Högt modifierad asfaltbindemedlet och minskad beläggningstjocklekar.

Högt modifierad asfaltbindemedlet och minskad beläggningstjocklekar.

Användning av hög polymermodifierad asfaltbindemedel för beläggning (TOFMS) kan minska tjockleken hos beläggningsskiktet under bibehållande eller överskrider prestanda för mer kraftfulla lager av asfalt med konventionella beläggningar även i mycket tät trafik. Dessa resultat kom National Center for Asphalt Technology (NCAT) efter testning.

Den fjärde cykeln av forskning (2009-2012), som genomförs på NCAT testbana i Opelika, Alabama, USA, visar det sig att de experimentella polygon avsnitten lade asfalt på basis av HDI spårdjup i genomsnitt 1/3 mindre än i kontrollsegmentet rutt (skikttjocklek vid kontrollsegmentet är 18% högre än i den experimentella). Segmentet med asfalten baserade VMPS och ett styrsegment försågs med en beläggning, som tillverkas i en tillverkningsprocess Superave [1].

Testresultaten publicerades i den konferens om intervallet (28-29 februari 2012) på hotellet vid Auburn University och Dixon Conference Center, Auburn, Alabama.

Forskningsmöjligheter deponi

NCAT testbana byggdes 2000. Dess längd - 2,7 km, formen av vägen - en ellips. Syftet med vägen - den accelererade provningen på segmenten 60 meter, som spårar slitaget under hela livslängden modelleras i 2 år. Test webbplatser kan ingenjörer och forskare för att mäta, registrera och analysera reaktioner för att täcka stora laster för att utveckla mer effektiva och verkningsfulla beläggningar.

Tomter finns för studier sådana sponsorer som Federal Road Administration (FHWA), och statliga myndigheter för transporter privata företag provblandningar för väg beläggningar på varje cykel. Byggande, drift och forskning på platsen finansieras av gemensamma ansträngningar av myndigheter och privata företag, som alla utför sin egen forskning.

Föremål för den senaste forskningen cykel konstruktionsstål och ytbeläggning. Förberedelse för studien innefattar återuppbyggnad eller vosstanovlenie17 delsträckor (av totalt 46). En av dem var N7 webbplats där asfalten lades på basis av HDI, den teknik som utvecklats av sponsorn delen av företaget Kraton Performance Polymers.

Varaktigheten av varje studie cykel - tre år. Under denna tid möjligt att bygga eller bygga webbplatser, för att simulera en period av två år, flödet av godstransporter, analysera data och förbereda rapporter. För närvarande vid den planerade för femte rad studier inom ramen för vilka kommer att tas bort oanvända sektioner (våren 2012) och byggandet av nya (sensommaren 2012) webbplats. Start rörelse av deponin är planerad att utföra i augusti 2012.

Extrem stress, svåra tester

Simuleringen utförs under följande program: polygon appliceras på sektionerna 10 miljoner cykler ekvivalenta av 8,2 m beräknat axiell belastning (ESAL) i 2 år. Lastbilar driva rörelse i två skift. Detta 8-axel 70 tons lastbilar med släp som utför kontinuerlig rörelse varje dag från 5,00 till 23,00. Var och en av de fem lastbilar som passerar ca 1100 km per dag.

För att underlätta testning på platsen fann en annan tillbehör: termistorer installerade på olika djup i asfaltbeläggning och är anslutna till det automatiska väderstationen på platsen. Dessa data bidrar till att utvärdera driftsförhållanden var och en av platserna. Reaktion för att täcka lasten mäts med töjningsgivare och trycksensorer installerade på vissa djup. Trådlöst nätverk installeras i banan, ger höghastighetsdata till huvudservern.

Varje vecka NCAT kontroller med användning av en tröghetsprofiler med dual avsökande laser mätinstrument gauge: uppmätt grovhet hos varje hjul bana, makrotekstura höger hjul väg reda på varje hjul på varje testintervall. Och vidtagit andra åtgärder: icke-destruktiva densitets kontraster och profiler. Varje vecka krockprovning fallviktsmätning och, liksom att kartlägga ytan sprickbildning. En gång i månaden, friktions tester (med användning av full-size friktions registrar). Testerna på integritet och permeabilitet hålls en gång per kvartal. Provtagning för bestämning tätning varje beläggningsskikt görs också varje kvartal.

