Улучшение характеристик асфальтобетонных покрытий путем их дисперсного армирования

Актуальность. Повышение устойчивости и долговечности, а также совершенствования функциональности асфальтобетонов – одна из самых актуальных задач транспортного строительства. Это связано с необходимостью преодоления быстрого разрушения дорожных одежд под воздействием растущих транспортных нагрузок и негативного влияния климатических факторов.

Цель работы – анализ и обобщение имеющихся результатов по теме исследования и выработка рекомендаций, касающихся наилучших доступных, экономически выгодных способов получения композиционных асфальтобетонных смесей путем полимерно-дисперсного армирования.

Методы. Для оценки особенностей технологий дисперсного армирования асфальтобетонных смесей рассмотрены научные публикации, посвященные изучению влияния физико-химических свойств и химического состава используемых материалов и размеров фибры, температурных режимов, способа их введения в смеси. Применялись общелогические методы (анализ, синтез, абстрагирование, обобщение, классификация, моделирование), общенаучные и частнонаучные подходы в строительном материаловедении.

Результаты. Обзор литературы из отечественных и зарубежных источников позволил выявить основные тренды развития технологий дисперсного армирования в дорожностроительном материаловедении. Первое направление – расширение ассортимента материалов дисперсной арматуры (органических и неорганических; природных и синтетических по происхождению). Второе – поиск и оптимизация способов введения арматуры (фибры) в асфальтобетонную смесь на стадии ее получения. Третье – изучение физикохимических механизмов, лежащих в основе взаимодействия между частицами арматуры и компонентами АБС и влияния на них качества вяжущего (битума), минерального порошка, песка, щебня, добавок.

Выводы. Реализация рекомендаций, касающихся наиболее эффективных способов дисперсного армирования асфальтобетона, обеспечения нормативно-правовой базы их реализации позволит повысить эксплуатационные показатели автомобильных дорог с асфальтобетонным покрытием.

1. Васильев Ю.Э. и др. Инновационные технологии в производстве асфальтобетонных смесей. Москва : МАДИ, 2016. 116 с. EDN: XQYGRD

2. Игнатьев А.А. Добавки в асфальтобетон. Обзор литературы // Известия КГАСУ. 2023. № 1 (63). С. 14–30. DOI: 10.52409/20731523_2023_1_14. EDN: EXDWYX

3. Котлярский Э.В. Повышение долговечности покрытий автомобильных дорог за счет оптимизации структуры асфальтобетонов : специальность 05.23.05: автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Белгород, 2012. 45 с. EDN: SUUYWZ

4. Гончарова М.А., Ткачева И.А. Повышение прочности асфальтобетонных смесей для ремонта жестких дорожных конструкций // Строительные материалы. 2023. № 1–2. С. 33–37. DOI: 10.31659/0585-430X-2023-810-1-2-33-37. EDN: WTQNXK

5. Беляев К.В. Пути повышения эксплуатационных свойств асфальтобетона // Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных : сборник научных трудов II Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных ; Министерство образования и науки Российской Федерации ; Правительство Омской области ; Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ). 2018. С. 416–422.

6. Строев Д.А., Чан Н.Х., Горелов С.В. Снижение интенсивности развития пластических деформаций с помощью дисперсного армирования дорожно-строительных материалов добавками минерального волокна // Вестник Томского государственного архитектурностроительного университета. 2011. № 1 (30). С. 192–199. EDN: NDXCIP

7. Талантова К., Толстенев С. Композит-сталефибробетон в дорожном строительстве // Автомобильные дороги. 1999. №9. С. 24–26. EDN: ZDQSIX

8. Пшеничных О.А., Пожидаева А.Л., Михайлюк Д.С. и др. Армирование асфальтобетонных смесей синтетическими волокнами // Вестник Донбасской национальной академии строительства и архитектуры. 2021. № 1 (147). С. 80–86. EDN: GNFBMG

9. Пшеничных О.А., Скорик Д.С. Опыт применения дисперсно-армированных асфальтобетонов в дорожном строительстве // Вестник Донбасской национальной академии строительства и архитектуры. 2020. № 1 (141). С. 121–127. EDN: NUQOOX

10. Кетов А.И., Пугин К.Г. Улучшение характеристик асфальтобетонных покрытий за счет их армирования // Химия. Экология. Урбанистика. 2024. Т. 3. С. 110–114. EDN: VFPIDL

