stark modifizierte Bindemittel und die Verringerung der Dicke der Asphaltdecke.
Verwendung hochpolymermodifizierte Bindemittel für Asphaltbelag (HDI), um die Dicke der Beschichtungsschicht zu verringern zeitiger Beibehaltung oder sogar die Leistung des leistungsstärkeren Asphaltschichten mit herkömmlichen Beschichtungen selbst bei extrem starkem Verkehr.Diese Ergebnisse kamen National Center Asphalt Technology (NCAT) nach dem Test.
vierten Zyklus der Forschung (2009-2012), in der NCAT Teststrecke in Opelika, Alabama, USA durchgeführt wird, zeigt, dass die experimentellen Teil der Deponie mit Asphalt auf der Basis von HDI Spurrinnentiefe legte einen Durchschnitt von weniger als 1/3,als in den Kontrollsegment Spuren (die Dicke des Steuersegments 18% mehr als in der Pilot).Das Segment mit dem Asphalt basierenden VMPS und ein Steuersegment wurden mit einer Beschichtung versehen ist, durch eine Prozesstechnik Superave hergestellt [1].
Die Testergebnisse wurden auf der Konferenz über den Bereich (28 bis 29 Februar 2012) Hotel Auburn University und Dixon Conference Center, Auburn, Alabama veröffentlicht.
Research Opportunities Deponie
NCAT Teststrecke wurde 2000 erbaut.Seine Länge - 2,7 km, die Strecke Form - Ellipse.Zweck der Route - beschleunigten Test in Intervallen von 60 m, die den Verschleiß über die Lebensdauer des simulierten innerhalb von 2 Jahren zu verfolgen.Test erlauben Ingenieuren und Forschern, um zu messen, aufzeichnen und analysieren die Reaktion der Beschichtung für schwere Lasten mit dem Ziel der Entwicklung effizienter und effektiver Beschichtungen.
Land für Forschung Sponsoren wie der Federal Highway Administration (FHWA), State Department of Transportation und Privatunternehmen zur Verfügung, um Verbindungen für den Straßenoberflächen bei jedem Zyklus zu testen.Bau, Betrieb und Exploration auf dem Gelände durch die gemeinsamen Bemühungen von Behörden und Privatunternehmen, von denen jede ihre eigenen Forschungsprogramm finanziert.
Gegenstand einer Reihe neuerer Untersuchungen begannen strukturellen und Oberflächeneigenschaften der Beschichtung.Vorbereitung für das Studium sind Wiederaufbau oder vosstanovlenie17 Streckenabschnitte (von insgesamt 46).Eine Portion wurde N7, die von Kraton Performance Polymers gelegt Asphalt HDI-Technologie entwickelt Sponsor Schnitt hat.
Dauer eines Studienzyklus - drei Jahre.Während dieser Zeit möglich zu bauen oder umzubauen Websites, um einen Zeitraum von zwei Jahren zu simulieren, der Fluss des Güterverkehrs, analysieren Daten und erstellen Berichte.Derzeit an der Stelle für die fünfte Reihe von Studien, in denen sich unbenutzte Abschnitte entfernt werden (Frühjahr 2012) und den Bau neuer (Spätsommer 2012) geplant.Starten Sie auf der Beweglichkeit wird voraussichtlich im August 2012 durchzuführen.
Extreme Last Tortur
Bewegungssimulation erfolgt mit dem folgenden Programm: In den Abschnitten der Deponie 10 Millionen Zyklen für die geschätzten 8,2 Tonnen Äquivalent Achslast (ESAL) für 2 Jahre angelegt.Trucks zuführen Bewegung in zwei Schichten.Dies ist ein 8-Achs-70-Tonnen-LKW mit Anhänger, die kontinuierliche Bewegung jeden Tag von 5,00 bis 23,00 zuführen.Jeder der fünf Durchgängen LKW 1.100 km pro Tag.
