Yüksek derecede modifiye edilmiş bağlayıcı ve asfalt kaplamanın kalınlığı azaltılır.

Yüksek derecede modifiye edilmiş bağlayıcı ve asfalt kaplamanın kalınlığı azaltılır.

Asfalt kaplama (VPMS) için yüksek polimer modifiye edilmiş bağlayıcının kullanılması, aşırı yoğun trafik koşullarında bile geleneksel kaplamalarla daha güçlü asfalt tabakalarının özelliklerini koruyarak veya aşarak kaplama katının kalınlığını azaltmaya olanak tanır. Asfalt Teknolojileri Ulusal Merkezi (NCAT) testleri yaptıktan sonra böyle sonuçlara geldi.

Opelika, Alabama, ABD'de NCAT test aralığında gerçekleştirilen dördüncü döngü çalışması (2009-2012), asfalta dayalı poligonun deney bölümünde VPMS temelinde yerleştirildiğini gösterdi; ray derinliği, kontrol segmentinden ortalama 1/3 daha azdı. İzler (kontrol bölümündeki katmanın kalınlığı deneysel olandan% 18 daha fazladır). VMPS temelli asfaltlı bölüm ve kontrol bölümü, Superave'in bir teknolojik prosesi ile imal edilen bir kaplama ile sağlanmıştır [1].

Test sonuçları, 28-29 Şubat 2012 tarihleri arasında Auburn Üniversitesi Otel'de ve Auburn, Alabama Dickson Kongre Merkezi'nde düzenlenen bir konferansta yayınlandı.

Depolamanın araştırma yetenekleri

NCAT test pisti 2000 yılında inşa edilmiştir. Uzunluğu 2,7 km, parkurun şekli elipsdir. Rotanın amacı, bütün ömrü boyunca parkurun amortismanının 2 yıl boyunca simüle edildiği 60 m aralıklarla hızlandırılmış testtir. Test siteleri mühendislere ve araştırmacılara daha ekonomik ve etkili kaplamalar geliştirmek için yüksek yüklere karşı kaplama tepkisini ölçmek, kayıt altına almak ve analiz etmelerini sağlar.

Her döngüde kaldırım karışımlarını test etmek için Federal Karayolu İdaresi (FHWA), devlet nakliye departmanları ve özel şirketler gibi sponsorlara araştırma yapılmaktadır. Sitedeki inşaat, işletme ve araştırma, her biri kendi araştırma programlarını yürüten ajans ve özel şirketlerin ortak çabaları ile finanse edilmektedir.

Son araştırma döngüsünün amacı kaplamanın yapısal ve yüzey özelliklerini içermesidir. Araştırma için hazırlık, rotanın 17 bölümünün yeniden inşası veya restorasyonu (toplam 46'dan) içeriyordu. Bunlardan biri olan N7, asfaltın VPMS'e dayanılarak kurulduğu bölgedeki sponsoru Kraton Performance Polymers tarafından geliştirilen teknoloji oldu.

Bir araştırma döngüsü süresi üç yıldır. Bu süre zarfında, siteleri kurmak veya onarmak, nakliye taşımacılığını iki yıl boyunca taklit etmek, verileri analiz etmek ve raporlar hazırlamak mümkündür. Şu anda, beşinci araştırma döngüsünün, kullanılmayan alanları (2012 baharında) söküp yenilerini inşa edecek test sahasında gerçekleştirilmesi planlanmaktadır (2012 yaz sonu). Depolamanın başlatılması Ağustos 2012'de planlanıyor.

Aşırı yükler, şiddetli testler

Hareket simülasyonu aşağıdaki programa göre gerçekleştirilir: Depolama alanlarının bölümlerine 2 yıl boyunca 8.2 ton eşdeğer tahmini eksenel yükün (ESAL) 10 milyon devri uygulanır. Kamyonlar 2 vardiya halinde trafik işlemlerini gerçekleştirir. Bunlar 8 akslı 70 tonluk römorklardır ve bu araçlar her gün 5.00'dan 23.00'e kadar sürekli hareket eder. Beş kamyonun her biri günde yaklaşık 1100 km sürüyor.

