silnie zmodyfikowane spoiwo oraz zmniejszenie grubości nawierzchni asfaltowej.
stosowanie wysokiej spoiwa modyfikowanego polimerem do nawierzchni drogowych (HDI), aby zmniejszyć grubość warstwy powłoki, przy zachowaniu lub wyższej wydajności mocniejszym warstw asfaltu z konwencjonalnymi powłokami nawet przy bardzo dużym natężeniu ruchu.Wyniki te przyszedł Narodowego Centrum asfaltową Technology (NCAT) po testach.
czwarty cykl badań (2009-2012), prowadzone w torze testowym NCAT w Opelika, Alabama, Stany Zjednoczone, pokazuje, że sekcja eksperymentalna składowiska z asfaltu ułożony na podstawie HDI głębokości koleiny średnio mniej niż 1/3,niż w torach segmentu kontrolnego (grubość odcinka kontrolnego jest 18% większa niż w pilota).Segment z bazie asfaltu VMPS i segmentu kontrolnego w były zaopatrzone w powłoki przez jednego procesu technologicznego Superave [1].
Wyniki badań zostały opublikowane na konferencji zakresie (28-29 lutego 2012) Hotel Auburn University i Dixon Conference Center, Auburn, Alabama.
Możliwości badawcze składowisko
NCAT tor testowy został zbudowany w 2000 roku.Jego długość - 2,7 km, kształt toru - elipsa.Celem trasie - przyspieszone badanie w odstępach 60 m, które śledzą zużycie przez cały okres symulowane w ciągu 2 lat.Strony testowe umożliwiają inżynierom i naukowcom zmierzyć, rejestruje i analizuje reakcję powłoki dla dużych obciążeń, mających na celu opracowanie bardziej skutecznych i wydajnych powłok.
Teren dostępny dla sponsorów badań, takich jak Federal Highway Administration (FHWA), Departament Stanu Transportu i prywatnych firm do badania związków do nawierzchni drogowych w każdym cyklu.Budowy, eksploatacji i poszukiwania w miejscu finansowane ze wspólnych działań agencji i firm prywatnych, z których każdy wykonuje swój własny program badawczy.
przedmiotem ostatniej serii badań zaczęły cechy strukturalne i powierzchni powłoki.Przygotowanie do badania obejmują odbudowy lub vosstanovlenie17 odcinków trasy (w sumie 46).Jedna porcja to N7, który został położony asfalt oparciu technologii HDI rozdział opracowany przez sponsora Kraton Polymers wydajności.
czas trwania jednego cyklu badania - trzech lat.W tym czasie, można zbudować lub odbudować witryn, aby symulować okres dwóch lat, przepływ transportu towarowego, analizy danych i przygotowywanie raportów.Obecnie w miejscu planowanego na piątej serii badań, w których zostaną usunięte nieużywane części (Wiosna 2012) oraz budowę nowych (późnym latem 2012 roku).Start na zakres ruchu jest zaplanowana do wykonania w sierpniu 2012.
ekstremalne obciążenia gehenna
symulacja ruchu odbywa się za pomocą następującego programu: stosowane do sekcji składowiska 10 milionów cykli dla około 8,2 ton równoważnego obciążenia osi (ESAL) na okres 2 lat.Używane wykonywać ruch na dwie zmiany.To jest 8-osiowe 70-tonowych ciężarówek z przyczepami, które wykonują ciągły ruch codziennie od 5.00 do 23.00.Każdy z pięciu karnety ciężarówką 1100 km dziennie.
Aby ułatwić testowanie w miejscu znaleziono różne akcesoria: termistory zainstalowane na różnych głębokościach nawierzchni asfaltowej i połączony z automatyczną stację meteorologiczną w miejscu.Dane te pomagają w celu oceny warunków pracy każdego z tych miejsc.Reakcja powłoki na obciążenia jest mierzony z tensometrów czujników ciśnienia zainstalowanych w określonych głębokości.Sieć bezprzewodowa zainstalowana w poprzek drogi, zapewnia szybką transmisję danych do serwera głównego.
NCAT Kontrole tygodniowe wykorzystujące podwójny bezwładnościowy profiler skanowania laserowego miernika miernik: chropowatość mierzy każdą ścieżkę koła, makrotekstura właściwa droga koło śledzić każde koło na każdym przedziale testowym.I podjąć inne środki: nieinwazyjne, gęstości i profilu cięć.Co tydzień spada badania wpływu masy i płyty dynamicznej, jak również odwzorowanie powierzchni pęknięć.Raz w miesiącu testów tarcia (za pomocą pełnowymiarowego rejestratora tarcie).Testowanie integralności i przepuszczalność odbywają się raz na kwartał.Pobieranie próbek do oznaczania każdej warstwy powłoki uszczelnienie również prowadzona jest w ujęciu kwartalnym.
