Подать статью
Стать рецензентом
EN
Online First
Научная статья
Геотехнология и инженерная геология

Экологичный холодный асфальтобетон из нефтяного шлама и местных горно-промышленных отходов: подход к ремонту дорог в Моа, Куба, основанный на принципах безотходной экономики

Авторы:
И. Терреро-Агирре1
Я. Медина-Сальдивар2
Об авторах
  • 1 — магистр горного дела доцент Университет Моа ▪ Orcid
  • 2 — магистр безопасности техносферы доцент Университет Моа ▪ Orcid ▪ Scopus
Дата отправки:
2026-03-11
Дата принятия:
2026-06-25
Дата публикации онлайн:
2026-07-27

Аннотация

Накопление нефтяного шлама на портовых объектах создает значительную экологическую нагрузку из-за высокой вязкости и сложности утилизации. В рамках данного исследования оценивалась техническая возможность его использования в качестве основного вяжущего компонента при разработке состава холодного асфальтобетона с применением местных заполнителей (серпентинитов из отходов никелевой промышленности и витрокластических туфов) для ремонта дорог в Моа (Куба). Проведено физико-химическое исследование материалов, разработаны асфальтовые смеси с содержанием шлама 8,0; 8,5 и 9,0 %. Были изготовлены 24 образца вяжущего компонента методом уплотнения по Маршаллу и оценены их свойства (плотность, стабильность и деформация) в соответствии с кубинскими стандартами. После применения статистического контроля качества (отбраковка образцов с отклонением > 10 %) экспериментальные результаты показали, что опреде-ляющим фактором является время отверждения. Через 45 дней отверждения при комнатной температуре оптимальная смесь (8,5 % шлама) достигла стабильности по Маршаллу 7,32±0,21 кН и деформации 3,38±0,15 мм, что соответствует кубинскому стандарту качества NC 54 18:1985 для плотных смесей. Экологические тесты на выщелачивание подтвердили инкапсуляцию загрязняющих веществ. Предложенный подход представляет собой экологичное техническое решение для дорожной инфраструктуры и способствует развитию безотходной экономики за счет вовлечения промышленных отходов в хозяйственный оборот.

Область исследования:
Геотехнология и инженерная геология
Ключевые слова:
асфальтобетон нефтяной шлам серпентинит витрокластические туфы обращение с отходами
Финансирование:

Отсутствует

Online First

Литература

  1. Asim N., Badiei M., Torkashvand M. et al. Wastes from the petroleum industries as sustainable resource materials in construction sectors: Opportunities, limitations, and directions // Journal of Cleaner Production. 2021. Vol. 284. № 125459. DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.125459
  2. Литвинова Т.Е., Сучков Д.В. Получение легкого золобетона как перспективное направление утилизации техногенных продуктов (на примере отходов водоотведения) // Записки Горного института. 2023. Т. 264. С. 906-918.
  3. Пашкевич М.А., Куликова Ю.А. Литификация доменным шлаком фильтрата полигонов ТКО // Записки Горного института. 2024. Т. 267. С. 477-487.
  4. Gorbaev A.V., Gorlenko N.V., Timofeeva S.S. Use of oil sludge as a combustible additive for the production of bricks // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 962. № 042031. DOI: 10.1088/1757-899X/962/4/042031
  5. Benlamoudi A., Abdul Kadir A., Khodja M., Nuruddin M.F. Analysis of the cement clinker produced with incorporation of petroleum sludge // IOP Conference Series: Journal of Physics. 2018. № 995. № 012070. 6 p. DOI: 10.1088/1742-6596/995/1/012070
  6. Герасимов А.М., Устинов И.Д., Зырянова О.В. Использование глиносодержащих отходов в качестве пуццолановых добавок // Записки Горного института. 2023. Т. 260. С. 313-320. DOI: 10.31897/PMI.2023.33
  7. Cañete-Pérez C.C., Linares-Cala E., García-Delgado D.E. et al. Caracterización y clasificación de algunos residuales petrolizados para su posible utilización y aprovechamiento económico // X Congreso Cubano de Geología (Geología, 2013). Geología Ambiental., La Habana, 1 al 5 de abril de 2013. URL: http://www.redciencia.cu/geobiblio/paper/2013_Canete_Perez_GEO6-P15.pdf (дата обращения 18.11.2025).
  8. Lara Negronis I.A. Evaluación de los residuos sólidos de la Empresa Comandante Pedro Sotto Alba para ser empleadas en la elaboración de mezclas asfálticas: Trabajo de Diploma. Universidad de Moa: Departamento de Minería, 2018. 56 p. URL: https://ninive.ismm.edu.cu/handle/123456789/1993 (дата обращения 18.11.2025).
  9. Cala A., Caro S., Lleras M., Rojas-Agramonte Y. Impact of the chemical composition of aggregates on the adhesion quality and durability of asphalt-aggregate systems // Construction and Building Materials. 2019. Vol. 216. P. 661-672. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.05.030
  10. Mohd Pauzi N.N., Ahmad Shah M.S. A Review on the Treatment of Petroleum Sludge and Use as Construction Materials // Civil and Sustainable Urban Engineering. 2022. Vol. 2. Iss. 1. P. 12-20. DOI: 10.53623/csue.v2i1.74
  11. Strizhenok A.V., Korelskiy D.S., Choi Y. Assessment of the Efficiency of Using Organic Waste from the Brewing Industry for Bioremediation of Oil-Contaminated Soils // Journal of Ecological Engineering. 2021. Vol. 22. Iss. 4. P. 66-77. DOI: 10.12911/22998993/133966
  12. Хурмаматов А.М., Юсупова Н.К., Бердимбетов С.Б. и др. Использование отходов нефтяных шламов для производства легкого гранулированного материала – керамзита // Universum: технические науки. 2025. № 11-9 (140). С. 26-30. DOI: 10.32743/UniTech.2025.140.11.21137
  13. Terrero Aguirre I., Leyva Rodríguez C.A., Noa Monjes R.R. Serpentine waste from Moa Nickel S.A. company as stone powder substitute in hot asphalt mixes // Ciencia & Futuro. 2025. Vol. 15. № 4. P. 377-391.
  14. Pashkevich M.A., Petrova T.A. Technogenic Impact of Sulphide-Containing Wastes Produced by Ore Mining and Processing at the Ozernoe Deposit: Investigation and Forecast // Journal of Ecological Engineering. 2017. Vol. 18. Iss. 6. P. 127-133. DOI: 10.12911/22998993/76700
  15. Ricardo-Solis D. Perspectiva de empleo de las tobas vítreas como áridos ligeros, localidad de Flores. Municipio de Banes: Trabajo de Diploma. Universidad de Moa, 2019. 63 р. URL: https://ninive.ismm.edu.cu/handle/123456789/3810 (дата обращения 20.11.2025).
  16. Hassan F.S., Ismael M.Q. Marshall Properties and Rutting Resistance for Asphaltic Mixtures Modified by Nano-Montmorillonite // Journal of Engineering. 2025. Vol. 31. № 2. P. 19-33. DOI: 10.31026/j.eng.2025.02.02
  17. Hernández-Acosta L., Domínguez-Rodríguez V.I., Adams R.H., Jiménez-Zapata K.C. Remediation and re-use of weathered hydrocarbon residue for the preparation of dense asphaltic mixtures // International Journal of Environmental Science and Technology. 2023. Vol. 20. Iss. 8. P. 8433-8444. DOI: 10.1007/s13762-022-04515-y
  18. Petrova T.A., Rudzisha E., Alekseenko A.V. et al. Rehabilitation of Disturbed Lands with Industrial Wastewater Sludge // Minerals. 2022. Vol. 12. Iss. 3. № 376. DOI: 10.3390/min12030376
  19. Fedorova L.V., Tretyakova Z.O., Voronina M.V. Bitumen-polymer compositions for asphalt concrete // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 1990. № 012009. DOI: 10.1088/1742-6596/1990/1/012009
  20. Bykova M.V., Alekseenko A.V., Pashkevich M.A., Drebenstedt C. Thermal desorption treatment of petroleum hydrocarbon-contaminated soils of tundra, taiga, and forest steppe landscapes // Environmental Geochemistry and Health. 2021. Vol. 43. Iss. 6. P. 2331-2346. DOI: 10.1007/s10653-020-00802-0
  21. Yu Song, Jianlin Feng, Shaopeng Wu et al. Effect of Marshall compaction parameters on the performance and internal structure of steel slag asphalt concrete // Journal of Cleaner Production. 2025. Vol. 517. № 145843. DOI: 10.1016/j.jclepro.2025.145843
