stærkt modificeret bindemiddel og reducere tykkelsen af asfaltbelægning.
brug af høj polymermodificeret bindemiddel til asfaltbelægning (HDI) at reducere tykkelsen af coatinglaget og samtidig opretholde eller overstiger ydeevnen af kraftigere lag af asfalt med konventionelle overtræk selv under ekstremt tung trafik.Disse resultater kom National Center asfalt Technology (NCAT) efter test.
fjerde cyklus af forskning (2009-2012), udført i NCAT testbane i Opelika, Alabama, USA, viser, at den eksperimentelle del af lossepladsen med asfalt lagt på grundlag af HDI skure dybde i gennemsnit mindre end 1/3,end i kontrolgruppen segment spor (tykkelsen af kontrol segment er 18% mere end i pilot).Segmentet med asfalten-baserede VMPS og en kontrol segment blev forsynet med en belægning, der er fremstillet af en procesteknologi Superave [1].
Testresultaterne blev offentliggjort på konferencen om området (fra 28 til 29 februar 2012) Hotel Auburn University og Dixon Conference Center, Auburn, Alabama.
forskningsmuligheder losseplads
NCAT testbane blev bygget i 2000.Dens længde - 2,7 km, sporet form - ellipse.Formålet med ruten - den accelererede test med intervaller på 60 m, som sporer slid gennem hele livet af den simulerede løbet af 2 år.Forsøgssteder tillader ingeniører og forskere til at måle, registrere og analysere reaktionen af belægningen for tunge byrder med det formål at udvikle mere effektive belægninger.
jord til rådighed for forskning sponsorer såsom Federal Highway Administration (FHWA), State Department of Transportation og private virksomheder til at teste forbindelser til vejbelægninger på hver cyklus.Opførelse, drift og udforskning på stedet finansieres ved fælles indsats fra myndigheder og private virksomheder, som hver især udfører sit eget forskningsprogram.
genstand for en nylig række undersøgelser begyndte strukturelle og overfladeegenskaber af belægningen.Forberedelse til undersøgelsen omfatter genopbygning eller vosstanovlenie17 sektioner af ruten (af i alt 46).En portion var N7, som er blevet lagt asfalt baseret HDI teknologi udviklet sponsor afsnit af Kraton højtydende polymerer.
varighed på et studie 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.I øjeblikket på stedet planlagt til den femte række undersøgelser, hvor vil blive fjernet ubrugte sektioner (Forår 2012) og opførelse af nye (sensommeren 2012).Start på vifte af bevægelse er planlagt til at udføre i august 2012.
Extreme belastning prøvelser
bevægelse simulering udføres ved hjælp af følgende program: anvendt på dele af deponering 10 millioner cyklusser for de anslåede 8,2 tons svarende akseltryk (ESAL) i 2 år.Lastbiler udføre bevægelse i to skift.Dette er en 8-akslede 70-tons lastbiler med trailere, der udfører kontinuerlig bevægelse hver dag fra 5,00 til 23,00.Hver af de fem passerer lastbilen 1.100 km om dagen.
at lette test på stedet fundet forskelligt tilbehør: termistorer installeret i forskellige dybder af asfaltbelægning og forbundet med en automatisk vejrstation på stedet.Disse data bidrage til at evaluere driftsbetingelserne for hver af lokaliteterne.Omsætning af belægningen på belastningen måles med strain gauges og tryksensorer installeret på bestemte dybder.Trådløst netværk er installeret på tværs af vejen, giver høj hastighed data til hovedserveren.
