К 60-летию академика Национальной академии наук Республики Казахстан при Президенте Республики Казахстан Багдата Бурханбайулы Телтаева
Почему одна дорога выдерживает десятки зим, а другая покрывается трещинами и колеями через несколько сезонов? Для академика Багдата Телтаева этот вопрос стал делом жизни. Его исследования соединяют механику, физическую химию, полевые наблюдения и инженерный расчет для того, чтобы дороги в Казахстане проектировали по законам материала и климата, а не по усредненным схемам.
Дорога как научная задача
Казахстану досталась одна из самых сложных для дорожного строительства природных лабораторий. На севере дорожное полотно промерзает на большую глубину, на юге летом асфальт нагревается до температур, при которых связующее размягчается, а весной в основание проникает вода. К этому добавляется рост грузового движения. Обычная дорога в таких условиях одновременно испытывает холод, жару, влагу и миллионы повторных нагрузок. Ошибка в расчете превращается в трещину, колею, аварийный ремонт и новые расходы бюджета.
Научная биография Багдата Телтаева выросла из стремления понять эту цепочку до самого основания. Он исследует не только видимое разрушение покрытия, но и то, что происходило раньше: как битум меняет внутреннюю структуру, как асфальтобетон медленно деформируется под нагрузкой, как температура и влага проходят через слои дороги, как в материале накапливаются повреждения. Такой взгляд позволяет перейти от ремонта последствий к прогнозу срока службы.
Багдат Бурханбайулы родился 23 марта 1966 года в ауле Жаугаш батыр Меркенского района Жамбылской области. В 1983 году он с отличием окончил школу имени Амангельды Иманова, служил в автомобильной роте Группы советских войск в Германии, а затем поступил на дорожный факультет Алматинского автомобильно-дорожного института. В 1991 году окончил его с отличием по специальности «Автомобильные дороги». Здесь начался путь от стажера-преподавателя и ассистента до профессора и руководителя крупного научного направления.
Увидеть жизнь материала
После аспирантуры и докторантуры в Институте механики и машиноведения Национальной академии наук ученый сосредоточился на поведении материалов во времени. Асфальтобетон лишь кажется неподвижным. Под длительной нагрузкой он ползет, то есть медленно и необратимо меняет форму. При многократном проезде тяжелых машин повреждения накапливаются. На морозе материал становится хрупким, а при нагреве теряет жесткость. Чтобы рассчитать надежную конструкцию, инженеру нужно знать не одну «паспортную» прочность, а всю историю будущей работы материала.
В исследованиях 2024–2025 годов группа ученых Багдата Телтаева провела серии испытаний асфальтобетона на растяжение при разных температурах и напряжениях. Были получены математические модели неустановившейся и ускоренной ползучести. Для неспециалиста смысл результата прост: ученые научились описывать момент, когда материал еще сопротивляется нагрузке, и переход к стадии, после которой деформация быстро ведет к разрушению. Модель связывает нагрузку, температуру, скорость деформации и время до отказа. Это основа для более точного выбора толщины слоев и состава смеси под реальное движение, а не под условный средний автомобиль.
Та же логика прослеживается в моделях долговременной прочности реономных материалов, свойства которых зависят от времени. Расчет проверяли на оптическом волокне, алюминиевом сплаве и перлитной стали в широком диапазоне температур и нагрузок.
Практическая ценность здесь выходит за пределы дорожной отрасли: по данным краткосрочных испытаний можно прогнозировать срок службы конструкционных материалов, если известны режим их работы и история нагружения. Для инфраструктуры это означает возможность заранее видеть предел надежности, планировать обследования и замену, не дожидаясь аварии.
Климат измеренный внутри дороги
Один из принципов научной школы Багдата Телтаева состоит в том, что климат нельзя учитывать только по температуре воздуха. Внутри дорожной одежды складывается собственный тепловой режим. Для его изучения на трассах установили системы датчиков температуры и влажности, которые наблюдают за слоями покрытия и грунтовым основанием круглый год. Так дорога становится измерительным объектом, а проектировщики получают данные, собранные непосредственно в Казахстане.