Test etmeyi kolaylaştırmak için, bölgede çeşitli yardımcı ekipmanlar kurulmuştur: asfalt döşeme derinliklerine monte edilen ve tesisin otomatik hava istasyonuna bağlı termistörler. Bu veriler, her bir sitenin çalışma koşullarını değerlendirmeye yardımcı olur. Kaplamanın yüklere tepkisi, belirli derinliklerde bulunan gerinim ölçerleri ve basınç sensörleri vasıtasıyla ölçülür. Tüm yol boyunca kurulan bir kablosuz ağ, ana sunucuya yüksek hızlı veri aktarımı sağlar.

Her hafta, NCAT, çift tarama lazerli iz göstergesi olan bir atalet profilografıyla kontrol eder: her tekerlek yolunun pürüzlülüğü, sağ tekerlek yolunun makro dokusu, her test segmentindeki her tekerleğin izi ölçülür. Diğer ölçümler yapılır: tahribatsız yoğunluk ve profil kesitleri. Her hafta şok testleri düşen bir yük ile deflectometer ile gerçekleştirilir ve yüzey kırma haritaları da hazırlanır. Ayda bir kez sürtünme testleri yapılır (tam boyutlu sürtünme logger kullanılarak). Dürüstlük ve geçirgenlik testleri çeyrekte bir yapılır. Her bir kaplama tabakasının sıkışmasını belirlemek için numune alma işlemi de üçer aylık dönemlerde gerçekleştirilir.

Laboratuvarda ve sahadaki parametrelerin ölçümü arasındaki korelasyonu basitleştirmek için NCAT personeli, her test yerinin yapımında bitkideki karışımın büyük bir bölümünü seçer ve daha sonra laboratuvar testleri için numune yapmak için bir karışımını kullanır. Örneğin, taban tabakası için olan karışım bir yorulma testine (çubuk numuneleri) ve bir anti-faz yüküne maruz bırakılır. Üst katmanın karışımı, geri dönüşümsüz deformasyona karşı direnci hesaplamak için dinamik modül testi, akışkanlık, asfalt analizörü ve tekerlek haddeleme birimindeki testleri geçmektedir. Üst tabaka için karışımlar süperpozisyonla test edilir, sünme deformasyonu ve germe kontrolü yapılır, enerji katsayısı. Bütün bunlar, karışımın çatlayabileceği potansiyel yeteneğini belirlemenize izin verir.

Yapısal parametrelerin araştırılması

Dördüncü NCAT test döngüsü uzatılmış saha çalışmaları (sponsorlar daha önce başlamış olan çalışmalar devam etmiştir), yeni karışımlardan kaplamalarla ilgili alan çalışmaları, yapısal çalışmalar. Yeniden yapılanma ve 17 sitenin restorasyonu, yarışmanın sonuçlarına göre atanan bir yüklenici tarafından Ağustos 2009'da tamamlanmıştır. Bu alanlar arasında altısı, altı eyaletin Ulaşım Departmanı'nın sponsorluğunda, yapısal test için altısı tasarlandı. Bunların arasında Kraton'un bir sitesi var. Bölümlerin üzerindeki kaplamalar Superpave'in sıcak asfalt karışımlarının teknolojisi kullanılarak yapılır. Yapısal test için tabakanın kalınlığı, 225 mm'lik (150 mm'den fazla olan - yüksek yoğunluklu bir madde bazlı ve sert bir alt tabaka) bazı bölümlerde 175 mm'den 140 mm'ye (bir Kraton bölümü) kadar uzanır. Kaplamanın yeniden yapılandırılması için kullanılan tüm ziftler% 0,5 oranında katkı maddesi içermektedir.

Kraton (N7) alanındaki kaplama VPMS kullanılarak yapılır, katmanın kalınlığı 140 mm'dir. Bağlayıcı,% 7.5 değiştirilmiş stiren-bütadien-stiren (SBS) polimer içerir. Kontrol bölümü 175 mm kalınlığa sahiptir, iki üst katman% 3 SBS-polimer kullanılarak üretilmiştir.