W celu uproszczenia korelacji pomiędzy pomiarów parametrów w personelu laboratoryjnego i pola NCAT wybiera dużą porcję mieszaniny w fabryce podczas budowy każdego miejsca badania i następnie stosowane do wytwarzania mieszaniny próbek do badań laboratoryjnych.Na przykład, mieszanina warstwy bazowej pod kątem obciążenia zmęczeniowego (próbki myśliwskie) i przeciwfazie obciążenia.Mieszanina do górnej warstwy jest testowany, aby określić moduł dynamiczny, płynność Analizator testy jednostkowe i nawierzchni asfaltowej toczenia kół do obliczania odporności na odkształcenia trwałego.Mieszanki do górnej warstwy są również przeżywa nakładki sprawdzić pełzania deformacji i rozciąganie, stosunek energii.Wszystko to pozwala na potencjał mieszaniny do pękania.
badawcze parametry strukturalne
czwarty cykl badań NCAT zawiera zaawansowane witryny badawcze (sponsorzy nadal Badania rozpoczęto wcześniej), obszary badawcze nowych mieszanek powlekanych badań strukturalnych.Przebudowa i remont 17 obiektów zostały zakończone w sierpniu 2009 roku, wykonawca mianowany przez przetarg.Wśród tych sześciu dziedzinach są one przeznaczone do badań strukturalnych, sponsorowanych przez wydziały transportu w sześciu stanach.Pośród nich część firmy Kraton.Powłoki wykonane są w dziedzinie technologii dla gorącej mieszanki asfaltowej SUPERPAVE.Grubość warstwy do badań strukturalnych w zakresie od 175 mm do 140 mm (część Kraton) w oddzielnych odcinkach 225 mm (w którym więcej niż 150 mm - materiału bazowego i wysokiej gęstości sztywnym podłożu).Cały bitumu wykorzystywane do rekonstrukcji powłok 0,5% dodatek protivozadirochnoy.Powłoka
część Kraton (N7) odbywa się za pomocą HDI, grubość - 140 mm.Spoiwo zawiera 7,5% modyfikowanej styren-butadien stirenovogo (SBS) polimeru.Część sterowania ma grubość 175 mm, dwie górne warstwy są wykonane z 3% SBS polimeru.Administracja
Federalna drogowego potwierdza korzyści z modyfikacji polimerów
spoiw modyfikowanych polimerami, takie jak kopolimer trójdrożny SBS, są coraz częściej wykorzystywane w produkcji HS (danych administracji federalnej na drogach).Raport techniczny do września 2010 roku [2] Administracja zauważa, że zmodyfikowane spoiwo bardziej elastyczna i posiada wysokie właściwości sztywności (lepkość) w niskich i wysokich temperaturach, które są lepiej dostosowane do specyfikacji wysokiej jakości spoiwa dla klasy asfaltowej Superpave [3],Specyfikacje te są związane z warunkami środowiskowymi i ruchu określonego obiektu.Modyfikowany polimerem spoiwa są na ogół klasyfikowane i są stosowane w tych przypadkach, w których wskaźnik PG (klasa niskiej temperaturze + grade w wysokiej temperaturze) jest większa niż 90 (np., PG 70-22).
Ponadto, raport pokazuje zalety korzystania z polimerów, "Bycie droższe czystych spoiw do mieszanek mineralno-asfaltowych, polimerowe modyfikacji spoiwa w gorących mieszanek oferują wyraźny wzrost wydajności - mniej koleinowanie, zmniejszone pękanie zmęczeniowe, zmniejszone pękanie pod wpływem temperatury - zwłaszczaprzy dużym obciążeniu i trudnych warunkach klimatycznych.W zależności od kosztów i wydajności cech specyficznych dla danego obszaru (tj, warunki geograficzne), koszt mieszanin na bazie spoiw modyfikowanych polimerami podczas cyklu życia może być znacznie niższy niż koszt mieszanek z niemodyfikowanych substancji wiążących. "
Raport mówi również, że doświadczenie z eksploatacją takich powłok jest dodatnia, i że, ponieważ zmienia się na lepsze, zgodnie z rozwojem technologii.
przezwyciężaniu ograniczeń nałożonych polimerów i układania cienkich nawierzchni asfaltowych firma
Kraton wydajność Polimery opracowała technologię DGVC aby zwiększyć wytrzymałość powłoki i jej odporność na powstawanie kolein, dziur i pęknięć przy jednoczesnym zmniejszeniu grubości powłoki.
przeprowadzenie próby polowe tego produktu firma wydała umowy NCAT na budowę grubości warstwy powłoki 140 mm w obszarze N7 do cyklu badawczego na lata 2009-2012.
zawartość modyfikowanego polimeru SBS (7,5%) stosowane w kompozycji substancji wiążącej jest 1,5-2 razy większa normalna ilość stosowanego polimeru do modyfikacji spoiwa.