NCAT ugentlig kontrol ved hjælp af inerti profiler dobbelt scanning laser meter gauge: ruhed måles hvert hjul vej, makrotekstura højre hjul sti spore hvert hjul på hver test interval.Og truffet andre foranstaltninger: ikke-destruktiv, tæthed og profil nedskæringer.Hver uge faldende vægt impact tests og deflectometer, samt kortlægning af overfladen revner.En gang om måneden friktion test (ved hjælp af en fuld-størrelse optager friktion).Test af integritet og permeabilitet afholdes en gang i kvartalet.Prøveudtagning til bestemmelse af hver pakning coating lag er også udført på kvartalsbasis.
at forenkle en korrelation mellem målinger af parametre i laboratoriet og i marken personale NCAT vælger en stor del af blandingen i fabrikken under opførelsen af hver test site og derefter anvendes til fremstilling af en blanding af prøver til laboratorieundersøgelse.For eksempel er en blanding af basislaget testet for udmattelsesbelastning (samples-sticks) og modfase belastning.Blandingen for toplaget bliver testet for at bestemme det dynamiske modul, fluiditet test analysator asfaltbelægning og hjul rullende enhed til at beregne modstanden mod permanent deformation.Blandinger til det øverste lag oplever også overlay kontrolleres for snigende deformation og strække, energi-forhold.Alt dette giver potentiale blandingen til revnedannelse.
Research strukturelle parametre
den fjerde prøvecyklus NCAT indeholder avancerede forskning sites (sponsorer fortsat forskning startede tidligere), forskningsområderne for de nye coatede blandinger strukturelle undersøgelser.Genopbygning og rehabilitering af 17 lokaliteter er afsluttet i august 2009, entreprenøren udpeget gennem et offentligt udbud.Blandt disse seks områder, de var beregnet til strukturelle tests, sponsoreret af afdelinger af transport i seks stater.Blandt dem er den del af virksomheden Kraton.Belægningerne er lavet inden for områderne teknologi til varmt mix asfalt Superpave.Tykkelsen af laget for strukturel test varierede fra 175 mm til 140 mm (del af Kraton), i separate 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.Coating
delen af Kraton (N7) er lavet ved hjælp HDI, tykkelse - 140 mm.Bindemidlet omfatter 7,5% modificeret styren-butadien stirenovogo (SBS) polymer.Styringen del har en tykkelse på 175 mm, er de to øverste lag lavet med 3% SBS-polymer.
føderale administration ad landevej bekræfter fordelene ved polymer modifikation
bindemidler modificeret med polymerer, såsom tre-vejs-copolymer SBS, bliver mere udbredt i fremstillingen HS (data fra Federal Administration til veje).Den tekniske rapport for september 2010. [2] Administrationen bemærker, at den modificerede bindemiddel mere elastisk og har en høj stivhed egenskaber (viskositet) ved lave og høje temperaturer, som er bedre tilpasset til specifikationerne for høj kvalitet bindemidler til asfalt klasse Superpave [3].Disse specifikationer er bundet til miljø- og trafikforhold i et bestemt objekt.De polymermodificerede bindemidler er generelt klassificeret og anvendes i de tilfælde, hvor indekset for PG (grad lav temperatur + kvalitet ved høj temperatur) er større end 90 (f.eks., PG 70-22).
Endvidere viser rapporten fordelene ved at bruge polymerer, "At være dyrere rene bindemidler til asfalt blandinger, polymer modificeret bindemidler i hot mix tilbyder en klar stigning i ydeevne - mindre sporkøring, reduceret træthed revner, reduceret revnedannelse under indflydelse af temperaturen - isærunder tunge belastninger og vanskelige klimatiske forhold.Afhængigt af omkostnings- og egenskaber, der er specifikke for et bestemt område (dvs. geografiske forhold), kan udgifterne til blandinger på basis af polymer modificeret bindere i løbet af livscyklus være betydeligt lavere end prisen på blandinger med ikke-modificerede bindemidler. "
Rapporten siger også, at oplevelsen af driften af sådanne belægninger er positive, og at eftersom det ændrer sig til det bedre, i overensstemmelse med den teknologiske udvikling.
overvinde restriktioner polymerer og om tynde asfaltbelægninger
selskab Kraton ydeevne Polymers har udviklet en teknologi DGVC at øge styrken af belægningen og dens modstand mod sporkøring, huller og revner samtidig reducere tykkelsen af belægningen.
at gennemføre markforsøg af dette produkt virksomheden har udstedt NCAT kontrakt om opførelse af coatinglaget tykkelse på 140 mm i området N7 for forskning cyklus 2009-2012.
indhold polymermodificerede SBS (7,5%), der anvendes i sammensætningen af bindemidlet er 1,5-2 gange den normale mængde polymer, der anvendes til at modificere bindemidlet.
