Sterkt modifisert asfaltbindemiddel og redusert beleggtykkelse.

Sterkt modifisert asfaltbindemiddel og redusert beleggtykkelse.

Bruk av høy polymermodifiserte asfaltbindemiddel for belegning (TOFMS) kan redusere tykkelsen av belegglaget under opprettholdelse eller bedre enn ytelsen av mer kraftige lag av asfalt med konvensjonelle belegg, selv i meget tung trafikk. Disse resultatene kom Nasjonalt senter for Asfalt Technology (NCAT) etter testing.

Den fjerde syklus av forskning (2009-2012), utført på NCAT testbane i Opelika, Alabama, USA, viser det seg at forsøkspolygonseksjonene lagt asfalt på basis av HDI-spordybde på gjennomsnittlig 1/3 mindre enn i styresegmentet rute (sjikttykkelse ved styresegmentet er 18% høyere enn i den eksperimentelle). Segmentet med den asfalt-baserte VMPS og et styresegment var utstyrt med et belegg, fremstilt i ett fremstillingsprosessen Superave [1].

Testresultatene ble publisert i konferansen på området (28 til 29 februar 2012) på Hotel ved Auburn University og Dixon Conference Center, Auburn, Alabama.

Forskning Muligheter deponi

NCAT testbane ble bygget i 2000. Dens lengde - 2,7 km, formen på veien - en ellipse. Formålet med rute - den akselererte test på deler av 60 meter, som sporer slitasje for hele levetiden er modellert for 2 år. Test områder tillater ingeniører og forskere til å måle, registrere og analysere reaksjonene for å dekke store belastninger for å utvikle mer effektive belegg.

Tomter er gitt for studier av slike sponsorer som Federal Road Administration (FHWA), og staten avdelinger av transport private selskaper testblandinger for trafikanter belegg på hver syklus. Bygging, drift og forskning på området er finansiert av felles innsats av etater og private selskaper, som hver utfører sitt eget forskningsprogram.

Formålet med nyere forskning syklus konstruksjonsstål og overflatebelegg. Forberedelse til studien omfatter rekonstruksjon eller vosstanovlenie17 deler av ruten (av til sammen 46). En av dem var N7 området der asfalten ble lagt på grunnlag av HDI, teknologien utviklet av sponsor-delen av selskapet Kraton Performance Polymers.

Varigheten av hver studie syklus - tre år. I løpet av denne tiden, mulig å bygge eller bygge nettsteder, for å simulere en periode på to år, flyten av godstransport, analysere dataene og utarbeide rapporter. Tiden på nettstedet planlagt for femte rekke studier som vil bli demontert ubrukte områder (våren 2012) og bygging av nye (sensommeren 2012). Start bevegelse av deponiet er planlagt å utføre i august 2012.

Ekstremt stress, alvorlige tester

Simuleringen er utført i henhold til følgende program: polygon påføres klemmene 10 millioner sykler ekvivalent av 8,2 m beregnet aksial belastning (ESAL) i 2 år. Lastebiler operere bevegelse i to skift. Dette 8-aksen 70-tonns lastebiler med tilhenger som utfører kontinuerlig bevegelse hver dag 5,00 til 23,00. Hver av de fem lastebiler passerer ca 1100 km om dagen.

For å lette testing på stedet finnes et annet tilbehør: termistorer som er installert ved forskjellige dybder på asfaltdekker og som er koblet til den automatiske målestasjon på stedet. Denne informasjonen bidrar til å vurdere driftsforhold for hvert av områdene. Reaksjon for å dekke lasten måles med strekklapper og trykksensorer som er installert ved visse dybder. Trådløst nettverk installert over hele banen, gir høyhastighets data til hovedserveren.

Hver uke NCAT kontrollerer ved hjelp av en treghets profiler med dobbel avsøkende lasermåleinstrumentet måler: målt ruhet på hver hjulsporet, makrotekstura høyre hjulsporet spor hvert hjul på hvert testintervall. Og tatt andre tiltak: tetthet kontraster ikke-destruktive og profilseksjoner. Hver uke innvirkning teste fallende vekt Deflectometer og, samt kartlegge overflaten sprekker. En gang i måneden, friksjonstester utføres (ved bruk av full størrelse friksjon registrar). Testene på integritet og permeabiliteten holdes en gang et kvarter. Prøvetaking for bestemmelse av tetningen hvert beleggsjikt er også laget hvert kvartal.