11. Андронов С.Ю., Задирака А.А., Дитер Е.Д. Способ совместного дисперсного армирования асфальтобетона // Техническое регулирование в транспортном строительстве. 2019. № 1 (34). С. 14–20. EDN: MONDTE

12. Белецкий А.В., Ниров Т.А. Асфальтобетоны повышенной сдвигоустойчивости с дисперсным армированием одно- и двухкомпонентной фиброй // Вестник Евразийской науки. 2024. Т. 16. № 5. EDN: VYFEUS. URL: https://esj.today/PDF/26SAVN524.pdf

13. Лукашевич В.Н., Лукашевич О.Д. Исследование изменений состояния и свойств волокон дисперсной арматуры в процессе строительства и эксплуатации асфальтобетонных покрытий // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2023. Т. 25. № 3. С. 185–196. DOI: 10.31675/1607-1859-2023-25-3-185-196. EDN: TQJNLC

14. Бондарев Б.А., Карасева О.В., Стурова В.А., Ливенцева А.А. Применение фибры Dramix производства компании Бекарт в строительстве // Современные проблемы материаловедения : сборник научных трудов II Всероссийской (национальной) научно-практической конференции, посвященной 65-летию ЛГТУ. Липецк, 2021. С. 340–342. EDN: MCPZFQ

15. Пахомов И.А., Абайдуллина Т.Н. Исследование свойств асфальтобетона, модифицированного полипропиленовым волокном // Вестник гражданских инженеров. 2015. № 1 (48). С. 152–156. EDN: TQKGUX

16. Пугин К.Г., Яконцева О.В., Салахова В.К. Использование полимерных материалов в качестве структурного элемента в составе асфальтобетона // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. 2021. № 4. С. 29–36. DOI: 10.15593/24111678/2021.04.04. EDN: WPMJRS

17. Jin D., Meyer T.K., Chen S., Ampaduboateng K., Pearce J.M., You Z. Evaluation of lab performance of stamp sand and acrylonitrile styrene acrylate waste composites without asphalt as road surface materials // Construction and Building Materials. 2022. V. 338. P. 127569. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2022.127569. EDN: VMITVO

18. Jianmin Ma., Simon A.M. Effect of recycled polyethylene terephthalate (PET) fiber on the fracture resistance of asphalt mixtures // Construction and Building Materials. 2022. V. 342. Part A. P. 127944. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2022.127944. EDN: VQCWAS

19. Пугин К.Г. Повышение композиционной однородности асфальтобетонных смесей // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. 2025. № 1. С. 43–51. DOI: 10.15593/24111678/2025.01.04. EDN: TYQNQH

20. Братчун В.И., Пшеничных О.А., Ромасюк Е.А. и др. О формировании структуры адсорбционно-сольватных слоев асфальтохризотилового вяжущего вещества на поверхности минеральных материалов дорожного асфальтобетона // Вестник Донбасской национальной академии строительства и архитектуры. 2022. № 1 (153). С. 114–121. EDN: VWEBYO

21. Лукашевич В.Н. Технология производства асфальтобетонных смесей, оптимизированная по критерию прочностных свойств асфальтобетона : специальность 05.23.08 : диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Лукашевич Виктор Николаевич. Томск, 2001. 316 с. EDN: QDJWNB

22. Лукашевич В.Н., Лукашевич О.Д., Мокшин Р.И. Преимущества структурообразования дисперсно-армированных органоминеральных смесей // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2021. Т. 23. № 5. С. 142–150. DOI: 10.31675/1607-1859-2021-23-5-142-150. EDN: AVVUNO

23. Лукашевич В.Н., Ефанов И.Н. Технология дисперсного армирования асфальтобетонных смесей волокнистыми сорбентами, направленная на улучшение свойств битума в адсорбционном слое за счет снижения интенсивности избирательной фильтрации его компонентов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2012. № 2 (35). С. 197–201. EDN: OYATIT

24. Братчун В.И., Беспалов В.Л., Пактер М.К., Ромасюк Е.А. Теоретико-экспериментальные принципы получения модифицированных дорожных асфальтобетонов повышенной долговечности. Донецк : ООО «НПП “Фолиант”», 2020. 244 с.