Hvis mængden af polymer i bindemidlet over dette niveau, er viskositeten af bindemidlet øges, således at blandingen bliver meget vanskeligt at fremstille og yderst vanskeligt at lægge på emnet.Virksomheden udviklet Kraton D0243 SBS-polymer, som kan blandes med et bituminøst bindemiddel i en mængde på 7,5% eller højere, uden at forøge viskositeten af bindemidlet.
udvikling af en ny polymer er en fortsættelse af arbejdet påbegyndt i 2004 af forskere i samarbejde med eksperter fra vej- engineering laboratorium Delft University of Technology (Nederlandene), den største og ældste stat tekniske universitet.Hovedformålet med forskerne forudser følgende: at finde ud af, om det er muligt at forøge levetiden af fortovet basislagene hjælp af SBS-modificerede og / eller reducere tykkelsen af asfaltbelægning.
Metode til forskning - testning af prøver af asfalt træthed og stivhed ved at bøje fire punkter, kompliceret mekanisk trækprøvning og kompression.Vurdere forskellige typer af polymer (SBS) og forskellige koncentrationer.Udmattelsesprøvninger viste, at en signifikant ændring i egenskaberne for asfaltblandingen brug for mere SBS-polymer.Følgelig begyndte formålet med den sidste fase af test med bindemidler SBS-indhold på 6% og 7,5%.
Komplicerede mekanisk test asfalt blandinger viste forbedret ydeevne af blandinger af modificeret SBS sammenlignet med ikke-modificerede forbindelser.Resultaterne viste også nogle forskelle i udbredelsen af destruktion (akkumuleret irreversibel deformation) belægning baseret på modificerede og ikke-modificerede bindemidler.Selv et tyndt lag af belægningen (150 mm) af SBS-modificeret asfalt skader registreret i volumen er 4 gange mindre end 250 mm lag af umodificeret asfalt.Umodificeret, mere kraftfulde, overtrækket udviste 4,5 gange mere irreversibel deformation end tynd belægning af modificeret asfalt.
Anlægssegmentet N7, sammenlignet med den kontrol plots
Coating segment N7 test site blev konstrueret af tre lag af varm mix (tabel 1).Nominel basislag (55 mm) og midterlaget (55 mm) blev fremstillet fra 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 på 7,5% SBS.Formuleringen blanding, pakning og andre parametre svarer til kontrolområdet (den eneste forskel er i bindemidlet og lagtykkelsen).
Dækker testområdet S9 har en samlet tykkelse på 175 mm, og består af tre lag - basen på 75 mm, en midterste lag af 70 mm og en øverste lag af 30 mm (tabel 2).Øvre og midterste lag er fremstillet af blandingen under anvendelse af et bindemiddel, 3% SBS.På test- og kontrol sites blanding fremstillet ved fremgangsmåden SUPERPAVE [1], under anvendelse af det samme materiale, men i området N7 dække 18% tyndere end på kontroldelen S9, anvendes bindemiddel - HIMA stedet for PG 76-22 (anvendes i kontrolområdet).Begge steder er bygget på den hårde lærred.
