Материалы испытаний предоставлены фирмой Kraton Polymers

Продолжая разговор об использовании полимеров Kraton для модификации битума, начатом в № 7 журнала "Красная линия", остановимся на особенностях поведения асфальтобетонных смесей с вяжущим "Кратон Д".

Основными явлениями разрушений в асфальтобетонных смесях являются деформация (колееобразование) и трещинообразование под влиянием транспортных нагрузок (усталости) или температурных условий. В научно-исследовательском центре "Кратон" (Амстердам) для индивидуального изучения каждого из режимов разрушения используется современное оборудование: для изучения сопротивления колееобразованию - лабораторная установка (LLT), которая посредством симулирования реального образования колеи позволяет испытывать конструкцию дорожной одежды на полную толщину.

Рисунок 1. Кривая деформации в линейном режиме

На рисунке 1 приведены показатели деформации (колееобразования) для четырех асфальтобетонных смесей. Колееобразование характеризуется тремя стадиями. Первая - наличие быстрой деформации, которая образовывается после уплотнения. Затем со временем происходит переход ко второй стадии - линейной деформации. На третьей стадии скорость колееобразования увеличивается, и асфальтобетонная смесь утрачивает структурную прочность. Скорость колееобразования, показанная на рисунке 1, приводится в линейном режиме кривой деформации. Она сокращается в результате модификации вяжущего СБС. Испытание на колееобразование в лабораторных условиях, будучи лучшей симуляцией этого явления, на практике является трудоемким процессом и требует значительных затрат времени.

Рисунок 2. Рерзультаты испытаний по Ноттингему

На приборе по испытанию асфальтобетона по Ноттингему производится испытание на ползучесть. Примеры полученных результатов изображены на рисунке 2. При добавлении даже минимального количества СБС (3 %), модифицированный битум с пенетрацией 100 ближе к окончанию испытания показывает те же результаты по деформации, что и немодифицированный битум с пенетрацией 60, но скорость деформации у модифицированного продукта ниже.

Рисунок 3. Результаты испытаний различных смесей.

Стандартным испытанием на усталость, проводимым в научно-исследовательском центре "Шелл" (Амстердам), является испытание на изгиб в трех точках при частоте 40 Гц. Температура может варьироваться, но испытания производятся, как правило, при температуре плюс 10 °С. На рисунке 3 изображены результаты, полученные при испытании четырех различных асфальтобетонных смесей. Здесь четко прослеживается увеличение положительного эффекта от модификации СБС. Количество циклов может увеличиваться на коэффициент до 10.

Помимо этого, производятся замедленные испытания на охлаждение (охлаждение образцов асфальтобетона при одновременном поддержании их постоянной длины), при которых регистрируется накопление напряжения и температурные разрушения. Они позволяют обнаружить дефекты, которые невозможно оценить визуально, поскольку они скрыты внутри асфальтобетонной смеси. Такие дефекты в форме зарождения или развития трещин производят небольшие ударные волны, которые способны обнаружить чувствительными микрофоны. Данная методика называется звуковой эммисией. Она нередко используется для обнаружения появления дефектов в цементобетоне и композитах.

Из вышеописанных лабораторных исследований видно, что срок службы покрытия потенциально увеличивается, значит, применение асфальтобетона с содержанием битума, модифицированного СБС, экономически эффективно.

 

E-mail: marketing@polychem.ru