«Тағам инженериясы және биотехнология», «Химиялық технология», "Техникалық физика және Жылу энергетикасы" және «Автоматтандыру және ақпараттық технологиялар» бағыттары бойынша үшінші нөмірге жарияланымдар қабылдау жабылды!

Прием публикаций на третий номер по направлениям «Пищевая инженерия и биотехнология», «Химическая технология», «Техническая физика и теплоэнергетика» и «Автоматизация и информационные технологии» закрыт!

Submissions for the third issue in the fields of “Food Engineering and Biotechnology”, “Chemical Technology”, "Technical physics and thermal power engineering" and “Automation and Information Technologies” are closed!

Preview

Вестник Университета Шакарима. Серия технические науки

Расширенный поиск

ГИБРИДНАЯ МОДИФИКАЦИЯ БИТУМА ДЛЯ ДОЛГОВЕЧНЫХ И УСТОЙЧИВЫХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ

https://doi.org/10.53360/2788-7995-2026-1(21)-83

Аннотация

Старение асфальта является критическим фактором, влияющим на долговременные эксплуатационные характеристики и долговечность дорожных покрытий, поскольку оно вызывает сложные химические, реологические и микроструктурные преобразования в битумных вяжущих и асфальтобетонных смесях. Экологические и механические воздействия, включая температуру, воздействие кислорода, ультрафиолетовое излучение, проникновение влаги и транспортные нагрузки, ускоряют процессы окисления, что приводит к увеличению жесткости вяжущего, его охрупчиванию и снижению сопротивления растрескиванию и влагоразрушению. В ответ на возрастающие экологические ограничения и дефицит ресурсов устойчивые материалы, такие как регенерированный асфальтобетон (RAP), био-вяжущие, переработанные полимеры и промышленные побочные продукты, все чаще внедряются в асфальтобетонные смеси; однако их влияние на механизмы старения и долговременную долговечность остается недостаточно изученным. В данном исследовании представлен комплексный обзор литературы, посвященный механизмам старения асфальта, стратегиям модификации с использованием устойчивых материалов и подходам к прогнозированию долговечности. Для классификации и оценки технологий модификации была применена структурированная многоэтапная методология обзора, основанная на критериях эксплуатационной эффективности, экологической устойчивости, экономической целесообразности и применимости в различных климатических и эксплуатационных условиях. В обзоре синтезированы экспериментальные и моделирующие результаты, касающиеся химических процессов старения, эволюции микроструктуры, взаимодействия заполнителя и вяжущего, а также многофизических моделей старения. Предложена интегрированная концептуальная модель, связывающая условия внешнего воздействия, механизмы старения материала, микроструктурные параметры и реологические показатели для поддержки проектирования долговечных и устойчивых дорожных покрытий. Выявлены ключевые научные пробелы и направления дальнейших исследований, включая необходимость разработки усовершенствованных протоколов моделирования старения, многоуровневых методов характеризации и долгосрочной полевой валидации устойчивых модификаторов. Результаты данного обзора создают научную основу для разработки устойчивой и долговечной дорожной инфраструктуры.

Об авторах

А. Уалиханов
Шәкәрім университет
Казахстан

Асылан Айдинович Уалиханов – докторант кафедры «Химия и экология» 

071412, г. Семей, ул. Глинки, 20 А



Б. Нұржан
Шәкәрім университет
Казахстан

Нұржан Бекарыс – студент ОП 6В05301 кафедры «Химия и экология» 

071412, г. Семей, ул. Глинки, 20 А



А. Сабитова
Шәкәрім университет
Казахстан

Альфира Нуржановна Сабитова – PhD, заведующий кафедрой «Химия и экология» 

071412, г. Семей, ул. Глинки, 20 А



Ж. Шәріпхан
Шәкәрім университет
Казахстан

Жанна Шәріпханқызы Шәріпхан – докторант кафедры «Химия и экология» 

071412, г. Семей, ул. Глинки, 20 А



Н. Мухамедияров
Шәкәрім университет
Казахстан

Нурлан Мухамедияров – докторант кафедры «Химия и экология» 

071412, г. Семей, ул. Глинки, 20 А



Список литературы

1. Engineering bitumen for future asphalt pavements: A review of chemistry, structure and rheology / G. Pipintakos et al // Materials & Design. – 2024. – Vol. 244. – Article 113157. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2024.113157.

