Реологічні властивості асфальтополімербетонів при динамічному деформуванні

Abstract

UA: На підставі критичного огляду стану питання доведена необхідність розробки номенклатури модулів пружності, що дозволяє об'єктивно враховувати деформативні властивості різних асфальтополімербетонів при розрахунку нежорстких дорожніх одягів. Теоретично обґрунтовано релаксаційний механізм впливу термоеластопластів, які містяться в БМП, на температури переходу асфальтополімербетонів до склоподібного та в’язкопластичного станів, а також взаємозв’язок характеристик міцності в’яжучого й асфальтополімербетону на його основі. Показано, що перехід бітуму в бітумополімерне в’яжуче, а потім в полімербітумне призводить до: зростання критичних деформацій та напружень; збільшення значень модулів пружності асфальтополімербетонів при високих температурах (плюс 50 оС) та їх зниження при від’ємних температурах (мінус 20 оС); зниження коефіцієнта температурної чутливості; підвищення температури переходу в в’язкопластичний стан; зниження умовної температури склування. Встановлено, що асфальтополімербетони на основі в’яжучих, модифікованих прийнятими для досліджень полімерами, з близькою пенетрацією, характеризуються близькими значеннями модулів пружності, коефіцієнта температурної чутливості, температур переходу до склоподібного й вязкопластичного станів. Виведено емпіричну формулу для визначення модулів пружності асфальтобетонів і асфальтополімербетонів будь-яких типів з оптимальним вмістом бітуму, яка враховує використання бітумів, бітумополімерів, полімербітумів і працює в області температур від мінус 20 оС до плюс 50 оС, і діапазоні частот деформування від 0.01 Гц до 40 Гц. RU: На основании критического обзора состояния вопроса доказана необходимость разработки номенклатуры модулей упругости, позволяющей объективно учитывать деформативные свойства различных асфальтополимербетонов при расчете нежестких дорожных одежд. Теоретически обоснован релаксационный механизм влияния термоэластопластов, содержащихся в БМП, на температуры перехода асфальтополимербетонов в застеклованное и вязкопластическое состояния, а также взаимосвязь прочностных характеристик вяжущего и асфальтополимербетона на его основе. Показано, что переход битума в битумополимерное вяжущее, а затем в полимербитумное приводит к: росту критических деформаций и напряжений; увеличению значений модулей упругости асфальтополимербетонов при высоких температурах (50 оС) и их снижению при отрицательной температуре (минус 20 оС); понижению коэффициента температурной чувствительности; повышению температуры перехода в вязкопластическое состояние; снижению условной температуры стеклования (при переходе битумополимерного вяжущего к полимербитумному). Установлено, что асфальтополимербетоны на основе вяжущих, модифицированных принятыми для исследований полимерами, и имеющих близкую пенетрацию, характеризуются близкими значениями модулей упругости, коэффициента температурной чувствительности, температурами перехода в стеклообразное и вязкопластическое состояния. EN: On the basis of the critical review of a condition of a question, necessity of working out of the nomenclature of elasticity modules, that allowing objectively to consider deformation properties various asphalt-polymer concretes at calculation of flexible road pavements is proved. It is theoretically proved relaxation mechanism of the influence thermoplastic elastomers, that containing in PMB, on asphalt-polymer concretes temperatures of transition in glass-like and viscoplastic state, and also correlation of strength characteristics of binders and asphalt-polymer concrete on its basis. Modification bitumen to bitumen-polymer binder, and then in polymerbitumen results in: growth of critical deformations and pressure; increase in values of asphalt-polymer concretes elasticity modules at heats (50 °C) and to their decrease at negative temperature (minus 20 °C); to decreasing of coefficient of temperature sensitivity; to increasing of transition temperature in viscoplastic state; to decrease of relative glass transition temperature (at modification of bitumen-polymer binder in polymer-bitumen). It is established, that asphalt-polymer concretes, on the base of binders, modified by the polymers accepted for researches, and having similar penetration, are characterized by similar values of elasticity modules, factor of temperature sensitivity, temperatures of transition in glass-like and viscoplastic state.