CC BY
7УДК 665.775 + 665.637.88 DOI 10.24412/0233-5727-2025-1-21-28
Улучшение низкотемпературной устойчивости нефтяных битумов в свете требований системы
объёмного проектирования автодорог
ТО.Р. ПАРШУКОВА, ТВ.В. ПОЗДНЯКОВ, канд. хим. наук, ТА.Г. ЕГОРОВ, ТПМ. ТЮКИЛИНА, д-р техн. наук, 2В.А. ТЫЩЕНКО, д-р техн. наук
1АО «Средневолжский научно-исследовательский институт по нефтепереработке», г. Новокуйбышевск; 2ФГБОУВО «Самарский государственный технический университет»
Представлены результаты исследований по ГОСТ Р 58400.3 компаундированных нефтяными пластификаторами битумов, полученных окислением утяжелённых гудронов. Показано, что для повышения низкотемпературных свойств дорожных битумных вяжущих по ГОСТ Р 58400.1-2019 необходимо вовлечение в их состав высокоароматических экстрактов селективной очистки масел. Разработаны технологические решения для сырьевых компонентов АО «Сызранский НПЗ», обеспечивающие производство дорожных битумов марки PG 58 -34 по ГОСТ Р 58400.1, наиболее востребованной на территориях Центрального и Приволжского федеральных округов.
Ключевые слова: нефтяной дорожный битум, битумные вяжущие марок PG, низкотемпературная устойчивость битумов, сдвиговая устойчивость битумов, экстракт селективной очистки масел.
В рамках национального проекта «Безопасные качественные дороги» в России внедряется метод выбора асфальтобетонных смесей (АБС), применяемых в устройстве дорожных покрытий, по системе объёмного проектирования Superpave [1]. Метод позволяет подобрать АБС с заданными техническими характеристиками под конкретные условия эксплуатации автодорог в зависимости от климатических условий и транспортных нагрузок. Данная система применена на территории целого ряда стран [2-5].
В системе объёмного проектирования АБС особое место занимает методология выбора битумного вяжущего — основного материала, который обеспечивает дорожному покрытию низкотемпературную долговечность. Качество дорожных битумов регламентировано недавно введёнными техническими требованиями ГОСТ Р 58400.1-2019* и ГОСТ Р 58400.2-2019, в которых марка вяжущего, обозначаемая как PG X Y, определяется его температурным диапазоном эксплуатации — разностью между верхним (X) и нижним (Y) значениями марки. Принципиальным отличием новых стандартов на битумные вяжущие от традиционных является практически полный отказ от применяемых ранее физических показателей (температура размягчения
Таблица 1
по кольцу и шару, пенетрация и т.д.) в пользу определения реологических характеристик битумов при сезонных температурах эксплуатации АБС (сдвиговая, усталостная и низкотемпературная устойчивости).
Правила применимости битумных вяжущих марок PG в конструктивных слоях дорожных одежд из асфальтобетона (верхний и нижний слои покрытия, верхний слой основания), а также сборник готовых решений для различных географических точек на территории РФ, определяющих температурные условия эксплуатации, приведены в ГОСТ Р 710092023**.
Для климатических условий Самарской области Приволжского федерального округа, где располагаются два нефтеперерабатывающих завода (Сызранский и Новокуйбышевский) с битумным производством, более жёсткие требования предъявляются к низкотемпературным характеристикам дорожных битумов. В табл. 1 представлены расчётные температурные параметры для верхнего слоя покрытия (ВСП) автодорог по данным трёх метеостанций.
У допустимой к применению марки PG X Y битумного вяжущего верхнее значение должно быть не ниже, чем максимальная расчётная температура слоя (Т98), а нижнее — не выше, чем минимальная
Расчётные параметры для верхнего слой покрытия автодорог Самарской области [7]
Индекс Всемирной метрологической организации Наименование метеостанции Координаты метеостанции Расчётная температура, °С
широта долгота макс. (Т98) мин. (ТМ98)
27995 Безенчук 52,98 49,43 58,0 -33,7
28802 Серноводск 53,92 51,27 55,8 -33,7
27983 Сызрань 53,18 48,40 56,2 -32,0
* ГОСТ Р 58400.1-2019. Дороги автомобильные общего пользо- ** ГОСТ Р 71009-2023. Дороги автомобильные общего пользо-
вания. Материалы вяжущие нефтяные битумные. Технические вания. Материалы вяжущие нефтяные битумные. Правила вы-условия с учётом температурного диапазона эксплуатации. бора марок.
