Совершенствование нормативной базы в области дорожных битумов

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ НОРМАТИВНОЙ БАЗЫ В ОБЛАСТИ

ДОРОЖНЫХ БИТУМОВ

Н.А. Страхова1, д-р техн. наук, профессор З.С. Исраилова2, канд. техн. наук, доцент

Государственный морской университет им. адмирала Ф.Ф. Ушакова 2Грозненский государственный нефтяной технический университет им. академика М.Д. Миллионщикова

1

2

Аннотация. Широкое внедрение международных документов по битумным материалам и технологиям в дорожном строительстве позволит повысить уровень требований отечественных стандартов по вопросам эффективного, экономичного и безопасного использования битума, охраны окружающей природной среды, обеспечения безопасности движения на дорогах.

Ключевые слова: нефтяные битумы, стандарты, гармонизация, Superpave , дорожное строительство.

В настоящее время совершенствование нормативной базы и гармонизация российских и международных стандартов в области дорожного строительства является одной из наиболее актуальных проблем, стоящих перед работниками отрасли.

В современных условиях широкое внедрение международных документов по битумным материалам и технологиям в дорожном строительстве позволит повысить уровень требований отечественных стандартов по вопросам эффективного, экономичного и безопасного использования битума, охраны окружающей природной среды, обеспечения безопасности движения на дорогах.

В настоящее время в РФ реализуется Программа гармонизации международных и российских стандартов в области дорожных битумов с целью приведения российской нормативно-методической базы в соответствии с основными международными нормами. Гармонизация национальных и международных стандартов должна способствовать повышению конкурентоспособности отечественной продукции и продвижению отечественных технологий на конкурентные рынки, улучшению инновационного климата в отрасли, созданию совместных предприятий с участием иностранного капитала,

значительной экономии средств на разработку российских стандартов и пр.

Прогнозирование работоспособности и долговечности асфальтобетонных покрытий в различных условиях эксплуатации относится к одной из сложнейших проблем дорожной отрасли. Трудности решения данной проблемы обусловлены с одной стороны сложностью процессов нелинейного деформирования и разрушения битумных материалов, однородности прочностей земляного полотна и слоев оснований дорожных одежд, а с другой стороны необходимостью учета влияния внешних факторов (уровня напряжений, температуры, влажности, вида и режимов нагру-жения, агрессивности окружающей среды и пр.) [1,2]. Поэтому исследования в указанном направлении проводятся во многих странах мира. В США они продолжаются в рамках различных программ и грантов, в том числе под брендом «Superpave».

С целью внедрения современных технологий битумные вяжущие и асфальтобетонные смеси исследуются по новой для России методике Superpave, которая уже доказала эффективность во всем мире. При расчете составов асфальтобетонных смесей система учитывает фактические транспортные нагрузки, интенсивность и характер движения,

а также климатические условия региона.

В систему «Superpave» вошли 3 взаимосвязанные компонента, последовательно обновив нормативную базу AASHTO и ASTM:

- SHARP - технические условия и методы испытаний битума;

-Superpave - технические условия и метод проектирования составов асфальтобетонных смесей с определением по-ровых характеристик уплотненных образцов асфальтобетона;

- методы испытаний и система анализа реологических свойств асфаль- то-бетона с использованием математических моделей работоспособности и компьютерного программного обеспечения.

В настоящее время в России при производстве битумных материалов действуют 7 стандартов: ГОСТ 2224590, ГОСТ 33133-2014, СТО АТОДОР 2.1-2011, ГОСТ Р 52056-2003, ПНСТ -2016, ПНСТ 82-206, СТО АВТОДОР 2.30-201, которые включают до 60 методов испытаний. Для обеспечения внедрения системы Superpave с 01.06.2016 в РФ вступили в действие Предварительные национальные стандарты (ПНСТ). Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 мая 2015 года № 520-межгосударственный стандарт ГОСТ 33133-2014 введен в действии в качестве национального стандарта РФ с 1 октября 2015 года.

При разработке нового ГОСТ 33133 на битумы нефтяные дорожные вязкие

были использованы следующие подходы:

- разделение всех показателей на основные и дополнительные;

- увеличение количества марок битума за счет сужения интервала пенет-рации;

- исключение марок БН;

- определение динамической вязкости вяжущих;

- старение битумов осуществляется по методу RTFOT;

- определение усилий при растяжении битума.

Можно отметить, что для обеспечения технических условий ГОСТ 313332014 и, в целом всего комплекса ПНСТ на проектирование асфальтобетонных смесей по методологии Superpave, необходимы испытания битумных материалов по новым методикам, отличающихся повышенной сложностью и требующих дорогостоящего оборудования. Комплекс ПНСТ на проектирование асфальтобетонных смесей по методологии Superpave содержит: 11 стандартов на битумные вяжущие;12 стандартов на каменные материалы; 27 стандартов на проектирование и испытание асфальтобетонов.

В таблице 1 приведены основные и дополнительные показатели в соответствии с ГОСТ 33133-2014.

Для характеристики свойств битума используются 7 основных стандартных показателей, таких как: глубина проникания иглы при 25°, температура размягчения, растяжимость при 0°С, температура хрупкости и вспышки и др.

Таблица 1. Основные и дополнительные показатели ГОСТ 33133

Основные показатели Дополнительные показатели

Пенетрация при 25 °С Температура размягчения по кольцу и шару Растяжимость при 0 °С Температура хрупкости Температура вспышки Потеря массы образца, после старения Изменение температуры размягчения после старения Пенетрация при 0 °С Динамическая вязкость при 60°С Динамическая вязкость при 60°С после старения Растяжимость при 25°С Максимальное усилие при растяжении при 25°С Максимальное усилие при растяжении при 0°С Температура хрупкости после старения Растворимость Содержание парафина Индекс пенетрации

Дополнительные показатели включают следующие показатели качества: динамическая вязкость; изменение динамической вязкости в результате сдвигового воздействия; изменение динамической вязкости после старения; изменение динамической вязкости в результате сдвигового воздействия после старения, изменение температуры хрупкости после старения, усилие при растяжение при и др.