Federal Karayolları İdaresi, polimer modifikasyonunun faydalarını doğruluyor

Üç komponentli SBS kopolimeri gibi polimerlerle modifiye edilmiş bağlayıcılar, HS (Federal Yol İdaresi bilgisi) üretiminde giderek daha fazla kullanılmaktadır. Eylül 2010 için teknik bir raporda, İdare, Superpave sınıfının Asfaltları için yüksek kaliteli sıkıştırıcıların özelliklerine daha fazla uyan, düşük ve yüksek sıcaklıklarda daha esnek ve değiştirilmiş bağlayıcının daha elastik olduğunu ve daha yüksek sertlik (tokluk) özelliklerine sahip olduğunu belirtmektedir [3] . Bu özellikler, belirli bir tesisin çevresel ve yol koşullarına bağlıdır. Polimer modifiye bağlayıcılar genel olarak sınıflandırılır ve PG indeksinin (düşük sıcaklık notu + yüksek sıcaklık notu) 90'ı aştığı durumlarda kullanılır (örn. PG 70-22).

Raporda ayrıca, polimerlerin kullanılmasının avantajları da belirtiliyor: "Asfalt karışımları için saf bağlayıcılardan biraz daha pahalı olduğundan, sıcak karışımlardaki polimer modifiye astringentler performansda belirgin bir artış sağlıyor - az rutting, azaltılmış sıcaklık kırılması, özellikle koşullar altında Yüksek yükler ve zor iklim koşulları. Belirli bir bölgeye özgü maliyet ve performans özelliklerine (coğrafi koşullara) bağlı olarak, ömrü boyunca polimer modifiye bağlayıcıya dayalı karışımların maliyeti, modifiye edilmemiş sıkıştırılmış karışımların maliyetinden belirgin bir şekilde düşük olabilir. "

Raporda ayrıca, bu kaplamaların çalıştırılma deneyiminin olumlu olduğunu ve zaman zaman teknolojinin gelişimine göre daha iyi bir şekilde değiştiğini belirtti.

Polimerlerin getirdiği sınırlamaları aşmak ve ince asfalt döşeme döşeme yapmak

Kraton Performance Polymers, kaplamanın mukavemetini arttırmak için DGVC teknolojisini geliştirdi ve kaplamanın kalınlığını düşürürken rutting, çarpma ve çatlamaya karşı direncini geliştirdi.

Bu ürünün saha denemelerini yapmak için şirket, 2009-2012 araştırma döngüsü için N7 alanına 140 mm kalınlıkta bir kaplama katmanı inşa etmek üzere NCAT'yı üst üste yayınladı.

Bağlayıcı formülasyonunda kullanılan değiştirilmiş SBS polimer (% 7.5) içeriği, bağlayıcının modifikasyonu için kullanılan geleneksel polimerin miktarının 1.5-2 katıdır.

Bağlayıcı içerisindeki polimer miktarı bu seviyeden yüksek olursa, bağlayıcının viskozitesi artar, böylece karışımın üretilmesi çok zor olur ve sahada bulunması çok zor olur. Kraton, bağlayıcının viskozitesini arttırmadan, bitum bağlayıcı ile% 7.5 ve daha yüksek hacimde karıştırılabilen SBS-polimer D0243 geliştirdi.

Yeni polimerin gelişimi, en büyük ve en eski devlet teknik üniversitesi olan Delft Teknoloji Üniversitesi (Hollanda) Yol Mühendisliği Laboratuvarı uzmanları ile birlikte araştırmacılar tarafından 2004 yılında başlatılan çalışmanın devamı niteliğindedir. Çalışmanın ana amacı, yol yüzeyinin taban katlarının ömrünü SBS modifikasyonu ile uzatmanın ve / veya asfalt kaplamanın kalınlığını azaltmanın mümkün olup olmadığını öğrenmekti.

Araştırma yöntemi - asfalt numunelerinin yorulma ve sertlik için dört noktada bükülme testleri, yırtılma ve sıkıştırma için karmaşık mekanik testler. Farklı polimer türleri (SBS) ve farklı konsantrasyonları değerlendirildi. Yorulma testleri, asfalt karışımının özelliklerini önemli ölçüde değiştirmek için daha büyük miktarda SBS polimerinin gerekli olduğunu göstermiştir. Bundan hareketle, son aşamadaki testlerin amacı,% 6 ve% 7,5 SBS içeriğine sahip bağlayıcılardı.

