Highly breytt asfaltbirgðastöð bindiefni og minnkaði lag þykkt.

Highly breytt asfaltbirgðastöð bindiefni og minnkaði lag þykkt.

Notkun hár polymer-bætta asphalt bindiefni til að húða (TOFMS) getur dregið úr þykkt hjúpunarlaginu á meðan viðhalda eða meiri en afköst meiri manna lögum af malbik þegar hefðbundnir húðun jafnvel í mjög þungur umferð. Þessar niðurstöður komu National Center for Asphalt Technology (NCAT) eftir próf.

Fjórða hringrás rannsókna (2009-2012), sem fara fram á NCAT prófunarbrautina í Opelika, Alabama, Bandaríkin, sýnir það að tilrauna Polygon köflum lagt malbik á grundvelli HDI Rut dýpt að meðaltali 1/3 minna en í samanburðarhópnum hluti leið (lag þykkt á stjórnborði hluti er 18% hærra en í tilrauna-). The hluti við malbikið byggir VMPS og stjórna hluti voru útbúin með húð, framleidd í einu framleiðsluferlinu Superave [1].

Prófunarniðurstöðurnar voru birtar í ráðstefnu um svið (28-29 febrúar 2012) á hótelinu á Auburn University og Dixon Conference Centre, Auburn, Alabama.

Rannsóknir Tækifæri urðun

NCAT Prófunarbrautin var byggð árið 2000. Lengd hennar - 2,7 km, lögun af the vegur - sporbaug. Tilgangur leiðinni - að flýta prófun á hluta af 60 metra, sem fylgjast með sliti á öllu endingartíma er byggð í 2 ár. Próf síður leyfa verkfræðinga og vísindamenn til að mæla, skrá og greina viðbrögð til að ná mikið álag í því skyni að þróa skilvirkari og árangursríkt húðun.

Lóðir eru veitt fyrir rannsóknir svo styrktaraðila sem Federal Vegagerðarinnar (FHWA), og ríkið deildum samgöngur einkafyrirtæki próf blöndur fyrir yfirbreiðsla vegum á hverri lotu. Byggingu, rekstur og rannsóknir á vefnum eru styrkt af sameiginlegri viðleitni stofnana og einkafyrirtækja, sem hver um sig sinnir eigin rannsóknir áætlun sína.

Viðfang Nýlegar rannsóknir hringrás burðarvirki úr stáli og yfirborð lag. Undirbúningur fyrir rannsókninni, eru að endurbyggingu eða vosstanovlenie17 stór hluti leiðarinnar (sjúklingum af alls 46). Einn af þeim var N7 staður sem malbik var lagður á grundvelli HDI, tækni þróað af styrktaraðili hluta félagsins Kraton árangur gerviefni.

Lengd hverrar rannsóknar hringrás - þrjú ár. Á þessum tíma, er hægt að byggja eða endurreisa síður, til að líkja eftir tveggja ára tímabils, flæði vöruflutninga, greina gögn og skýrslur. Nú á staðnum fyrirhugaðri fimmtu röð rannsókna sem verður tekin í sundur ónotuð svæði (Vor 2012) og byggingu nýrra (síðsumars 2012). Byrja hreyfing urðunarstaðarins er áætlað að framkvæma í ágúst 2012.

Extreme streitu, alvarlegar próf

The uppgerð er framkvæmd samkvæmt eftirfarandi áætlun: marghyrningur beitt köflum 10 milljónir lotur jafngilda um 8,2 m reiknast axial álag (ESAL) fyrir 2 árum. Trukkar starfa hreyfingu í tveimur vöktum. Þessi 8-ás 70 tonna vörubíla með tengivagna sem framkvæma samfellda hreyfingu á hverjum degi frá 5.00 til 23.00. Hver þessara fimm bílum sem liggur um 1.100 km á dag.