расчётная температура (ТМ98) слоя (шаг составляет 6 единиц: для верхнего значения от 34 до 82, для нижнего — от минус 10 до минус 46). Таким образом, допустимым к применению в ВСП для условий Самарской области является дорожный битум марки PG 58 -34. Данная марка также востребована на территориях 19 субъектов РФ (Белгородская, Владимирская, Воронежская, Курская, Липецкая, Московская, Нижегородская, Оренбургская, Пензенская, Рязанская, Саратовская, Тамбовская, Тульская и Ульяновская области, Еврейская автономная область, Приморский край, Республики Мордовия, Татарстан, Чувашская). Как показал крупнейший проект строительства федеральной автодороги М-12 «Восток» [6], в России ожидается увеличение спроса на битумные вяжущие марок PG с нижней границей минус 34, минус 40, минус 46 [7].
Проведённые ранее исследования [8] показали, что дорожные битумы текущего качества Сыз-ранского НПЗ по ГОСТ 33133-2014 отвечают требованиям ГОСТ Р 58400.1 к марке PG 58 -28 и без введения дополнительных пластификаторов не смогут обеспечить требуемый для Самарской области уровень низкотемпературной устойчивости. В работе [9] показано, что пластификация утяжелённого гудрона дистиллятной фракцией АВТ, имеющей высокое содержание парафино-нафтеновых и ароматических углеводородов, позволила обеспечить битумным материалам более высокую низкотемпературную устойчивость.
Улучшение качества дорожных битумов возможно за счёт введения пластификаторов как в сырьё окисления, так и при компаундировании окисленной битумной основы.
Цель исследования — изучение пластифицирующего эффекта компонентами нефтепереработки для улучшения низкотемпературной устойчивости дорожных битумов и обеспечения требований ГОСТ Р 58400.1 к марке PG 58 -34 из утяжелённого остаточного сырья.
Объекты и методы исследования
Объектами исследования были выбраны следующие нефтепродукты текущего качества:
• гудрон (вакуумный остаток АВТ, фр. > 550°С), АО «Сызранский НПЗ»;
• тяжёлый вакуумный газойль АВТ (ТВГ, фр. 420-550°С), АО «Сызранский НПЗ»;
• вторичные продукты процесса очистки масел ^метилпирролидоном — экстракты селективной очистки дистиллятных фракций (ЭСОМд) и остаточных фракций (ЭСОМо), ООО «Новокуйбышевский завод масел и присадок» (табл. 2).
Наработку лабораторных образцов битумов методом окисления-компаундирования проводили в два этапа:
1. Получение окисленной битумной основы. Окисление тяжёлого гудрона АВТ проводили в лабораторном окислительном аппарате при следующих условиях: загрузка — 2 кг, расход воздуха — 3 л/(мин-кг), температура — 250°С, механическое перемешивание — 500 об./мин. Глубину окисления оценивали по критической высокой температуре исходного битумного вяжущего по ГОСТ Р 58400.3.
2. Компаундирование. Окисленные битумные основы с критической высокой температурой 71, 78 и 86°С, соответствующей температуре размягчения по КиШ 56, 61 и 67°С, смешивали с нефтяными пластификаторами (ТВГ, ЭСОМд и ЭСОМо) для получения компаундированных образцов битумов с Твисх = (58,5 ± 0,5)°С.