Resultat: færre dybdemåler
Transport test på stedet blev afsluttet i september 2011, når belastningen blev udført 10 millioner cykler svarende til den beregnede aksial belastning..NCAT personale holdt ekspertundersøgelser og undersøgt de indsamlede data.På en konference i februar 2012, blev der i tillæg til andre data præsenteres oplysninger om den gennemsnitlige belastning på vejen rullende hjul (sporkøring):
- Deformation styringssektionen S9 med en lagtykkelse på 175 mm var 7,1 mm.På sitet N7 (HIMA) med en lagtykkelse på 144 mm skure dybde var 2,2 mm.
- kort over revner på sitet N7 viste ingen brud af belægningen.Analyser foretaget på grundlag NCAT aktuelle belastning data og beregninger baseret på de målinger, samt træthed udholdenhed grænse af prøverne som en terning, har det vist sig, at den træthed styrken af belægningen på stedet N7 forbedret betydeligt.Desuden kan belægning egenskaber være bedre end kontrolgruppen plot, herunder positioner med udbredelsen af udmattelsesrevner fra bunden op.
reparere det beskadigede område med en blanding baseret på HIMA
potentiale til at reducere tykkelsen af en asfalt belægning og samtidig sikre høj ydeevne - en af fordelene ved bindemiddel Hima, og det blev fundet på et nærliggende område test site.
plot N8, som er sponsoreret af Oklahoma State Department of Transportation, blev beskadiget under forskningen cyklus 2009-2012.Det var ikke den første skade, indspillet på stedet.
I slutningen af forskningen cyklus 2006-2009.afsnittet blev observeret omfattende udmattelsesrevner.I byggepladsen entreprenøren N8 lagt belægningstykkelse på 250 mm med 1,2 m stof af dårlig kvalitet, som er forskellig fra den hårde lærred i kontrolgruppen plot.
Selv under anlægsfasen af Oklahoma Department of Transportation krævede NCAT brugt som et lærred defineret jordtype, jordbundsforhold ens i Oklahoma, der er kendt for sin lave bæreevne.Belægningen er ødelagt og beskadigede område blev renoveret: blev skåret til 125 mm toplag, i stedet for som blev anbragt en blanding af lignende sammensætning.Recycled lag også kollapsede, denne gang på blot otte måneder forskning cyklus 2009-2012.Denne 6 pilot sites og 4 privat sponsorerede lossepladser revner blev identificeret.
Efter gentagen ødelæggelse af jord administration NCAT bemærkede gode resultater til drift nærheden N7, og foreslog at bruge til reparation af N8-blanding bindemiddel Hima, hvilket ville gøre det muligt at analysere adfærd det beskadigede område.Repræsentanter
Oklahoma State Department of Transportation enige om at anvende blandingen til området N7 imidlertid for basislaget, en blanding af partikler med en diameter på 9,5 mm (sammensætning svarende til sammensætningen af blandingen til det øverste lag, men med en tykkelse på 55 mm).Under rekonstruktionen af 145 mm blev afskåret det beskadigede belægning omkring det beskadigede 105 mm basislag blev efterladt.Derefter blev den lagt 145 mm ny blanding på grundlag af HIMA.
Når overfladen er nye lastbiler igen kørte gennem det reparerede sektion segmentet N8, og enheder NCAT igen begyndte registrering af data i det eksperimentelle afsnit.
i september 2011, hvor trafikbelastningen over 4 cyklusser, blev indspillet deformation dybde plot N8 på 2,7 mm.I en direkte sammenligning kan ses, at efter de første spor og betydelig reparation revner dannet efter 4 mio. Cycles tilsvarende aksialkræfter, mens efter anvendelse af cementholdige reparation HIMA ingen revner, efter sporet er minimal 5,7 mio. Cycles tilsvarende aksialkræfter.Oklahoma Department of Transportation vil fortsætte sponsorere dette område i den cyklus af 2012-2014.at overvåge effektiviteten af overtrækket.
Konklusion
vist, at anvendelsen af polymer med høj molekylvægt modificeret bindemiddel i asfaltblandingen reducerer tykkelsen af belægningen, selv under ekstreme belastninger.