В стандартах ПНСТ 82 и 85, с учетом климатических особенностей, характера и интенсивности движения, битумные вяжущие классифицируют по маркам PG. Марку битумного вяжущего PG grade определяют на основании результатов реологических испытаний, которые проводят при максимальной расчетной температуре (взамен определения температуры размягчения по КиШ) и минимальной расчетной температуре (взамен определения температуры хрупкости по Фраасу). То есть, марка битумного вяжущего определяется интервалом работоспособности (PG grade) между двумя температурами испытания, соответствующими минимальной и максимальной расчетным температурам асфальтобетонного покрытия в рассматриваемом регионе строительства. Здесь действует «ПРАВИЛО 92»: если сумма двух температур марки PG больше 92 -требуется битум модифицированный [3]. Таким образом, основным преимуществом классификации битумов по маркам PG являет-

ся обоснованный учет климатических и эксплуатационных условий работы дорожного полотна. Кроме того, при соблюдении требований методологии «Superpave», возможна корреляция свойств битумного вяжущего с долговечностью асфальтобетона.

Система классификации битумных вяжущих по маркам РО получила широкое распространение в мире. Например, для 4-х климатических зон США в качестве базовых приняты следующие марки вяжущих: PG 52-28, РО 58-22, РО 58-16 и PG 64-10.

В зависимости от климатических зон составлена классификация битумного вяжущего по PG маркам по федеральным округам РФ (табл.2) [3]. Как видно из приведенных данных, наиболее полно требованиям стандарта ПНСТ отвечают полимер-битумные вяжущие. Можно отметить, что в настоящее время наблюдается увеличение использования модифицированных и полимер-битумных вяжущих (ПБВ). Так, использование ПБВ в 2017 увеличилось на 24% по сравнению с 2016 годом, и составило 348 тыс.т. [4].

Правительством РФ поставлена задача по увеличению межремонтных сроков автомобильных дорог [5], предусматривающая переход на 12-летний жизненный цикл дороги, которую невозможно выполнить с применением действующих нормативных документов.

Таблица 2. Классификация битумного вяжущего по PG маркам

Климатические зоны по федеральным округам PG 64-34 PG 64-28 PG 76-22 PG 76-34

Северо-западный федеральный округ ПБВ-90 ПМБ 70/100 ПМБ 100/130

Центральный федеральный округ БНД 100/130 БНДУ 85 ПБВ 60 ПБВ 90 ПМБ 70/100 ПМБ 100/130 ПБВ 90, ПМБ 70/100

Южный федеральный округ ПБВ 40 ПБВ 60 ПБВ 90 ПМБ 50/70 ПМБ 70/100

В связи с этим, в рамках мониторин- При разработке различных парамет-

га применения комплекса ПНСТ, разра- ров показателей битумного вяжущего, ботанного на основе методологии характеризующих основные изменения «Superpave», начался новый этап раз- состояния дорожного полотна в процес-вития нормативной базы для битумных се эксплуатации, используются новые материалов. Так разработана программа приемы к нормированию технических "Об утверждении перспективной про- требований к вяжущим и асфальтобето-граммы стандартизации в области до- нам с учетом норм передовых зарубеж-рожного хозяйства" (Приказ Министер- ных стран. Таким образом, дальнейшее ства транспорта РФ от 28 сентября 2017 развитие стандартизации битумных вя-г. N 395) в рамках которой предусмот- жущих для дорожного строительства в рена разработка национального стан- РФ идет по пути, сложившемуся в ми-дарта ГОСТ Р «Дороги автомобильные ровой практике дорожного строитель-общего пользования. Битумы нефтяные ства. дорожные вязкие. Технические требования» (п. 4.1, 2018).

Библиографический список

1. Мат.5-ой межотраслевой конференции «Битум и ПБВ. Актуальные вопросы 2016» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.bitumconference .ru/agenda/

2. Перспективы развития рынка// III-я межотраслевая конференция «Битум и ПБВ 2014» [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.mipr.ru

3. А.В. Левьев. Опыт подбора компонентов и состава асфальтобетонных смесей по методу СПАС. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www. bitumconference. ru/upload/ paper/06.04_16.00-16.20_Bitumix_Opyt%20podbora %20 komponentov.pdf

4. Д.В. Орлов. Межотраслевая конференция «PRO Битум и ПБВ» как инструмент развития отрасли. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www. bitumconference

5. Постановление Правительства Российской Федерации от 30 мая 2017 г. № 658 «О нормативах финансовых затрат и правилах расчета размера бюджетных ассигнований федерального бюджета на капитальный ремонт, ремонт и содержание автомобильных дорог федерального значения». [Электронный ресурс] Режим доступа http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001201706020012

IMPROVEMENT OF THE NORMATIVE BASE IN THE FIELD

ROAD BITUMENS

N.A. Strakhova1, doctor of technical sciences, professor

Z.S. Israilova , candidate of technical sciences, associate professor

1The state maritime university admiral F.F. Ushakov

2Grozny state petroleum technical university academician M.D. Millionshchikov

1(Russia, Novorossiysk) 2

Abstract. The wide implementation of international documents on bitumen materials and technologies in road construction will increase the level of requirements of domestic standards on efficient, economical and safe use of bitumen, environmental protection, and road safety.

Keywords: oil bitumen, standards, harmonization, Superpave, road construction.