Для оценки эксплуатационных свойств полученных компаундированных образцов битумов использовали стандартные реологические показатели: сдвиговая и усталостная устойчивость по ГОСТ Р 58400.10 и низкотемпературная устойчивость по ГОСТ Р 58400.8. Сдвиговая устойчивость характеризует реологические и деформационные свойства вяжущего в летний период (устойчивость к образованию колеи при максимальных летних температурах). Показатель сопротивления усталости под действием повторных нагрузок определяет поведение вяжущего при умеренных температурах в весенне-осенний сезон. В зимний период на первый план выходят показатели низкотемпературной устойчивости — сохранения пластичности вяжущего при низких зимних температурах [10, 11]. Испытания
Таблица 2
Характеристика компонентов, использованных для получения образцов битумов
Параметр Метод определения Гудрон ТВГ ЭСОМд ЭСОМо
Вязкость условная при 80°С, с ГОСТ 11503 150 6,5 4,0 5,0
Температура застывания, °С ГОСТ 20287 (метод Б) 58 32 21 36
Плотность при 20°С, кг/м3 ГОСТ 3900 1004 926 980 966
Температура вспышки, °С ГОСТ 4333 304 252 234 256
Групповой химический состав, % масс.
Масла, в том числе: 63,8 97,5 94,0 91,7
парафино-нафтеновые соединения СТО МИ 4-2-14 12,8 40,0 16,6 21,1
ароматические соединения 51,0 57,5 77,4 70,6
Смолы 26,6 2,5 6,0 8,3
Асфальтены ГОСТ 11851 9,6 0,0 0,0 0,0
выполнены на современном оборудовании с применением комплекса аттестованных методов.
С целью установления фактических температур эксплуатации битумных вяжущих по ГОСТ Р 58400.3 дополнительно были изучены критические температуры. За критическую высокую температуру исходного битумного вяжущего (Т^) принимают температуру, при которой G*/sm8 = 1 кПа. За критическую высокую температуру вяжущего, состаренного по методу RTFOT (тв11™1), — температуру, при которой G*/sm8 = 2,2 кПа. Наименьшая
из температур Т"сх и Т
RTFOT
является критической
высокой температурой эксплуатации битумного вяжущего (Тв).
За критическую среднюю температуру усталостной устойчивости вяжущего, состаренного по методу PAV (Тс), принимают температуру, при которой Gsm8 = 5000 кПа.
За критическую температуру низкотемпературной устойчивости по жёсткости (Т8) PAV-вяжущего принимают температуру, при которой Я = 300 МПа.
За критическую температуру низкотемпературной устойчивости по ползучести (параметру т) (Тт) РЛУ-вяжущего — температуру, при которой т = 0,3.
Значения жёсткости (Я) деформации (изгиба) ба-лочки битумного вяжущего, характеризующей сопротивляемость постоянным нагрузкам, и параметр т, представляющий собой скорость (податливость, ползучесть) изменения жёсткости в зависимости от времени, измеряют в точке 60 с. Значение т рассчитывают в точке касания кривой зависимости жёсткости от времени (рис. 1).
60
Время нагрузки, с
Рис. 1. Изменение жёсткости балочки битума от времени воздействия
Наиболее высокая температура из двух критических Т8 и Тт, при которых жёсткость не более 300 МПа и одновременно значение параметра т не менее 0,3, является критической низкой температурой эксплуатации битумного вяжущего (Т).
Битумному вяжущему в соответствии с ГОСТ Р 58400.3 присваивают фактическую марку PG X У, где X — верхнее значение марки, численно равное значению критической высокой температуры (Тв), а У — нижнее значение, численно равно значению критической низкой температуры испытания,
уменьшенному на 10 единиц (Ткр - 10). Диапазон температур, в котором битум способен сохранять необходимые свойства, называют температурным диапазоном эксплуатации (ТДЭ), определяемым разностью между верхним и нижним значениями марки PG.
Для оценки влияния состава компаундированных образцов битумов на их эксплуатационные свойства определяли их групповой химический состав. Вначале из образца битума были выделены асфаль-тены к-гептаном по ГОСТ 33139-2014. Затем маль-теновую часть (фильтрат) исследовали по методу СвНИИНП СТО МИ 4-2-14***. Фильтрат пропускали через силикагель в стеклянной хроматографи-ческой колонке и разделяли на фракции (парафино-нафтеновые углеводороды, ароматические соединения, смолы) последовательно введением различного количества растворителей: к-гептан, бензол, смесь этилового спирта и бензола (1:1). После упаривания элюента разделение по группам углеводородов отобранных из колонки фракций проводили по показателю преломления при 20°С.
