Stærkt modificeret asfalt bindemiddel og nedsat belægningstykkelser.

Stærkt modificeret asfalt bindemiddel og nedsat belægningstykkelser.

Anvendelsen af høj polymermodificeret asfalt bindemiddel til belægning (TOFMS) kan reducere tykkelsen af belægningslaget under opretholdelse eller overstiger ydeevnen af kraftigere lag af asfalt med konventionelle overtræk selv i meget tung trafik. Disse resultater kom National Center for Asphalt Technology (NCAT) efter afprøvning.

Den fjerde cyklus af forskning (2009-2012), der udføres på NCAT testbane i Opelika, Alabama, USA, det viser, at de eksperimentelle polygon sektioner lagt asfalt på grundlag af HDI skure dybde i gennemsnit 1/3 mindre end i kontrolgruppen segmentet rute (lagtykkelse ved styresegmentet er 18% højere end i den eksperimentelle). Segmentet med asfalt-baserede VMPS og en kontrol segment var forsynet med et overtræk, fremstillet i et produktionsproces Superave [1].

Testresultaterne blev offentliggjort i konferencen om området (28-29 Februar 2012) på Hotel at Auburn University og Dixon Conference Center, Auburn, Alabama.

Forskningsmuligheder deponering

NCAT testbane blev bygget i 2000. Dens længde - 2,7 km, formen af vejen - en ellipse. Formålet med ruten - den accelererede test på de segmenter af 60 meter, hvilket spore slid for hele levetiden er modelleret i 2 år. Test websteder tillader ingeniører og forskere til at måle, registrere og analysere reaktionerne til at dække store belastninger for at udvikle mere effektive og belægninger.

Plots leveres til undersøgelser sådanne sponsorer som Federal Road Administration (FHWA), og staten afdelinger af transport private virksomheder test blandinger til road belægninger på hver cyklus. Opførelse, drift og forskning på stedet er finansieret af en fælles indsats fra myndigheder og private virksomheder, som hver især udfører sit eget forskningsprogram.

Formålet med seneste forskning cyklus konstruktionsstål og overfladebelægning. Forberedelse til undersøgelsen omfatter genopbygning eller vosstanovlenie17 sektioner af ruten (af i alt 46). En af dem var N7 websted, hvor asfalten blev lagt på grundlag af HDI, den teknologi udviklet af den del af virksomheden Kraton højtydende polymerer sponsor.

Varigheden af hver undersøgelse cyklus - tre år. I løbet af denne tid, muligt at bygge eller genopbygge sites, for at simulere en periode på to år, strømmen af godstransporten, analysere data og udarbejde rapporter. På det planlagte femte række undersøgelser sted, hvor vil blive demonteret ubrugte områder (Forår 2012) og opførelse af nye (sensommeren 2012). Start bevægelse af lossepladsen er planlagt til at udføre i august 2012.

Ekstrem stress, alvorlige test

Simuleringen udføres under følgende program: polygon påført sektionerne 10 millioner cyklusser svarende på 8,2 m beregnede aksiale belastning (ESAL) i 2 år. Lastbiler operere bevægelse i to skift. Denne 8-akse 70-ton lastbiler med anhænger, som udfører kontinuerlig bevægelse hver dag 5,00-23,00. Hver af de fem lastbiler passerer omkring 1100 km om dagen.

For at lette testning på stedet fundet en anden Tilbehør: termistorer installeret i forskellige dybder af asfaltbelægning og er forbundet med den automatiske vejrstation på stedet. Disse data er med til at evaluere driftsbetingelserne for hver af lokaliteterne. Reaktion for at dække belastningen måles med strain gauges og tryksensorer installeret på bestemte dybder. Trådløst netværk installeret i hele sporet, giver høj hastighed data til hovedserveren.

Hver uge NCAT kontrol ved hjælp af et inertialsystem profiler med dobbelt scanning laser måleinstrument gauge: målte ruhed hvert hjul sti, makrotekstura højre hjul vej styr på hvert hjul på hver test interval. Og truffet andre foranstaltninger: ikke-destruktive tæthed kontraster og profiler. Hver test uge indvirkning faldlod og samt kortlægning af overfladen revner. En gang om måneden, friktions- tests udført (under anvendelse af fuld størrelse friktion registrator). Testene på integritet og permeabilitet afholdes en gang i kvartalet. Prøveudtagning til bestemmelse tætning hvert overtrækslag er også lavet hvert kvartal.

