Битумные вяжущие для климатических условий Иордании с позиции температурного диапазона эксплуатации автомобильных дорог

Цель. Качественное и количественное состояние дорожной сети является индикатором социально-экономического развития любой страны. Климатические особенности Ближнего Востока и, конкретно, Иордании, выдвигают ряд жестких требований к физико-механическим показателям асфальтобетонных смесей и эксплуатационным характеристикам асфальтобетона в покрытии таким как сдвигоустойчивость и колеестойкость. Эти проблемы в странах с сухим климатом являются особо острыми. Используя к выбору битумных вяжущих подход, основанный на фактическом диапазоне эксплуатации автомобильных дорог, возможно минимизировать возникновение ранних дефектов на покрытии. Целью работы является зонирование по климатическим признакам регионы страны, рассчитать для этих районов фактические марки битумного вяжущего PG, которые будут отражать реальный температурный диапазон работы асфальтобетона в покрытии и позволят снизить интенсивность образования и накопления пластических деформаций, колеи и температурного трещинообразования на дорогах Иордании.
Метод. Реализация поставленной цели выполнялась посредством анализа климатических условий всех доступных населенных пунктов Иордании со сбором массива температур в течение 15 лет по дням в течение года, расчета фактических температур эксплуатации покрытий в максимально жаркий и холодный периоды по стандартной методике.
Результат. Были раcсчитаны минимально допустимые к применению в конструктивных слоях дорожной одежды Иордании марки PG битумных вяжущих для верхних и нижних слоев дорожной одежды. На основе анализа климатических условий страны и выполненных расчетов предложена карта районирования Иордании по PG маркам битумных вяжущих.
Вывод. Вопрос перехода дорожников Иордании полностью на систему Superpave - неоднозначен, однако использование в технологии приготовления асфальтобетонных смесей битумных вяжущих с фактическим диапазоном температур эксплуатации, позволит совершить значимый рывок на пути увеличения межремонтных сроков покрытий автомобильных дорог. При разработке в лабораторных условиях рецептур PG-марок битумных вяжущих целесообразно использовать модификаторы: резиновый порошок, СБС-полимеры, EVA, воска, а также их комплексное сочетание.

1. Koudougou S., Tubreoumya G., Toguyeni D. and Zaida T. Experimental Alternative to the Determination of the Thermal Dependence of the Complex Modulus of Asphalt Mixes in Dry Tropical Areas // Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering. 2022. № 10. Pp. 275-286. DOI: 10.4236/jmmce.2022.103021.

2. Ilboudo P., Soro B., Dabilgou D., Kaboré B., Compaoré J., Kam S. and Bathiebo D. Experimental Study of the Evolution of Temperatures in Pavement Structures and Influence of Traffic on the RN1 in Burkina Faso in a Hot and Dry Climate // Open Journal of Civil Engineering. 2023. № 13. Pp. 303-316. DOI: 10.4236/ojce.2023.132023.

3. Koudougou S.M. and Toguyeni D.Y.K. Modeling of Pavement Behavior in Tropical Hot and Dry Conditions: Numerical Approach and Comparison on Road Section // Journal of Materials Science & Surface Engineering. 2020. № 7(1). Pp. 919-927.

4. Manal A. Impact of Aggregate Gradation and Type on Hot Mix Asphalt Rutting in Egypt // International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA). 2013. № 3. 10 p.

5. Diouf B., Dione A., Faye P. and Cissé K. Influence of the Temperature on Coated Bituminous of Road Structures in Senegal (West Africa) // Open Journal of Civil Engineering. 2020. № 10. Pp. 321-336. DOI: 10.4236/ojce.2020.104025.

6. Ширяев А.О., Обухов А.Г., Высоцкая М.А., Шеховцова С.Ю. Полимерные модификаторы битумных вяжущих // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2017. № 11. С. 48-54. DOI 10.12737/article_5a001ab17b16b5.53910446.

7. Руденский А.В. Хромов А.С., Марьев В.А. Применение резиновой крошки для повышения качества дорожных битумов и асфальтобетонов // Дороги России XXI века. 2004. № 5. С. 62-71.

8. Zhu Y., Wang G., Tang M. and Zhang J. Advances in Aging and Anti-Aging Research on RubberModified Asphalt and Asphalt Mixtures // World Journal of Engineering and Technology. 2022. № 10. Pp. 502-510. DOI: 10.4236/wjet.2022.103030.

