Асфальтобетоны: зарубежные разработки
Данный тематический обзор посвящен новым зарубежным разработкам в области дорожных покрытий. Он включает материалы из базы данных Sсopus.
С полными текстами статей можно ознакомиться в зале информационно-справочной службы (комната 613) и в читальном зале периодических изданий (комната 614).
Телефон для справок: +375 17 226 61 88
Almusawi, А. Investigation of mixing and compaction temperatures of modified hot asphalt and warm mix asphalt [Electronic resource] / А. Almusawi, B. Sengoz, A. Topal // Periodica Polytechnica Civil Engineering. – 2021. – Vol. 65, № 1. – P. 72–83. – Scopus. – Дата доступа: 10.02.2022.
Показатели температуры смешивания и уплотнения методом эквивязкости определены в качестве стандартного метода и предназначены для простого, немодифицированного битума. Применение метода эквивалентной вязкости для модифицированного битума привело к завышенным показателям температуры смешивания и уплотнения, которые не требуются при изготовлении асфальтобетонных смесей. В ходе исследования изучены несколько альтернативных методов: метод высокой скорости сдвига, метод вязкости при нулевом сдвиге, метод постоянного сдвигового потока и метод фазового угла. Полученные результаты по температуре смешивания и уплотнения сравнивались со стандартным (эквивязким) методом. Для этой цели был использован битум класса проникновения 50/70, модифицированный 5% эластомерным материалом, состоящий из бутадиен-стирольного стирола (SBS) и 1,5 % реакционноспособного эластомерного терполимера типа Elvaloy (RET). Дана оценка применимости предлагаемых альтернативных методов для теплого асфальтобетона, включающего органические и химические добавки. Результаты показали, что для битума, модифицированного полимером, применение всех предложенных методов привело к более низкой температуре смешивания и уплотнения по сравнению с методом эквивалентной вязкости, в то время как для теплого асфальтобетона применение только метода устойчивого сдвигового потока привело к более низкой температуре по сравнению с методом равной вязкости.
Effect of glass cullet size and hydrated lime—nanoclay additives on the mechanical properties of glassphalt concrete [Electronic resource] / С İskender [et al.] // Sustainability (Switzerland). – 2021. – Vol. 13, № 23. – Article number: 13284. – Scopus. – Дата доступа: 10.02.2022.
Исследовано использование отходов стекла в качестве заполнителя в асфальтобетонных смесях. Максимальный размер использованного стеклобоя составил 0,075, 2,00, 4,75 и 9,5 мм. Для смесей применяли битум, битум, модифицированный наноглиной, и битум, модифицированный гидратированной известью. Плотные градуированные асфальтобетонные смеси были разработаны в соответствии с методом Маршалла. Проведены испытания, на образование низкотемпературных трещин, водостойкость (модифицированный теста Лоттмана), усталость и поведение при постоянной деформации с повторной ползучестью, прочность и усталость при растяжении, испытание колесной нагрузкой (тест Гамбурга). Увеличение фракции стекольного заполнителя снизило устойчивость асфальтобетонных смесей к повреждению водой из-за гладкой поверхности стеклянных частиц, а модификация наноглиной и гидратированной известью улучшила механические свойства асфальтобетонных смесей. Использование стекольного боя с максимальным размером 2,00 мм показало хорошую водостойкость и хорошие деформационные свойства из-за более высокого внутреннего трения, которое обусловлено большей угловатостью стеклянных частиц.
Experimental investigation of moisture sensitivity and damage evolution of porous asphalt mixtures [Electronic resource] / X. Hu [et al.] // Materials. – 2021. – Vol. 14, № 23. – Article number: 7151. – Scopus. – Дата доступа: 10.02.2022.
Пористые асфальтобетонные смеси (PA) разработаны с высоким содержанием воздушных пустот (AV) (т.е. 18 ~ 22%), что позволяет дождевой воде просачиваться внутрь. Поэтому эти смеси более чувствительны к повреждению влагой, чем традиционные смеси. Однако процесс повреждения от влаги данных асфальтобетонов все еще остается неясным. С этой целью было изучено влияние влаги на сроки службы пористых смесей. Проведены циклические испытания на непрямое растяжение, усталостные напряжения (потеря Кантабро). На основании этих показателей дана оценка чувствительности к влаге и рассчитана долговечность асфальтобетонных смесей. Прочность при растяжении, усталостная выносливость, модуль упругости при растяжении и долговечность снижались с увеличением повреждения влагой и циклов нагружения. Наибольшее снижение прочности и упругости на растяжение были обнаружены в первые 3000 циклов нагрузки, и пористые смеси, как правило, выходили из строя, когда снижение превышало 60%. Коэффициенты повреждения, основанные на прочности и упругости, предложены для прогнозирования нагрузочной способности. Влажность оказала значительное влияние на ускорение процессов повреждений и уменьшение долговечности пористых асфальтобетонных смесей.
Liu, H. Reutilization of Recycled Cellulose Diacetate From Discarded Cigarette Filters in Production of Stone Mastic Asphalt Mixtures [Electronic resource] / H. Liu, Y. Chen, Y. Xue // Frontiers in Materials. – 2021. – Vol. 8. – Article number: 770150. – Scopus. – Дата доступа: 10.02.2022.