2. Performance of hot-mix asphalt using polymer-modified bitumen and marble dust as a filler / D. Khan et al // Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition). – 2023. – Vol. 10(3). – P. 385-398. https://doi.org/10.1016/j.jtte.2022.12.002.

3. Haroon W. Effect of low-content crumb rubber modification on the performance of bitumen and asphalt / W. Haroon, N. Ahmad // Engineering Research Express. – 2024. – Vol. 6. – Article 035116. https://doi.org/10.1088/2631-8695/ad7558.

4. Maha M.R.A. Full extraction of asbuton bitumen for binder replacement in warm mix asphalt / M.R.A. Maha, M.K. Idham, M.R. Hainin // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – 2024. – Vol. 1369. – Article 012026. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1369/1/012026.

5. Optimization of bio asphalt derived from pyrolysis bio oil for bitumen modification / L. Gungat et al // MATEC Web of Conferences. – 2024. – Vol. 397. – Article 02002. https://doi.org/10.1051/matecconf/202439702002.

6. Evaluating the effect of plastomer modified asphalt mixture on high/low temperature performance / R. Ullah et al // Mehran University Research Journal of Engineering and Technology. – 2021. – Vol. 40(3). – P. 680-691. https://doi.org/10.22581/muet1982.2103.20.

7. A review of the use of reclaimed asphalt pavement for road paving applications / A. Milad et al // Jurnal Teknologi. – 2020. – Vol. 82(3). – P. 35-44. https://doi.org/10.11113/jt.v82.14320.

8. Jamshidi A. Evaluation of performance and challenges of use of waste materials in pavement construction: A critical review / A. Jamshidi, G. White // Applied Sciences. – 2020. – Vol. 10. – Article 226. https://doi.org/10.3390/app10010226.

9. Experimental and statistical analysis of bitumen’s field ageing in asphalt pavements / H. Zhang et al // Transportation Research Record. – 2022. – Vol. 2676(7). – P. 495-511. https://doi.org/10.1177/03611981221079823.

10. Energy consumption and environmental impact of rubberized asphalt pavement / T. Wang et al // Journal of Cleaner Production. – 2018. – Vol. 180. – P. 139-158. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.01.086.

11. Riekstins A. Economic and environmental analysis of crumb rubber modified asphalt / A. Riekstins, V. Haritonovs, V. Straupe // Construction and Building Materials. – 2022. – Vol. 335. – Article 127468. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.127468.

12. Influence of soft binder and rejuvenator on the mechanical and chemical properties of bituminous binders / G. Jacobs et al // Journal of Cleaner Production. – 2021. – Vol. 287. – Article 125596. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.125596.

13. Milad A. A review of the utilisation of recycled waste material as an alternative modifier in asphalt mixtures / A. Milad, A.S.B. Ali, N.I.M. Yusoff // Civil Engineering Journal. – 2020. – Vol. 6 (Special Issue). – P. 42-60. https://doi.org/10.28991/cej-2020-SP(EMCE)-05.

14. Study on the effect of microwave processing on asphalt-rubber / J. Xu et al // Materials. – 2020. – Vol. 13. – Article 411. https://doi.org/10.3390/ma13020411.

15. Gunathilaka S. Using social and economic factors for ranking pavement maintenance and rehabilitation projects / S. Gunathilaka, N. Amarasingha // Asian Transport Studies. – 2020. – Vol. 6. – Article 100026. https://doi.org/10.1016/j.eastsj.2020.100026.

16. Mix design, development, production and policies of recycled hot mix asphalt: A review / A. Sharma et al // Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition). – 2022. – Vol. 9(5). – P. 765-794. https://doi.org/10.1016/j.jtte.2022.06.004.

17. Abo El-Naga, I., Ragab, M. Benefits of utilization the recycle polyethylene terephthalate waste plastic materials as a modifier to asphalt mixtures / I. Abo El-Naga, M. Ragab // Construction and Building Materials. – 2019. – Vol. 219. – P. 81-90. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.05.172.

18. Investigation of the internal structure change of two-layer asphalt mixtures during the wheel tracking test based on 2D image analysis / J. Jiang et al // Construction and Building Materials. – 2019. – Vol. 209. – P. 66-76. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.02.156.

