Порівняльна оцінка впливу енергозберігаючих добавок на властивості бітуму
DOI:
https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2020.90.0.114Ключові слова:
бітум, енергозберігаюча домішка, пенетрація, в’язкість, адгезія, крайовий кут змочуванняАнотація
Анотація. За останні 20 років у дорожній практиці України значного поширення набули енергозберігаючі домішки, що застосовуються з метою зниження технологічних температур приготування й укладання асфальтобетонних сумішей. Згідно з даними, наданими виробниками цих домішок, застосування в’яжучих, модифікованих енергозберігаючими домішками, дозволяє знизити температури приготування та укладання асфальтобетонних сумішей на 20 ... 30 ºС та істотно знизити викиди шкідливих речовин у виробництві. Метою виконаної роботи є порівняльна оцінка впливу на властивості нафтових дорожніх бітумів енергозберігаючих домішок, що застосовуються в дорожній галузі України – Sasobit і Licomont BS 100, а також нової домішки Sarawax SX105. Для бітумів, модифікованих прийнятими в роботі енергозберігаючими домішками, були визначені стандартні показники якості відповідно до чинних національних стандартів. Крім цього додатково визначені показники, що більш повно характеризують властивості в’яжучих: адгезійні показники; показники температурної чутливості в’яжучих (еквіпенетраційна температура та індекс пенетрації, розрахований за еквіпенетраційною температурою); в’язкість у широкому температурному та швидкісному діапазоні; технологічні температури приготування та ущільнення сумішей, виготовлених на модифікованих в’яжучих; крайові кути змочування в широкому температурному інтервалі. На підставі отриманих результатів установлено, що всі прийняті в дослідженні домішки мають на бітум структуруючий вплив, що виражається в зниженні пенетрації за 25 ºС, збільшенні температури розм’якшеності, зниженні дуктильності за 25 ºС, значному розширенні інтервалу пластичності. Найбільший структуруючий ефект надає домішка Sarawax. В’яжучі, модифіковані домішкою Sarawax, характеризуються не тільки значно збільшеною температурою розм’якшеності та істотним зниженням пенетрації, але й збільшенням адгезії та залишкової пенетрації, зниженням температурної чутливості. Це у свою чергу повинно збільшувати міцність і водостійкість асфальтобетонів, виготовлених на модифікованих в’яжучих. Для всіх розглянутих домішок не встановлено енергозберігаючого ефекту, що полягає в зниженні технологічних температур нагрівання в’яжучого в процесі приготування асфальтобетонних сумішей та їхнього ущільнення, установлених як за температурно-в’язкістними залежностям, так і за температурними залежностями крайових кутів змочування.Посилання
1. Rudenskij, A.V. (2011). Resursosberezhenie v stroitel'stve na primere dorozhnoj otrasli. [Resource-saving in construction on the example of the road industry]. MIR (Modernization. Innovation. Research), 7, 4–8 [in Russian].
Kumar, R., & Chandra, S. (2016). Warm mix asphalt investigation on public roads – a review. Civil Eng Urban Plan Int J (CiVEJ), 3(2), 75–86.
Radovskij, B.S. (2008). Tehnologija novogo teplogo asfal'tobetona v SShA [The technology of the new warm asphalt in the USA]. Dorozhnaja tehnika, 8, 24–28 [in Russian].
Prowell, B.D., Hurley, G.C., & Frank, B. (2012). Warm-mix asphalt: Best practices.Lanham,MD: National Asphalt Pavement Association.
Virozhems'kij, V.K., & Kіshhins'kij, S.V. (2007). Vpliv strukturujuchoї dobavki Licomont BS 100 na vlastivostі bіtumіv і asfal'tobetonіv [Influence of Licomont BS 100 structural additive on properties of bitumen and asphalt concrete]. Avtoshljahovik Ukraїni. 2, 38–40. [in Ukrainian].
Zolotar'ov, V.O., Pirіg, Ja.І., & Galkіn, A.V. (2009). Tehnіchnі vlastivostі v’jazkih dorozhnіh bіtumіv z dobavkami naftovih voskіv [Technical properties of viscous road bitumen with the addition of petroleum waxes]. Avtoshljahovik Ukraїni. 1, 35–40. [in Ukrainian].
Kheradmand, B., Muniandy, R., Hua, L.T., Yunus, R.B., & Solouki, A. (2014). An overview of the emerging warm mix asphalt technology. International Journal of Pavement Engineering, 15(1), 79–94.
Abdullah, M.E., Zamhari, K.A., Buhari, R., Khatijah, S., Bakar, A., Hidayah, N., & Hassan, S.A.(2014). Warm mix asphalt technology: a review. Jurnal Teknologi, 3, 39–52.
Hurley, G.C., & Prowell, B.D. (2005). Evaluation of Sasobit for use in warm mix asphalt. NCAT report, 5(6), 1–27.