Zur Prüfung auf der Website zu erleichtern Ergebnis diverses Zubehör: Thermistoren in unterschiedlichen Tiefen der Asphaltdecke eingebaut und mit einer automatischen Wetterstation an der Stelle verbunden ist.Diese Daten helfen, die Betriebsbedingungen der einzelnen Standorte zu bewerten.Reaktion der Beschichtung auf der Last wird mit Dehnungsmessstreifen und Drucksensoren in bestimmten Tiefen installiert gemessen.Wireless-Netzwerk über die Straße installiert ist, bietet Highspeed-Daten an den Hauptserver.
NCAT wöchentliche Kontrollen mit Trägheits Profiler Dual Scanning-Laser-Meter Spurweite: Rauheit jedes Rad Pfad gemessen, makrotekstura rechte Rad Pfad verfolgen jedes Rad an jedem Testintervall.Und andere Maßnahmen getroffen: zerstörungsfreie, Dichte und Profilschnitte.Jede Woche Fallgewicht-Schlagtests und Deflectometer sowie die Abbildung der Oberflächenrisse.Einmal im Monat Reibungstests (mit einem Full-Size-Recorder Reibung).Testen der Integrität und Durchlässigkeit werden einmal pro Quartal statt.Probenahme zur Bestimmung von jeder Dichtung Beschichtungsschicht auch auf Quartalsbasis durchgeführt.
um eine Korrelation zwischen Messungen der Parameter in der Labor- und Feldpersonal vereinfacht NCAT wählt ein großer Teil der Mischung in der Fabrik während der Konstruktion von jeder Teststelle und danach zur Herstellung einer Mischung von Proben für Labortests verwendet.Zum Beispiel ist eine Mischung aus der Basisschicht für die Ermüdungsbelastung (Proben-Sticks) und gegenphasigen Last getestet.Die Mischung für die Deckschicht wird getestet, um den dynamischen Elastizitätsmodul, Fließtest-Analysator Asphaltdecke und das Rad-Walzeinheit, um den Widerstand gegen bleibende Verformung zu berechnen bestimmen.Mischungen für die Deckschicht erfahren auch Overlay-geprüft für schleichende Verformung und Dehnung, Energieverhältnis.All dies ermöglicht das Potential des Gemisches auf Rissbildung.
Forschung Strukturparameter
der vierte Testzyklus NCAT umfasst erweiterte Forschungsstandorte (Sponsoren kontinuierliche Forschung begann früher), die Forschungsbereiche der neuen Mischungen beschichteten Strukturuntersuchungen.Wiederaufbau und Sanierung von 17 Seiten haben im August 2009 abgeschlossen wurde, im Wege einer Ausschreibung hat der Auftragnehmer.Unter diesen sechs Bereichen, die sie für die Strukturtests, die von Verkehrsministerien in sechs Staaten gesponserte bestimmt waren.Unter ihnen sind der Abschnitt der Firma Kraton.Die Beschichtungen werden in den Bereichen der Technik für Heißasphalt Superpave hergestellt.Die Dicke der Schicht zur strukturellen Tests lag im Bereich von 175 mm bis 140 mm (Teil Kraton) in separate Abschnitte von 225 mm (von denen mehr als 150 mm - des Grundmaterials und eine hohe Dichte starres Substrat).Die gesamte Bitumen zur Rekonstruktion der Beschichtung verwendet wurde, enthielt 0,5% protivozadirochnoy Additivs.140 mm - Coating
Teil Kraton (N7) wird mit HDI, Dicke hergestellt.Das Bindemittel aus 7,5% Styrol-Butadien-stirenovogo (SBS) Polymer.Der Steuerabschnitt eine Dicke von 175 mm hat, sind die beiden oberen Schichten mit 3% SBS-Polymer.