19. Zhang R. Evaluation of the cracking and aging susceptibility of asphalt mixtures using viscoelastic properties and master curve parameters / R. Zhang, J.E. Sias, E.V. Dave // Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition). – 2022. – Vol. 9(1). – P. 106-119. https://doi.org/10.1016/j.jtte.2020.09.002.

20. Bio-based palm oil as an additive for asphalt binder: Chemical characterization and rheological properties / A.F.J. Uchoa et al // Construction and Building Materials. – 2021. – Vol. 285. – Article 122883. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122883.

21. Preparation process of bio-oil and bio-asphalt, their performance, and the application of bioasphalt: A comprehensive review / H. Wang et al // Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition). – 2020. – Vol. 7(2). – P. 137-151. https://doi.org/10.1016/j.jtte.2020.03.002.

22. High-temperature rheological behavior and fatigue performance of lignin modified asphalt binder / J. Gao et al // Construction and Building Materials. – 2020. – Vol. 230. – Article 117063. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117063.

23. Parametric analysis and field validations of oxidative ageing in asphalt pavements using multiphysics modelling approaches / E.L. Omairey et al // International Journal of Pavement Engineering. – 2023. – Vol. 24(2). – Article 2020267. https://doi.org/10.1080/10298436.2021.2020267.

24. Distribution of mortar film thickness and its relationship to mixture cracking resistance / J. Jiang et al // International Journal of Pavement Engineering. – 2020. – Article. https://doi.org/10.1080/10298436.2020.1774767.

25. Fadhli A. Preservation of roads and bridge using cold paving hot mix Asbuton asphalt mixture (CPHMA) / A. Fadhli, A.R. Meldi // Journal of Scientech Research and Development. – 2022. – Vol. 4(2). – P. 150-158.

26. Mixture-based rheological evaluation tool for cracking in asphalt pavements / C. Ogbo et al // Road Materials and Pavement Design. – 2019. https://doi.org/10.1080/14680629.2019.1592010.

27. Analisis penerapan green building pada bangunan gedung klinik Universitas Pahlawan / H. Adeswastoto et al // Journal of Engineering Science and Technology Management. – 2023. – Vol. 3(1). – P. 37-43.

28. Using biochar to control nitric oxide air pollution / G.O. Mohamed et al // Journal of Physics: Conference Series. – 2022. – Vol. 2305. – Article 012029. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2305/1/012029.

29. Pouranian M.R. A new framework for understanding aggregate structure in asphalt mixtures / M.R. Pouranian, J.E. Haddock // International Journal of Pavement Engineering. – 2019. https://doi.org/10.1080/10298436.2019.1660340.

30. Lin J.T. Microstructure and performance characteristics of cold recycled asphalt mixtures / J.T. Lin, Y. Xiao // In: Eco-efficient Pavement Construction Materials. – 2020. – Elsevier. – P. 51-88. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818981-8.00004-7.

31. Effect of laboratory aging on chemistry and rheology of crumb rubber modified bitumen / H. Wang et al // Materials and Structures. – 2020. – Vol. 53. – Article 26. https://doi.org/10.1617/s11527-020-1451-9.

32. Review of sustainability, pretreatment, and engineering considerations of asphalt modifiers from the industrial solid wastes / M.R.M. Hasan et al // Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition). – 2019. – Vol. 6(3). – P. 209-244. https://doi.org/10.1016/j.jtte.2018.08.001.

33. Sustainable lignin to enhance asphalt binder oxidative aging properties and mix properties / S. Arafat et al // Journal of Cleaner Production. – 2019. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.01.238.

34. The impact of bio-oil as rejuvenator for aged asphalt binder / R. Zhang et al // Construction and Building Materials. – 2019. – Vol. 196. – P. 134-143. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.10.168.

35. Characterization of recycled crumb rubber modified binders containing wax warm additives / H.H. Kim et al // Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition). – 2018. – Vol. 5(3). – P. 197-206. https://doi.org/10.1016/j.jtte.2017.10.002.

36. Optimization of bio asphalt derived from pyrolysis bio oil for bitumen modification / L. Gungat et al // MATEC Web of Conferences. – 2024. – Vol. 397. – Article 02002. https://doi.org/10.1051/matecconf/202439702002.