D’Angelo, J., Harm, E., Bartoszek, J., Baumgardner, G., Corrigan, M., Cowsert, J., ... & Prowell, B. (2008). Warm-mix asphalt: European practice (No. FHWA-PL-08-007). United States. Federal Highway Administration. Office of International Programs.
Yero, S.A., & Hainin, M.R. (2012). Evaluation of bitumen properties modified with additive. International Journal of Research and Reviews in Applied Sciences, 13(1), 93–97.
Institut dr.-ing. Gauer (2006). Comparative study of asphalt and binding agent properties using various viscosity-reducing additives. Report no. 5021-T2-I.
Button, J.W., Estakhri, C.K., & Wimsatt, A.J. (2007). A synthesis of warm-mix asphalt (No. SWUTC/07/0-5597-1). Texas Transportation Institute.
Remisova, E. (2019). Improvement in properties of bitumen using selected additives. Proceedings of the5th International Conference on Road and Rail Infrastructure.
Remisova, E., & Holy, M. (2017). Changes of properties of bitumen binders by additives application. In IOP conference series: Materials science and engineering. Vol. 245, no. 3, 1–7.
16. Zhdanjuk, V.K., Makarchev, O.O., Shrestha, R.B., Kostіn, D.Ju., & Volovik, O.O. (2012). Doslіdzhennja vplivu modifіkujuchih dobavok do bіtumu na fіziko-mehanіchnі vlastivostі ta kolієstіjkіst' drіbnozernistogo asfal'tobetonu [Investigation of the influence of modifying additives to bitumen on the physical-mechanical properties and gauge resistance of fine-grained asphalt concrete]. Vestnik Har'kovskogo nacional'nogo avtomobil'no-dorozhnogo universiteta, 58, 130–133. [in Ukrainian].
Bobee, D., Lebigre, S., & Seive, A. (2007). U.S. Patent Application, no. 11/558, 711.
Viscous petroleum road bitumens. Specifications. (2002). DSTU 4044-2001 from 1st January 2012. Kyiv: Бітуми нафтові дорожні в’язкі. Технічні умови. [Чинний від 2002-01-01]. Вид офіц. Київ: Derzhavnij komіtet budіvnictva, arhіtekturi ta zhitlovoї polіtiki Ukraїni [in Ukrainian].
Bіtumi dorozhnі v’jazkі, modifіkovanі dobavkami na osnovі sintetichnih voskіv. Tehnіchnі umovi [Viscous bitumen, modified with additives based on synthetic waxes. Technical conditions]. SOU 45.2-00018112-068:2017 from 1st September 2017. Kyiv: DP Ukravtodor [in Ukrainian].
Pyrig, Ja.I. (2015). O pokazatele temperaturnoj chuvstvitel'nosti bitumov [About the indicator of temperature sensitivity of bitumen]. Vestnik Har'kovskogo nacional'nogo avtomobil'no-dorozhnogo universiteta. 69, 128–133 [in Russian].
Budіvel'nі materіali. Bіtumi naftovі dorozhnі v'iazkі. Metod viznachennia pokaznika zcheplennia z poverkhneiu skla ta kam'ianikh materіalіv [Building materials. Viscous road oil bitumens. The method to determine the index of engagement with the surface of glass and rock materials]. (1999). DSTU B V.2.7-98:98 from 1st March 1999. Kyiv: Derzhavnii komіtet budіvnitstva, arkhіtekturi ta zhitlovoї polіtiki Ukraїni [in Ukrainian].
Pyrig, J.I. (2015). O pokazatele temperaturnoj chuvstvitel'nosti bitumov [About the indicator of temperature sensitivity of bitumen]. Vestnik Har'kovskogo nacional'nogo avtomobil'no-dorozhnogo universiteta, 69, 128–133 [in Russian].
Bіtum ta bіtumnі v’jazhuchі. Metod viznachennja ekvіpenetracіjnoї temperaturi ta іndeksu penetracії [Bitumen and bituminous binders. Method of determination of equipenetration temperature and penetration index]. (2019). DSTU 8859:2019 from 1st July 2019. Kyiv: SE "UkrNDNC" [in Ukrainian].
Renken, P. (2012). Walzasphalte mit viskositätsabsenkenden Additiven-Entwicklung und Optimierung der Erstund Kontrollprüfungsverfahren und Bestimmung der Einflüsse auf die per-for-mance-orientierten Asphalteigenschaften. AiF research project, no. 15589 N (Technische Universität Braunschweig).
KopinetsI., Sokolov O., Sokolova O., & Yunak A. (2019). Impact of additives based on synthetic waxes on the operational and processing characteristics of bitumen. Dorogi і mosti. Iss. 19–20, 107–116 [in Ukrainian].