Обсуждение результатов
Из литературных источников известно, что для улучшения релаксации при низкотемпературных напряжениях (низкотемпературной устойчивости) дорожных битумов, получаемых из утяжелённых гудронов, наиболее приемлем способ, основанный на сочетании процессов окисления и компаундирования. Экономически эффективным является вовлечение в состав окисленных битумных вяжущих побочных компонентов НПЗ — тяжёлых вакуумных газойлей, экстрактов селективной очистки масел, состоящих на 90-95% из ароматических и пара-фино-нафтеновых соединений, что способствует изменению дисперсной структуры и свойств битумов. Степень окисления тяжёлого сырья и соотношение смешиваемых компонентов устанавливают экспериментально в зависимости от качества исходных продуктов и требуемой марки битума.
Для оценки изменения вязкоупругих свойств битумных вяжущих (критическая высокая температура эксплуатации битумного вяжущего (Тв) и температура нижнего значения марки по ползучести (Тт - 10)) в результате компаундирования составлялись смеси из битумных основ различной глубины окисления гудрона и лёгких нефтяных компонентов (рис. 2).
Данные рис. 2 показывают, что независимо от глубины окисления сырья компаундированные битумы с низкотемпературной устойчивостью при минус 34°С по ГОСТ Р 58400.1 возможно получить как при использовании в качестве пластификатора экстрактов селективной очистки, так и тяжёлого
***СТО МИ 4-2-14. Методика определения группового углеводородного состава нефтепродуктов (выкипающих при температуре выше 300С) на основе жидкостно-адсорбционного разделения: стандарт организации: дата введения 2015-12-22 / ПАО «Средневолжский научно-исследовательский институт по нефтепереработке». — Новокуйбышевск, 2015.
76
и
34
82
Г= 77 °С
Верхнее значен ю марки РС 58 -34
Нижнее значение
марки Рв 58 -34
10 15
Содержание пластификатора, % масс.
• ТВГ а ЭСОМ - ЭСОМ
20
34
^•--..Верхнее зн< чение марки РС 58
Т"а = 78°С
Нижнее значение к
арки Рв 58 -34
10 15
Содержание пластификатора, % масс.
• ТВГ а ЭСОМ ■ ЭСОМ
20
70 75 20 25
Содержание пластификатора, % масс.
• ТВГ а ЭСОМ ■ ЭСОМ
-4
-70
-16
Ь
ш
г.
н §
с о с
О о.
-22
-28
25
25
35
-34
-40
8 х
О &
о о.
-46
-4
-70
-7(5
0
о
1
Ш §
с о с
О
-22
& 3
-28
-34
-40
В
Щ
i
X
о &
о а.
-46
26 20 14 1-8 2 -4 -70 -16 -22 -28 -34 -40 46
Рис. 2. Изменение Тв и Тт — 10 компаундированных образцов в зависимости от количества пластификатора в битумных основах с Тисх = 71, 78 и 86°С
вакуумного газойля. Однако при вовлечении ТВГ происходит более быстрое снижение критической высокой температуры, являющейся критерием устойчивости к образованию колеи.
