Стаття 6 № 1’2021

DOI: 10.33868/0365-8392-2021-1-265-43-51
© А. М. Онищенко, доктор технічних наук, завідувач кафедри мостів, тунелів та гідротехнічних споруд, e-mail: onyshchenko.a.m.ntu@gmail.com, ORCID: 0000-0002-1040-4530 (Національний транспортний університет);
© В. А. Зеленовський, завідувач відділу технологій дорожніх робіт, e-mail: zelenovladimir@gmail.com, ORCID: 0000-0001-5834-5456 (ДП «ДерждорНДІ»)

АНАЛІЗ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЕПОКСИАСФАЛЬТОБЕТОНУ ДЛЯ ЙОГО ЗАСТОСУВАННЯ У ЯКОСТІ МОСТОВОГО ПОКРИТТЯ НА АВТОМОБІЛЬНИХ ДОРОГАХ
Анотація. Розглядаються питання щодо покращення якості покриттів на автодорожніх залізобетонних, сталезалізобетонних мостах або металевих мостах з ортотропною плитою. Запропоновано конструктивні рішення підвищення працездатності та втомної довговічності асфальтобетонних покриттів. Наведено результати аналізу експериментальних досліджень фізико-механічних властивостей епоксиасфальтобетону. Показано ефективність застосування епоксидних компонентів у складі асфальтобетонних сумішей, які значно покращують фізико-механічні властивості бітуму. За результатами експериментальних лабораторних випробувань наведено порівняльний аналіз властивостей епоксиасфальтобетонів та вихідних асфальтобетонів на в’язкому та розрідженому бітумах. А також, проаналізовано вплив тривалості та температури затвердівання епоксидних складових на властивості епоксиасфальтобетонів.
Проблематика. У сучасних умовах високошвидкісного інтенсивного руху транспортних засобів, потужних транспортних навантажень і частих несприятливих погодно-кліматичних факторів, що виникають на території нашої країни, підвищення довговічності покриттів на мостах із метою збільшення міжремонтних строків та зниження затрат, пов’язаних з експлуатаційним утриманням, потребує особливої уваги.
Однією з основних причин низької тривалості асфальтобетону є властивості бітуму, який з усіх його складових є найчутливішим до транспортних навантажень і погодних
умов [1, 2].
Наразі найрозповсюдженішим типом покриттів на мостах є асфальтобетонні покриття, що виготовляються на основі бітумів нафтових дорожніх в’язких [1, 2]. Однак, в умовах сучасного інтенсивного вантажонапруженого транспортного руху звичайні асфальтобетони не здатні забезпечити необхідні фізико-механічні властивості покриттів та їх проєктний термін служби. Одним з ефективних способів підвищення якості та довговічності асфальтобетонних покриттів на автодорожніх мостах є модифікація бітумів шляхом застосування у якості основного матеріалу термореактивні полімерні добавки, у нашому випадку – епоксидні складові (епоксидна смола та її затверджувач).
Мета роботи. Виконання роботи з аналізу експериментальних досліджень фізико-механічних властивостей епоксиасфальтобетону полягає у вивченні можливості його застосування у якості мостового покриття на автомобільних дорогах. А також підтвердження ефективності у вирішенні питання щодо досягнення збільшеної втомної довговічності таких покриттів при різних частотах навантаження за рахунок підвищення колієстійкості, міцності, тріщиностійкості та водночас вирішення не менш актуального питання щодо мінімізації витрат на ремонтно-будівельні роботи під час експлуатації мостів.
Для досягнення зазначеної мети проведено комплекс дослідних робіт із порівнянням епоксиасфальтобетонів та асфальтобетонів на в’язкому та розрідженому бітумах:
– визначення середньої густини;
– визначення водонасичення;
– визначення міцності за температур 0 °С, 20 °С та 50 °С;
– визначення коефіцієнту водостійкості;
– визначення впливу тривалості та температури затвердівання епоксискладових на властивості епоксиасфальтобетонів.
Матеріали і методи. Асфальтобетонні покриття на ортотропній або залізобетонній плиті проїзної частини мосту з покращеними фізико-механічними властивостями за рахунок використання у якості модифікатора бітуму термореактивні полімерні добавки.
Результати. Проведено аналіз експериментальних досліджень фізико-механічних властивостей епоксиасфальтобетону та визначено ефективність його застосування для покращення якості покриттів на автодорожніх мостах та підвищення їх довговічності. Проведено комплекс досліджень з метою порівняння властивостей епоксиасфальтобетонів та вихідних асфальтобетонів на в’язкому та розрідженому бітумах.
Висновки. Для підвищення втомної довговічності асфальтобетонних покриттів на автодорожніх мостах у сучасних умовах високих інтенсивностей руху транспортних засобів у нашому регіоні з широким діапазоном експлуатаційних температур, необхідно розробляти нові рішення щодо застосовування будівельних матеріалів. Саме тому, проведення досліджень фізико-механічних властивостей асфальтобетонів поліпшених термореактивними полімерними добавками з метою визначення дійсної їх ефективності у підвищенні колієстійкості, міцності та тріщиностійкості покриттів на їх основі є на сьогодні актуальним питанням.
Застосування епоксиасфальтобетонного покриття на ортотропній або залізобетонній плиті проїзної частини мосту потребує особливої уваги з метою встановлення оптимальної тривалості та температури затвердівання епоксискладових, що кардинально можуть впливати на його фізико-механічні властивості та визначення технології приготування.
Ключові слова: епоксиасфальтобетон, епоксиасфальтобетонна суміш, фізико-механічні властивості епоксиасфальтобетону, склад епоксиасфальтобетонних сумішей, епоксидна смола, дорожній бітум, модифікація бітуму, властивості бітуму, довговічність мостового покриття, покриття на мостах, залізобетонна плита проїзної частини, ортотропна плита проїзної частини.