For at forenkle afmåling korrelationen mellem parametrene i laboratoriet og i marken, vælger NCAT personale en stor portion af blandingen på fabrikken under konstruktionen af hvert teststed og efterfølgende anvendt til fremstilling af en blanding af prøver til laboratorieundersøgelse. For eksempel er blanding til basislaget underkastet en træthed prøvebelastning (pinde prøver) og modfase belastning. Blandingen i toplaget testet for at bestemme det dynamiske modul, flydeevne test analysator asfaltbelægning og det riflede hjul-enhed for beregning af modstandsdygtighed over for permanent deformation. Blanding til toplaget oplever også superposition test for snigende deformation og trækstyrke energifaktor. Alt dette giver os mulighed for at bestemme potentialet i blandingen til revner.

Undersøgelse af strukturelle parametre

I den fjerde prøvecyklus omfatter NCAT omfattende forskning plots (sponsorer fortsat forskning startede tidligere), forskningsområder med belægninger af nye blandinger, strukturelle studier. Genopbygning og rehabilitering af 17 lokaliteter blev afsluttet i august 2009, entreprenøren udpeget af resultaterne af konkurrencen. Blandt disse seks områder de er konstrueret til strukturel test, sponsoreret af Institut for Transport af de seks stater. Blandt dem er firmaet Kraton sektion. Belægninger er foretaget på strækninger teknologi Superpave varm asfalt blandinger. Lagtykkelse til strukturel test varierede fra 175 mm til 140 mm (Kraton Company afsnit) i sektioner af 225 mm (hvoraf mere end 150 mm - af basismaterialet og høj densitet stift substrat). Hele bitumen, der anvendes til rekonstruktion af belægningen indeholdt 0,5% protivozadirochnoy additiv.

Belægningen på den del af Kraton (N7) er lavet ved hjælp TOFMS, skal tykkelsen af laget - 140 mm. Bindemidlet omfatter 7,5% modificeret styren-butadien styren (SBS) polymer. Styringen del har en tykkelse på 175 mm, er de to øverste lag fremstillet med 3% SBS-polymer.

Føderale administration ad landevej bekræfter fordelene ved polymermodificering

Bindemidler, modificerede polymerer, såsom ternære copolymer af SBS, finder stigende anvendelse ved fremstilling af tung (Federal administration på motorveje). Den tekniske rapport fra september 2010. [2] Administrationen bemærker, at det modificerede bindemiddel er mere elastisk og har en højere stivhed egenskaber (viskositet) ved lave og høje temperaturer, som i vid udstrækning opfylder specifikationerne for høj kvalitet asfalt bindemidler klasse Superpave [3] . Disse specifikationer er bundet til miljø- og vejforhold i et bestemt objekt. De polymermodificerede bindemidler er generelt klassificeres og anvendes i de tilfælde, hvor indekset PG (grad ved lav temperatur + kvalitet ved høj temperatur) større end 90 (f.eks. PG 70-22).

Endvidere viser rapporten fordelene ved at anvende polymerer af "Being noget dyre rene bindemidler til asfaltblandinger, polymermodificerede bindemidler i hot mix give klare stigning karakteristika - minimal spordannelse, reduceret træthed krakning, reduceret revnedannelse under indflydelse af temperatur, - navnlig i en høje belastninger og vanskelige klimatiske forhold. Afhængigt af omkostnings- og ydeevnekarakteristika specifikke for det særlige område (dvs. geografiske forhold), kan en værdi baseret på blandinger af polymer-modificeret cementholdige livscyklus være betydeligt lavere end prisen på blandinger med den umodificerede bindemiddel. "

Rapporten siger også, at oplevelsen af driften af sådanne belægninger er positiv, og at eftersom det ændrer sig til det bedre, i overensstemmelse med den teknologiske udvikling.

At overvinde de begrænsninger, polymerer og om tynde asfaltbelægninger

Virksomheden Kraton ydeevne Polymers DGVC udviklet teknologi til at forbedre styrken af coatingen og dens modstandsdygtighed over for sporkøring, huller og revner samtidig reducere tykkelsen af belægningen.

For markforsøgene af denne vare udstedt firmaet NCAT kontrakt til at bygge belægningslag 140 mm tyk i området for undersøgelsen cyklus N7 2009-2012.