För att förenkla dosering av korrelationen mellan parametrarna i laboratoriet och på fältet, NCAT personal väljer ut en stor del av blandningen i fabriken under konstruktionen av varje testställe och därefter används för framställning av en blandning av prover för laboratorietestning. Till exempel, är blandningen för basskiktet utsattes för en utmattningsprovbelastning (pinnar prover) och motfas belastning. Blandningen för topplagret testas för att bestämma den dynamiska modulen, flytbarhetstest analysator asfaltbeläggning och räfflade hjul-enhet för beräkning av motståndskraft mot permanent deformation. Blandningen under det översta lagret upplever också överlagringstest för krypande deformation och dragenergiförhållandet. Allt detta gör att vi kan bestämma potential blandningen till sprickbildning.

Studie av strukturella parametrar

I den fjärde testcykeln innehåller NCAT omfattande forskning tomter (sponsorer fortsatt forskning började tidigare), forskningsområden med beläggningar av nya blandningar, strukturstudier. Återuppbyggnad och rehabilitering av 17 platser avslutades i augusti 2009, entreprenören utses av resultatet av tävlingen. Bland dessa sex områden som de har utformats för hållfasthetsprovningen, som sponsras av Institutionen för transport av sex stater. Bland dem är företaget Kraton avsnittet. Beläggningar görs på avsnitten teknik Superpave varm asfalt blandningar. Skikttjockleken för strukturell testet varierade från 175 mm till 140 mm (Kraton Company avsnitt) i sektioner av 225 mm (av vilka mer än 150 mm - av basmaterialet och hög densitet styvt substrat). Hela bitumen, som används för rekonstruktion av beläggningen innehöll 0,5% protivozadirochnoy tillsats.

Beläggningen på den del av Kraton (N7) är tillverkad med användning TOFMS, tjockleken av skiktet - 140 mm. Bindemedlet innefattar 7,5% modifierad styren-butadien styren (SBS) polymeren. Den del kontroll har en tjocklek av 175 mm, är de två översta skikten görs med 3% SBS-polymer.

Federal administrering genom väg bekräftar fördelarna med polymermodifiering

Bindemedel, modifierade polymerer, såsom ternär sampolymer av SBS, finner ökande användning vid tillverkning av tunga (Federal administrationsinformation på motorvägar). Den tekniska rapporten av september 2010. [2] administration konstaterar att den modifierade bindemedlet är mer elastisk och har en högre styvhetsegenskaper (viskositet) vid låga och höga temperaturer, som till stor del uppfyller specifikationerna för högkvalitativ asfaltbindemedel klass Superpave [3] . Dessa specifikationer är bundna till miljö- och vägförhållanden av ett visst objekt. De polymermodifierade bindemedlen är i allmänhet klassificeras och används i de fall när indexet PG (grad vid låg temperatur + klass vid hög temperatur) större än 90 (t ex., PG 70-22).

Vidare visar rapporten fördelarna med att använda polymerer av "Att vara något dyra rena bindemedel för asfaltblandningar, polymermodifierat bindemedel i heta blandningar ger tydliga ökning egenskaper - minimal spårbildning, minskad utmattningssprickbildning, minskad sprickbildning under inverkan av temperaturen, - i synnerhet i en höga belastningar och svåra klimatförhållanden. Beroende på kostnads- och prestandaegenskaper som är specifika för det särskilda område (dvs geografiska förhållanden), kan värdet baserat på blandningar av polymermodifierad cementbaserad livscykel vara betydligt lägre än kostnaden för blandningar med den omodifierade bindemedlet. "

Rapporten säger också att upplevelsen av driften av sådana beläggningar är positiv och att eftersom den ändras till det bättre, i enlighet med utvecklingen av tekniken.

Övervinna de begränsningar som polymerer och om tunna asfaltbeläggningar

Företaget Kraton Performance Polymers DGVC utvecklat teknologi för att förbättra hållfastheten hos beläggningen och dess motstånd mot spårbildning, gropar och sprickbildning under minskning av tjockleken för beläggningen.

För fältförsök av denna produkt utfärdade företaget NCAT uppdraget att bygga beläggningsskikt 140 mm tjockt i området för studien cykeln N7 2009-2012.

