Метод сохранения дорожного покрытия Восстанавливающие эмульсии

(перевод статьи Глинна Холлерана из журнала «Asphalt Contractor» за июнь 2005 г. www.asphalt.com)

Процесс старения битума

Со временем дорожные покрытия становятся старыми и хрупкими. Это является следствием окисления вяжущего и потерей легких фракций. Композиция битума является основным фактором, сказывающимся на окислении. Окисление происходит в основном с помощью двух механизмов.

Окисление: При старении битумов, они соединяют кислород на реактивных участках в молекулах углеводорода.

Эти реактивные участки представляют собой либо гетероатомы (азот, сера и кислород), либо бензилловые углеродистые атомы (в ароматических молекулах). Гетероатомы в не состарившемся битуме могут быть полярными или не полярными, но при окислении, они становятся окисями и могут участвовать в молекулярных соединениях. По этой причине битум становится более затвердевшим. Окисление может катализироваться также при помощи других компонентов в битуме, например, таких как метал. Основные продукты окисления – это карбонилы, окиси сернистого алкила и окислы азота. Они находятся главным образом в форме карбоновых кислот, окисей сернистого алкила, кетонов и ангидридов

Испаряемость: Окисление происходит одновременно с потерей летучих фракций более низкой молекулярной массы (масел). Этот механизм зависит от состава битума и в большинстве своем происходит при воздействии высоких температур.

Битум - это сложная комбинация различных органических и иногда неорганических материалов. Материалы могут классифицироваться в группы с различной полярностью, от полярных асфальтенов до алифатических масел. Между ними - полярные смолы и ароматические и нафтеновые масла. Смолы и масла вместе называют мальтенами. Битум, можно представить, как связанные полярные молекулы, диспергированные ароматическими и нафтеновыми маслами.

При старении битума, асфальтены могут стать более функциональными, и таким образом, могут участвовать в большем количестве молекулярных соединений. Смолы, при окислении активных участков, становятся более полярными, и как результат имеют более высокие уровни соединений с другими полярными молекулами, что превращает их в асфальтены. Масла теряются путем улетучивания, или становятся функционирующими из-за окисления, существенно увеличивающего их полярность, то есть происходит их превращение в смолы. Это создает дисбаланс в дисперсии связанных фаз в битуме и в диспергирующих маслах, и формируется коллоидно-нестабильное и более затвердевшее вяжущее. Таким образом, вяжущее становиться более хрупким, особенно при низких температурах, гибкость снижена, и на дорожном покрытии появляются трещины, которые разрастаются и в конечном итоге формируют выбоины.

Восстанавливающее покрытие Rejuvenation Seal может быть наилучшим способом при использовании в целях ремонта/восстановления дорожного покрытия. Rejuvenation Seal устраивается до того, как сформируются выбоины, а также когда только начал наблюдаться процесс потери каменного материала из покрытия. Rejuvenation Seal будет помогать восстанавливать адгезию вяжущего к уже существующему в покрытии каменному материалу, а также может служить связующим компонентом при устройстве нового слоя каменной фракции, что дает увеличение срока эксплуатации дорожного полотна.

Использование восстанавливающих масел (rejuvenation oils) для замещения потерянных масел состарившегося и растрескавшегося битума используется многими годами при рисайклинге. Механизм, заключается в том, что восстанавливающие масла замещают мальтены в битуме, таким образом смягчая и улучшая существующий битум и восстанавливая коллоидную стабильность. Это удлиняет жизнь существующего вяжущего, что способствует поддержке таких качеств, как водонепроницаемость и хорошая когезия в слое покрытия.

Для того чтобы это сделать, мальтены должны диспергировать в существующее затвердевшее вяжущее. Этот процесс является диффузионным, управляемым и зависящим от температуры, вязкости вяжущего и вязкости масла. При эмульгировании получаются частицы масла тонкого помола, что позволяет иметь оптимальное проникновение в состарившееся вяжущее.

Восстанавливающие покрытия Rejuvenation Seals

Rejuvenation seal является разновидностью Чип Сила. Для устройства такого покрытия применяется продукт специальной рецептуры, который ведет себя и как обычное вяжущее и как вяжущее для восстановления. Данный продукт является битумной эмульсией основанной на битуме, подобранном в зависимости от климатических условий (мягкий для холодного климата, более твердый для жарких областей). Эта эмульсия содержит восстанавливающее масло. Производство эмульсии позволяет быть уверенным, что восстанавливающее масло равномерно распределилось, а использование эмульсии дает большое преимущество в отношении обеспечения адгезии, а также безопасности использования.

Эмульсия способна ровно покрывать поверхность, проникать и восстанавливать. Вяжущее надежно будет удерживать каменный материал.

Эмульсия также модифицирована полимерами, и дает уверенность, что присутствие масла не слишком сильно уменьшит вязкость и не вызовет проблем выпотевания вяжущего. Представленная ниже информация касается исследований Styraflex ERA - продукции VSS Emultech, Калифорния.

Графство Эльдорадо (Eldorado County), Калифорния 2004 год

Графство Эльдорадо простирается от предгорий гор выше Долины Сакраменто через крутые горы к Озеру Tahoe. "Золотое Графство" Калифорнии имеет разнообразный ландшафт и климатические условия. Графство Эльдорадо - прогрессивное место, и инженеры данного района всегда готовы к работе с новой продукцией.

Работа состояла из нескольких участков работ в различных местах графства. Используемым продуктом являлся Styraflex ERA - восстанавливающая эмульсия с высоким содержанием вяжущего, модифицированная полимером.

Дорожное покрытие имело трещины вследствие старения, а также наблюдалось выпадение каменного материала из покрытия, и при типичных обстоятельствах данное покрытие было бы перекрыто верхним слоем покрытия с использованием горячего асфальтобетона. Styraflex ERA представил наиболее экономически эффективный способ устройства покрытия, позволяющий восстановить состарившееся дорожное полотно и защитить его от отраженных трещин, и увеличивающий срок эксплуатации покрытия на 5-8 лет до возможного момента применения каких-либо мер по дальнейшему восстановлению покрытия.

Продукт Styraflex ERA распределялся с помощью контролируемого компьютером и откалиброванного гудронатора с расходом от 0,35 до 0,45 галлон на 1 кв. ярд. Опытный руководитель определил на месте работ необходимые расход вяжущего. Для более состарившихся покрытий были определены более высокие расходы.

Погодные условия были хорошими, стояла теплая погода, и Styraflex ERA в среднем проникал от 1/16 до 1/8 дюйма. Каменный материал, размером ? дюйма вулканической породы черного цвета, распределялся чип-силлером, контролируемым компьютером, и данные работы позволили получить насыщенное по цвету и износостойкое покрытие.

Восстанавливающие покрытия Rejuvenation seals являются методом, способствующим увеличению срока эксплуатации дорожного полотна. Устройство Rejuvenation seals - это один из способов сохранения дорожного покрытия и методов содержания/ремонта, включающих в себя Сларри покрытия, Чип Силы и др. При использовании Styraflex ERA на правильно подобранном объекте работ, данное покрытие является эффективным способом, дающим прекрасные результаты.

Назад на страницу Битумные Технологии