilson, J. E., Eakin, D., & Schroeder, M. (1988). Evaluationof asphalt properties and their realtionship to pavement performance. Federal Highway Administration Report FHWA-OR-RD-88-02-1.

McLeod, N. W. (1989). PVN as a measure of paving asphalt temperature susceptibility, and its relationship to paving asphalt specifications, paving mixture design and pavement performance. Canadian Technical Asphalt Association. 382-452.

Finn, F. N., Yapp, M. T., Coplantz, J. S., & Durrani, A. Z. (1990). Asphalt Properties and Relationship to Pavement Performance. Literature Review (SHRPTask 1.4). California.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. ДСТУ 4044-2001. Бітуми нафтові дорожні в’язкі. Технічні умови. [Чинний від 2001-06-27]. Вид. офіц. К.: Держстандарт України, 2001. 32 с.

2. ЕN 12591:2009. Bitumen and bituminous binders. Specifications for paving grade bitumens. [Published 2009-15-09]. Brussels. European committee for standardization, 2009. 36 p.

3. Read J., Whiteoak D. The Shell Bitumen Handbook. London, UK: Thomas Telford Publ., 2003. 460 p.

4. Button Joe W., Epps Jon A., Little Dallas N., Gallaway Bob M. Asphalt temperature susceptibility and its effect on pavements. Transportation Research Record 843 / Washington DC.: Transportation Research Board, 1982. P. 118–126.

5. Pfeiffer J.P.H., Doormaal Van The Rheological Properties of Asphaltic Bitumen. Journal of Institute of Petroleum. 1936. Vol. 22. Р. 414–440.

6. Битумные материалы: асфальты, смолы, пеки / ред. А.Дж. Хойберг. Москва: Химия, 1974. 248 с.

7. Шапиро Г. Л., Никишина Е. Н. Изучение восприимчивости дорожных битумов к изменению температуры. Исследование органических вяжущих дорожно-строительных материалов. 1947. Вып. V. С. 64 – 92.

8. Schweyer H. E. Asphalt rheology in the near-transition temperature range. Highway Research Record. 1973. № 468. Р. 1–15.

9. Wang D., Tetteh-Wayoe H., Anderson K. O. Low temperature properties of asphalt cements and mixtures used in the C-SHRP Lamont test road in Alberta. Edmonton, Alberta: University of Alberta, 1992. 33 p.

10. Золотарев В. А., Пыриг Я. И., Галкин А. В. Эквипенетрационная температура как альтернатива температуре размягчения битума. Наука и техника в дорожной отрасли. 2007. № 2. С. 36–39.

11. Heukelon W. Une methode amelioree de caracterisation des bitumes par leurs proprietes mecaniques. Bulletin des Laboratoires des Ponts et Chaussées. 1975. № 76. P. 55–64.

12. McLeod N. W. Relationship of paving asphalt temperature susceptibility as measured by PVN to paving asphalt specifications, asphalt paving mixture design and asphalt pavement performance. Association of Asphalt Paving Technologists Proc. 1989. Р. 410–489.

13. Evaluationof asphalt properties and their realtionship to pavement performance / G. Thenoux et. al. Federal Highway Administration Report FHWA-OR-RD-88-02-1,1988. 259 р.

14. McLeod N. W. PVN as a measure of paving asphalt temperature susceptibility, and its relationship to paving asphalt specifications, paving mixture design and pavement performance. Canadian Technical Asphalt Association. 1989. P. 382–452.

15. Finn F. N., Yapp M. T., Coplantz J. S., Durrani A. Z. Asphalt Properties and Relationship to Pavement Performance. Literature Review (SHRPTask 1.4). Richmond, CA, 1990. 404 р.