Til þess að auðvelda prófanir á síðuna fann öðruvísi fylgihlutir: thermistors uppsett á mismunandi dýpi á malbik slitlag og tengdur við sjálfvirka veðurstöðin á staðnum. Þessi gögn hjálpar til við að meta starfsskilyrði hvert vefsvæði. Viðbrögð við ná álag er mæld með þannemarnir og skynjara þrýstingi sett á ákveðnum dýpi. Þráðlaus net sett upp í öllu laginu, afla hár-hraði gögn til helstu miðlara.

Í hverri viku NCAT athuganir sem nota inertial vangasvipur með tvískiptur scanning laser mælitæki mál: mæld ójöfnur hvers hjól slóð, makrotekstura rétta leið hjól utan um hvert hjól á hvert próf bili. Og tekið önnur ráðstafanir: non-eyðileggjandi þéttleika andstæður og upplýsingar köflum. Í hverri viku áhrif próf falla þyngd deflectometer og auk kortleggja yfirborð sprungur. Einu sinni í mánuði, núning prófanir gerðar (með fullri stærð núning skrásetjari). Prófun á heilindum og gegndræpi eru haldnir einu sinni fjórðung. Sýnataka til að ákvarða innsiglinu hvert Sýruhjúpurinn er einnig gert í hverjum ársfjórðungi.

Til að einfalda metering að skoða tengsl milli færibreytur að því er rannsóknarstofu og á sviði, NCAT starfsmenn velur stóran hluta af blöndunni í verksmiðjunni á byggingu hverrar prófunar staður og síðan notað til framleiðslu á blöndu af sýnum fyrir prófun á rannsóknarstofu. Til dæmis, f blönduna f grunnlaginu er látið gangast undir þreyta prófunarhleðslu (stafur sýnunum) og antiphase hlaða. Blandan fyrir sem efsta lagið er prófuð til að ákvarða dynamic stuðull, Flæðieiginleiki próf Analyzer með slitlagi og rifflaða hjól-eining fyrir að reikna út mótstöðu gegn aflagast varanlega. Blandan fyrir efsta lagið líka reynsla superposition próf fyrir creeping aflögun og tensile orku hlutfall. Allt þetta gerir okkur kleift að ákvarða möguleika á blöndu til sprunga.

Rannsókn á sveigjanleika formgerðar

Í fjórða prófunarlotu tekur NCAT víðtæka Lóðir Research (bakhjarlar halda áfram rannsóknum byrjaði fyrr), rannsóknir svæði með húðun nýrra blandna, uppbyggingu náms. Uppbyggingu og endurhæfingu 17 stöðum var lokið í ágúst 2009, verktaka tilnefndur af niðurstöðum keppninnar. Meðal þessara sex svæðum sem þeir hafa verið hannaðar fyrir uppbyggingu próf, á vegum Department of Transport af sex ríkja. Meðal þeirra eru fyrirtæki Kraton kafla. Húðun eru gerðar á köflum tækni Superpave heitt malbik blöndur. Lag þykkt fyrir uppbyggingu rannsóknarinnar var breytilegur frá 175 mm til 140 mm (Kraton Company aðaldeild) í sneiðum 225 mm (þar af meira en 150 mm - af grunnefninu og hár þéttleiki stíft undirlag). Í heild jarðbiki, sem notuð eru fyrir uppbyggingu á húðun innihélt 0,5% protivozadirochnoy aukefni.

The lag af þeim hluta af Kraton (N7) er gerð með TOFMS fer þykkt lag - 140 mm. The bindiefnið samanstendur af 7,5% með breyttan stýren-bútadíen styrenic (SBS) fjölliða. Stýringin hefur þykkt 175 mm, eru efst tvö lög gerður með 3% SBS-fjölliða.

