RESEARCH INTO TEMPERATURE AGEING OF BITUMEN-POWDER MIXTURES
Authors: Салихов М.Г. , Веюков Е.В. , Малянова Л.И. , Гайфуллина А.З. 
Published: July 2024

Приведен анализ достоинств и недостатков использования бетонов с применением битумов, по сравнению с другими видами бетонов, в качестве конструктивного материала для покрытий дорожных одежд автомобильных дорог. Отмечено, что в процессе приготовления, транспортировки, укладки в инженерные сооружения и дальнейшей эксплуатации покрытий неизбежно происходят изменения их структуры и основных физико-механических свойств. Причем изменение свойств и структуры асфальтобетонов и других битумоминеральных материалов во времени происходит, как правило, в сторону ухудшения. Одним из главных факторов в этом процессе выступает температура. При этом решающую роль игра-ет битум, который вместе с минеральным порошком связывает минеральные компоненты воедино. Наибольшую роль в изменении свойств играет асфальтовое вяжущее. Известная методика изучения старения отдельно битума в тонких пленках, приведённая в стандартной методике ПНСТ 8-2012, не учитывает влияния на этот процесс высоко-развитых поверхностей минерального порошка. Новая методика, предложенная на кафедре строительных технологий и автомобильных дорог Поволжского государственнного технологического университета, помогает избежать этого недостатка. Данная методика позволяет проводить лабораторные исследования процессов старения всех видов известных бетонов с использованием как органических вяжущих, так и смесей битума с их минеральными составляющими по отдельности. Также появляется возможность изучения старения смесей в технологическом и эксплуатационном периодах их жизни. Работы при этом выполняются с использованием стандартного набора лабораторного оборудования, анализ характера и интенсивности процессов старения (динамики развития во времени) осуществляется при помощи безразмерных коэффициентов, избегая влияния на анализ масштабного фактора. Кроме того, в процессе проектирования появляется возможность корректировки составов битумоминеральных смесей с учетом их старения в дальнейшем. Результаты экспериментальных исследований, полученные путем расчетов значений коэффициента старения асфальтового вяжущего по различным показателям по новой методике, позволили выявить степень подверженности их старению при высоких температурах, определить наиболее значимые показатели и выполнить анализ для смесей при раз-личных соотношениях минерального порошка и битума. В данной работе показаны результаты изучения теплостойкости, пределов прочности при сжатии при 20 и 50 С. По результатам экспериментов установлены корреляционные зависимости рассматриваемых показателей от времени прогревания смесей при высокой температуре и выполнен теоретический анализ установленных зависимостей.

The paper analyzes the advantages and disadvantages of the use of bituminous concrete in comparison with other types of concrete, as a constructive material for road coatings. In the process of preparation, transportation, installation in engineering structures and further operation of coatings, their structure and basic physical and mechanical properties inevitably change. These changes in the properties and structure of asphalt and other bitumen-mineral materials over time usually deteriorate. One of the main factors in this process is the temperature. In this case, the decisive role is played by bitumen, which together with the mineral powder binds the mineral components together. Asphalt binder exerts a significant impact on property changes. The used method of studying the ageing of bitumen in thin films documented in the standard procedure PNST 8-2012 does not take into account the influence of highly developed mineral powder surfaces on this process. The new method proposed by Volgatech researchers ensures elimination of this drawback. This method allows carrying out laboratory experiments of ageing processes of all types of known concrete separately using organic binders and bitumen mixtures with their mineral components. At the same time, it is possible to study the ageing of mixtures in the technological and operational cycles. The work is carried out using a standard set of laboratory equipment, the analysis of the nature and intensity of ageing processes (dynamics of development in time) is carried out using dimensionless coefficients, avoiding the impact on the analysis of the scale factor. During the design process it is possible to correct the content of bitumen-mineral mixtures with regard to their ageing. Experimental research results obtained due to the application of the new methodology allowed calculating the value of the ageing coefficient of asphalt binder and applying different indicators in order to distinguish the degree of ageing at high temperatures. It was also possible to identify the most significant indicators for mixtures with different proportion of the mineral powder and bitumen. The research shows the results of heat resistance and compressive strength at 20 C and 50 C. As a result of the undertaken experiments, the correlation dependences of the parameters on the time of mixture exposure to high temperatures and the theoretical analysis of the determined dependences have been carried out.