Vysoko modifikované asfaltové spojivo a zníženie hrúbky povlaku.

Vysoko modifikované asfaltové spojivo a zníženie hrúbky povlaku.

Použitie vysoko polymérom modifikované asfaltové spojivo pre poťahovanie (TOFMS) môže znížiť hrúbka poťahovej vrstvy pri zachovaní alebo prekročení výkon viac silných vrstiev asfaltu s bežnými poťahmi aj vo veľmi hustej premávke. Tieto výsledky prišla Národné centrum pre asfaltové technológie (ncat) po testovaní.

Štvrtý cyklus výskumu (2009-2012), uskutočňované na skúšobnej dráhe ncat v Opelika, Alabama, Spojené štáty americké, to ukazuje, že experimentálne polygón úseky položený asfalt na báze HDI hĺbky vyjazdených koľají na priemernej 1/3 nižšie ako u kontrolnej segmente trasa (hrúbka vrstvy na ovládacom segmentu je 18% vyššia ako v experimentálnej). Segment s asfalt na báze VLP a kontrolné segment boli opatrené povlakom, vyrobené v jednom výrobnom procese Superave [1].

Výsledky testov boli zverejnené na konferencii v rozsahu (28-29 februára 2012) v hoteli v Auburn University a Dixon Conference Centre, Auburn, Alabama.

Výskumné príležitosti skládka

Ncat testovacie dráha bola postavená v roku 2000. Jej dĺžka - 2,7 km, tvar cesty - elipsy. Účel cesty - skúšky zrýchlenia na segmenty 60 metrov, čo sledujú opotrebenie na celú dobu životnosti je modelovaný po dobu 2 rokov. Testovacie stránky umožňujú inžinieri a vedci merať, zaznamenávať a analyzovať reakcie na pokrytie veľké záťaže s cieľom vyvinúť účinnejšie a efektívne povlaky.

Parcely sú určené pre štúdium také sponzorov ako federálny správy ciest (FHWA) a štátne oddelenie prepravných súkromných spoločností testovacích zmesiach pre cestné krytiny na každom cykle. Výstavba, prevádzka a výskum na mieste sú financované spoločnému úsiliu agentúr a súkromnými spoločnosťami, z ktorých každý vykonáva svoj vlastný výskumný program.

Predmetom Nedávny výskum cyklu konštrukčnej ocele a povrchovej úpravy. Príprava pre štúdium patrí rekonštrukcia alebo vosstanovlenie17 úseky trasy (z celkom 46). Jedným z nich bol pozemok N7, kedy bol položený asfalt na báze HDI, technológie vyvinuté v sekcii sponzora firmy Kraton Performance polymérov.

Trvanie každého študijného cyklu - tri roky. Počas tejto doby, možnosť postaviť alebo prestavať miesta, simulovať dobu dvoch rokov, tok nákladnej dopravy, analyzovať dáta a pripravovať správy. V súčasnej dobe na mieste plánovanej na piatej sérii štúdií, v ktorých budú demontované nevyužité plochy (jar 2012) a výstavba nových (neskoré leto 2012). Pohyb štart skládky je naplánované hrať v auguste 2012.

Extrémna stres, závažné testy

Simulácia je vykonaná podľa nasledujúceho programu: polygón aplikovaný na sekciách 10 miliónov cyklov ekvivalent 8,2 M vypočítané axiálne zaťaženie (Esala) po dobu 2 rokov. Trucks pracujú pohyb v dvoch smenách. Tento 8-os 70 tonové nákladné autá s prívesmi, ktoré vykonávajú plynulý pohyb každý deň od 5.00 do 23.00 hod. Každý z piatich kamiónov prechádzajúcej okolo 1100 km za deň.

S cieľom uľahčiť testovanie na mieste našli rôzne príslušenstvo: termistory inštalované v rôznych hĺbkach asfaltového chodníka a pripojené k automatickej meteorologickej stanice na mieste. Tieto dáta pomáhajú vyhodnotiť prevádzkové podmienky jednotlivých webov. Reakcia na pokrytie zaťaženia sa meria pomocou tenzometra a tlakových snímačov inštalovaných v určitých hĺbkach. inštalované v celej dráhe k bezdrôtovej sieti, poskytuje vysokorýchlostný prenos do hlavného servera.

Každý týždeň ncat kontroluje pomocou inerciálne Profiler s dual skenovací laser merací prístroj rozchodu: merať drsnosť každej ceste kolesá, makrotekstura správna cesta kolo sledovať každé koleso na každom skúšobnom intervale. A prijať ďalšie opatrenia: kontrasty nedeštruktívne hustotou a profilových. Každý testovací týždeň dopad deflektometr a, rovnako ako mapovanie povrchu trhliny. Raz mesačne, trecie skúšky vykonávané (s použitím plnej veľkosti trenia registrátor). Testy na integritu a priepustnosť sa konajú raz za štvrťrok. Odber vzoriek pre určovanie tesnenie každá krycia vrstva je tiež každý štvrťrok.

