енсується тривалістю експлуатації і надійністю дорожніх покриттів. У 1987 році Конгрес США заснував Програму стратегічних досліджень дорожніх покриттів, що сприяло збільшенню популярності використання ПБВ. У 1989, Різ та ін. [84] повідомили про хорошою стійкістю до старіння і розтріскування ПБВ після дворічних польових випробувань в Каліфорнії, хоча вони вказали, що необхідні подальші дослідження.
На початку 1990-х років інтерес до дослідження полімерно модифікованих бітумів зріс у багатьох розвинених країнах [65]. Вчені систематично досліджували механічні властивості, реологію, температурну чутливість, морфологію, термічне поведінка, стійкість при зберіганні і старіння різних ПБВ [86-101]. У результаті великих досліджень були виявлені як переваги, так і недоліки ПБВ. З одного боку, був зроблений висновок, що полімерні модифікації привели до поліпшення властивостей бітумів, таких як пружне відновлення, стійкість до деформації при низьких температурах і більш високою стійкістю при високих температурах СБС модифікованого бітуму [96 - 98]. З іншого боку, деякі недоліки були виявлені, зокрема, термічна нестабільність деяких полімерних модифікаторів і проблема поділу на фази деяких ПБВ [86,99].
У червні 1998 в Римі відбувся Міжнародний симпозіум з полімерно модифікованим бітумам, на якому було виявлено стан справ по ПБВ у світі і за підсумками було опубліковано доповідь в 1999 році [72]. Спроби усунути недоліки ПБВ почалися в 1990-х роках. У 1996 році Джаваріні ін. [45] стверджували, що полімерно модифіковані бітуми можуть бути стабілізовані додаванням поліфосфорною кислоти і вони вважали що її додавання також поліпшити термін зберігання полімербітума шляхом зміни його структури з золю в гель. Після 2000 року дослідження, що стосуються ПБВ, розділилися на два напрямки: (1) глибоке дослідження механізму полімерної модифікації і його недоліки, а (2) спроби подолати недоліки деяких ПБВ. Перший напрямок в основному фокусується на вивченні мікроструктури, деформації, тріщин, старінні і втоми ПБВ [102-115]. Навіть зараз, є ще деякі академічні дебати в цьому напрямку. Наприклад, деякі дослідники вважають, що бітум має неоднорідну колоїдну структуру і повинен досліджуватися як багатофазна (полімери/асфальтени/Мальти) В'язкопружні емульсії [116,117], показана на рис.5; в той час як деякі інші дослідники стверджують, що бітум однорідний і безперервний молекулярний склад [108], рис. 6. Інші автори вважають, що асфальтени сильно полярні компоненти бітуму і полярність полімерних модифікаторів має значний вплив на їх сумісність з бітумом і стабільність при зберіганні отриманих ПБВ [40,116]. Слід зазначити, що є автори, які вважають, що асфальтени є типовими неполярними молекулами з хімічної точки зору [119]. Що стосується спроб подолати недоліки, в 2000-х роках, були зареєстровані різні способи усунути недоліки ПБВ, у тому числі вулканізацією сірої [120-125], додавання антиоксидантів [60,126,127], використання гідрофобних глинистих мінералів [128-136] і функціоналізація (в тому числі застосування реактивних полімерів) [48, 137-151].
Рис. 5 Схематичне зображення колоїдної структури бітуму і ефекту модифікації полімерів. (A) Базовий бітум. (B) Відповідне ПБВ з підвищеним вмістом асфальтенів в матриці.
(C) Міцели асфальтенов.
Рис.6 (А) розчинності сфер мальтенов і асфальтенів виділених з венесуельського бітуму. (B) Параметри розчинності СБС і Венесуельського бітуму. (Взято з [118]).
2.3 Полімери, використовувані для модифікації бітуму
Як згадувалося вище, після закінчення Другої світової війни, синтетичні полімери стали використовуватися для модифікації бітумів. Протягом багатьох років дослідники розробили різні полімерно бітумні модифікації. Сьогодні широко використовувані полімери для модифікації бітуму можна розділити на дві категорії: пластомери і термопластичні еластомери. Так Строуп - Гардінер і ін. [152] повідомили, пластомери практично не мають пружну складову, що зазвичай призводить до їх швидкої разрушаємості при навантаженні і подальшої залишкової деформації і крихкості. Що стосується термопластичних еластомерів, вони розм'якшуються при нагріванні, тверднуть при охолодженні [65] і здатні протистояти постійним деформацій розтягуванням під навантаженням і пружно відновлюється відразу після зняття навантаження [152].
Деякі популярні полімери для модифікації бітуму наведені в таблиці 1 з їх перевагами і недоліками. Серед них, СБС привертає найбільшу увагу через його відносно хорошою дисперсності (або відповідної розчинності) в бітумі, а також відносно гарні властивості і прийнятна вартість СБС модифікованого бітуму [43,153].
Звичайно, крім цих перерахованих полімерів, деякі інші, такі як стірол- бута...