For å forenkle måling av korrelasjon mellom parametrene i laboratoriet og på feltet, velger NCAT personale en stor del av blandingen i fabrikken under byggingen av hvert prøvested, og deretter brukes til fremstilling av en blanding av prøver for laboratorietesting. For eksempel blir blandingen for basislaget utsatt for en tretthetsprøvelast (staver prøver) og motfase belastning. Blandingen for topplaget testes for å bestemme den dynamiske modul, flyteevne test analysator asfaltdekke og riflede hjul-enhet for beregning av motstand mot permanent deformasjon. Blanding for topplaget også oppleve overlagring test for krypende deformasjon og strekkenergi-forhold. Alt dette gjør at vi kan fastslå potensialet i blandingen til sprekkdannelser.

Studie av strukturelle parametere

I fjerde testsyklus omfatter NCAT omfattende forskning plott (sponsorer fortsatt forskning startet tidligere), forskningsområder med belegg av nye blander, strukturelle studier. Gjenoppbygging og rehabilitering av 17 steder ble gjennomført i august 2009, entreprenøren oppnevnt av resultatene av konkurransen. Blant disse seks områdene de har blitt designet for strukturell test, sponset av Department of Transport av de seks landene. Blant dem er selskapet Kraton delen. Belegg er gjort på delene teknologi Superpave varm asfaltblandinger. Sjikttykkelse for strukturell test varierer fra 175 mm til 140 mm (Kraton Firma seksjon) i seksjoner på 225 mm (hvorav mer enn 150 mm - av basismaterialet og høy tetthet stivt substrat). Hele bitumen, anvendes til rekonstruksjon av belegget inneholdt 0,5% protivozadirochnoy additiv.

Belegget på den delen av Kraton (N7) skjer ved hjelp TOFMS, tykkelsen av laget - 140 mm. Bindemiddelet består av 7,5% modifisert styren-butadien-styren (SBS) polymer. Styredelen har en tykkelse på 175 mm, er de to øverste lagene laget med 3% SBS-polymer.

Federal administrering av vei bekrefter fordelene med polymermodifikasjon

Bindemidler, modifiserte polymerer, slik som ternær kopolymer av SBS, finner økende anvendelse i produksjon av tunge (Federal administrasjonsinformasjon på motorveier). Den tekniske rapporten september 2010. [2] Administration bemerker at det modifiserte bindemidlet er mer elastisk og har en høyere stivhetsegenskaper (viskositet) ved lave og høye temperaturer, noe som i stor grad tilfredsstiller spesifikasjonene for høy kvalitet asfaltbindemidler klasse Superpave [3] . Disse spesifikasjonene er knyttet til miljøforhold og i et bestemt objekt. De polymermodifiserte bindemidler er generelt klassifisert og anvendes i de tilfeller når indeksen PG (kvalitet ved lav temperatur + karakter ved høy temperatur) som er større enn 90 (f.eks., PG 70-22).

Videre viser rapporten fordelene ved å anvende polymerer av "å være noe kostbare rene bindemidler for asfaltblandinger, polymermodifiserte bindemidler i varme blandinger gir klare økning egenskaper - minimal spordannelse, redusert tretthet cracking, redusert sprekkdannelse under påvirkning av temperatur, - spesielt i en høye belastninger og vanskelige klimatiske forhold. Avhengig av kostnads- og ytelsesegenskaper som er spesifikke for det bestemte område (dvs. geografiske forhold), kan verdien på grunnlag av blandinger av polymermodifisert sement livssyklus være betydelig lavere enn kostnadene for blandinger med den ikke-modifiserte bindemiddel. "

Rapporten sier også at erfaring med drift av slike belegg er positiv, og at siden det endringer til det bedre, i samsvar med utviklingen av teknologi.

Å overvinne den begrensede polymerer, og legging av tynne asfaltdekker

Firma Kraton Performance Polymers DGVC utviklet teknologi for å forbedre styrken av belegget og dets bestandighet mot spordannelse, slaghull og sprekkdannelse mens tykkelsen av belegget reduseres.

For feltforsøkene i dette produktet selskapet utstedt NCAT kontrakt om å bygge belegg lag 140 mm tykk i området for studien syklusen N7 2009-2012.