Halten av SBS-modifierad polymer (7,5%) som används i kompositionen av bindemedlet är 1,5-2 gånger den vanliga mängden polymer som används för modifieringar bindemedels.

Om mängden av polymeren i bindemedlet över denna nivå, så att blandningen blir mycket svårt att framställa viskositet ökar bindemedels och är extremt svåra att läggas på objektet. Företaget utvecklat Kraton SBS-polymer D0243, som kan blandas med asfaltbindemedel i en mängd av 7,5% och däröver, utan att öka viskositeten hos bindemedlet.

Utveckling av en ny polymer är en fortsättning på arbete som påbörjades 2004 av forskare tillsammans med experter trafikteknik lab vid Delft University of Technology (Nederländerna), den största och äldsta State Technical University. Det främsta syftet med forskarna ställa följande: att ta reda på om det är möjligt att öka livslängden på trottoaren basskikten använda SBS-modifierade och / eller minska tjockleken på asfaltbeläggning.

Metoder för forskning - provning av asfalt prover av trötthet och stelhet genom att böja fyra punkter, komplicerade mekaniska dragprov och kompression. Vi utvärdera olika typer av polymer (SBS) och dess olika koncentrationer. Utmattningstest visade att betydande förändringar i egenskaperna hos asfaltblandningar mer av SBS-polymer som krävs. I enlighet därmed är ändamålet med den sista etappen av testning började med bindemedel SBS halt av 6% och 7,5%.

Komplicerad mekanisk provning av asfaltblandningar visade förbättrad prestanda blandningar, SBS modifierad jämfört med de omodifierade föreningarna. Resultaten visade också vissa skillnader i utbredningen av destruktions (ackumulerad irreversibla deformationer) för beläggningar baserade på modifierade och omodifierade bindemedel. Även ett tunnare beläggningsskikt (150 mm) i SBS-modifierad asfalt skada registreras i volymen är 4 gånger mindre än 250 mm skikt av omodifierad asfalt. Omodifierad, mer kraftfulla, beläggningen visade 4,5 gånger mer irreversibel deformation än tunn beläggning av en modifierad asfalt.

Konstruktion N7 segmentet jämfört med kontrollytor

Beläggningen på segmentet N7 provplatsen konstruerades från 3 lager av heta blandningen (Tabell 1). Nominell basskiktet (55 mm) och mellanskiktet (55 mm) framställdes av en blandning av partiklar med en diameter av 19 mm granit. Det övre arket (30 mm) tillverkad av en blandning av granit (9,5 mm). Alla tre lager av blandningen på basis av modifierat bindemedel med en halt av 7,5% SBS. Formulering blandning, kompaktering, och andra parametrar är snarlikt reglerpartiet (de enda skillnaderna är i bindemedelsmaterialet och skikttjocklek).

Beläggning S9 kontrollregion har en total tjocklek av 175 mm och består av tre lager - basen av 75 mm, ett mellanskikt av 70 mm och ett toppskikt av 30 mm (tabell 2). Övre och mellersta skikten är gjorda av blandningen med användning av ett bindemedel modifierad med 3% SBS. På test- och kontrollställen Superpave blandning framställd genom metoden enligt [1] med användning av samma material, men området täckning N7 18% tunnare än kontroll plot S9, det använda bindemedlet - HIMA stället PG 76-22 (som används i kontroll plot) . Båda platserna byggdes på den hårda duken.

Resultat: mindre djupmätare

Transport tester på platsen avslutades i september 2011, när belastningen är 10 miljoner. Cycles motsvarande den beräknade inriktningen utfördes. NCAT personal hade undersökt expertstudier och data samlas in. Vid en konferens i februari 2012, utöver andra data presenterades uppgifter om den genomsnittliga belastningen på vägen rullande hjul (gauge Education):

- en styrdel Deformation S9 belagda tjocklek av 175 mm var 7,1 mm. På N7 parti (HIMA) belagda tjocklek 144 mm spårdjup var 2,2 mm.