Federal gjöf á vegum staðfestir þá kosti sem fjölliða breytinga

Bindiefni, umbreyttar fjölliður, svo sem ternary blandfjölliðu af SBS, eru að finna mæli f framleiðslunni á þungum (Federal Information Administration á hraðbrautum). Tæknilega Skýrsla september 2010 [2] The Stjórnvöld bendir á því að breytta bindiefni meira teygjanlegt og hefur háan stífleika og eiginleikar (seigju) við lágt og hátt hitastig, sem henta betur heilsufari við forskriftir af hár-gæði bindiefni fyrir asphalt gráðu Superpave [3] . Þessar upplýsingar eru bundin við umhverfis- og ástand vega á tilteknum hlut. Fjölliðan sem breyting var gerð bindiefni sem eru yfirleitt flokkuð og eru notaðar í þeim tilvikum þegar vísitalan PG (gráða við lágan hita + halla- við hátt hitastig) er hærri en 90 (td., PG 70-22).

Ennfremur er í skýrslunni sýnir kostum þess að nota fjölliður, "Being dýrari hreint bindiefni fyrir malbik blöndur, fjölliða umbreyttar bindiefni í heitu blandar bjóða greinileg aukning á frammistöðu - minna rutting, minni þreytu sprunga, skert sprunga undir áhrifum hita - sérstaklega í samhengi mikið álag og erfiðar veðurfarslegar aðstæður. Það fer eftir kostnað og hafa mismunandi eiginleika sérstaklega við hvers svæðis (þ.e.a.s., landfræðilegum aðstæðum), gildi miðað við blöndur úr polymer-bætta sementsUks líftíma getur verið töluvert lægri en kostnaður við blöndum með óbreytta bindiefni. "

Í skýrslunni segir einnig að reynsla af rekstri slíkra húðun er jákvætt, og það, þar sem það breytist til hins betra, í samræmi við þróun á tækni.

Að sigrast á takmörkunum, sem sett fjölliðumar og leggja þunnt malbik gangstéttir

Fyrirtæki Kraton Performance gerviefni DGVC þróað tækni til að bæta styrk lag og viðnám þess að rutting, potholes og sprunga en að draga úr þykkt lag.

Fyrir veiðiprófum þessarar vöru sem fyrirtækið gaf út NCAT samning um að byggja hjúpunarlagsins 140 mm þykkt á svæðinu fyrir rannsókninni hringrás N7 2009-2012.

Innihald SBS-breytts fjölliðu (7,5%) sem notað er í samsetningu bindiefni er 1,5-2 sinnum venjulega magn af fjölliðu sem er notuð fyrir bindiefni breytingar.

Ef magn af fjölliðu í samsetningu bindiefni yfir þessu stigi, seigju af því að bindiefnið eykst þannig að blandan verður mjög erfitt að framleiða og afar erfitt að leggja á staðnum. Fyrirtækið hefur þróað Kraton SBS-fjölliða D0243, sem hægt er að blanda saman við jarðbiki bindiefni að upphæð 7,5% eða hærra, án þess að auka seigju af því að bindiefnið.

Þróun á nýrri fjölliða er framhald af vinnu hafin árið 2004 af vísindamönnum ásamt sérfræðingum umferð verkfræði Lab á Delft University of Technology (Holland), stærsta og elsta State Technical University. Meginmarkmið rannsakenda að setja eftirfarandi: til að finna út hvort það er hægt að auka endingartíma slitlag stöð lag með því að nota SBS-breytt og / eða draga úr þykkt malbik gangstéttinni.

Aðferðir við rannsóknir - prófun á malbiki sýnishorn af þreytu og stífni beygja fjögur stig flókið vélrænni tensile próf og þjöppun. Við meta mismunandi fjölliða (SBS) og mismunandi styrkleika hennar. Þreyta próf sýndi að umtalsverðar breytingar á eiginleikum af malbik blöndum fleiri af SBS-fjölliða krafist. Samkvæmt því er viðfang síðasta stigi prófun hófst með bindiefnum SBS uppá 6% og 7,5%.