37. Investigation on physical, thermal and chemical properties of palm kernel oil polyol bio-based binder as a replacement for bituminous binder / M.Y. Alamawi et al // Construction and Building Materials. – 2019. – Vol. 204. – P. 122-131. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.01.144.

38. Lakawa I. Characteristics of AC-BC asphalt concrete mix using oil asphalt and LGA Asbuton as binders / I. Lakawa, Sulaiman, D.A. Wulandari // International Journal of Management and Education in Human Development. – 2022. – Vol. 2(1). – P. 58-63.

39. Interpreting the effectiveness of antioxidants to increase the resilience of asphalt binders: A global interlaboratory study / D. Adwani et al // Construction and Building Materials. – 2023. – Vol. 366. – Article 130231. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.130231.

40. Chemical and mechanical analysis of field and laboratory aged bitumen / K. Primerano et al // Road Materials and Pavement Design. – 2023. – Vol. 24(Suppl. 1). – P. 160-175. https://doi.org/10.1080/14680629.2023.2180297.

41. Omairey E.L. An equation-based multiphysics modelling framework for oxidative ageing of asphalt pavements / E.L. Omairey, F. Gu, Y. Zhang // Journal of Cleaner Production. – 2020. – Vol. 270. – Article 124401. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124401.

42. Omairey, E.L.S. Multiphysics modelling and mitigation of ageing in asphalt pavements: PhD Thesis. – Birmingham: Aston University, 2021. – 197 p.

43. Proceedings of the 9th International Conference on Maintenance and Rehabilitation of Pavements (MAIREPAV9) / C. Raab et al // Lecture Notes in Civil Engineering. – 2020. – Vol. 76. – Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-48679-2.

44. Evaluation of asphalt-aggregate interaction based on the rheological properties / J. Zhang et al // International Journal of Pavement Engineering. – 2016. https://doi.org/10.1080/10298436.2016.1199868.

45. Investigating bitumen long-term-ageing in the laboratory by spectroscopic analysis of the SARA fractions / J. Mirwald et al // Construction and Building Materials. – 2020. – Vol. 258. – Article 119577. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119577.

46. Karyawan, I.D.M.A. Impact curing time and compaction methods to the performance of hot mix asphalt Asbuton / I.D.M.A. Karyawan // Journal of Physics: Conference Series. – 2022.

47. Oxidative aging of bitumen: a structural and chemical investigation / X. Lu et al // Road Materials and Pavement Design. – 2021. https://doi.org/10.1080/14680629.2021.1871936.

48. Simulation of the field aging of asphalt binders in different reclaimed asphalt pavement materials in Hong Kong through laboratory tests / Y. Qian et al // Construction and Building Materials. – 2020. – Vol. 265. – Article 120651. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120651.

49. Analysis of rheological properties and aging mechanism of bitumen after short-term and longterm aging / W. Jiang et al // Construction and Building Materials. – 2020. – Article 121777. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121777.

50. Mirwald J. Recommendations for handling bitumen prior to FTIR spectroscopy / J. Mirwald, D. Nura, B. Hofko // Materials and Structures. – 2022. – Vol. 55. – Article 26. https://doi.org/10.1617/s11527-022-01884-1.


Рецензия

Для цитирования:


Уалиханов А., Нұржан Б., Сабитова А., Шәріпхан Ж., Мухамедияров Н. ГИБРИДНАЯ МОДИФИКАЦИЯ БИТУМА ДЛЯ ДОЛГОВЕЧНЫХ И УСТОЙЧИВЫХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ. Вестник Университета Шакарима. Серия технические науки. 2026;1(1(21)):788-799. https://doi.org/10.53360/2788-7995-2026-1(21)-83

For citation:


Ualikhanov A., Nurzhan B., Sabitova A., Sharipkhan Z., Mukhamediyarov N. HYBRID MODIFICATION OF BITUMEN FOR DURABLE AND SUSTAINABLE ASPHALT PAVEMENTS. Bulletin of Shakarim University. Technical Sciences. 2026;1(1(21)):788-799. https://doi.org/10.53360/2788-7995-2026-1(21)-83

Просмотров: 149

JATS XML


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2788-7995 (Print)
ISSN 3006-0524 (Online)
X