- Karta Ort sprickbildning vid N7 visade ingen fraktur på beläggningen. Analys konfigurerad NCAT baserat på de faktiska lastdata och beräkningar baserade på mätningar, liksom de uthållighetsgräns utmattningsprovstycken som en kub, har visat att utmattningshållfastheten är N7 beläggningspartiet har förbättrats avsevärt. Vidare kan beläggningsegenskaper vara bättre än kontroll tomt, inklusive position och utbredning av utmattningssprickor från botten och upp.

Reparation av den skadade delen med en blandning baserad på HIMA

Förmåga att minska tjockleken hos en asfalt lock och samtidigt säkerställa hög prestanda - en av de fördelar HiMA binder, och det visade sig på den intilliggande delen av teststället.

Handlingen är N8, som sponsras av Department of Transportation of Oklahoma, skadades under forskningscykeln 2009-2012. Det var inte den första skadan, inspelad på platsen.

Vid slutet av en cykel av studier av 2006-2009. området noterades omfattande utmattningssprickor. På bygg N8 entreprenör som beläggningstjocklek av 250 mm till 1,2 m av dålig kvalitet banor, som skilde sig från den styva bladet till styrsektionen.

På byggandet Department of Transporta of Oklahoma bad NCAT används som ett löv specifik jordart, markens egenskaper liknande i Oklahoma, känd för sin låg bärförmåga. Beläggningen förstördes och den skadade delen har reparerats: 125 mm skars bort det översta lagret, i stället för som placerades en blandning av samma sammansättning. Återvunnet lager kollapsade också, denna gång på bara åtta månader av forskning cykeln 2009-2012. I denna experimentella sektioner har identifierats 6 och 4 privat sponsrade sprickbildning deponier.

Efter återfrakturstället administrering NCAT noterade de goda resultaten av det angränsande verksamhetsområde N7 och föreslagen användning för reparationsstället N8 blandning baserad HiMA binder, som skulle undersöka dess beteende på den skadade platsen.

Representanter för Department of Trans Oklahoma gick med på att tillämpa blandningen till platsen N7 emellertid för basskiktet, en blandning av partiklar med en diameter av 9,5 mm (komposition liknande kompositionen av blandningen för det översta lagret, men med en 55 mm tjock). I återuppbyggnaden av 145 mm skars skadade beläggningar, cirka 105 mm skadad basskiktet var kvar. Därefter var 145 mm lades på grundval av en ny blandning Hima.

Efter det att ytan är nya lastbilar körde åter genom den reparerade sektionen av segmentet N8, och NCAT anordningar började igen spela in data på en experimentell tomt.

I september 2011, när trafikbelastningen över 4 cykler fastställdes djup N8 avsnitt deformation vid 2,7 mm. Vid en direkt jämförelse kan man se att efter den inledande spåret och betydande reparations sprickor bildades efter 4 Mill. Cykler ekvivalent axiell belastning, medan efter applicering av en reparation HiMA binder Inga sprickor, minimal tjocklek efter 5,7 Mill. Ekvivalent axiella belastningscykler . Department of Transport kommer att fortsätta att Oklahoma sponsrar denna plats under cykeln 2012-2014. övervaka driftsegenskaper hos beläggningen.

slutsats

Det visas att användningen av hög molekylvikt modifierad polymer bindemedlet i asfaltblandningen reducerar tjockleken av beläggningen även under extrema belastningar. Detta kommer tillgänglig egenskaper antingen jämförbara eller bättre än de hos omodifierade blandningar framställda i ett liknande material och en liknande partikelstorlek.

Experimentell beläggning av den varma blandningen med HIMA polymer inom 2 år utsattes för kraftiga trafikbelastningar i enlighet med de testförhållanden, och under denna tid observerades mindre än 1/3 av stamnivå om en mer kraftfull fast beläggningsskikt på styrsektionen.

HIMA Polymeren användes också vid konstruktion av reducerad skikttjocklek för att reparera den skadade delen av piloten. Det fanns också en tydlig mätare mindre djup än kontroll tomt.

Utmärkt efter testet och det faktum att i områden byggt med Hima polymer, till nutid är inte fast sprickor, det ger oss hoppas att den nya tekniken kommer att överträffa den traditionella, inklusive i aspekten av utmattningssprickfortplantningen nerifrån och upp.

Artikel: starkt modifierad asfalt bindemedel och minskad skikttjocklekar.

Apkalimov Denis, LLC "EPC" Rotor "