ASSESSMENT OF TEMPERATURE INDICATORS OF LOW GRADE MODIFIEDBITUMEN IN COMPARISON WITH HIGH GRADE BITUMENS
DOI:
https://doi.org/10.71031/Keywords:
bitumen, bitumen softening point, plasticity, bitumen flash pointAbstract
To ensure the durability of asphalt concrete pavements, different grades of
bitumen are used depending on the climate zone: bitumen grades 70/100 and lower are used for
hotter southern regions, and 100/130 for colder northern regions [1]. However, bitumen is
subject to aging due to the effects of temperatures and solar radiation, which reduces its
elasticity, adhesion and resistance to deformation [2]. The aim of the study is to analyze the
effect of a modifying additive on the properties of low-grade bitumen and compare the results
with the characteristics of higher-grade bitumen. The tests were carried out on samples of M
50/70 and M 70/100 grades of bitumen from various manufacturers. Accelerated aging of
bitumen samples was carried out in an RTFOT chamber, simulating natural aging conditions.
After aging the bitumen, such indicators as softening point, dynamic viscosity, flash point and
brittleness were determined. According to the softening temperature measurements, the
samples of low-grade bitumen (Type 1) before modification showed stable values of 51.2 °C,
and after modification 68.6 °C. The dynamic viscosity increase coefficients do not exceed the
maximum permissible value of grades 50/70 and 70/100 - no more than 2.5. The flash point
measurement values exceed the maximum permissible value for grades 50/70 and 70/100 - 230
°C.
Downloads
References
1. Белятинский А., Ян С., Краюшкина К., Шао М., Та М. Исследование возможности использования фосфорных шлаков в дорожном строительстве // Engineering Science and Technology, an International Journal. 2022. Т. 36. С. 101262.
2. Ху Ю., Си В., Кан С., Сюэ Ю., Ван Х., Парри Т., Эйри Г.Д. Современное состояние: Многоуровневая оценка старения битума // Fuel. 2022. Т. 326. С. 125045.
3. Алиха М.Р.М., Шакер С. Влияние типа битума, температуры и старения на прочность на сдвиг смешанного типа I/II битумных вяжущих: экспериментальная и теоретическая оценка // Theoretical and Applied Fracture Mechanics. 2020. Т. 110. С. 102801.
4. Лукпанов Р.Е., Дюсембинов Д.С., Енкебаев С.Б., Цыгулёв Д.В. Пропиточный состав для повышения антиобледенительных свойств бетонных дорог // Digital Technologies in Construction Engineering. 2022. С. 305–311. Springer International Publishing.
5. Лукпанов Р.Е., Енкебаев С.Б., Цыгулёв Д.В., Дюсембинов Д.С. Оценка воздействия погружения свай на существующее жилое здание путем измерения вибрационных эффектов // AIP Conference Proceedings. 2023. Т. 2758. № 1. AIP Publishing.
6. Аль-Атруш М.Э. Структурное поведение геотермоэлектрического асфальтового покрытия: критический обзор в контексте изменения климата // Heliyon. 2022. Т. 8. № 12.
7. Кирничный В.Ю. Приоритеты и механизм модернизации автомобильного и дорожного комплекса // Вестник Сибирской государственной автомобильной и дорожной академии. 2011. № 22. С. 58–61.
8. Омран М., Шафи М., Егоров И. Проблемы, связанные с изменением климата для гибких дорожных покрытий в Канаде: обзор // Journal of Cold Regions Engineering. 2021. Т. 35. № 4. С. 03121002.
9. Ян С., Белятинский А., Першаков В., Шао М., Та М. Асфальтобетон на основе полимерно-битумного вяжущего, наномодифицированного углеродными нанотрубками для дорожного и аэродромного строительства // Journal of Polymer Engineering. 2022. Т. 42. № 5. С. 458–466.
10. Унаибаев Б.З., Унаибаев Б.Б., Андряченко В. Буронабивные сваи в кожухах из нефтебитумных пород (КИРС) в условиях засоленных грунтов // Przegląd Naukowy. Inżynieria i Kształtowanie Środowiska. 2021. Т. 30. № 1.
11. Порто М., Капуто П., Луизе В., Эскандарсефат С., Телтаев Б., Оливьеро Росси К. Битум и его модификация: обзор последних достижений // Applied Sciences. 2019. Т. 9. № 4. С. 742.
12. Ишак М.А., Джустоцци Ф. Корреляция между реологическими испытаниями битума и испытаниями асфальта на растрескивание при низких температурах // Construction and Building Materials. 2022. Т. 320. С. 126109.
13. Рахман С., Басин А., Смит А. Применение машинного обучения для прогнозирования характеристик асфальтовых смесей // Construction and Building Materials. 2021. Т. 295. С. 123585.
14. Яро Н.С.А., Сутанто М.Х., Хабиб Н.З., Напия М., Усман А., Аль-Сабаи А.М., Рафик В. Оптимизация свойств асфальтобетонной смеси с модифицированным битумом на основе золы пальмовых косточек методом отклика поверхности и исследование влагоустойчивости // International Journal of Pavement Research and Technology. 2024. Т. 17. № 1. С. 123–150.
15. Эсмаили С., Сарма Х., Хардинг Т., Майни Б. Двухфазная относительная проницаемость битум/вода при различных температурах и давлениях SAGD: экспериментальное исследование // Fuel. 2020. Т. 276. С. 118014.
16. Ли Х., Цзя М., Чжан С., Ван Ч., Лю Ю., Ян Ц., Ян Б., Сунь Ю., Ван Х., Ма Х. Лабораторное исследование испарений, образующихся при использовании различных модифицированных битумов // Transportation Research Part D: Transport and Environment. 2023. Т. 121. С. 103828.
17. Ахмедзаде П. Исследование и сравнение влияния SBS и SBS с новым реакционноспособным терполимером на реологические свойства битума // Construction and Building Materials. 2013. Т. 38. С. 285–291.
18. Нойман А., Кефер У., Грёгер Т., Вильхарм Т., Циммерман Р., Рюгер К.П. Исследование процессов старения битума на молекулярном уровне с использованием высокоразрешающей ИК-Фурье-спектрометрии и двумерной газовой хромато-масс-спектрометрии // Energy & Fuels. 2020. Т. 34. № 9. С. 10641–10654.
19. Мирвальд Й., Верковиц С., Камарго И., Машауэр Д., Хофко Б., Гроте Х. Понимание старения битума через исследование его полярных фракций // Construction and Building Materials. 2020. Т. 250. С. 118809.
20. Джамшиди А., Уайт Г., Курумисава К. Функциональные и эксплуатационные характеристики эпоксидной асфальтовой технологии: современное состояние // Road Materials and Pavement Design. 2023. Т. 24. № 4. С. 881–918.
21. Бехнуд А., Гхарехверан М.М. Морфология, реология и физические свойства полимермодифицированных битумов // European Polymer Journal. 2019. Т. 112. С. 766–791.
22. Проспери Э., Бокки Э. Обзор старения и омоложения битума: процессы, материалы и методы анализа // Sustainability. 2021. Т. 13. № 12. С. 6523.