Complicated vélrænni prófun á malbik blöndur, sýndu betrumbættum afkastaeinkennum blöndur, SBS breytt miðað við þá óbreytt efnasambönd. Niðurstöðurnar sýndu einnig mun á nokkrum á útbreiðslu eyðileggingu (uppsöfnuðum varanlegu deformations) fyrir húðun byggðar á breyttum og óbreyttum bindiefni. Jafnvel þynnri húðunarlag (150 mm) af SBS-breytts asphalt skemmdum sem skráð er í rúmmáli er 4 sinnum minni en 250 mm lag óbreytts malbik. Óbreyttum, öflugri, the lag sýndi 4,5 sinnum meira óafturkræf aflögun en þunnt lag hluta breyttrar malbik.

Framkvæmdir hluti N7, samanborið við stjórn Lóðir

The lag á strik N7 prófunarstaà voru búin til úr 3 lög af heitri blöndu (Tafla 1). Nafnverð grunnlagið (55 mm) og miðju lagi (55 mm) voru búa úr blöndu af ögnum með þvermál 19 mm granít. Efsta lag (30 mm) er gerð úr blöndu af granít (9,5 mm). Öll þrjú lög af blöndunni á grundvelli breytt bindiefni með innihaldi sem nemur 7,5% SBS. Formulation blöndunni, þjöppun, og aðrar breytur eru líkur til the stjórna hlutanum (aðeins munur eru í sem bindiefnið og lag þykkt).

Húðun S9 viðmiðunarsvæðinu hefur samtals þykkt 175 mm og samanstanda af þremur lögum - the undirstaða af 75 mm, á miðjum lag af 70 mm og topplag af 30 mm (tafla 2). Efri og miðja lögin eru gerðar úr blöndunni með því að nota bindiefni breytt með 3% SBS. Á prófun og eftirlit staður SUPERPAVE blönduna sem framleidd er með aðferð [1] með því að nota sama efni, en svæðið umfjöllun N7 18% þynnri en samanburðarhópnum lóð S9, bindiefnið er notað - HIMA staðinn PG 76-22 (notaðar til að stjóma lóð) . Bæði síður voru byggð á harða striga.

Niðurstaða: Brautin er minni en dýpt

Samgöngur prófanir á síðuna lauk í september 2011, þegar álag er 10 milljónir króna. Cycles jafngildir reiknuðum lagði var gerð. NCAT starfsfólk hafði rannsakað rannsóknir sérfræðinga og gögn sem safnað. Á ráðstefnu í febrúar 2012, auk annarra gagna voru kynntar upplýsingar um meðaltal álag á leið veltingur hjól (mál Menntun):

- stjórna hluti Aflögun S9 húðuð þykkt 175 mm var 7,1 mm. On N7 hlutanum (HIMA) sem er húðað þykkt 144 mm Rut dýpt var 2,2 mm.

- Map Staðsetning sprunga N7 neinnar beinbrot í lag. Analysis stillt NCAT byggt á raunverulegum gögn hlaða og útreikninga út frá á mælingarnar sem og þol úr hættu á ofþreytu sýnanna og teningslaga, hefur sýnt að þreyta styrkur er N7 lag hluti þeirra hefur batnað umtalsvert. Ennfremur lag einkenni getur verið betra en að stjórna lóð, Þ.mt stöðu og fjölgun þreyta sprungur frá botni upp.

Viðgerðir á laskaða kafla með blöndu byggt á Hima

Getu til að draga úr þykkt malbikunarstöð kápa, og tryggja um leið afkastamikil - einn af þeim kostum HIMA bindiefni, og kom í ljós á aðliggjandi hluta prófunarstaðarins.

Söguþráðurinn er N8, sem er styrkt af Department of Transportation Oklahoma, var skemmd á meðan rannsókn hringrás 2009-2012. Það var ekki í fyrsta meiðslum, skráð á staðnum.