На участке трассы Алматы - Бишкек исследователи зарегистрировали 83 цикла замораживания и оттаивания в верхнем слое асфальтобетона. Более 80 процентов циклов длились не более 20 часов, а их минимальная температура в большинстве случаев не опускалась ниже минус 6 градусов. На городской дороге в Алматы число циклов на поверхности достигало 76, но на глубине 28 сантиметров снижалось до шести. Ученые также определили границу около 21,5 сантиметра: выше нее температурный режим задают главным образом суточные колебания, ниже - сезонные и годовые изменения.
Эти цифры важны не сами по себе. В лаборатории образец нужно замораживать и оттаивать так, как это происходит в реальной конструкции. Если режим испытания выбран неверно, материал может успешно пройти тест, но не выдержать настоящую зиму. Полученные зависимости позволяют задавать обоснованное число циклов, их продолжительность и минимальную температуру для конкретной климатической зоны.
Так национальные данные превращаются в требования к материалам и помогают увеличивать срок службы покрытия.
Новейшая работа научной группы добавляет к наблюдению прогноз. На основе 7 067 ежечасных измерений температуры на восьми глубинах от 3 до 300 сантиметров исследователи сравнили шесть алгоритмов машинного обучения с простым прогнозом по предыдущему состоянию. Результат оказался важным и методологически точным: на горизонте 24 часов сложные модели не превзошли базовый прогноз. Их преимущество проявлялось лишь на более длинных горизонтах и больших глубинах, где тепловая инерция сглаживает резкие изменения. Это предостерегает от моды на искусственный интеллект ради самого искусственного интеллекта и показывает, где он действительно полезен для управления дорогами.
Колея - как диагноз проектирования
Колею часто воспринимают как поверхностный дефект, который можно убрать новым слоем асфальта. Полевые исследования команды ученых Багдата Телтаева показывают, что причина нередко лежит глубже - в несоответствии всей конструкции реальному транспортному потоку. На одной из городских полос для общественного транспорта максимальная суммарная глубина колеи достигла 92 миллиметров, а три четверти измерений превышали допустимое значение.
По полосе проходило около 1 100 автобусов и троллейбусов в сутки. Расчет показал, что дорожная одежда общей толщиной 50 сантиметров была слишком слабой для такой нагрузки.
В другом исследовании максимальная глубина колеи достигала 110 миллиметров.
Ежедневно по участку проходили 715 автобусов и 25 грузовиков, причем их воздействие на образование колеи в несколько раз превосходило действие расчетного автомобиля. Главный вывод понятен любому горожанину: повторно укладывать верхний слой без пересмотра несущей способности основания означает лечить симптом. Наука дает возможность рассчитать конструкцию под фактический состав потока и тем самым остановить цикл преждевременных ремонтов.
В Северном Казахстане мобильная диагностическая лаборатория обследовала участки дороги Екатеринбург - Алматы длиной 43 и 47 километров. Измерялись ровность, глубина колеи, протяженность продольных и поперечных трещин, площадь сеточного растрескивания и упругость конструкции. Исследование выявило особую роль весеннего переувлажнения верхней части земляного полотна: в период оттаивания основание теряет устойчивость, и в нем накапливаются пластические деформации. Для дорожных служб это аргумент в пользу сезонной диагностики, контроля водоотвода и ограничений нагрузки в уязвимый период.
Битум, который дольше сопротивляется старению
Долговечность покрытия во многом определяет битум - связующее, которое удерживает минеральный каркас асфальтобетона. Под действием кислорода, ультрафиолета и температуры он стареет, становится жестким и теряет способность растягиваться без трещин. Исследования с участием Багдата Телтаева рассматривают этот процесс на уровне внутренней структуры материала и одновременно ищут доступные способы его замедлить.
В международной работе 2026 года изучено влияние графена и графита на старение битума. Оба модификатора повысили термостойкость и улучшили реологические свойства. Графен показал более выраженный защитный эффект.