При компаундировании битумных основ нефтяными компонентами с получением продуктов по
62
58,5
58,0
58,3
58,6
58,2
58,0
° 56 о 50 £ 44 о 38 8- 32
Е 26- - — -
| 20 —Требование ГОСТР58400.1 (Т не выше 16°С)
14 - —--_ с — -
8 - - * * "
2-10,8-10,9-11,2-
-4 -
■ 10 --16 --22 —-29,0—
-28 -34,0 -34,1
-34 -
-40
Образец 1 Образец 2 Образец 3 11%ТВГ 15% ЭСОМ 12% ЭСОМ
о А
а
о 56
£ 50 £ 44 о 38 8" 32 с 26
| 20 Требование ГОСТР58400.1 (Т не выше 16"С) "" 14 ---
8 - • - • - •■-
2- 9,7-10,0-10,3-
-4-Н
-70 --16 -
-28---31,3_ —34,0-34- - -
-40
Образец 4 Образец 5 Образец 6 16% ТВГ 19% ЭСОМ 15% ЭСОМ
о Д
б
0 5й
8 50
1 44
0 38 32
£ 2Х _ _____
1 20_Требование ГОСТР58400.1 (Т не выше 16°С)
14 --- с
8 ф Ф •
-4 6,3 -10 -16 -22
-28 -32,4 -34 -40
Образец 7 Образец 8 Образец 9 22% ТВГ 24% ЭСОМ 20% ЭСОМ
-35,4
58,0
7,7
-34,6
8,4
-35,7
■ Критическая высокая температура, °С
Температура нижнего значения марки РЭ по ползучести • Критическая средняя температура, "С
Рис. 3. Характеристика компаундированных образцов на битумной основе Тисх = 71°С (а), 76°С (б) и 86°С (в)
критической высокой температуре, соответствующих верхнему значению марки PG 58 -34, содержание пластификатора определяется критической высокой температурой битумной основы. Так, количество возможного введения пластификатора уменьшается практически вдвое при использовании менее окисленной битумной основы с Т^ = 71°С по сравнению с более окисленной Т^ = 86°С (см. рис. 2). Сопоставление свойств компаундированных битумов показывает, что использование экстрактов селективной очистки масел в качестве пластификатора окисленных битумных основ различной глубины окисления является более целесообразным, чем ТВГ, так как обеспечивает получение дорожных битумов марки PG 58 -34 с достаточной высокой пластичностью с запасом качества по показателю усталостной устойчивости — критической средней температуры и сохранении на допустимом уровне потери массы после старения (рис. 3). Изменение массы после старения по методу RTFOT компаундированных образцов с большим запасом соответствует (рис. 4) требованию стандарта (не более ± 1%), что свидетельствует об отсутствии ограничений по содержанию пластификатора (от 11 до 24% масс.) по данному показателю.
Образцы
123456789
а?
х
О)
а р
■0,1
■0,2
I
III
5 -0,3
о с з
и и о
8. в
о с:
-0,4 -0,5 -0,6 -0,7 -0,8 -0,9 -1,0
I
I
Требование ГОСТ Р 58400.1 (не более ± 1 %)
Рис. 4. Изменение массы после старения компаундированных образцов
Для сравнения дисперсной структуры образцов, полученных на разных битумных основах, использован индекс коллоидной нестабильности (индекс Гастеля) 1с [12, 13]:
1с = (Асф + ПНС)/(АС + См),
где Асф — асфальтены, ПНС — парафино-нафте-новые соединения, АС — ароматические соединения, См — смолы.
Групповой химический состав компаундированных образцов представлен в табл. 3-5.
Таблица 3
Компонентный и групповой химический состав компаундированных образцов на битумной основе Твисх = 71°С
Параметр Битумная основа Твисх = 71 °С Образец 1 Образец 2 Образец 3
Состав образца, % масс.
Битумная основа — 89 85 88
ТВГ — 11 — —
ЭСОМо — — 15 —
ЭСОМд — — — 12
Групповой химический состав, % масс.
ПНС 11,0 14,2 12,7 11,7
АС 42,6 44,2 46,1 46,8
См 28,1 25,3 25,4 25,4
Асф 18,3 16,3 15,8 16,1
См + Асф 46,4 41,6 41,2 41,5
Характеристика образца по ГОСТ Р 58400.1
Фактическая марка PG — 58,5 -29,0 58,0-34,0 58,3-34,1
Температурный диапазон эксплуатации — 87,5 92,0 92,4
Таблица 4
Компонентный и групповой химический состав компаундированных образцов на битумной основе Тв исх = 78°С
Параметр Битумная основа Твисх = 78°С Образец 4 Образец 5 Образец 6
Состав образца, % масс.
Битумная основа — 84 81 85
ТВГ — 16 — —
ЭСОМо — — 19 —
ЭСОМд — — — 15
Групповой химический состав, % масс.