Bundesverwaltung auf der Straße bestätigt die Vorteile der Polymermodifikation
Bindemittel mit Polymeren modifiziert sind, wie Drei-Wege-Copolymer SBS, werden immer weit verbreitet in der Herstellung HS (Daten der Bundesverwaltung für Straßen) eingesetzt.Der technische Bericht für September 2010 [2] Die Verwaltung stellt fest, dass das modifizierte Bindemittel elastischer und weist eine hohe Steifigkeitseigenschaften (Viskosität) bei niedrigen und hohen Temperaturen, die für Asphalt Klasse besser zu den Spezifikationen von hochwertigen Bindemitteln geeignet sind Superpave [3].Diese Spezifikationen werden Umwelt- und Verkehrsbedingungen eines bestimmten Objekts gebunden.Die Polymer-modifizierte Bindemittel sind allgemein klassifiziert und in den Fällen verwendet werden, wo der Index des PG (bei hoher Temperatur Grade niedriger Temperatur + Grad) größer als 90 (z. B. PG 70-22).
Weiter zeigt der Bericht, die Vorteile der Verwendung von Polymeren, "Being teurer reinen Bindemittel für Asphaltmischungen, polymermodifizierten Bindemitteln in heißen Mischungen bieten eine klare Leistungssteigerung - weniger Brunft, reduziert Ermüdungsrisse, verringerte Rissbildung unter dem Einfluss von Temperatur - vor allem,unter schweren Lasten und schwierigen klimatischen Bedingungen.In Abhängigkeit von den Kosten und der Eigenschaften, die spezielle auf einen bestimmten Bereich (dh geographische Bedingungen) sind, können die Kosten für Mischungen auf Basis von Polymer-modifizierten Bindemittel während des Lebenszyklus wesentlich niedriger als die Kosten für die Gemische mit unmodifizierten Bindemitteln sein. "
auch Der Bericht sagt, dass die Erfahrung der Betrieb solcher Beschichtungen positiv ist, und dass, da es ändert sich zum Besseren, im Einklang mit der Entwicklung der Technologie.
Überwindung Beschränkungen auferlegt Polymeren und zur dünnen Asphaltdecken
Firma Kraton Performance Polymers hat eine Technologie DGVC, um die Stärke der Beschichtung und seine Beständigkeit gegen Spurrillenbildung, Schlaglöcher und Risse gleichzeitiger Reduzierung der Dicke der Beschichtung zu erhöhen entwickelt.
Feldversuche zu diesem Artikel hat das Unternehmen NCAT Auftrag für den Bau der Beschichtungsschichtdicke von 140 mm im Bereich N7 für das Forschungszyklus 2009-2012 ausgestellt durch.
Gehalt Polymer modifizierte SBS (7,5%) in der Zusammensetzung des verwendeten Bindemittels 1,5-2-fachen der normalen Menge an Polymer verwendet werden, um den Binder zu modifizieren.
Wenn die Menge des Polymers in dem Bindemittel über diesem Niveau wird die Viskosität des Bindemittels erhöht wird, so daß das Gemisch sehr schwierig herzustellen und äußerst schwierig, auf dem Gegenstand zu legen.Unternehmen entwickelt Kraton D0243 SBS-Polymer, das mit einem bituminösen Bindemittel in einer Menge von 7,5% oder mehr gemischt werden können, ohne Erhöhung der Viskosität des Bindemittels.
Entwicklung eines neuen Polymers ist eine Fortsetzung der im Jahr 2004 von den Forschern in Zusammenarbeit mit Experten der Verkehrstechnik Labor der Technischen Universität Delft (Niederlande) begonnen, das größte und älteste State Technical University.Das Hauptziel der Forscher vorhersagen, wie folgt:, um herauszufinden, ob es möglich ist, um die Lebensdauer der Bürgersteig Grundschichten zu erhöhen mit dem SBS-modifizierte und / oder Verringerung der Dicke der Asphaltdecke.