25. Дедюхин А.Ю., Булдаков С.И. Технология дисперсного армирования асфальтобетонных смесей волокнами хризотила // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2009. № 1 (13). С. 120–124. EDN: KFPXKV

26. Дедюхин А.Ю. Дисперсно-армированный асфальтобетон // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2009. № 1 (13). С. 116–120. EDN: KFPXKL

27. Ефремов С.В., Лапченко А.С. Влияние волокна на физико-механические и реологические свойства асфальтобетона // Вестник Донбасской национальной академии строительства и архитектуры. 2011. № 1 (87). С. 121–127. EDN: OLYHGX

28. Лукашевич В.Н., Власов В.А., Лукашевич О.Д., Ефанов И.Н. Исследования изменений показателей свойств волокон дисперсной арматуры в асфальтобетонных покрытиях под воздействием природно-климатических факторов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2017. № 6 (65). С. 193–200. EDN: ZWJBFH

29. Лукашевич В.Н., Ефанов И.Н., Прокофьева Г.И., Вакс И.В. Исследования структурно-механических свойств дисперсно-армированных органоминеральных материалов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 6 (53). С. 177–185. EDN: VAVLCJ

30. Бусел А.В., Чистова Т.А., Наумовец А.Н. Асфальтовяжущее на упрочняющих волокнистых компонентах // Вестник Брестского государственного технического университета. Строительство и архитектура. 2014. №. 1. С. 106–109. EDN: YTRSOD

31. Андронов С.Ю., Артеменко А.А., Кочетков А.В., Задирака А.А. Влияние способа введения базальтовых волокон на физикомеханические показатели композиционных асфальтобетонных смесей // Строительные материалы. 2017. № 7. С. 71–73. EDN: ZCSKZJ

32. Андронов С.Ю., Алферов В.И., Кочетков А.В. Совершенствование методов введения фиброволокон в горячие и холодные асфальтобетонные смеси // Вестник Евразийской науки. 2020. № 2. EDN: ROTYCR/ URL: https://esj.today/PDF/72SAVN220.pdf

33. Guo Q., Li L., Cheng Y., Jiao Y., Xu C. Laboratory Evaluation on Performance of Diatomite and Glass Fiber Compound Modified Asphalt Mixture // Materials & Design. 2015. V. 66. P. 51–59. DOI: 10.1016/j.matdes.2014.10.033

34. Muhammad Fawad Rashid, Naveed Ahmad, Ahtsham Ahmed. The effect of using steel fiber on deformation. Resistance of asphalt concrete // 2nd Conference on Sustainability in Civil Engineering (CSCE'20) Department of Civil Engineering Capital University of Science and Technology. 2021.

35. Пшеничных О.А., Оболенская Е.В., Волощук А.В. и др. Сравнительный анализ физико-механических свойств двух видов асбеста в качестве армирующего материала для асфальтобетонной смеси // Вестник Донбасской национальной академии строительства и архитектуры. Современные строительные материалы. 2024. Вып. 1 (165) С. 63–68. URL: https://donnasa.ru/publish_house/journals/vestnik/2024/2024-1(165)/st_09_pschenichnyh_obolenskaya_voloshuk_lunin_sheludyakov_zolotin.pdf (дата обращения: 19.11.2025).

36. Xiong R., Fang J., Xu A., Guan B., Liu Z. Laboratory Investigation on the Brucite Fiber Reinforced Asphalt Binder and Asphalt Concrete // Construction and Building Materials. 2015. V. 83. P. 44–52. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2015.02.089

37. Zarei M., Akbarinia F., Rahmani Z., et al. Economical and technical study on the effect of carbon fiber with high strength on hot mix asphalt (HMA) // Electronic Journal of Structural Engineering. 2020. V. 20. P. 6–12. DOI: 10.56748/ejse.20240. EDN: KTZWVK

38. Абдуллин А.И., Емельянычева Е.А. Использование технического углерода в качестве добавки к дорожным битумам // Вестник Казанского технологического университета. 2014. № 2. С. 275–278. EDN: RWUORJ

39. Assan M., Rashid M., Danish A., Ahmed A. The effect of using jute fiber on deformation resistance of asphalt concrete. 2021. 6 p.