Na zjednodušenie merania korelácie medzi parametrami v laboratóriu a v oblasti, personál ncat vyberie veľkú časť zmesi v továrni pri stavbe každého testovacieho miesta a následne použité na výrobu zmesi vzoriek na laboratórne skúšanie. Napríklad, zmes pre základné vrstvy sa podrobí únavové skúšobné zaťaženie (palice vzoriek) a protifáze zaťaženie. Zmes pre hornú vrstvu je testovaný pre stanovenie dynamického modulu, tekutosť Test analyzátora asfaltový koberec a ryhované koliesko-jednotku pre výpočet odolnosť proti trvalej deformácii. Zmes pre hornú vrstvu tiež dôjsť superpozícia testu pre dotvarovanie deformácie a pomeru ťahové energie. To všetko nám umožní určiť potenciál tejto zmesi k praskaniu.

Štúdium štruktúrnych parametrov

Vo štvrtom skúšobného cyklu zahŕňa ncat rozsiahlych výskumných plôch (sponzori pokračujúci výskum začala skôr), výskumné oblasti s povlakmi nových zmesí, štrukturálne štúdie. Rekonštrukcia a sanácia 17 lokalít bolo dokončené v auguste 2009, zhotoviteľom menovaný výsledkov súťaže. Z týchto šiestich oblastiach, ktoré boli určené pre štrukturálne testovanie, podporovaný ministerstvom dopravy zo šiestich štátov. Patrí k nim aj spoločnosť Kraton úsek. Nátery sa vykonávajú na úseky technológie Superpave hot asfaltových zmesí. Hrúbka vrstvy pre konštrukčné testu sa pohybovala od 175 mm do 140 mm (pozri časť Kraton Company) v úsekoch 225 mm (z ktorých je viac ako 150 mm - v základnom materiálom a s vysokou hustotou tuhého substrátu). Celý bitúmenu, ktorý sa používa na rekonštrukcii povlaku obsahoval 0,5% protivozadirochnoy aditívum.

Povlak na časti Kraton (N7), sa vykonáva pomocou TOFMS je hrúbka vrstvy - 140 mm. Spojivo obsahuje 7,5% modifikovaný styrén-butadién-styrénový (SBS) polymér. Riadiaca časť má hrúbku 175 mm, dve horné vrstvy sú vyrobené s 3% SBS-polyméru.

Federálna správa cestná potvrdzuje výhody modifikáciu polyméru

Spojiva, modifikované polyméry, ako sú ternárne kopolymér SBS, zisťujú stále viac používajú pri výrobe ťažkého (informácie Federálne podanie na diaľniciach). Technická správa septembra 2010. [2] uvádza, že správa modifikovaná spojiva je pružný a má vyššiu tuhosť vlastnosti (viskozita) pri nízkych a vysokých teplotách, ktoré do značnej miery zodpovedajú špecifikáciám pre vysoko kvalitné asfaltových spojív triedy Superpave [3] , Tieto špecifikácie sú viazané na ochranu životného prostredia a stavu vozovky konkrétneho objektu. Spojiva Polymérna modifikované sú všeobecne klasifikované a sú používané v tých prípadoch, kde je index PG (stupeň pri nízkej teplote + stupeň pri vysokej teplote) vyšší ako 90 (napr., PG 70-22).

Ďalej správa ukazuje výhody použitia polymérov "je trochu drahé čisté spojiva pre asfaltové zmesi polymérne modifikovaná spojiva v horúcej zmesi poskytujú jasný nárast vlastnosti - minimálna Prosedání, znižuje únavu praskanie, znížený praskanie pod vplyvom teploty, - najmä v vysoké zaťaženie a ťažkých klimatických podmienkach. V závislosti na vlastnostiach nákladov a výkonu špecifických pre konkrétne oblasti (tj zemepisnú podmienky), môže byť hodnota založená na zmesiach polymérom modifikovanej cementovej životného cyklu výrazne nižšie ako náklady na zmesi nemodifikovanému spojiva. "

V správe sa tiež uvádza, že skúsenosti s prevádzkou týchto povlakov je pozitívne, a že vzhľadom na to mení k lepšiemu, v súlade s rozvojom technológií.

Prekonanie obmedzenia vyplývajúce polyméry a ktorým sa tenké asfaltové dlažby

Spoločnosti Kraton Polymers výkon DGVC vyvinutá technológia pre zlepšenie pevnosti povlaku a jeho odolnosť proti vychádzaní koľají, výmole a praskanie pri znížení hrúbky povlaku.