Gdy ilość polimeru w spoiwie powyżej tego poziomu, lepkość spoiwa jest zwiększona tak, że mieszanina staje się bardzo trudna do wyprodukowania i bardzo trudno jest układać na ten temat.Company opracowała Kraton D0243 polimerem SBS, który może być zmieszany z lepiszczem bitumicznym, w ilości 7,5% lub wyższym, bez zwiększania lepkości środka wiążącego.Rozwój
nowego polimeru jest kontynuacją prac rozpoczęto w 2004 roku przez naukowców we współpracy z ekspertami z laboratorium inżynierii drogowej Politechniki w Delft (Holandia), największa i najstarsza Państwowy Uniwersytet Techniczny.Celem naukowców przewidują, co następuje: aby dowiedzieć się, czy jest możliwe, aby zwiększyć żywotność nawierzchni przy użyciu warstw bazowych modyfikowanych SBS i / lub zmniejszenie grubości nawierzchni asfaltowej.
Metoda badań - badania próbek zmęczenia asfaltowej i sztywności poprzez zginanie cztery punkty, skomplikowane mechaniczne próby rozciągania i ściskania.Ocenę różnych typów polimerów (SBS) i różnych stężeń.Próby zmęczeniowe wykazały, że znacząca zmiana właściwości mieszanki mineralno-asfaltowej potrzebuje więcej SBS-polimer.Zgodnie z tym, przedmiotem ostatnim etapie badań zaczęły ze spoiwem zawartość SBS równe 6% i 7,5%.
mechaniczne mieszaniny asfaltu skomplikowane badania wykazały lepsze wyniki mieszanki modyfikowanej SBS w porównaniu do związków niemodyfikowanych.Wyniki pokazały również pewne różnice w rozprzestrzenianiu rażenia (skumulowana nieodwracalne odkształcenia) powłoka na bazie zmodyfikowanych i niezmodyfikowanych spoiw.Nawet cienka warstwa powłoki (150 mm) w modyfikowanej SBS uszkodzenia asfaltowej nagranych w objętości jest 4 razy mniejsze niż warstwa 250 mm, z niemodyfikowanego asfaltu.Niemodyfikowana, mocniejszy, powłoka wykazała 4,5 razy więcej nieodwracalnej deformacji niż cienką warstwą modyfikowanego asfaltu.
segmencie budownictwa N7, w porównaniu z poletek kontrolnych
Coating poligonu N7 segment został zbudowany z trzech warstw ciepłej mieszanki (Tabela 1).Nominalna warstwa bazowa (55 mm), a środkowa warstwa (55 mm) zostały wykonane z mieszaniny cząstek o średnicy 19 mm, granit.Warstwa górna (30 mm) z mieszanki z granitu (9,5 mm).Wszystkie trzy warstwy mieszaniny na bazie zmodyfikowanego spoiwo o zawartości 7,5% SBS.Mieszaninę preparatów, uszczelnienia i inne parametry są zbliżone do powierzchni sterującej (jedyna różnica polega na tym w spoiwie, a grubość warstwy).Obszar testowy
wykładziny S9 ma całkowitą grubość 175 mm, a składa się z trzech warstw, - podstawy 75 mm, warstwy środkowej 70 mm, a najbardziej zewnętrzna warstwa 30 mm (tabela 2).Górna i warstwy środkowe są wykonane z mieszaniny za pomocą spoiwa, 3% SBS modyfikowane.W stosunku do mieszaniny testowe i kontrolne miejsc przygotowanych metodą SUPERPAVE [1], stosując ten sam materiał, ale w obszarze N7 pokrycia 18% cieńsze niż w sekcji sterowania S9 używane spoiwo - hima zamiast PG 76-22 (stosowany w obszarze kontrolnym),Obie strony są budowane na dysku płótnie.