ПНС 10,2 15,0 12,5 11,2
АС 40,2 43,0 46,9 47,1
См 28,3 24,1 23,7 24,0
Асф 21,3 17,9 16,9 17,7
См + Асф 49,6 42,0 40,6 41,7
Характеристика образца по ГОСТ Р 58400.1
Фактическая марка PG — 58,6 -31,3 58,2 -34,0 58,0 -35,4
Температурный диапазон эксплуатации — 89,9 92,2 93,4
Таблица 5
Компонентный и групповой химический состав компаундированных образцов на битумной основе Тв исх =86°С
Параметр Битумная основа Твисх = 86оС Образец 7 Образец 8 Образец 9
Состав образца, % масс.
Битумная основа — 78 76 80
ТВГ — 22 — —
ЭСОМо — — 24 —
ЭСОМд — — — 20
Групповой химический состав, % масс.
ПНС 9,8 16,4 13,2 10,9
АС 38,5 42,8 46,9 47,5
См 28,7 22,9 23,5 23,7
Асф 23,0 17,9 16,4 17,9
См + Асф 51,7 40,8 39,9 41,6
Характеристика образца по ГОСТ Р 58400.1
Фактическая марка PG — 58,0 -32,4 58,0-34,6 58,0 -35,7
Температурный диапазон эксплуатации — 90,4 92,6 93,7
Значения индекса от 0,5 до 2,7 указывают на нестабильность асфальтенов, что сопровождается потерей коллоидной устойчивости систем в таких битумах [14]. На рис. 5 представлено изменение индекса 1с в зависимости от количества и типа используемого пластификатора.
0,55 I 0,50
8 0,45 о
X 0,40
0,35 0,30
Неста эильная коллои; ноя стр; кт%ра 1с >0,5
•
• А А
■
5 10 15 20 25 30 Содержание пластификатора в компаундированном образце, % масс. • ТВГ * ЭСОМ ■ 3COM
Рис. 5. Изменение !е компаундированных образцов в зависимости от типа и содержания пластификатора
Отмечено, что увеличение содержания маловязкого пластификатора в образцах приводит к возрастанию индекса Гастеля. При увеличении количества ТВГ до 22% масс. образец характеризуется нестабильной коллоидной структурой (1с > 0,5). Полученные результаты подтверждают, что увеличение содержания парафино-нафтеновых соединений в масляной части битумов при сохранении содержания смолисто-асфальтовых соединений на одном уровне приводит к нестабильности нефтяной дисперсной системы, поскольку парафино-нафтено-вые соединения не обладают растворяющей силой по отношению к асфальтенам в отличие от ароматических соединений и смол [12-14].
Компаундированные битумы, отвечающие современным требованиям ГОСТ Р 58400.1 к марке PG 58 -34, с содержанием экстрактов селективной очистки дистиллятной фракции в концентрации 1220% масс. характеризуются более стабильной коллоидной структурой (1с = 0,385-0,405), чем битумы с содержанием экстрактов селективной очистки остаточной фракции 19-24% масс. (1с = 0,416-0,420).
Полученные результаты подтверждают, что увеличение содержания парафино-нафтеновых соединений в масляной части битумов при сохранении содержания смолисто-асфальтовых соединений на одном уровне приводит к нестабильности нефтяной битумной системы. Ароматические соединения позволяют улучшить низкотемпературные свойства дорожных битумов в большей степени. Наиболее рациональным и технологически простым способом увеличения содержания ароматических соединений в битумах является введение в их состав экстрактов селективной очистки масел путём компаундирования.
Заключение
На основе полученных результатов разработаны рецептуры, обеспечивающие производство дорожных битумов с низкотемпературной устойчивостью, отвечающих современным требованиям ГОСТ Р 58400.1-2019, с учётом приоритетных направлений развития нефтеперерабатывающей отрасли — повышения глубины переработки нефти и обеспечения максимальных отборов светлых углеводородов для производства топлив, и нефтехимии — за счёт утяжеления гудронов и их использования в битумном производстве.
Наиболее эффективным пластификатором для обеспечения дорожным битумам низкотемпературной устойчивости минус 34°С и температурного диапазона эксплуатации не менее 92°С является побочный продукт масляного производства НПЗ — экстракт селективной очистки дистиллятных вакуумных погонов.
Разработаны технологические решения для сырьевых компонентов АО «Сызранский НПЗ», обеспечивающие производство дорожных битумов марки PG 58 -34 по ГОСТ Р 58400.1, востребованной на территории Самарской области и ещё в 19 субъектах Российской Федерации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Безопасные качественные дороги: Национальный проект: официальный сайт. — URL: http://bkdrf.ru (дата обращения: 06.03.2024).