Переработанный диацетат целлюлозы (RCDA), полученный из окурков, использовался в качестве стабилизатора волокон для разработки асфальтобетонных мастичных смесей (SMA). Характеристики диацетата были изучены с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM), инфракрасной спектроскопии на основе преобразования Фурье (FTIR) и термогравиметрического анализатора (TGA). Стабильность объема, температурная стабильность, влагостойкость и усталостные характеристики мастичных и диацетатных смесей были протестированы для получения характеристик дорожного покрытия. Результаты показали, что мастичные смеси имеют жесткую текстуру поверхности с фигурной и гофрированной структурой, что способствует усилению когезионной связи с асфальтовым связующим. Дифференциальный термогравиметрический анализ TG-DTG показал, что максимальная потеря веса (62,48%), полученная при температурах в диапазоне от 294,1°C до 376,0°C, была обусловлена разложением и деградацией органических веществ. При использовании 0,4% диацетата целлюлозы в асфальтовой смеси динамическая стабильность составляла 4 105 циклов/мм. Прочность на изгиб и модуль жесткости при изгибе составили 3722 МПа и 9,7 МПа. Это указывало на то, что температурная стабильность 0,4% RCDA превышает 0,3% полиакрилонитрильного волокна (PAN), но уступает 0,3% полиэфира (PET). Значение коэффициента прочности при растяжении и остаточной стабильности по Маршаллу составило 80,2 и 75,3% соответственно. Усталостный ресурс 0,4% диацетата технически был таким же, как у 0,3% полиакрилонитрильного волокна (PAN) и 0,3% полиэфира (PET) при более низких уровнях напряжения. Все результаты показали, что оптимальное содержание переработанного диацетата целлюлозы в асфальтобетонных смесях составляет 0,4% от массы связующего.
Modelling and evaluating moisture susceptibility of laboratory prepared asphalt concrete mixtures [Electronic resource] / S Maqbool [et al.] // Ain Shams Engineering Journal. – 2022. – Vol. 13, № 1. – Article number: 101512. – Scopus. – Дата доступа: 10.02.2022.
Восприимчивость к влаге, одна из ключевых причин износа асфальтобетонных покрытий. Анализ и оценка суммарного эффекта гранулометрического состава заполнителей и асфальта на восприимчивость к влаге играет важную роль для предотвращения и/или минимизации преждевременных разрушений асфальтобетонных смесей. В статье рассмотрена уязвимость к влаге в данных смесях с различным составом заполнителя и марки битума. Суперпрочные гироскопические прессованные смеси подверглись испытанию на прочность при растяжении. Рассмотрены четыре состава верхних слоев дорожных покрытий, два вида состава основного слоя и два состава связующего. По результатам лабораторных испытаний установлено, что смесь верхнего слоя покрытия, серии Manual Series (MS-2) и смесь для основного слоя Superpave (SP-2), приготовленная из связующего 40/50, дают более высокие значения прочности. Это означает относительно лучшую устойчивость к повреждению влагой данных асфальтобетонных смесей по сравнению с другими. Кроме того, исследование показало, что износостойкие смеси, приготовленные с использованием связующего в соотношении 40/50, обладают на 40% большей прочностью на растяжение по сравнению с теми же смесями, приготовленными с использованием связующего в соотношении 60/70. Для изучения взаимосвязи восприимчивости к влаге разработана модель множественной линейной регрессии первого порядка, которая имеет зависимость от процента пропуска сита, номинального максимального размера заполнителя и марки связующего. Предлагаемая модель отражает изменчивость данных с высокой степенью точности. Результаты этого исследования помогут в выборе асфальтобетонных покрытий с учетом их чувствительности к повреждению влагой. Разработанная модель будет способствовать оценке восприимчивости смесей к влаге без проведения экспериментальных исследований.
Paul, D. Utilization of fly ash and glass powder as fillers in steel slag asphalt mixtures [Electronic resource] / D. Paul, M. Suresh, M. Pal // Case Studies in Construction Materials. – 2021. – Vol. 15. – Article number: e00672. – Scopus. – Дата доступа: 10.02.2022.
В странах мира серьезной проблемой стало обращение с промышленными отходами, такими как летучая зола, стеклянный порошок и стальной шлак. Для решения данной проблемы предложено использовать эти отходы для строительства дорог. Исследовано влияние летучей золы (FA) и стеклянного порошка (GP) в качестве мелкого заполнителя (вместо каменной пыли) и крупного заполнителя из стального шлака (вместо натурального камня) на характеристики асфальтобетонных смесей для дорожного строительства. Основываясь на проектировании по методу Маршалла, оптимальное количество золы и стеклянного порошка составило 60 % и 30 % соответственно вместо каменной пыли. Контрольная смесь и смеси из стального шлака, с использованием летучей золы (FA) и стеклянного порошка (GP), были исследованы на чувствительность к влаге, ударную вязкость и колесную нагрузку. Включение летучей золы улучшило устойчивость смеси из стального шлака к повреждению влагой, в то время как стеклянный порошок продемонстрировал пониженную устойчивость к повреждению влагой из-за содержания кремнезема. Тем не менее, он удовлетворяет критериям влажности в соответствии со стандартами. Кроме того, как зола, так и стеклянный порошок улучшили жесткость и показали меньшую глубину колеи на 39,33 % и 22,3 % соответственно в смеси со стальным шлаком. Анализ затрат показал, что асфальтобетонные смеси с использованием заполнителя с летучей золой, стеклянного и стального шлака снижают затраты на строительство и стоимость эксплуатационного обслуживания покрытия по сравнению с контрольной смесью. В целом, данные заполнители могут быть использованы в качестве альтернативных материалов в асфальтобетонных смесях для дорожного строительства.