Микроскопические методы подтвердили устойчивое распределение добавок и торможение роста асфальтеновых структур, из-за которых состарившийся битум твердеет. В инженерном переводе это означает перспективу покрытия, которое медленнее теряет эластичность под солнцем и дольше сопротивляется трещинам.
Другая линия работ связана с циркулярной экономикой.
Вакуумный остаток нефтепереработки проявил антиокислительное и восстанавливающее действие. Его можно вводить до старения битума как защиту или после старения как омолаживающий компонент. Продукты пиролиза коммунальных отходов и изношенных шин также показали полезные свойства. Углеродистый остаток укрепляет структуру битума, а пиролизное масло возвращает ему подвижность.
Совместное применение полимеров и вакуумного остатка расширило рабочий температурный диапазон материала и снизило зависимость его свойств от температуры.
Особенно нагляден результат двухстадийного окисления вакуумного остатка с резиновой крошкой. Полученный модифицированный битум стал устойчивее к колееобразованию при температурах от 46 до 64 градусов и сохранил лучшую трещиностойкость при охлаждении до минус 40 градусов.
При этом часть дорогого битума заменяется продуктом переработки старых шин. Для Казахстана такая технология объединяет три эффекта: более широкий температурный диапазон покрытия, утилизацию отходов и снижение потребности в первичном сырье.
Еще одна разработка использует непищевое рапсовое масло для получения адгезионной добавки. Ее задача - помочь битуму прочнее сцепляться с каменным материалом и не отслаиваться под действием воды. Угол смачивания поверхности вырос с 19,81 до 80,33 градуса, что указывает на заметное повышение водостойкости. Добавка не требует предварительного растворения в органических растворителях. Для практики это означает более технологичное производство смеси и меньший риск водного разрушения покрытия.
От научной формулы к отраслевому стандарту
Научный результат становится общественно значимым, когда входит в проектную практику. Под руководством Багдата Телтаева разработаны 11 межгосударственных стандартов и более 60-ти ведомственных нормативных документов. Создана отечественная система проектирования дорожных одежд KazPave, учитывающая климатические зоны Казахстана. Это принципиальный шаг к технологическому суверенитету: расчетные решения опираются на свойства отечественных материалов, местные температуры, влажность и структуру транспортных нагрузок.
В 2006–2022 годах Бағдат Телтаев возглавлял Казахстанский дорожный научно-исследовательский институт. В этот период институт участвовал в научно-техническом сопровождении автомагистрали Астана - Бурабай, казахстанского участка коридора Западная Европа - Западный Китай и проекта CASPI BITUM. В регионах были внедрены более 70-ти инновационных материалов, построены около 200 опытно-экспериментальных участков. Такие участки особенно важны. Лабораторная идея проходит проверку транспортом, погодой и временем до того, как ее масштабируют на сеть дорог.
Исследовательская повестка ученого постепенно вышла за пределы автомобильной дороги. В работах последних лет появились модели железнодорожного движения, термомеханика конструкций, долговременная прочность материалов и устойчивость склонов. Для железнодорожного участка Курозек - Екпинди - Жарсу предложено совместное применение фиксированных и подвижных блок-участков с передачей данных по цифровому радиоканалу и через распределенное акустическое зондирование оптоволокна. Сокращение безопасного интервала между поездами повышает пропускную способность линии без простого наращивания числа путей.
Исследование склона Кок-Тобе показало, как механика работает на безопасность городской среды. Модифицированный метод расчета ускорил и уточнил поиск возможных поверхностей скольжения, а расчеты указали на малый запас устойчивости при увлажнении поверхностного слоя.
Ценность такой работы состоит в раннем выявлении риска и в возможности выбирать меры укрепления до того, как природный склон становится источником чрезвычайной ситуации.
Школа, которая продолжает исследования
За научными моделями и отраслевыми решениями стоит школа. Сам Багдат Телтаев формировался рядом с академиками Ж.С. Ержановым и Ш.М. Айталиевым, профессорами Б.С. Муртазиным, А.И. Искакбаевым, Б.С. Радовским и А.К. Кусайыновым. Полученную культуру точного эксперимента, механического расчета и инженерной ответственности он передал следующему поколению. Под его руководством подготовлены 5 докторов наук, 27 кандидатов наук и 7 PhD.