  22. Hasan A.M.A., Kamal R.S., Farag R.K., Abdel-raouf M.E. Petroleum sludge formation and its treatment methodologies: a review // Environmental Science and Pollution Research. 2024. Vol. 31. Iss. 6. P. 8369-8386. DOI: 10.1007/s11356-023-31674-3
  23. Gardete D., Picado-Santos L., Capitão S., Luzia R. Asphalt mix design: Discussion on the bulk specific gravity procedure influence on the results obtained from empirical, volumetric, and performance-based methods // Construction and Building Materials. 2022. Vol. 342. Part B. № 127870. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2022.127870
  24. Yao Zhang, Hu Chen, Peng Xiao et al. Investigation of average asphalt film thickness of dense graded asphalt mixtures with compaction effects // Construction and Building Materials. 2022. Vol. 326. № 126696. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2022.126696
  25. Bojorque Iñeguez J., Flores C., V’ásquez M. Marshall parameters for quality control of hot mix asphalt after pavement construction // Journal of Construction. 2019. Vol. 18. № 1. P. 178-185. DOI: 10.7764/RDLC.18.1.178
  26. Abbas M., Zaumanis M. Methodology for Physics-Informed Neural Networks for materials test result prediction: Case study on the Marshall test for asphalt // Case Studies in Construction Materials. 2026. Vol. 24. № e05829. DOI: 10.1016/j.cscm.2026.e05829
  27. Kuiry M., Karati S., Roy T.K. Determination of Marshall parameters of bituminous mix by using non-destructive testing method // Materials Today: Proceedings. 2023. DOI: 10.1016/j.matpr.2023.03.575
  28. Satayeva S.S., Burakhta V.A., Urazova A.F. et al. Asphalt Concrete Production Technology Using Oil Sludge from Zhaik Munay LLP // Journal of Engineering and Technological Sciences. 2024. Vol. 56. № 1. P. 71-80. DOI: 10.5614/j.eng.technol.sci.2024.56.1.6
  29. Kumar R., Goli A., Gottumukkala B.V. et al. Influence of curing process on the moisture loss, mechanical and performance characteristics of cold recycled asphalt mixes // Road Materials and Pavement Design. 2024. Vol. 25. Iss. 2. P. 259-275. DOI: 10.1080/14680629.2023.2199884
  30. Bastidas-Martínez J.G., Rondón-Quintana H.A. Assessment of asphalt binder content, temperature and loading rate in indirect tensile strength and resilient modulus tests of a hot-mix asphalt – Comparison with Marshall design method // Construction and Building Materials. 2024. Vol. 426. № 136158. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2024.136158
  31. Upadhya A., Thakur M.S., Sharma N., Sihag P. Assessment of Soft Computing-Based Techniques for the Prediction of Marshall Stability of Asphalt Concrete Reinforced with Glass Fiber // International Journal of Pavement Research and Technology. 2022. Vol. 15. Iss. 6. P. 1366-1385. DOI: 10.1007/s42947-021-00094-2
  32. Bin Xu, Jingyun Chen, Changhong Zhou, Weiying Wang. Study on Marshall Design parameters of porous asphalt mixture using limestone as coarse aggregate // Construction and Building Materials. 2016. Vol. 124. P. 846-854. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.08.005
  33. Xueying Zhao, Baofu Ma. Measurement of the Promoting Effect of Complex Conditions on the Adhesion Development in Curing Process of Cold Recycling Mixture with Emulsified Asphalt // Advances in Civil Engineering. 2024. Vol. 2024. № 9683383. DOI: 10.1155/2024/9683383
  34. Wenting Yang, Jian Ouyang, Yan Meng et al. Effect of curing and compaction on volumetric and mechanical properties of cold-recycled mixture with asphalt emulsion under different cement contents // Construction and Building Materials. 2021. Vol. 297. № 123699. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2021.123699
  35. Dalhat M.A., Osman S.A., Mu’azu N.D., Alagha O. Utilization of oil sludge as rejuvenator in hot-mix-asphalt containing reclaimed asphalt concrete // Construction and Building Materials. 2022. Vol. 338. № 127483. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2022.127483
  36. Ferrotti G., Mancinelli E., Passerini G., Canestrari F. Comparison of energy and environmental performance between warm and hot mix asphalt concrete production: A case study // Construction and Building Materials. 2024. Vol. 418. № 135453. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2024.135453
  37. Abdulrahman S., Yaro N.S.A., Al-Osta M.A. et al. Harnessing Sludge-Derived Materials for Circular and Sustainable Asphalt Pavement Engineering: A Bibliometric, Systematic Review, and Strategic SWOT Analysis // Arabian Journal for Science and Engineering. 2026. Vol. 51. Iss. 1. P. 615-654. DOI: 10.1007/s13369-025-10994-1
  38. Satayeva S., Nazarova D., Satybayeva N. Development of technology for obtaining asphalt concrete mixture using oil sludge as an additive // E3S Web of Conferences. 2024. Vol. 474. № 01014. DOI: 10.1051/e3sconf/202447401014
  39. Medina García L., Betancourt S., Rodríguez E. et al. Use of mining wastes in asphalt concretes production // Revista Ingeniería de Construcción. 2023. Vol. 38. № 2. DOI: 10.7764/RIC.00071.21
  40. Memon A.M., Sutanto M.H., Memon Z.A. et al. Valorization of petroleum sludge as rejuvenator for recycled asphalt binder and mixture // Case Studies in Construction Materials. 2024. Vol. 20. № e03318. DOI: 10.1016/j.cscm.2024.e03318
Статистика
Просмотр аннотаций
139
Просмотр полного текста
29
Процитировано
Scopus:
0
Crossref:
0
Меню статьи

Похожие статьи

Комбинированный метод восстановления загрязненных территорий нефтяного комплекса на основе электрохимической обработки с созданием геохимического барьера
2026 Н. С. Шулаев, В. В. Пряничникова, Р. Р. Кадыров