Pre poľné pokusy tohto výrobku spoločnosť vydala nkat zmluvu na vybudovanie poťahovej vrstvy 140 mm s hrúbkou v priestore pre štúdium cyklu N7 2009-2012.

Obsah SBS-modifikovaného polyméru (7,5%), použitého v kompozícii spojiva je 1,5-2 krát obvyklé množstvo polyméru použitý pre modifikácie spojiva.

V prípade, že množstvo polyméru v spojive nad touto úrovňou, sa viskozita zvyšuje množstvo spojiva tak, že zmes sa stáva veľmi ťažké vyrobiť a je veľmi ťažké byť položený na objekt. Spoločnosť vyvinula Kraton SBS polymér D0243, ktorý môže byť zmiešaný s asfaltového spojiva v množstve 7,5% a viac, a to bez zvýšenia viskozity spojiva.

Vývoj nového polyméru je pokračovaním práce začali v roku 2004 výskumníci spoločne s odborníkmi dopravného inžinierstva laboratóriu na Delft University of Technology (Holandsko), najväčší a najstarší štátnej technickej univerzity. Hlavným cieľom výskumníkov dal nasledujúce: zistiť, či je možné zvýšiť životnosť vozovky základnej vrstvy pomocou SBS modifikovaný a / alebo znížiť hrúbku asfaltového chodníka.

Metódy výskumu - skúšanie asfaltových vzoriek únavy a tuhosti v ohybe štyroch bodov, zložitú mechanickú skúšku pevnosti a kompresie. Hodnotíme rôzne druhy polymérov (SBS) a jeho rôzne koncentrácie. Únavovej skúšky ukázali, že podstatné zmeny vlastností asfaltových zmesí viac SBS polyméru nutná. V súlade s tým, je predmetom poslednej fáze testovania začal s pojivami obsah SBS 6% a 7,5%.

Zložité mechanické skúšky asfaltových zmesí vykazovala zlepšené zmesi s výkonom, SBS modifikovaná v porovnaní s nemodifikovanými zlúčenín. Výsledky tiež ukázali niektoré rozdiely v šírení zničenie (karta nevratných deformácií) pre povlaky na báze modifikovaných a nemodifikovaných spojiva. Dokonca aj tenšie krycia vrstva (150 mm) z SBS modifikovaného asfaltu poškodenia zaznamenaného objemu je 4 krát menšia ako 250 mm, vrstva nemodifikovaného asfaltu. Nemodifikovaný, silnejší, povlak ukázala 4,5 krát viac nevratné deformácie než tenký povlak modifikovaného asfaltu.

Stavebné N7 segmentu, v porovnaní s kontrolnými pozemkami

Povlak na segment testovacieho miesta N7 boli konštruované z 3 vrstiev horúcej zmesi (Tabuľka 1). Nominálna základná vrstva (55 mm), a strednú vrstvu (55 mm) boli vyrobené zo zmesi častíc s priemerom 19 mm žuly. Horná vrstva (30 mm), vyrobený zo zmesi žuly (9,5 mm). Všetky tri vrstvy zmesi na báze modifikovaného spojiva s obsahom 7,5% SBS. Formulácia zmesi, zhutňovanie, a ďalšie parametre sú podobné riadiacej časti (iba rozdiely v hrúbke spojiva materiálu a vrstva).

Povlak riadiaci S9 oblasť má celkovú hrúbku 175 mm a skladá sa z troch vrstiev - spodnej časti 75 mm, stredná vrstva 70 mm a horné vrstvy 30 mm (tabuľka 2). Horné a strednej vrstvy sú vyrobené zo zmesi za použitia spojiva, modifikovaného 3% SBS. Na skúšobnej a kontrolnej plochy Superpave zmesi pripravenej podľa metódy opísanej v [1], s použitím rovnakého materiálu, ale oblasť pokrytia N7 18% tenší ako kontrolnej parcele S9, použitého spojiva - hima miesto PG 76 až 22 (použitý v kontrolnom pozemku) , Obe lokality boli postavené na pevnom plátne.

Výsledok: menej hĺbkomer

Dopravné skúšky v mieste bola dokončená v septembri 2011, keď záťaž je 10 miliónov. Cykly ekvivalentná vypočítané ťah bol vykonaný. Personál ncat mal skúmať expertné štúdie a údaje zhromažďované. Na konferencii vo februári 2012, okrem iných údajov boli prezentované informácie o priemerné napätie na spôsob valcovanie koleso (rozchod Education):

- ovládacia časť deformácia S9 povlakom hrúbky 175 mm, 7,1 mm. Na N7 časti (hima) potiahnuté hrúbka 144 mm hĺbka ruje bola 2,2 mm.

- Umiestnenie na mape praskanie pri N7 neodhalila žiadnu zlomeninu povlaku. Analýza nakonfigurovaný nkat na základe skutočných údajov o zaťažení a výpočtov na základe meraní, ako aj únavových vzorkách medzných odolnosť ako kocky, sa ukázalo, že medza únavy je N7 povlak časť sa výrazne zlepšila. Okrem toho vlastnosti povlaku môže byť lepšie ako kontrolná parcele, vrátane polohy a šírenia únavových trhlín od zdola nahor.

Opravy poškodených časti s zmesi na báze Hima

Schopnosť znížiť hrúbku asfaltovej krytu pri súčasnom zabezpečení vysokého výkonu - jedna z výhod HIMA spojiva, a zistilo sa, na priľahlé časti testovacieho miesta.

Na pozemku je N8, ktorý je sponzorovaný ministerstvom dopravy Oklahomy, bol poškodený počas výskumného cyklu 2009-2012. To nebol prvý zranenia, zaznamenaný na mieste.

Na konci cyklu štúdií 2006-2009. oblasť bola zaznamenaná rozsiahlej únavové trhliny. Na stavenisku N8 dodávateľ položený povlak s hrúbkou 250 mm až 1,2 m nekvalitných pásov, ktoré sa líšili od pevného noža na ovládacej časti.

Na konštrukciu Ministerstvo dopravy Oklahoma požiadal ncat použitý ako listová konkrétny typ pôdy, pôdne vlastnosti podobné v Oklahoma, známy pre svoju nízku nosnosťou. Povlak bol zničený a poškodená časť bola opravená: 125 mm boli narezané z hornej vrstvy, na mieste, ktoré sa umiestnia zmes rovnakého zloženia. Recyklovaný vrstva takisto zrútila, tentoraz za púhych 8 mesiacov výskumného cyklu 2009-2012. V týchto experimentálnych častiach boli identifikované 6 a 4 súkromne sponzoroval praskanie skládky.

Potom, čo v mieste aplikácie znova zlomeniny ncat uviesť dobrú výkonnosť susedné oblasti operácie N7 a navrhovaného použitia na mieste opravy N8 zmes na báze hima spojivo, ktoré by skúmať jeho správanie na poškodenom mieste.

Zástupcovia ministerstva dopravy Oklahoma dohodli používať zmesi na miesto N7, však, pre základné vrstvy, zmesi častíc s priemerom 9,5 mm (zloženie podobnom zložení zmesi pre horné vrstvy, ale s 55 mm). V rekonštrukcie 145 mm bol rez poškodených náterov, približne 105 mm poškodenie základná vrstva zostala. Potom 145 mm bol položený základ novej zmesi Hima.

Potom, čo je povrch nových vozidiel opäť prešiel opravenom časti segmentu N8 a nkat zariadení opäť začal záznam dát na pokusnom pozemku.

V septembri 2011, keď sa dopravná záťaž v priebehu 4 cykloch bola stanovená hĺbka N8 deformácii prierezu 2,7 mm. V priamom porovnaní je možné vidieť, že po počiatočnej dráhy a väčšie opravy trhliny vytvorené po 4 mil. Cyklov ekvivalentné axiálne zaťaženie, zatiaľ čo po aplikácii opravy hima spojiva žiadne trhliny, minimálna plošnej hmotnosti po 5,7 mil. Cykly zaťaženia Ekvivalentné axiálnych , Ministerstvo dopravy bude pokračovať v Oklahome sponzorovať tento web behom cyklu v rokoch 2012-2014. monitorovanie prevádzkových charakteristík povlaku.

záver

Je ukázané, že použitie vysokej hmotnosti modifikovaného polyméru spojiva molekulárnej v asfaltovej zmesi sa znižuje hrúbka povlaku aj pri extrémnom zaťažení. To bude za predpokladu, charakter ani porovnateľné alebo lepšie ako u neupravených zmesí pripravených v podobného materiálu a s rovnakou veľkosťou častíc.

Experimentálne povlak horúcej zmesi s hima polymérom počas 2 rokov vystavený zaťaženiu automobilovou dopravou v súlade so skúšobnými podmienkami, a počas tejto doby bolo pozorované menšie ako 1/3 úrovni kmeňa na silnejšie pevnej poťahovej vrstvy na ovládacej časti.

HIMA Polymér bol tiež použitý v konštrukcii zníženú hrúbkou vrstvy pre opravu poškodenej časti pilota. Došlo tiež k výraznému meradlo menšiu hĺbku ako kontrolná parcele.

Vynikajúci post-test a skutočnosť, že v zastavaných oblastiach pomocou hima polyméru, do súčasnej doby nie je stanovená trhliny, to nám dáva nádej, že nová technológia predbehne tradičné, počítajúc do toho hľadiska šírenia únavovej trhliny od zdola nahor.

Článok: vysoko modifikované asfaltové spojivo a zníženie hrúbky povlaku.

Apkalimov Denis, LLC "EPC" Rotor "