Asfalt karışımlarının karmaşık mekanik testlerinde, modifiye edilmemiş karışımlara kıyasla, SBS ile tadil edilmiş karışımların geliştirilmiş özellikleri gösterildi. Sonuçlar aynı zamanda modifiye edilmiş ve modifiye edilmemiş bağlayıcı bazlı kaplamalar için kırıkların dağılımında (birikmiş geri döndürülemez deformasyonlar) bazı farklılıklar gösterdi. SBS modifiye asfalttan daha ince bir kaplama tabakası (150 mm) bile olsa, hasar, 250 mm'lik bir modifiye edilmemiş asfalt tabakasınınkinden 4 kat daha düşük bir hacimde sabitlenir. Modifiye edilmemiş, daha güçlü kaplama modifiye asfaltın ince bir kaplamasına göre 4,5 kat daha fazla geri döndürülemez deformasyon gösterdi.

N7 nolu bölümün inşası, kontrol alanları ile karşılaştırma

N7 test sahasındaki kaplama, sıcak karışımın 3 katından yapılmıştır (Tablo 1). Nominal taban tabakası (55 mm) ve orta tabaka (55 mm), 19 mm çapında granit partikülleri ile bir karışım esas alınarak yapılmıştır. Üst tabaka (30 mm), bir granit karışımı (9.5 mm) temelinde yapılır. Her üç katman,% 7.5 SBS içeriğine sahip modifiye edilmiş bağlayıcı bazlı bir karışımdan yapılır. Karışımın formülasyonu, sıkıştırma ve diğer parametreler, kontrol alanına benzerdir (tek fark, bağlayıcı materyal ve tabakanın kalınlığı içindir).

Kontrol bölümünün (S9) kaplaması 175 mm'lik toplam kalınlığa sahiptir ve 75 mm'lik bir taban, 70 mm'lik bir orta tabaka ve 30 mm'lik bir üst tabaka olmak üzere üç tabaka içermektedir (Tablo 2). Üst ve orta katmanlar,% 3 SBS ile modifiye edilmiş bir sıkıştırıcı kullanarak bir karışımdan yapılır. Test ve kontrol bölümlerinde, karışımlar aynı materyal kullanılarak SUPERPAVE yöntemine [1] göre hazırlandı, ancak N7 bölümünde kaplama kontrol bölümü S9'dan% 18 daha incedir, kullanılan bağlayıcı PG 76-22 yerine HiMA (kontrol bölümünde kullanılır) . Her iki site de katı bir kanvas üzerine inşa edilmiştir.

Sonuç: daha düşük derinlik ölçüsü

Test sahasındaki taşıma testleri, tahmini aksiyal yüke eşit 10 milyon devirlik bir yük gerçekleştirildiğinde Eylül 2011'de tamamlandı. NCAT personeli uzman çalışmaları yürüttü ve toplanan verileri inceledi. Şubat 2012'deki konferansta, diğer verilere ek olarak, tekerleğin yolu boyunca ortalama deformasyon hakkında bilgi verildi (iz oluşumu):

- 175 mm'lik bir kaplama kalınlığına sahip S9 kontrol bölümünün deformasyonu 7.1 mm idi. 144 mm'lik bir kaplama kalınlığına sahip N7 (HiMA) bölümünde, izin derinliği 2.2 mm idi.

- N7 alanındaki çatlak haritasında kaplamada herhangi bir çatlak görülmedi. NCAT tarafından gerçek yük verilerine ve ölçümlere dayanan hesaplamalara göre ve ayrıca çubuk numunelerinin yorulma dayanıklılığı sınırı dikkate alınarak yapılan analiz, bölüm N7'deki kaplamanın yorulma direncinin bir derece arttığını gösterdi. Buna ek olarak, kaplamanın özellikleri, yorulma çatlaklarının aşağıdan yukarı doğru yayılması da dahil olmak üzere, kontrol bölümünden daha iyi olabilir.

Hasar görmüş alanın HiMA'ya dayalı bir karışımla onarımı

Yüksek performans özelliklerini sağlarken asfalt kaplamanın kalınlığını azaltma özelliği, HiMA bağlayıcısının avantajlarından biridir ve test alanının komşu kesiminde tanımlanmıştır.

Oklahoma Ulaştırma Bölümü tarafından desteklenen N8 Bölümü, 2009-2012 araştırma döngüsü sırasında zarar gördü. Bu sitede kaydedilen ilk hasar değildi.