2. Ullah A., Wen H.P., Ullah Z, Ali B., Khan D. Evaluation of High Modulus Asphalts in China, France, and USA for Durable Road Infrastructure, a Theoretical Approach // Construction and Building Materials. — 2024. — № 432. — P.136622.
3. Zhang H., Gong M, Huang Y, Miljkovic M. Study of the High and Low-Temperature Behavior of Asphalt Based on a Performance Grading System in Northeast China // Construction and Building Materials. — 2020. — № 254. — P.119046.
4. Zeiada W., Liu H., Ezzat H, Al-Khateeb G.G., Underwood B.S., Shanableh A., Samarai M. Review of the Superpave Performance Grading System and Recent Developments in the Performance-Based Test Methods for Asphalt Binder Characterization // Construction and Building Materials. — 2022. — № 319. — P. 126063.
5. Lee J.-S, Kim J.-H, Kwon O.-S, Lee B.-D. Asphalt Binder Performance Grading of North Korea for Superpave Asphalt Mix-Design // International Journal of Pavement Research and Technology. — 2018. — № 11, Is. 6. — P. 647654.
6. Козлов А.В., Еремеев В.В., Алексеев В.В. Реализация современных подходов при строительстве автомобильной дороги М-12 «Восток» // Дорожная держава. — 2023. — № 121. — С. 22-27.
7. Гуреев АА., Тюкилина П.М., Нгуен Т.И. О проблемах производства и потребления нефтяных дорожных вяжущих материалов Российской Федерации // Труды РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина. — 2018. — № 1 (290). — С. 110-128.
8. Поздняков В.В., Паршукова О.Р., Родина НА., Тюкилина П.М., Соловьёв Р.Е. Получение современных
марок дорожных битумов в условиях углубления переработки нефти на Сызранском НПЗ // Мир нефтепродуктов.
— 2023. — № 3. — С. 67-74.
9. Тюкилина П.М., Паршукова О.Р., Егоров А.Г., Гав-риленко О.В. Исследование повышения релаксации напряжений нефтяных дорожных битумов // Башкирский химический журн. — 2020. — Т. 27, № 3. — С. 81-87.
10. Bahia H.U., Anderson DA. The New Proposed Rheological Properties of Asphalt Binders: why they are Required and How do they Compare to Conventional Properties // Physical properties of asphalt cement binders: ASTM STP 1241, Philadelphia, 1995. — Р. 1-27.
11. Singh M., Singh S. A review: Use of Rheology in Analyzing the Properties of Bitumen // Journal of University of Shanghai for Science and Technology. — 2020.
— V. 22, Iss. 11. — P. 1410-1420.
12. Колбановская А.С., Михайлов В.В. Дорожные битумы. — М.: Транспорт, 1973. — 284 с.
13. Гун Р.Б. Нефтяные битумы. — М.: Химия, 1973. — 432 с.
14. Paliukaite M., Vaitkusa A., Zofka A. Evaluation of Bitumen Fractional Composition Depending on the Crude Oil Type and Production Technology // The 9 th International Conference «Environmental Engineering» 22-23 May 2014, Vilnius, Lithuania.
Parshukova O.R., Pozdnyakov V.V., Egorov A.G., Tyukilina P.M., Tyschenko V.A.
JSC «Middle Volga Oil Refining Research Institute», Novokuybyshevsk;
Samara State Technical University WAYS TO IMPROVE THE LOW-TEMPERATURE PERFORMANCE OF ROAD BITUMEN IN THE LIGHT OF NEW VOLUMETRIC MIXTURE DESIGN
This paper presents results of study on oxidized and compounded road bitumen obtained from heavy residues of tar. The results showed that meet the increased requirements of GOST R 58400.1 to the low temperature properties of bitumen is possible with the use in their composition of selective treatment extracts. Technological solutions have been developed to ensure the production of asphalt binder PG 58 -34, which is most popular in the Central Federal District and the Volga Federal District.