Í lok hringrás rannsóknum á árunum 2006-2009. svæðið var tekið fram víðtæk þreytu sprungur. Á framkvæmdasvæðinu N8 Verktaki og mælt er lag þykkt af 250 mM til 1,2 m efni af lágum gæðum, sem eru mismunandi af harða klút á stýristykkinu.

Á byggingu Department of Transportation af Oklahoma spurði NCAT notað sem lauf ákveðin jarðvegsgerð, jarðvegur einkenni svipuð í Oklahoma, þekkt fyrir lágt burðarþol. The lag var eytt og the skaði hluti þeirra hefur verið að gera við: 125 mm voru skera burt the toppur lag, í staðinn munu sem var sett blöndu af sömu samsetningu. Endurunnið lag hrundi líka, í þetta sinn á aðeins 8 mánaða rannsóknir hringrás 2009-2012. hafa verið greind í þessari tilrauna köflum 6 og 4 einslega styrkt sprunga urðunarstaði.

Eftir aftur beinbrotum síðuna gjöf NCAT fram góða frammistöðu nærliggjandi farsvið N7 og fyrirhugaða notkun fyrir viðgerð á síðuna N8 blanda byggir Hima bindiefni, sem myndi rannsaka hegðun hennar á skaði staðnum.

Fulltrúar Department of Transportation Oklahoma samþykkt að beita blöndu til the staður N7, hins vegar, fyrir grunn lag, sér blöndu af ögnum með þvermál 9,5 mm (blöndur svipað og samsetningar blöndunnar fyrir efsta lagið, en með 55 mm þykku lagi). Í endurreisn 145 mm var skorið skemmst húðun, um það bil 105 mm skemmst stöð lag var eftir. Þá var það lagt 145 mm ný blöndu miðað Hima.

Eftir yfirborðið er nýja vörubíla rak aftur í gegnum viðgerð hluta hluti N8 og NCAT tæki byrjaði aftur að taka gögn á tilrauna lóð.

Í september 2011, þegar flutningsálagið í 4. lotunni var lokið, var dýpt aflögun kafla N8 föst á 2,7 mm. Bein samanburður sýnir að eftir upphaflegu viðgerðin er verulegt rif og sprungur myndaður eftir 4 milljón hringrásar sem samsvara axialálagi, en eftir viðgerð eru engar sprungur í beitingu bindiefnisins HiMA, lagið er lágmarki eftir 5,7 milljónir hringrásar með samsvarandi axialálagi . Oklahoma Department of Transportation mun halda áfram að styrkja þessa síðu á 2012-2014 hringrásinni. Til að fylgjast með frammistöðu lagsins.

Niðurstaða

Það er sýnt fram á að notkun á breyttri sameindarfjölliðu bindiefni í malbikablöndu gerir kleift að draga úr þykkt lagsins jafnvel undir miklum álagi. Í þessu tilviki verða einkenni veittar sem eru annaðhvort sambærilegar eða betri en þær óbreyttar blöndur sem gerðar eru á svipuðum efnum og með svipaðri kyrningavinnslu.

Tilraunagallið frá heitu blöndunni með HiMA fjölliðunni í 2 ár fer í gegnum mikið flutningsþyngd í samræmi við prófunarskilyrði og á þessum tíma var minna en 1/3 af aflögunarmörkum sem skráð voru á þykkari laginu í stjórnhlutanum.

HiMA fjölliðan var einnig notuð við byggingu lag með minni þykkt til að gera við skemmda tilraunastaðinn. Það var líka lag af lægri dýpt en í stjórnhlutanum.

Framúrskarandi árangur eftir prófanirnar og sú staðreynd að engar sprungur eru í köflum sem eru smíðuð með HiMA fjölliða, gerir okkur kleift að vona að ný tækni muni fara yfir hefðbundna hluti, þ.mt í þætti þreytu sprunga fjölgun frá botninum.

Grein: Mjög breytt bindiefni og minni þykkt malbiksvegur.

Denis Apkalimov, "Rotor" Ltd.