40. Geremew A., Jemal A. The comparative study on the performance of bamboo fiber and sugarcane bagasse fiber as modifiers in asphalt concrete production // Heliyon. 2020. P. 1–8. DOI: 10.1016/j.heliyon.2022.e09842. EDN: NUDQPI

41. Hui Y., Yiran W., Junfu L., Mei X., Pengrui M., Jie Ji, Zhanping Y. Review on Applications of Lignin in Pavement Engineering: A Recent Survey // Sec. Structural Materials. 2021 V. 8. 803524. DOI: 10.3389/fmats.2021.803524. EDN: CUYUOF

42. Chen Z., Yi J., Chen Z., Feng D. Properties of Asphalt Binder Modified by Corn Stalk Fiber // Constr. Build. Mater. 2019.V. 212. P. 225–235. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.03.329

43. Abdullahi Ahmad Kabiru, Usman Nura, Masirin Mohd, Ahmed Anwar. Reinforcement of Asphalt Concrete Mixture using Recycle Polyethylene Terephthalate Fibre // Indian Journal of Science and Technology. 2016. V. 9. DOI: 10.17485/ijst/2016/v9i46/107143

44. Guo Q., Li L., Cheng Y., Jiao Y., Xu C. Laboratory Evaluation on Performance of Diatomite and Glass Fiber Compound Modified Asphalt Mixture // Mater. Des. 2015.V. 66. P. 51–59. DOI: 10.1016/j.matdes.2014.10.033

45. Slebi-Acevedo C.J., Lastra-Gonzalez P., Castro-Fresno D., Bueno M. An experimental laboratory study of fiber-reinforced asphalt mortars with polyolefin-aramid and polyacrylonitrile fibers // Construction and Building Materials. 2020. V. 248. 118622. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.118622 EDN: RBRFZY

46. Ласман И.А., Токар Н.И., Шкабаро Д.Ю. и др. Синтетические волокна для дисперсного и пространственного армирования асфальтобетонного покрытия // Инновации в строительстве-2022 : материалы Международной научно-практической конференции, Брянск, 07–09 апреля 2022 г. Брянск : [Б. и.], 2022. С. 238–242. EDN: RSQFQW

47. Kim M.-J., Kim S., Yoo D.-Y., Shin H.-O. Enhancing Mechanical Properties of Asphalt Concrete Using Synthetic Fibers // Construction and Building Materials. 2018. V. 178. P. 233–243. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.05.070

48. Пахомов И.А., Абайдуллина Т.Н. Исследование свойств асфальтобетона, модифицированного полипропиленовым волокном // Вестник гражданских инженеров. 2015. № 1 (48). С. 152–156. EDN: TQKGUX

49. Андронов С.Ю. Приготовление композиционной дисперсно-армированной асфальтобетонной смеси с различными способами внесения фибры из полиакрилонитрильного волокна в смесь // Современные наукоемкие технологии. 2016. № 4-1. С. 9–13. EDN: VVXZGX

50. Чернов С.А., Каклюгин А.В., Никитина А.Н., Голюбин К.Д. Влияние полимерно-дисперсноармирующей добавки на эксплуатационные свойства асфальтобетона // Вестник МГСУ. 2017. Вып. 12. № 6 (105). С. 654–660. DOI: 10.22227/1997-0935.2017.6.654-660. EDN: ZASZGZ

51. Андронов С.Ю., Задирака А.А., Трофименко Ю.А. Изучение влияния способа введения ПАН волокна на качество асфальтобетона // Техническое регулирование в транспортном строительстве. 2019. № 1 (34). С. 20–26. EDN: ENWFQQ

52. Ефанов Н.Е., Лукашевич В.Н., Пиряев И.В. Влияние технологии дисперсного армирования асфальтобетонных смесей на процессы их структурообразования // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2007. № 1 (14). С. 204–209. EDN: JUCZET

53. Русаков М.Н., Исмаилов А.М. Стирол-бутадиен-стирольные полимеры для дорожного строительства в Российской Федерации // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2020. № 87. С. 1–13. DOI: 10.18720/CUBS.87.3. EDN: JUKKYD

54. Gao Y., Guo Q., Guo Y., Wu P., Meng W., Jia T. Investigation on Reinforced Mechanism of Fiber Reinforced Asphalt Concrete Based on Micromechanical Modeling // Advances in Materials Science and Engineering. 2017. P. 1–12. DOI: 10.1155/2017/4768718

55. Черных Д.С., Строев Д.А., Батыров С.А. Влияние технологических параметров режима приготовления на свойства полимерно-дисперсно-армированных асфальтобетонов // Инженерный вестник Дона. 2016. № 4 (43). С. 150. EDN: YJKTED

56. Насонова И.Г., Лира С.В. Технологическая стабильность щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей, армированных синтетическим волокном // Дороги и мосты. 2024. № 2 (52). С. 321–346. EDN: AXBJSW