Indholdet af SBS-modificerede polymer (7,5%) anvendes i sammensætningen af bindemidlet er 1,5-2 gange den sædvanlige mængde af anvendt polymer til bindemidlet modifikationer.

Hvis mængden af polymer i bindemidlet over dette niveau, viskositeten af bindemidlet vokser, således at blandingen bliver meget vanskeligt at fremstille og er ekstremt vanskelige at lægges på objektet. Virksomheden udviklet Kraton SBS-polymer D0243, som kan blandes med asfalt bindemiddel i en mængde på 7,5% og derover, uden at forøge viskositeten af bindemidlet.

Udvikling af en ny polymer er en fortsættelse af arbejdet blev påbegyndt i 2004 af forskere sammen med eksperter trafikteknik laboratorium ved Delft University of Technology (Nederlandene), den største og ældste stat teknisk universitet. Hovedformålet med forskerne sætte følgende: at finde ud af, om det er muligt at øge levetiden af fortovet bærelag ved hjælp af SBS-modificerede og / eller reducere tykkelsen af asfaltbelægningen.

Fremgangsmåder til forskning - afprøvning af asfalt prøver af træthed og stivhed ved bøjning fire punkter, kompliceret mekanisk trækprøvning og kompression. Vi evaluere forskellige typer af polymer (SBS) og dets forskellige koncentrationer. Træthed tests viste, at væsentlige ændringer i egenskaberne af asfaltblandinger flere af SBS-polymer påkrævet. Følgelig er formålet med den sidste fase af test begyndte med bindemidler SBS-indhold på 6% og 7,5%.

Komplicerede mekanisk afprøvning af asfaltblandinger viste forbedret ydeevne blandinger, SBS modificeret sammenlignet med de umodificerede forbindelser. Resultaterne viste også visse forskelle i udbredelsen af ødelæggelse (akkumuleret irreversible deformationer) for overtræk baseret på modificeret og umodificeret bindemiddel. Selv en tyndere coatinglag (150 mm) af SBS-modificeret asfalt skader registreres i volumen er 4 gange mindre end 250 mm lag af umodificeret asfalt. Umodificeret, mere kraftfulde, viste overtrækket 4,5 gange mere irreversibel deformation end tynd belægning af en modificeret asfalt.

Byggeri N7-segmentet, sammenlignet med kontrolgrupperne plots

Belægningen på segmentet N7 teststedet blev konstrueret ud fra 3 lag varme blanding (tabel 1). Nominel basislag (55 mm) og midterlaget (55 mm) blev fremstillet af en blanding af partikler med en diameter på 19 mm granit. Forsidearket (30 mm) fremstillet af en blanding af granit (9,5 mm). Alle tre lag af blandingen på basis af modificeret bindemiddel med et indhold af 7,5% SBS. Formulering blanding, komprimering, og andre parametre svarer til styredelen (de eneste forskelle er i bindemiddelmaterialet og lagtykkelse).

Overtrækning S9 kontrolregionen har en samlet tykkelse på 175 mm og består af tre lag - basen på 75 mm, en midterste lag på 70 mm og et toplag af 30 mm (tabel 2). Øvre og mellemste lag er fremstillet af blandingen under anvendelse af et bindemiddel modificeret med 3% SBS. På test- og kontrolsteder SUPERPAVE blanding fremstillet ved fremgangsmåden ifølge [1] anvendelse af det samme materiale, men dækningsområdet N7 18% tyndere end kontroljordstykket S9, den anvendte bindemiddel - HIMA stedet PG 76-22 (anvendes til bekæmpelse plot) . Begge steder blev bygget på den hårde lærred.

Resultat: mindre dybdemåler

Transport test på stedet blev afsluttet i september 2011, hvor belastningen er 10 millioner. Cycles svarende til den beregnede fremstød blev udført. NCAT personale havde undersøgt ekspertundersøgelser og de indsamlede data. På en konference i februar 2012, i tillæg til andre data blev præsenteret oplysninger om den gennemsnitlige belastning på vej rullende hjul (måle Uddannelse):

- en styredel Deformation S9 belagt tykkelse på 175 mm var 7,1 mm. På N7 del (HIMA) overtrukket tykkelse 144 mm skure dybde var 2,2 mm.