Forschungsmethode - Probenprüfung von Asphalt Ermüdung und Steifigkeit durch Biegen vier Punkte, komplizierte mechanische Zugversuch und Kompression.Werten Sie verschiedene Arten von Polymeren (SBS) und unterschiedlichen Konzentrationen.Ermüdungstests zeigten, daß eine signifikante Änderung in den Eigenschaften der Asphaltmischung braucht mehr SBS-Polymer.Dementsprechend begann die Aufgabe der letzten Stufe des Tests mit Bindemitteln SBS-Gehalt von 6% und 7,5%.
Komplizierte mechanische Prüfung Asphaltmischungen zeigten verbesserte Leistung der Mischungen aus modifizierten SBS im Vergleich zu nicht modifizierten Verbindungen.Die Ergebnisse zeigten auch einige Unterschiede in der Ausbreitung der Zerstörung (kumuliert irreversible Verformung) Beschichtung auf Basis von modifizierten und nicht modifizierten Bindemitteln.Noch eine dünne Schicht der Beschichtung (150 mm) der SBS-modifizierten Asphaltschaden in dem Volumen aufgenommen ist 4-mal geringer als die 250 mm dicke Schicht des nicht modifizierten Asphalt.Nicht modifizierten, stärker, zeigte die Beschichtung 4,5-mal mehr irreversible Verformung als dünne Beschichtung des modifizierten Asphalt.
Segment Bau N7, verglichen mit der Kontrollparzellen
Segment Beschichtung N7 Testgelände wurde aus drei Schichten heiße Mischung (Tabelle 1) aufgebaut.Nominalen Basisschicht (55 mm) und Mittelschicht (55 mm) wurden aus einer Mischung von Partikeln mit einem Durchmesser von 19 mm Granit hergestellt ist.Das Deckblatt (30 mm) hergestellt aus einer Mischung aus Granit (9,5 mm).Alle drei Schichten der Mischung auf der Basis von modifizierten Bindemittel mit einem Gehalt von 7,5% SBS.Die Formulierungsmischung, Siegel und andere Parameter sind ähnlich zu dem Steuerbereich (der einzige Unterschied liegt in dem Bindemittel, und die Schichtdicke).
Bedecken Prüffläche S9 hat eine Gesamtdicke von 175 mm, und besteht aus drei Schichten, - die Basis des 75 mm, einer Mittelschicht von 70 mm und einer oberen Schicht aus 30 mm (Tabelle 2).Ober- und Mittelschichten aus der Mischung mit einem Bindemittel, 3% SBS geändert.Auf der Test- und Kontrollmischung durch das Verfahren SUPERPAVE [1], mit dem gleichen Material, aber im Bereich N7 Bedeckung 18% dünner ist als auf dem Steuerabschnitt S9 verwendeten Bindemittels - HIMA anstelle von PG 76-22 (im Steuerbereich verwendet wird).Beide Standorte werden auf der Fest Leinwand gebaut.
Ergebnis: weniger Tiefenmesser
Transport-Tests auf dem Gelände wurde im September 2011 abgeschlossen, wenn die Last wurde 10 Millionen Zyklen entspricht der berechnete axiale Belastung durchgeführt..NCAT Mitarbeiter gehalten Expertenstudien und untersucht die gesammelten Daten.Auf einer Konferenz im Februar 2012, zusätzlich zu den anderen Daten wurden über die durchschnittliche Belastung der Straße rollenden Rad dargestellten Informationen (Brunft):
- Verformungssteuerungsabschnitt S9 mit einer Schichtdicke von 175 mm bei 7,1 mm.Auf dem Gelände N7 (HIMA) mit einer Schichtdicke von 144 mm Spurrinnentiefe betrug 2,2 mm.
- Karte von Rissbildung auf der Website N7 ergab keinen Bruch der Beschichtung.Analysen auf der Grundlage NCAT tatsächlichen Lastdaten und Berechnungen auf der Grundlage der Messungen sowie die Dauerfestigkeit der Proben als Würfel ausgeführt, hat es sich gezeigt, dass die Ermüdungsfestigkeit der Beschichtung am Ort N7 erheblich verbessert.Weiterhin kann die Beschichtungseigenschaften besser als der Kontrollversuch, beispielsweise auch bei der Ausbreitung von Ermüdungsrissen von unten nach oben ist.