Показатель жизнеспособности школы - не только число защищенных диссертаций, но и общая исследовательская программа. В публикациях последних лет рядом с именем Багдата Телтаева постоянно появляются его коллеги и ученики: Алибай Искакбаев, Ербол Айтбаев, Азамат Жайсанбаев, Айжан Мута, Арыстан Масанов и другие исследователи. Они продолжают изучать ползучесть и разрушение асфальтобетона, температурный режим дорог, колееобразование, состояние трасс и новые материалы. Работа не заканчивается написанием научных статей. Данные полевого мониторинга переходят в модель, модель в методику испытаний, а методика - в норматив и проект.
Международное измерение школы видно в совместных исследованиях с учеными Италии и других стран, в публикациях Springer, Elsevier и профильных научных журналов. В предоставленном профиле Scopus у Багдата Телтаева указаны 143 документа, 1941 цитирование и индекс Хирша 24. Но библиометрия не главное, важнее другое. Казахстанские климатические данные, материалы и инженерные задачи становятся частью мировой научной дискуссии, а зарубежные методы проходят проверку в условиях страны.
Институт для транспортной науки
В 2023 году по инициативе Багдата Телтаева в Национальной академии наук Республики Казахстан при Президенте Республики Казахстан была открыта секция транспортной науки. Следующим шагом стало создание Института транспортных наук и технологий совместно с ALT Университетом. В январе 2026 года Багдат Телтаев возглавил новый институт, задачи которого гораздо шире отдельной лаборатории. Сделана попытка объединить автомобильный, железнодорожный и другие виды транспорта, механику, материаловедение и цифровые технологии вокруг общих проблем надежности и пропускной способности.
Такое объединение отвечает положению Казахстана, который находится между крупнейшими рынками Евразии. Транзитный потенциал реализуется не километрами на карте, а инфраструктурой, которая выдерживает климат, растущие нагрузки и интенсивное движение. Для этого стране нужны собственные длительные наблюдения, национальные расчетные модели, испытательные базы и специалисты, способные довести разработку до стандарта. Именно эту цепочку Багдат Телтаев выстраивал на протяжении своей профессиональной жизни.
В 2024 году вопросы дорожной отрасли ученый обсуждал с Президентом Республики Казахстан Касым-Жомартом Токаевым. Встреча обозначила редкий для науки уровень ответственности. Исследователь должен не только получить новый результат, но и объяснить государству, какие решения из него следуют. Когда научные данные входят в поручения, стандарты и реальные проекты, между лабораторией и дорогой исчезает разрыв.
Дорога длиною в жизнь
К шестидесятилетию Багдат Телтаев приходит как ученый, который сумел удержать в одной системе фундаментальную механику, полевой эксперимент и отраслевое управление. Его научные открытия описывают самоорганизацию асфальтобетона при низкотемпературном растрескивании, стадийное усталостное разрушение вязкоупругих материалов и образование наноструктурированного битума.
Их продолжение видно в конкретных работах: датчики измеряют жизнь дороги на разных глубинах, модели прогнозируют накопление повреждения, новые добавки защищают битум от старения, а диагностика показывает, где конструкция не соответствует реальному потоку.
Для Казахстана эффект этой научной программы измеряется не только публикациями. Он проявляется в возможности точнее проектировать дороги для разных регионов, обоснованно выбирать материалы, выявлять слабые конструкции до массового разрушения, использовать отходы в новых покрытиях и планировать ремонт по данным. Каждый дополнительный год службы дороги означает уменьшение внеплановых затрат, безопаснее движение и устойчивую связь между регионами.
В этом и состоит главный смысл пути академика Багдата Телтаева. Он изучает дорогу не как неподвижный объект, а как систему, которая живет под действием времени, климата и нагрузки. Чем точнее наука понимает эту жизнь, тем дольше служит построенное. И тем увереннее страна движется по собственной дороге развития.
Профессор Гулмира Султанбаева