Key words: road oil bitumen, performance-graded asphalt binder, creep stiffness, resistance to rutting, selective treatment extract.
References
1. Bezopasnye kachestvennye dorogi: Natsionalnyy proekt [Safe, high-quality roads: National project]. URL: http:// bkdrf.ru (accessed 06.03.2024).
2. Ullah A., Wen H.P., Ullah Z., Ali B., Khan D. Evaluation of High Modulus Asphalts in China, France, and USA for Durable Road Infrastructure, a Theoretical Approach. Construction and Building Materials. 2024, no. 432, p. 136622.
3. Zhang H., Gong M., Huang Y., Miljkovic M. Study of the High and Low-Temperature Behavior of Asphalt Based on a Performance Grading System in Northeast
China. Construction and Building Materials. 2020, no. 254, p. 119046.
4. Zeiada W., Liu H., Ezzat H., Al-Khateeb G.G., Underwood B.S., Shanableh A., Samarai M. Review of the Superpave Performance Grading System and Recent Developments in the Performance-Based Test Methods for Asphalt Binder Characterization. Construction and Building Materials. 2022, no. 319, p. 126063.
5. Lee J.-S., Kim J.-H., Kwon O.-S., Lee B.-D. Asphalt Binder Performance Grading of North Korea for Superpave Asphalt Mix-Design. International Journal of Pavement Research and Technology. 2018, no. 11, is. 6, pp. 647-654.
6. Kozlov A.V., Yeremeyev V.V., Alekseyev V.V. Realizatsiya sovremennykh podkhodov pri stroitel'stve avtomobil'noy dorogi M-12 «Vostok» [Implementation of modern approaches in the construction of the M-12 «Vostok» highway]. Dorozhnaya derzhava. 2023, no. 121, pp. 22-27. (In Russ.).
7. Gureyev A.A., Tyukilina P.M., Nguyen T.I. O problemakh proizvodstva i potrebleniya neftyanykh dorozhnykh vyazhushchikh materialov Rossiyskoy Federatsii [On the problems of production and consumption of oil road binders in the Russian Federation]. Trudy RGU nefti i gaza (NIU) im. I.M. Gubkina. 2018, no. 1 (290), pp. 110-128. (In Russ.).
8. Pozdnyakov V.V., Parshukova O.R., Rodina N.A., Tyukilina P.M., Solov'yov R.Ye. Polucheniye sovremennykh marok dorozhnykh bitumov v usloviyakh uglubleniya pererabotki nefti na Syzranskom NPZ [Production of modern grades of road bitumen under conditions of deepening oil refining at the Syzran Oil Refinery]. Mir nefteproduktov. 2023, no. 3, pp. 67-74. (In Russ.).
9. Tyukilina P.M., Parshukova O.R., Yegorov A.G., Gavrilenko O.V. Issledovaniye povysheniya relaksatsii napryazheniy neftyanykh dorozhnykh bitumov [Study of increasing stress relaxation of oil road bitumen]. Bashkirskiy khimicheskiy zhurn. 2020, vol. 27, no. 3, pp. 8187. (In Russ.).
10. Bahia H.U., Anderson D.A. The New Proposed Rheological Properties of Asphalt Binders: why they are Required and How do they Compare to Conventional Properties. Physical properties of asphalt cement binders: ASTM STP 1241, Philadelphia, 1995. R. 1-27.
11. Singh M., Singh S. A review: Use of Rheology in Analyzing the Properties of Bitumen. Journal of University of Shanghai for Science and Technology. 2020, vol. 22, Iss. 11, pp. 1410-1420.
12. Kolbanovskaya A.S., Mikhaylov V.V. Dorozhnyye bitumy [Road bitumens]. Moscow, Transport Publ., 1973, 284 p. (In Russ.).
13. Gun R.B. Neftyanyye bitumy [Oil bitumens]. Moscow, Khimiya Publ., 1973, 432 p. (In Russ.).
14. Paliukaite M., Vaitkusa A., Zofka A. Evaluation of Bitumen Fractional Composition Depending on the Crude Oil Type and Production Technology. The 9th International Conference «Environmental Engineering» 22-23 May 2014, Vilnius, Lithuania.