Innholdet av SBS-modifisert polymer (7,5%) som benyttes i sammensetningen av bindemiddelet er 1,5-2 ganger den vanlige mengden av anvendt polymer for perm modifikasjoner.

Hvis mengden av polymeren i bindemidlet over dette nivå, slik at blandingen blir viskositeten av bindemiddel øker meget vanskelig å fremstille og er ekstremt vanskelig å legges på gjenstanden. Selskap utviklet Kraton SBS-polymer D0243, som kan blandes med asfaltbindemiddel i en mengde på 7,5% og oppover, uten å øke viskositeten av bindemidlet.

Utvikling av en ny polymer er en videreføring av arbeidet ble påbegynt i 2004 av forskere sammen med eksperter trafikkteknikk lab ved Delft University of Technology (Nederland), den største og eldste State Technical University. Hovedformålet med forskerne setter følgende: for å finne ut om det er mulig å øke levetiden til fortau underlagene ved hjelp av SBS-modifisert og / eller redusere tykkelsen av asfaltdekke.

Metoder for forskning - testing av asfalt prøver av tretthet og stivhet ved bøyning av fire punkter, kompliserte mekaniske strekkprøving og kompresjon. Vi evaluerer forskjellige typer av polymer (SBS) og de forskjellige konsentrasjoner. Utmattingsprøver viste at betydelige endringer i egenskapene av asfaltblandinger mer av SBS-polymer som er nødvendig. Følgelig er formålet for den siste fasen av testing begynte med bindemidler SBS innhold på 6% og 7,5%.

Komplisert mekanisk testing av asfaltblandinger viste bedre ytelse blandinger, SBS-modifisert i forhold til de umodifiserte forbindelser. Resultatene viste også noen forskjeller i forplantnings av ødeleggelse (akkumulert irreversible deformasjoner) for belegg basert på modifiserte og ikke-modifiserte bindemiddel. Selv en tynnere belegningslag (150 mm) av SBS-modifisert asfalt skade registreres i volum er 4 ganger mindre enn 250 mm lag av ikke-modifisert asfalt. Umodifisert, kraftigere, idet belegget viste 4,5 ganger mer irreversibel deformasjon enn tynt lag av en modifisert asfalt.

Bygging N7 segment, sammenlignet med kontroll tomter

Belegget på segmentet N7 testområdet ble konstruert fra 3 lag av varm blanding (tabell 1). Nominell basissjikt (55 mm) og midtre lag (55 mm) ble fremstilt fra en blanding av partikler med en diameter på 19 mm granitt. Det indre laget (30 mm) fremstilt av en blanding av granitt (9,5 mm). Alle tre lag av blandingen på basis av modifisert bindemiddel med et innhold på 7,5% SBS. Formulering blanding, kompaktering, og andre parametre er lik kontrolldelen (den eneste forskjellen er i bindemidlet og sjikttykkelse).

Belegging S9 kontrollregionen har en total tykkelse på 175 mm og består av tre lag - i bunnen av 75 mm, et midtre lag på 70 mm og et toppsjikt av 30 mm (tabell 2). Øvre og midtre lag er laget av blandingen ved hjelp av et bindemiddel som er modifisert med 3% SBS. På test- og kontrollstedene Superpave blanding fremstilt ved fremgangsmåten i [1] ved å bruke det samme materiale, men av arealdekningen N7 18% tynnere enn kontroll plottet S9, det anvendte bindemiddel - Hima istedenfor PG 76-22 (anvendt i kontroll plott) . Begge steder ble bygget på hardt lerretet.

Resultat: mindre dybde

Transport tester på stedet ble gjennomført i september 2011, da lasten er 10 millioner. Cycles tilsvarende den beregnede fremstøt ble utført. NCAT ansatte hadde undersøkt ekspert studier og data samles inn. På en konferanse i februar 2012, i tillegg til andre dataene ble presentert informasjon om den gjennomsnittlige belastningen på vei rullende hjul (måle utdanning):

- et styredel Deformasjon S9 belagte tykkelse på 175 mm var 7,1 mm. På N7 del (Hima) belagt tykkelse 144 mm spordybde var 2,2 mm.

- Kart Sted sprekker N7 viste ingen brudd i belegget. Analyse konfigurert NCAT basert på de faktiske belastningsdata og beregninger basert på målingene, samt de utmattingsfasthet tretthetsprøver som en kube, har vist at utmattingsfastheten er N7 partier av belegget, er vesentlig forbedret. Videre kan overtrekksegenskapene være bedre enn kontrollen plottet med hensyn til posisjon og utbredelse av utmattingssprekker fra bunnen opp.