Rezultat: mniej głębokościomierz
Testy transportowe w tym miejscu została zakończona we wrześniu 2011 roku, gdy obciążenie zostało przeprowadzone 10 milionów cykli równoważne obliczonego obciążenia osiowego..Pracownicy NCAT posiadaniu ekspertyz i przeanalizował dane zebrane.Na konferencji w lutym 2012 roku, oprócz innych danych zostały przedstawione informacje na temat średniego napięcia na kole toczenia drogi (kolein):
- sekcja sterowania Deformacja S9 o grubości powłoki 175 mm, 7,1 mm był.Na miejscu N7 (hima), o grubości powłoki od 144 mm głębokości koleiny wynosiła 2,2 mm.
- Mapa pękanie w miejscu N7 nie wykazały pęknięcie powłoki.Analizy przeprowadzone na podstawie NCAT dane rzeczywiste obciążenie i obliczeń na podstawie pomiarów, jak i granicy wytrzymałości zmęczeniowej próbek jak kostki, to wykazano, że wytrzymałość na zmęczenie powłoki w miejscu N7 poprawiła się znacznie.Ponadto, właściwości powłokowe mogą być lepsze niż poletku kontrolnym, włączając w pozycjach propagację pęknięć zmęczeniowych z dołu do góry.
naprawy uszkodzonego obszaru z mieszaniny na bazie potencjału Hima
zmniejszyć grubość powłoki asfaltowej, zapewniając jednocześnie wysoką wydajność - jedna z zalet spoiwa Hima, i stwierdzono, na pobliskim placu prób kierunkowym.
Działka N8, która jest sponsorowana przez Departament Transportu Stanu Oklahoma, został uszkodzony w trakcie cyklu badawczego na lata 2009-2012.To nie był pierwszy uraz, nagrany na miejscu.
Pod koniec cyklu badań 2006-2009.sekcja zaobserwowano rozległe pękania zmęczeniowego.W wykonawcy budowie N8 określone powłokę o grubości 250 mm x 1,2 m tkaniny złej jakości, która różni się od twardej płótna na działce kontrolnej.
Nawet na etapie budowy Oklahoma Departamentu Transportu zażądał NCAT używany jako płótnie określonym rodzaju gleby, cech gleby podobnego w Oklahomie, znany ze swojej małej nośności.Powłoka zostaje zniszczona, a uszkodzona powierzchnia została odnowiona: pocięto na 125 mm górnej warstwie, w miejsce, które umieszcza się mieszaninę o podobnym składzie.Recyklingowi warstwa również upadł, tym razem w zaledwie 8 miesięcy cyklu badawczego na lata 2009-2012.Ten 6 miejsc pilotażowe i 4 prywatne sponsorowane składowiska spękanie został zidentyfikowany.
Po wielokrotnym zniszczenia administracji gruntów NCAT odnotowała dobre wyniki operacyjne pobliżu N7 i zaproponował użycie do naprawy spoiwa mieszaniny N8 oparciu Hima, który pozwoliłby jej do analizy zachowań uszkodzonego obszaru.Przedstawiciele
Departamentu Transportu State Oklahoma zgodzili się na stosowanie mieszaniny do strefy N7, jednak dla warstwy bazowej, mieszaninę cząstek o średnicy 9,5 mm (skład podobny do składu mieszaniny do warstwy wierzchniej, ale o grubości 55 mm).Podczas przebudowy 145 mm odciąć uszkodzoną powłokę wokół uszkodzonego 105 mm warstwy bazowej zostało.Następnie zostało ustanowione 145 mm nową mieszankę na bazie Hima.
Kiedy powierzchnia jest nowe ciężarówki znów pojechaliśmy przez naprawionego N8 segmentu sekcji, a urządzenia NCAT znów zaczął nagrywać dane w części doświadczalnej.
we wrześniu 2011 roku, kiedy natężenie ruchu w ciągu 4 cykli, odnotowano głębokości odkształcenia działki N8 2,7 mm.W bezpośrednim porównaniu widać, że po początkowe torów i znaczące naprawy pęknięć utworzonych po 4 milionów. Cykli równoważne obciążenie osiowe, a po zastosowaniu cementowa naprawy Hima pęknięć po torze minimal 5,7 miliona. Cykle równoważne osiowych,Oklahoma Departament Transportu będzie nadal sponsorem tego obszaru podczas cyklu 2012-2014.monitorować działanie powłoki.
Wnioski
pokazano, że zastosowanie polimeru o dużej masie cząsteczkowej modyfikacji spoiwa w mieszaninie asfaltu zmniejsza grubość powłoki, nawet w ekstremalnych warunkach użytkowania.