9. Onoja A. and Alhassan H. The Effect of Evotherm on Hot Mix Asphalt // Engineering. 2019. № 11. Pp. 557-575. DOI: 10.4236/eng.2019.119039.

10. Mbida P., Kunwufine D., Bwemba C. and Mbessa M. Influence of the Partial Substitution of Bitumen by a Mixture of Sulphur and Tyre and Plastic Bottle Powders on the Behaviour of Bituminous Concrete // Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering. 2023. № 11. Pp. 213-223. DOI: 10.4236/jmmce.2023.116016.

11. Ahmadinia E., Zargar M., Karim M.R., Abdelaziz M. and Shafigh P. Using Waste Plastic Bottles as Additive for Stone Mastic Asphalt // Materials & Design. 2011. № 32. Pp. 4844-4849. DOI: 10.1016/j.matdes.2011.06.016.

12. Manguene H., Squillace A., Filimone H. and Muiambo H. Physical and Thermo-Oxidative Characterization of Asphalt Modified with High Density Polyethylene and Recycled Engine Oil // Journal of Materials Science and Chemical Engineering. 2022. № 10. Pp. 73-86. DOI: 10.4236/msce.2022.105005.

13. Mr. Robert B. McGennis, Dr. Scott ShuEer, Dr. Hussain U. Bahia. Справочные данные по методам тестирования Битумных вяжущих Суперпейв (Superpave) в США № FHWA-SA-94-069 // Федеральное управление шоссейных дорог. США: Министерство транспорта США, 1994. 118 с.

14. Joffé G., Joffe E.G.H. Jordan in Transition. London: C. Hurst & Co. (Publishers) Lt, 2001. 240 p.

15. Гуреев А.А., Тюкилина П.М. Об эволюции нормативных требований к реологическим характеристикам дорожных вяжущих в России // Химия и технология топлив и масел. 2021. № 1(623). С. 46-48. DOI 10.32935/0023-1169-2021-623-1-46-48.

16. Дамье Е.Л., Зверева У.Е. Мнения: Практическое внедрение системы Superpave в России // Мир дорог. 2021. № 137. С. 84-87.

17. Blazejowski K., Olszacki Ja., Peciakowski H. Bitumnyj Spravocnik // ORLEN Asfalt sp. z o.o. – Płock, 2014. 142 p.

18. Scott S. A Improving Durability of Asphalt Mixtures // Applied Research and Innovation Branch. Department of Transportation Colorado, 2019. 42 p.

19. John I., Bangi M.R. and Lawrence M. Effect of Filler and Binder Contents on Air Voids in Hot-Mix Asphalt for Road Pavement Construction // Open Journal of Civil Engineering. 2021. № 11. Pp. 255-289. DOI: 10.4236/ojce.2021.113016.

20. Gismeteo прогноз погоды. Дневник погоды в Аммане [Электронный ресурс]. URL: https://www.gismeteo.ru/diary/5409/ (дата обращения 07.11.2023)

21. Климат Иордании [Электронный ресурс] // World-globe.ru. URL: http://www.worldglobe.ru/countries/jordan/climate/?ysclid=lnsilhmuoy122468287 (дата обращения 07.11.2023)

22. Иордания. Годовое испарение [Электронный ресурс] // Bangkokbook.ru. URL: https://bangkokbook.ru/galereya/iordaniya-karta-83-foto (дата обращения 08.11.2023)

23. Ignite the spirit of exploration [Электронный ресурс] // National Geographic Society. URL: https://education.nationalgeographic.org/ (дата обращения 08.11.2023)

24. Донин С. Дороги Ближнего Востока: от науки до практики [Электронный ресурс]. URL: https://rcmm.ru/dorozhnoe-stroitelstvo/23323-dorogi-blizhnego-vostoka-ot-nauki-do-praktiki.html (дата обращения 07.11.2023)

25. Поспелов Е.М. Географические названия мира. Топонимический словарь / отв. ред. Р. А. Агеева. – 2-е изд., стереотип. М.: Русские словари, Астрель, АСТ, 2002. 512 с.

26. Густерин П.В. Города Арабского Востока. М.: Восток - Запад, 2007. 352 с.