Reparasjon av den skadede seksjon med en blanding basert på HIMA

Evne til å redusere tykkelsen av et asfaltdekke, samtidig som høy ytelse - en av de fordeler HiMA binder, og det ble funnet på det tilstøtende parti av prøvestedet.

Tomten er N8, som er sponset av Department of Transportation of Oklahoma, ble skadet under forskningssyklusen 2009-2012. Det var ikke den første skaden, innspilt på stedet.

På slutten av en syklus av studier av 2006-2009. området ble notert omfattende tretthetsbrudd. På byggeplassen N8 entreprenør lagt beleggtykkelse på 250 mm til 1,2 m av dårlig kvalitet baner, som skilte seg fra den stive blad til styreseksjonen.

På bygge Department of Transportation of Oklahoma spurt NCAT brukt som et blad bestemt jordtype, jordegenskaper lignende i Oklahoma, er kjent for sin lave bæreevne. Belegget ble ødelagt og det skadede parti er blitt reparert: 125 mm ble skåret ut av det øverste laget, i stedet for som ble anbragt en blanding av samme sammensetning. Resirkulert lag også kollapset, denne gangen på bare åtte måneder med forskning syklus 2009-2012. I denne eksperimentelle §§ 6 og 4 privat sponset cracking deponier har blitt identifisert.

Etter re-bruddstedet administrering NCAT bemerket de gode resultatene av det nærliggende området av drift N7 og foreslåtte anvendelse for reparasjonsstedet N8 blanding basert HiMA binder, noe som ville undersøke dens oppførsel på det skadede området.

Representanter for Department of Transportation Oklahoma enige om å anvende blandingen til området N7, men for basislaget, en blanding av partikler med en diameter på 9,5 mm (sammensetning som tilsvarer sammensetningen av blandingen i det øverste laget, men med en 55 mm tykk). I gjenoppbyggingen av 145 mm ble kuttet skadede belegg, ca. 105 mm skadet basislaget var igjen. Deretter 145 mm ble lagt på grunnlag av en ny blanding Hima.

Etter at overflaten er nye lastebiler igjen kjørte gjennom reparert seksjon av segmentet N8, og NCAT enheter igjen begynte å spille inn data på en forsøks tomt.

I september 2011, da trafikkbelastningen i løpet av 4 sykluser ble løst dybde N8 seksjon deformering på 2,7 mm. I en direkte sammenligning kan det ses at etter den første spor og vesentlige reparere sprekker dannet etter 4 Mill. Sykluser tilsvarende aksial belastning, mens etter påføring av et reparasjons HiMA binder Ingen sprekker, minimal måler etter 5,7 Mill. Overens aksielle lastsykluser . The Department of Transport vil fortsette å Oklahoma sponse dette området i løpet av syklusen i 2012-2014. overvåking av driftsegenskapene til belegget.

konklusjon

Det er vist at bruken av høy vekt modifisert polymer bindemiddel molekyl i asfaltblandingen, reduserer tykkelsen av belegget, selv under ekstreme belastninger. Dette vil gitt karakteristikk enten tilsvarende eller bedre enn de umodifiserte blandinger fremstilt i et lignende materiale, og en lignende partikkelstørrelse.

Eksperimentell belegg av den varme blanding med Hima polymer i løpet av 2 år utsatt for tung trafikkbelastning i henhold til de testbetingelser, og i løpet av denne tid ble det observert mindre enn 1/3 av belastningen nivå på en mer kraftig fast beleggsjikt på kontrolldelen.

HIMA Polymeren ble også brukt i konstruksjonen av reduserte sjikttykkelse for å reparere den skadede delen av piloten. Det var også en markert måler mindre dybde enn kontrollen plottet.

Utmerket post-test og det faktum at i områder bygget ved hjelp Hima polymer, til det nåværende tidspunkt er ikke fastsatt sprekker, det gir oss håp om at den nye teknologien vil overgå den tradisjonelle, herunder i forbindelse av tretthetsbrudd forplantning fra bunnen opp.

Artikkel: sterkt modifisert asfaltbindemiddel og redusert beleggtykkelse.

Apkalimov Denis, LLC "EPC" Rotor "