2006-2009 araştırma döngüsünün sonunda, Sitede, yoğun yorulma çatlaması tespit edildi. N8 numaralı bölümün inşası sırasında yüklenici, kontrol bölümündeki rijit ağdan farklı 1.2 m kalitesiz sac üzerine 250 mm kalınlığında bir kaplama koydu.

İnşaat aşamasında bile , Oklahoma Devlet Taşımacılık Departmanı, düşük taşıma kapasitesi ile bilinen Oklahoma topraklarına benzer şekilde, belirli bir toprağı tuval olarak kullanmasını NCAT gerektirdi. Kaplama çöktü ve hasar gören alan onarıldı: üst tabakanın 125 mm kesildi ve bunun yerine aynı bileşimin bir karışımı döküldü. Kurtarılan tabaka, 2009-2012 araştırma döngüsünün sadece 8 ayında bu kez çöktü. Aynı zamanda, poligonun 6 deney alanı ve 4 özel sponsorlu sitesi çatlama olarak tanımlanmadı.

Sahanın tekrar tekrar imha edildikten sonra, NCAT yönetimi komşu N7 bölgesinden iyi performans gösterdi ve hasar gören bölgedeki davranışını analiz etmeye izin verecek şekilde N8 alanını onarmak için HiMA bağlayıcıya dayalı bir karışımın kullanılmasını önerdi.

Oklahoma Eyaleti Ulaştırma Departmanı temsilcileri, karışımı N7 bölgesinden uygulamayı kabul ettiler, ancak taban katmanı için 9.5 mm çaplı bir karışım kullanıldı (üst kat için karışımın bileşimine benzer ancak 55 mm'lik bir kalınlığa sahip bir bileşim). Yeniden yapılanma sırasında, 145 mm hasarlı kaplama kesildi, yaklaşık 105 mm zarar görmüş taban tabakası kaldı. Daha sonra, yeni karışımın 145 mm'si HiMA'ya göre döküldü.

Yeni bir kaplama döşedikten sonra, kamyonlar N8 bölümünün onarılmış bölümünden geçti ve NCAT cihazları tekrar deney sitesinde veri kaydetmeye başladı.

4 döngü üzerinde trafik yükü 2.7 mm derinlik N8 bölüm deformasyon giderilmiştir Eylül 2011, In. doğrudan bir karşılaştırılmasında görülebilir, 4 Mili. Cycles eşdeğer eksenel yük sonra oluşan ilk parça ve önemli tamir çatlak sonra onarım HiMA binder maddenin uygulanmasından sonra hiç bir çatlak, en az göstergesi sonra 5.7 Mili. Eşdeğer eksenel yük döngüsü sırasında . Ulaştırma Bakanlığı 2012-2014 yılında döngüsü sırasında bu siteyi sponsor Oklahoma devam edecektir. Kaplamanın işletme özelliklerini izlenmesi.

Sonuç

Asfalt karışımı içinde, yüksek molekül ağırlıklı tadil edilmiş bir polimer bağlayıcının kullanılması da aşırı yük altında kaplamanın kalınlığını azaltır gösterilmiştir. Bu olacak benzer ya da benzer bir malzeme ve bir benzer parçacık boyut olarak hazırlanan modifiye edilmemiş karışımların daha iyi ya da özelliklerini sağlamışlardır.

Deneysel Test şartları doğrultusunda yoğun trafik yüklere maruz 2 yıl içinde HIMA polimer ile sıcak karışım kaplanması, ve bu süre esnasında kontrol bölümündeki daha güçlü bir sabit bir kaplama tabakası üzerinde gerilme seviyesine az 1/3 gözlenmiştir.

HIMA Polimer aynı zamanda pilot zarar kısmı onarmak için azaltılmış tabaka kalınlığı yapımında kullanıldı. Kontrol arsa daha belirgin göstergesi az derinlik vardı.

Mükemmel son test ve bölgelerde şimdiki zamana, HIMA polimer kullanılarak inşa gerçeği çatlaklar sabit değildir, bize yeni teknoloji aşağıdan yukarıya doğru yorulma çatlak yayılımı açıdan da dahil olmak üzere geleneksel geçeceğini umut veriyor.

Madde: çok asfalt bağlayıcı değiştirilmiş ve kaplama kalınlıkları azalmıştır.

Apkalimov Denis, LLC "EPC" Rotor "