- Kort Placering revner ved N7 viste ingen brud af belægningen. Analyse konfigureret NCAT baseret på de faktiske belastning data og beregninger baseret på målinger samt udmattelsesgrænsen træthed prøver som en terning, har vist, at udmattelsesstyrken er N7 coatingdelen er forbedret betydeligt. Endvidere kan overtrækskarakteristika være bedre end kontrolgruppen plot, herunder position og propagering af udmattelsesrevner fra bunden op.

Reparation af den beskadigede sektion med en blanding baseret på HIMA

Evne til at reducere tykkelsen af en asfalt dækning og samtidig sikre høj ydeevne - en af de fordele HIMA bindemiddel, og det blev fundet på den tilstødende del af teststof.

Plottet er N8, der er sponsoreret af Institut for Transport af Oklahoma, blev beskadiget under forskningen cyklus 2009-2012. Det var ikke den første skade, indspillet på stedet.

Ved afslutningen af en cyklus af undersøgelser af 2006-2009. området blev noteret omfattende træthedsbrud. På byggepladsen N8 entreprenør lagt lagtykkelse på 250 mm til 1,2 m af dårlig kvalitet baner, som afveg fra den stive blad til kontroldelen.

På opførelsen Department of Transportation for Oklahoma spurgte NCAT bruges som et blad bestemt jordtype, jordbundsforhold ens i Oklahoma, der er kendt for sin lave bæreevne. Belægningen blev ødelagt og den beskadigede del er repareret: 125 mm blev afskåret toplaget, i stedet for som var placeret en blanding af den samme sammensætning. Recycled lag også kollapsede, denne gang på kun 8 måneders research cyklus 2009-2012. I denne eksperimentelle afsnit er blevet identificeret 6 og 4 privat sponsoreret cracking lossepladser.

Efter fornyet frakturstedet administration NCAT noterede gode resultater naboområdet af drift N7 og foreslået anvendelse til reparationsstedet N8 blanding på basis HIMA bindemiddel, som ville undersøge sin adfærd på det beskadigede sted.

Repræsentanter for Department of Transportation Oklahoma enige om at anvende blandingen til webstedet N7, imidlertid den basislaget, en blanding af partikler med en diameter på 9,5 mm (sammensætning svarende til sammensætningen af blandingen i toplaget, men med en 55 mm tyk). I genopbygningen af 145 mm blev skåret beskadigede belægninger, ca. 105 mm beskadiget basislag blev starter. Derefter 145 mm blev lagt på basis af en ny blanding HIMA.

Efter overfladen er nye lastbiler igen kørte gennem det reparerede del af segmentet N8, og NCAT enheder igen begyndte at registrere data på forsøgsbasis plot.

I september 2011, hvor trafikbelastningen over 4 cyklusser blev fastsat dybde N8 sektion deformation ved 2,7 mm. I en direkte sammenligning kan ses, at efter den indledende spor og betydelige reparation revner dannet efter 4 Mill. Cycles tilsvarende aksial belastning, mens efter påføring af en reparation HIMA bindemiddel Ingen revner, minimal gauge efter 5,7 Mill. Equivalent aksiale lastcykler . Department of Transport vil fortsætte med at Oklahoma sponsorere dette websted under cyklussen i 2012-2014. overvågning af operationelle egenskaber ved overtrækket.

konklusion

Det er vist, at anvendelsen af højmolekylære modificerede polymer bindemiddel i asfaltblandingen reducerer tykkelsen af coatingen også ved ekstrem belastning. Dette vil billede karakteristika enten sammenlignelige eller bedre end umodificerede blandinger fremstillet på lignende materiale og en lignende partikelstørrelse.

Eksperimentelle bestrygning af den varme blanding med HIMA polymer inden for 2 år udsættes for store trafikbelastninger efter testbetingelserne, og i denne periode blev observeret mindre end 1/3 af stammen niveau på en mere kraftfuld fast coatinglag på kontroldelen.

HIMA Polymeren blev også anvendt i konstruktionen af reduceret lagtykkelse at reparere den beskadigede del af piloten. Der var også en markant gauge mindre dybde end kontrollen plot.

Fremragende post-test og det faktum, at i områder bygget ved hjælp Hima polymer, til nutiden er ikke fast revner, det giver os håb, at den nye teknologi vil overgå de traditionelle, herunder, i det aspekt af træthed revneudbredelse nedefra og op.

Artikel: meget modificeret asfalt bindemiddel og nedsat belægningstykkelser.

Apkalimov Denis, LLC "EPC" Rotor "