References
1. Onyshchenko A. M. (2017). Scientific basis for improving the stability of asphalt concrete pavement to the formation of a track on road bridges (Doctoral dissertation). Proquest Dissertations and Theses. Ph.D (Ing.) Kyiv. Retrieved July 13, 2020 from https://u.to/C785GQ [in Ukrainian]
2. Onyshchenko A. N. (2008). Increase of longevity of asphalt – concrete’s layers for an account the use of polymeric latexes: dissertation for a scientific degree Candidate Engineering Sciences. Kyiv, 21. Retrieved July 13, 2020 from https://u.to/xEIhFg [in Ukrainian]
3. Lavrukhin V., Kalgin Yu., Erofeev V. (2001). Ustalostnaya dolgovechnost’ asfal’tobetonov na modifitsirovannykh bitumakh. [Fatigue life of asphalt concrete based on modified bitumen]. Russia, Saransk, Vestnik mordovskogo universiteta, 3–4, 128–135. Retrieved January 16, 2001 from https://u.to/O8T5Gg
4. Kishchinsky S. V., Kopinets I. V. (2018). Provesty doslidzhennya ta rozrobyty enerho ta resursozberihayuchi tekhnolohiyi vlashtuvannya dovhovichnykh dorozhnikh pokryttiv z vykorystannyam termoreaktyvnykh modyfikatoriv asfalʹtobetonu z epoksyskladovoyu. Zvit pro naukovo-doslidnu robotu. Kyiv. [in Ukrainian].
5. Peijun Xu, Peiliang Cong, Huan Ye, Shuanfa Chen. Modification of Epoxy Asphalt by Hyperbranched Polyester. (2013). Materials Science and Technology II. Xi’an, 716, 379–382.
Retrieved July 15, 2020 from https://u.to/h9ktFg
6. Alabaster D., Herrington P. R., Waters J. (2012). Ultra long life low noise porous asphalt. The Journal of the Acoustical Society of America. Hong Kong, 131, 4, 131, 4:3225. Retrieved July 22, 2020 from https://u.to/7-EtFg
7. Jianming Wei, Yuzhen Zhang. (2012). Study on the Curing Process of Epoxy Asphalt. China, Beijing, Journal of Testing and Evaluation, 40, 7, 1–8. Retrieved January 20, 2021 from https://u.to/HMv5Gg.
8. Yang Kang, Mingyu Song, Liang Pu, Tingfu Liu. (2015). Rheological behaviors of epoxy asphalt binder in comparison of base asphalt binder and SBS modified asphalt binder. Construction and Building Materials. Chins, Hong Kong, 12–18.
9. Kozhushko V. P., Bylʹchenko A. V., Kyslov A. H., Berezhnaya E. V., Bezbabycheva O. Y, Buhaevskyy S. A., Krasnov S. N., Krasnova E. S. (2016). Povyshenye dolhovechnosty avtodorozhnykh mostov. Monohrafyya [Increasing the durability of road bridges. Monograph]. Ukraine, Kharʹkov, 236. (Information and documentation). [in Ukrainian].
10. State Standard of Ukraine. (2001). DSTU 4044-2001 Bitumy naftovi dorozhni v’yazki. Tekhnichni umovy. [Bitumens are oil road bindings. Specifications]. Kyiv, 15. (Information and documentation) [in Ukrainian].
11. State Standard of Ukraine. (2012). DSTU B V.2.7-119:2011 Sumishi asfalʹtobetonni i asfalʹtobeton dorozhniy ta aerodromnyy. Tekhnichni umovy. [Mixtures of asphalt and asphalt road and airfield. Specifications). Kyiv, 2012. 59 р. (Information and documentation]. [in Ukrainian].
12. State Standard of Ukraine. (2016). DSTU B V.2.7-319:2016 Sumishi asfalʹtobetonni i asfalʹtobeton dorozhniy ta aerodromnyy. Metody vyprobuvanʹ. [Mixtures of asphalt and asphalt road and airfield. Test methods]. Kyiv, 64. (Information and documentation) [in Ukrainian].
13. Standard of organization of Ukraine. (2010). SOU 45.2-00018112-057:2010 Asfalʹtobetonni sumishi ta asfalʹtobeton na osnovi modyfikovanykh polimeramy bitumiv. [Asphalt mixes and asphalt concrete based on polymer modified bitumen]. Kyiv, 15. (Information and documentation) [in Ukrainian].