Reparatur der beschädigten Bereich mit einer Mischung auf Basis von HIMA
Potenzial, um die Dicke einer Bitumenschicht zu verringern und gleichzeitig hohe Leistung - einer der Vorteile des Bindemittels HIMA, und es wurde auf einem nahe gelegenen Feldmessplatz gefunden.
Grundstück N8, die von der Oklahoma State Department of Transporta gefördert wird, wurde im Rahmen des Forschungszyklus 2009-2012 beschädigt.Es war nicht die erste Verletzung, an der Stelle aufgezeichnet.
Am Ende des Forschungszyklus 2006-2009.der Abschnitt wurde umfangreiche Ermüdungsrisse beobachtet.In der Baustelle Auftragnehmer gelegt N8 Beschichtungsdicke von 250 mm bis 1,2 m Gewebe von schlechter Qualität, die sich von der harten Leinwand in der Kontrollfläche ist.
Auch während der Bauphase von Oklahoma Department of Transporta gefordert NCAT als Leinwand definiert Bodenart, Bodeneigenschaften ähnlich wie in Oklahoma, für seine niedrige Tragfähigkeit bekannt ist.Die Beschichtung wird zerstört und der beschädigte Bereich wurde renoviert: wurde auf 125 mm Laufschicht geschnitten, an dessen Stelle wurde eine Mischung ähnlicher Zusammensetzung gelegt.Recycling-Schicht ebenfalls zusammenbrach, diesmal in nur 8 Monaten Forschungszyklus 2009-2012.Diese 6 Pilotstandorten und 4 private gesponserte Deponien Rissbildung identifiziert.
Nach wiederholten Zerstörung der Landadministration NCAT bemerkt die gute Leistung für den Betrieb der näheren Umgebung N7, und schlug vor, für die Reparatur von der N8 Mischung Bindemittel auf HIMA, die es ihr ermöglicht, das Verhalten von den beschädigten Bereich zu analysieren nutzen.Vertreter
Oklahoma State Department of Transporta vereinbart, um das Gemisch in den Bereich N7 jedoch für die Basisschicht wurde ein Gemisch aus Teilchen mit einem Durchmesser von 9,5 mm (ähnliche Zusammensetzung wie die Zusammensetzung der Mischung für die Oberschicht, aber mit einer Dicke von 55 mm) anwenden.Bei der Rekonstruktion des 145 mm wurde von der beschädigten Beschichtung um die beschädigten 105 mm Basisschicht schneiden ließ.Dann wird es auf der Grundlage von HIMA gelegt wurde 145 mm neue Mischung.
Wenn die Oberfläche ist neu LKW durch den reparierten Abschnitt Segment N8 fuhren wieder, und Vorrichtungen NCAT begann wieder die Aufzeichnungsdaten im experimentellen Teil.
im September 2011, als die Verkehrslast über 4 Zyklen wurde Verformungstiefe Grundstück N8 mit 2,7 mm aufgezeichnet.Im direkten Vergleich ist ersichtlich, dass, nachdem die Anfangsspur und erhebliche Reparaturen von Rissen bei 4.000.000. Cycles äquivalente axiale Belastung, gebildet, während nach der Anwendung von zementartigen Reparatur HIMA keine Risse, nach der Spur ist minimal 5,7 Mio. Zyklen äquivalente axiale Belastung.Oklahoma Department of Transportation weiterhin Sponsoring dieser Bereich während des Zyklus 2012-2014.um die Leistungsfähigkeit der Beschichtung zu überwachen.
Schlussfolgerung
gezeigt, dass die Verwendung von hochmolekularen Polymeren modifizierten Bindemittel in der Asphaltmischung verringert die Dicke der Beschichtung, auch bei extremen Belastungen.
