» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
» Все публикации автора
Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»
Июнь, 2026 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №06 (111) 2026
Автор: Шукуров Акмаммет, преподаватель
Рубрика: Искусствоведение
Название статьи: Исследование реологических свойств модифицированных асфальтобетонных смесей
Дата публикации: 11.06.2026
скачать
УДК 811
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
МОДИФИЦИРОВАННЫХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ
Шукуров Акмаммет, Халлаева Джемал, Долыев Гайгысызчары
преподаватели
Туркменский
государственный архитектурно-строительный институт
г. Ашхабад, Туркменистан
Аннотация. Исследование реологических свойств модифицированных асфальтобетонных
смесей представляет собой актуальное научно-практическое направление в области
дорожного материаловедения, нацеленное на создание высокопрочных и долговечных
дорожных покрытий. В условиях непрерывного роста интенсивности дорожного
движения, увеличения осевых нагрузок от грузового транспорта и выраженных
климатических изменений традиционные органические вяжущие перестают
обеспечивать требуемую колееустойчивость и трещиностойкость магистралей. Асфальтобетон по своей
природе является термопластичным вязкоупругим материалом, чье поведение
коренным образом зависит от температуры внешней среды и длительности приложения
эксплуатационной нагрузки.
Ключевые слова: реологические свойства,
асфальтобетонная смесь, модифицированное вяжущее, динамический сдвиговой
реометр, комплексный модуль сдвига, угол фазового сдвига, ползучесть битума, температурное
напряжение, искусственное старение, мастер-кривая.
INVESTIGATION
OF RHEOLOGICAL PROPERTIES OF MODIFIED ASPHALT CONCRETE MIXTURES
Shukurow Akmammet,
Hallayeva Jemal, Dolyev Gaygysyzchary
Lecturers
Turkmen
State Institute of Architecture and Construction
Ashgabat,
Turkmenistan
Abstract. The investigation of the
rheological properties of modified asphalt concrete mixtures represents a
foundational milestone in advanced pavement engineering, dedicated to designing
high-performance highway structures capable of resisting severe rutting and low-temperature
cracking. As a complex viscoelastic material, asphalt concrete displays highly
temperature-dependent and loading-frequency-dependent characteristics, making
traditional unmodified binders susceptible to permanent shear deformations
under heavy axial traffic or thermal fracturing during extreme winter cycles.
To expand the functional performance-grade temperature range, researchers
introduce elastomeric polymers, like styrene-butadiene-styrene block
copolymers, which swell within the bitumen matrix to construct a continuous,
three-dimensional physical network that accelerates elastic recovery after
traffic loading. Mechanical engineers quantify these microstructural changes
using a dynamic shear rheometer to capture the complex shear modulus and phase
angle across elevated temperatures, while utilizing a bending beam rheometer at
sub-zero temperatures to monitor creep stiffness and relaxation rates.
Keywords: rheological properties, modified asphalt
binder, dynamic shear rheometer, complex shear modulus, phase angle, bending
beam rheometer, asphalt creep stiffness, polymer modification, pavement
rutting, viscoelastic behavior.
Введение
Понимание фундаментальных механизмов
модификации органических вяжущих базируется на изучении их микроструктурных
изменений при введении различных высокомолекулярных полимеров, каучуков или наноструктурированных компонентов. Наибольшее
распространение в мировой практике получили блок-сополимеры типа
стирол-бутадиен-стирол, которые при смешивании с горячим битумом набухают в его
масляных фракциях и формируют эластичную трехмерную полимерную сетку. Эта
пространственная решетка кардинально меняет характер деформирования вяжущего,
сообщая ему способность к обратимому эластическому восстановлению после снятия
транспортной нагрузки. Также ученые активно исследуют полимерные комплексы на
основе переработанной резиновой крошки, полиэтилена высокого давления, углеродных
нанотрубок и базальтовой фибры, каждый из которых по-своему трансформирует
вязкостные характеристики состава. Внедрение таких добавок способствует
значительному повышению когезионной прочности материала и замедлению
естественных процессов термоокислительного старения
дорожного покрытия.
Основным методом прецизионного определения
реологических характеристик модифицированных битумов во всем эксплуатационном
диапазоне температур является динамический сдвиговой реометр. Данный прибор
позволяет подвергать исследуемый образец вяжущего контролируемым гармоническим
сдвиговым колебаниям между двумя параллельными плитами при заданных частотах
нагружения. В ходе испытаний определяются два важнейших базовых параметра:
комплексный модуль сдвига, характеризующий общее сопротивление материала
деформированию, и угол фазового сдвига, определяющий соотношение между упругой
и вязкой составляющими поведения. Для вяжущих, эксплуатируемых при высоких
летних температурах, критически важно иметь высокий комплексный модуль и минимальный
угол фазового сдвига, что свидетельствует о преобладании эластических свойств.
На основе этих параметров рассчитывается фактор колееобразования,
позволяющий прогнозировать устойчивость будущего асфальтобетона к пластическим
сдвигам и наплывам под колесами тяжелой техники.
Оценка низкотемпературных реологических
свойств, определяющих стойкость асфальтобетонного покрытия к растрескиванию во
время суровых зимних заморозков, реализуется с помощью реометра изгибающей
балочки. В ходе этого эксперимента миниатюрная балочка, отлитая из
модифицированного вяжущего, термостатируется в
охлаждающей жидкости при отрицательных температурах и подвергается постоянной
статической нагрузке в условиях трехточечного изгиба. Прибор фиксирует
деформацию ползучести материала во времени, на основании чего вычисляются два
ключевых индикатора: жесткость при ползучести и скорость ползучести.
Модифицированные составы должны обладать умеренной жесткостью и высокой
скоростью ползучести, что позволяет материалу эффективно релаксировать
внутренние температурные напряжения, возникающие при резком охлаждении.
Способность к быстрому рассеиванию внутренних напряжений полностью
предотвращает появление сквозных поперечных трещин на дорогах общего
пользования.
Заключение
В заключение необходимо подчеркнуть, что
исследование реологических свойств модифицированных асфальтобетонных смесей
формирует базовую научную платформу для цифровой трансформации
дорожно-строительной индустрии. Дальнейший прогресс в этой области связан с
интеграцией методов реологии в цифровые системы автоматического управления
качеством на асфальтобетонных заводах и развитием предиктивного моделирования.
Ученые работают над созданием умных самозалечивающихся
покрытий, реологические свойства которых активируются при появлении микротрещин,
восстанавливая монолитность структуры без внешнего вмешательства. Строительные
холдинги, внедряющие передовые методы реологического инжиниринга и развивающие
собственные исследовательские лаборатории, обеспечивают себе безусловное
технологическое лидерство на рынке транспортного строительства. Научно
обоснованный подбор компонентов гарантирует создание прочной, безопасной и
долговечной транспортной инфраструктуры для будущих поколений.
Список литературы:
- Горелышева Л. А. Полимерно-битумные вяжущие материалы для дорожного строительства. Москва: Информавтодор, 2002.
- Илиополов С. К., Мардиросова И. В. Органические вяжущие повышенной долговечности для дорожных покрытий. Ростов-на-Дону: РГСУ, 2005.
- Колбановский Ю. А. Физико-химические основы модификации нефтяных битумов. Москва: Химия, 1988.
- Худякова Т. С. Реология полимерно-битумных композиций в дорожном строительстве. Санкт-Петербург: НПО «Профессионал», 2011.
Комментарии:
