Vysoce modifikované asfaltové pojivo a snížení tloušťky povlaku.

Vysoce modifikované asfaltové pojivo a snížení tloušťky povlaku.

Použití vysoce polymerem modifikované asfaltové pojivo pro potahování (TOFMS) může snížit tloušťka potahové vrstvy při zachování nebo překročení výkon více silných vrstev asfaltu s běžnými potahy i ve velmi hustém provozu. Tyto výsledky přišla Národní centrum pro asfaltové technologie (NCAT) po testování.

Čtvrtý cyklus výzkumu (2009-2012), prováděné na zkušební dráze NCAT v Opelika, Alabama, Spojené státy americké, to ukazuje, že experimentální polygon úseky položen asfalt na bázi HDI hloubky vyjetých kolejí na průměrné 1/3 nižší než u kontrolní segmentu trasa (tloušťka vrstvy na ovládacím segmentu je 18% vyšší než v experimentální). Segment s asfalt na bázi VLP a kontrolní segment byly opatřeny povlakem, vyrobeno v jednom výrobním procesu Superave [1].

Výsledky testů byly zveřejněny na konferenci v rozsahu (28-29 února 2012) v hotelu v Auburn University a Dixon Conference Centre, Auburn, Alabama.

Výzkumné příležitosti skládka

NCAT testovací dráha byla postavena v roce 2000. Její délka - 2,7 km, tvar silnice - elipsy. Účel cesty - akcelerační zkoušce na segmenty 60 metrů, což sledují opotřebení na celou dobu životnosti je modelován po dobu 2 let. Testovací stránky umožňují inženýři a vědci měřit, zaznamenávat a analyzovat reakce na pokrytí velké zátěže s cílem vyvinout účinnější a efektivní povlaky.

Parcely jsou určeny pro studium takové sponzory jako federální správy silnic (FHWA) a státní oddělení přepravních soukromých společností testovacích směsích pro silniční krytiny na každém cyklu. Výstavba, provoz a výzkum na místě jsou financovány společnému úsilí agentur a soukromými společnostmi, z nichž každý vykonává svůj vlastní výzkumný program.

Předmětem Nedávný výzkum cyklu konstrukční oceli a povrchové úpravy. Příprava pro studium patří rekonstrukce nebo vosstanovlenie17 úseky trasy (z celkem 46). Jedním z nich byl pozemek N7, kdy byl položen asfalt na bázi HDI, technologie vyvinuté v sekci sponzora firmy Kraton Performance polymerů.

Trvání každého studijního cyklu - tři roky. Během této doby, možnost postavit nebo přestavět místa, simulovat dobu dvou let, tok nákladní dopravy, analyzovat data a připravovat zprávy. V současné době na místě plánované na páté sérii studií, ve kterých budou demontovány nevyužité plochy (jaro 2012) a výstavba nových (pozdní léto 2012). Pohyb start skládky je naplánováno hrát v srpnu 2012.

Extrémní stres, závažné testy

Simulace je provedena podle následujícího programu: polygon aplikován na sekcích 10 milionů cyklů ekvivalent 8,2 M vypočteno axiální zatížení (ESAL) po dobu 2 let. Trucks pracují pohyb ve dvou směnách. Tento 8-osa 70 tunové nákladní auta s přívěsy, které vykonávají plynulý pohyb každý den od 5.00 do 23.00 hodin. Každý z pěti kamionů procházející okolo 1100 km za den.

S cílem usnadnit testování na místě našli různé příslušenství: termistory instalované v různých hloubkách asfaltového chodníku a připojené k automatické meteorologické stanice na místě. Tato data pomáhají vyhodnotit provozní podmínky jednotlivých webů. Reakce na pokrytí zatížení se měří pomocí tenzometru a tlakových čidel instalovaných v určitých hloubkách. instalovány v celé dráze k bezdrátové síti, poskytuje vysokorychlostní přenos do hlavního serveru.

Každý týden NCAT kontroluje pomocí inerciální Profiler s dual skenovací laser měřicí přístroj rozchodu: hrubost měří každou cestu kola, makrotekstura správná cesta kolo sledovat každé kolo na každém zkušebním intervalu. A přijmout další opatření: kontrasty nedestruktivní hustotou a profilových. Každý testovací týden dopad deflektometr a, stejně jako mapování povrchu trhliny. Jednou měsíčně, třecí zkoušky prováděny (s použitím plné velikosti tření registrátor). Testy na integritu a propustnost se konají jednou za čtvrtletí. Odběr vzorků pro určování těsnění každá krycí vrstva je také každé čtvrtletí.

Za účelem zjednodušení měření korelace mezi parametry v laboratoři a v oblasti, personál NCAT vybere velkou část směsi v továrně při stavbě každého testovacího místa a následně použity pro výrobu směsi vzorků pro laboratorní zkoušení. Například, směs pro základní vrstvy se podrobí únavové zkušební zatížení (hole vzorků) a protifázi zatížení. Směs pro horní vrstvu je testován pro stanovení dynamického modulu, tekutost Test analyzátoru asfaltový koberec a rýhované kolečko-jednotku pro výpočet odolnost proti trvalé deformaci. Směs pro horní vrstvu také dojít superpozice testu pro dotvarování deformace a poměru tahové energie. To vše nám umožní určit potenciál této směsi k praskání.

Studium strukturních parametrů

Ve čtvrtém zkušebního cyklu zahrnuje NCAT rozsáhlých výzkumných ploch (sponzoři pokračující výzkum začala dříve), výzkumné oblasti s povlaky nových směsí, strukturální studie. Rekonstrukce a sanace 17 lokalit bylo dokončeno v srpnu 2009, zhotovitelem jmenovaný výsledků soutěže. Z těchto šesti oblastech, které byly určeny pro strukturální testování, podporovaný ministerstvem dopravy ze šesti států. Patří k nim i společnost Kraton úsek. Nátěry se provádějí na úseky technologie Superpave hot asfaltových směsí. Tloušťka vrstvy pro konstrukční testu se pohybovala od 175 mm do 140 mm (viz část Kraton Company) v úsecích 225 mm (z nichž je více než 150 mm - v základním materiálem a s vysokou hustotou tuhého substrátu). Celý bitumenu, který se používá k rekonstrukci povlaku obsahoval 0,5% protivozadirochnoy aditivum.

Povlak na části Kraton (N7), se provádí pomocí TOFMS je tloušťka vrstvy - 140 mm. Pojivo obsahuje 7,5% modifikovaný styren-butadien-styrenový (SBS) polymer. Řídicí část má tloušťku 175 mm, dvě horní vrstvy jsou vyrobeny s 3% SBS-polymeru.

Federální správa silniční potvrzuje výhody modifikaci polymeru

Pojiva, modifikované polymery, jako jsou ternární kopolymer SBS, zjišťují stále více používají při výrobě těžkého (informace Federální podání na dálnicích). Technická zpráva září 2010. [2] uvádí, že správa modifikovaná pojiva je pružný a má vyšší tuhost vlastnosti (viskozita) při nízkých a vysokých teplotách, které do značné míry odpovídají specifikacím pro vysoce kvalitní asfaltových pojiv třídy Superpave [3] , Tyto specifikace jsou vázány na ochranu životního prostředí a stavu vozovky konkrétního objektu. Pojiva Polymerní modifikované jsou obecně klasifikovány a jsou používány v těch případech, kdy je index PG (stupeň při nízké teplotě + stupeň při vysoké teplotě) vyšší než 90 (např., PG 70-22).

Dále zpráva ukazuje výhody použití polymerů „je poněkud drahé čisté pojiva pro asfaltové směsi polymerní modifikovaná pojiva v horké směsi poskytují jasný nárůst vlastnosti - minimální Prosedání, snižuje únavu praskání, snížen praskání pod vlivem teploty, - zejména v vysoké zatížení a obtížných klimatických podmínkách. V závislosti na vlastnostech nákladů a výkonu specifických pro konkrétní oblasti (tj zeměpisnou podmínky), může být hodnota založená na směsích polymerem modifikované cementové životního cyklu výrazně nižší než náklady na směsi s nemodifikovaným pojiva. "

Ve zprávě se také uvádí, že zkušenosti s provozem těchto povlaků je pozitivní, a že vzhledem k tomu mění k lepšímu, v souladu s rozvojem technologií.

Překonání omezení vyplývající polymery a kterým se tenké asfaltové dlažby

Společnosti Kraton Polymers výkon DGVC vyvinuta technologie pro zlepšení pevnosti povlaku a jeho odolnost proti vyjíždění kolejí, výmoly a praskání při snížení tloušťky povlaku.

Pro polní pokusy tohoto výrobku společnost vydala nkat smlouvu na vybudování potahové vrstvy 140 mm o tloušťce v prostoru pro studium cyklu N7 2009-2012.

Obsah SBS-modifikovaného polymeru (7,5%), použitého v kompozici pojiva je 1,5-2 krát obvyklé množství polymeru použit pro modifikace pojiva.

V případě, že množství polymeru v pojivu nad touto úrovní, se viskozita zvyšuje množství pojiva tak, že směs se stává velmi obtížné vyrobit a je velmi obtížné být položen na objekt. Společnost vyvinula Kraton SBS polymer D0243, který může být smíchán s asfaltového pojiva v množství 7,5% a více, a to bez zvýšení viskozity pojiva.

Vývoj nového polymeru je pokračováním práce začaly v roce 2004 výzkumníci společně s odborníky dopravního inženýrství laboratoři na Delft University of Technology (Nizozemsko), největší a nejstarší státní technické univerzity. Hlavním cílem výzkumníků dal následující: zjistit, zda je možné zvýšit životnost vozovky základní vrstvy pomocí SBS modifikovaný a / nebo snížit tloušťku asfaltového chodníku.

Metody výzkumu - zkoušení asfaltových vzorků únavy a tuhosti v ohybu čtyř bodů, složitou mechanickou zkoušku pevnosti a komprese. Hodnotíme různé druhy polymerů (SBS) a jeho různé koncentrace. Únavové zkoušky ukázaly, že podstatné změny vlastností asfaltových směsí více SBS polymeru nutná. V souladu s tím, je předmětem poslední fázi testování začal s pojivy obsah SBS 6% a 7,5%.

Složité mechanické zkoušky asfaltových směsí vykazovala zlepšené směsi s výkonem, SBS modifikovaná v porovnání s nemodifikovanými sloučenin. Výsledky také ukázaly některé rozdíly v šíření zničení (karta nevratných deformací) pro povlaky na bázi modifikovaných a nemodifikovaných pojiva. Dokonce i tenčí krycí vrstva (150 mm) z SBS modifikovaného asfaltu poškození zaznamenaného objemu je 4 krát menší než 250 mm, vrstva nemodifikovaného asfaltu. Nemodifikovaný, silnější, povlak ukázala 4,5 krát více nevratné deformace než tenký povlak modifikovaného asfaltu.

Stavební N7 segmentu, ve srovnání s kontrolními pozemky

Povlak na segment testovacího místa N7 byly konstruovány ze 3 vrstev horké směsi (Tabulka 1). Nominální základní vrstva (55 mm), a střední vrstvu (55 mm) byly vyrobeny ze směsi částic s průměrem 19 mm žuly. Horní vrstva (30 mm), vyrobený ze směsi žuly (9,5 mm). Všechny tři vrstvy směsi na bázi modifikovaného pojiva s obsahem 7,5% SBS. Formulace směsi, zhutňování, a další parametry jsou podobné řídicí části (pouze rozdíly v tloušťce pojiva materiálu a vrstva).

Povlak řídicí S9 oblast má celkovou tloušťku 175 mm a skládá se ze tří vrstev - spodní části 75 mm, střední vrstva 70 mm a horní vrstvy 30 mm (tabulka 2). Horní a střední vrstvy jsou vyrobeny ze směsi za použití pojiva, modifikovaného 3% SBS. Na zkušební a kontrolní plochy Superpave směsi připravené podle metody popsané v [1], s použitím stejného materiálu, ale oblast pokrytí N7 18% tenčí než kontrolní parcele S9, použitého pojiva - hima místo PG 76 až 22 (použitý v kontrolním pozemku) , Obě lokality byly postaveny na pevném plátně.

Výsledek: méně hloubkoměr

Dopravní zkoušky v místě byla dokončena v září 2011, když zátěž je 10 milionů. Cykly ekvivalentní vypočítané tah byl proveden. Personál NCAT měl zkoumat expertní studie a údaje shromažďovány. Na konferenci v únoru 2012, kromě jiných údajů byly prezentovány informace o průměrné napětí na způsob válcování kolo (rozchod Education):

- ovládací část deformace S9 povlakem tloušťky 175 mm, 7,1 mm. Na N7 části (hima) potažené tloušťka 144 mm hloubka říje byla 2,2 mm.

- Umístění na mapě praskání při N7 neodhalila žádnou zlomeninu povlaku. Analýza nakonfigurován nkat na základě skutečných údajů o zatížení a výpočtů na základě měření, jakož i únavových vzorcích mezních odolnost jako krychle, se ukázalo, že mez únavy je N7 povlak část se výrazně zlepšila. Kromě toho vlastnosti povlaku může být lepší než kontrolní parcele, včetně polohy a šíření únavových trhlin od zdola nahoru.

Opravy poškozených části s směsi na bázi Hima

Schopnost snížit tloušťku asfaltové krytu při současném zajištění vysokého výkonu - jedna z výhod HIMA pojiva, a bylo zjištěno, na přilehlé části testovacího místa.

Na pozemku je N8, který je sponzorován ministerstvem dopravy Oklahomy, byl poškozen během výzkumného cyklu 2009-2012. To nebyl první zranění, zaznamenaný na místě.

Na konci cyklu studií 2006-2009. oblast byla zaznamenána rozsáhlé únavové trhliny. Na staveništi N8 dodavatel položen povlak o tloušťce 250 mm až 1,2 m nekvalitních pásů, které se lišily od pevného nože na ovládací části.

Na konstrukci Ministerstvo dopravy Oklahoma požádal NCAT použit jako listová konkrétní typ půdy, půdní vlastnosti podobné v Oklahoma, známý pro svou nízkou nosností. Povlak byl zničen a poškozená část byla opravena: 125 mm byly nařezány z horní vrstvy, na místě, které se umístí směs stejného složení. Recyklovaný vrstva rovněž zhroutila, tentokrát za pouhých 8 měsíců výzkumného cyklu 2009-2012. V těchto experimentálních částech byly identifikovány 6 a 4 soukromě sponzoroval praskání skládky.

Poté, co v místě aplikace znovu zlomeniny NCAT uvést dobrou výkonnost sousední oblasti operace N7 a navrhovaného použití na místě opravy N8 směs na bázi hima pojivo, které by zkoumat jeho chování na poškozeném místě.

Zástupci ministerstva dopravy Oklahoma dohodly používat směsi na místo N7, nicméně, pro základní vrstvy, směsi částic o průměru 9,5 mm (složení podobném složení směsi pro horní vrstvy, ale s 55 mm). V rekonstrukce 145 mm byl řez poškozených nátěrů, přibližně 105 mm poškození základní vrstva zůstala. Pak 145 mm byl položen na základě nové směsi Hima.

Poté, co je povrch nových vozidel opět projel opraveném části segmentu N8 a nkat zařízení opět začal záznam dat na pokusném pozemku.

V září 2011, kdy se dopravní zátěž v průběhu 4 cyklech byla stanovena hloubka N8 deformaci průřezu 2,7 mm. V přímém srovnání je možné vidět, že po počáteční dráhy a významné opravy trhliny vytvořené po 4 mil. Cyklů ekvivalentní axiální zatížení, zatímco po aplikaci opravy hima pojiva žádné trhliny, minimální plošné hmotnosti po 5,7 mil. Zatěžovacích cyklů Ekvivalentní axiálních , Ministerstvo dopravy bude pokračovat v Oklahomě sponzorovat tento web během cyklu v letech 2012-2014. monitorování provozních charakteristik povlaku.

závěr

Je ukázáno, že použití vysoké hmotnosti modifikovaného polymeru pojiva molekulární v asfaltové směsi se snižuje tloušťka povlaku i při extrémním zatížení. To bude za předpokladu, charakter ani srovnatelné nebo lepší než u neupravených směsí připravených v podobného materiálu a se stejnou velikostí částic.

Experimentální povlak horké směsi s hima polymerem během 2 let vystaven zatížení automobilovou dopravou v souladu se zkušebními podmínkami, a během této doby bylo pozorováno menší než 1/3 úrovni kmene na silnější pevné potahové vrstvy na ovládací části.

HIMA Polymer byl také použit v konstrukci sníženou tloušťkou vrstvy pro opravu poškozené části pilota. Došlo také k výraznému měřidlo menší hloubku než kontrolní parcele.

Vynikající post-test a skutečnost, že v zastavěných oblastech pomocí hima polymeru, do současné doby není stanovena trhliny, to nám dává naději, že nová technologie předčí tradiční, počítaje v to hlediska šíření únavové trhliny od zdola nahoru.

Článek: vysoce modifikované asfaltové pojivo a snížení tloušťky povlaku.

Apkalimov Denis, LLC "EPC" Rotor "