NANOTECHNOLOGIA DLA TRWALSZYCH DRÓG

Transkrypt

1 NANOTECHNOLOGIA DLA TRWALSZYCH DRÓG URABIALNOŚĆ W NIŻSZEJ TEMPERATURZE JEDNORODNE MIESZANKI Z RAP ODPORNOŚĆ NA WODĘ

2 Chemiczna Modyfikacji Powierzchni Kruszywa Organo- Silane System oceny zagrożeń - ZycoTherm 1 (Aminy 3) Rejestracja w REACH Rejestracja w TSCA Redukcja nieprzyjemnych zapachów Bezpieczny dla systemów dozowania Organo- Silane reaction 2

3 Mikrostruktura Lepiszcza Asfaltowego Polarne asfalteny (5-15%) zdyspergowane Niepolarne malteny (85-95%) 3

4 Kruszywo - Asfalt: Silne Chemiczne Wiązanie Szybsze otoczenie, lepsze zagęszczenie Lepsza urabialność, zagęszczanie w temperaturze poniżej 0 o C, większy udział RAP 4

5 Dozowanie ZycoTherm Adhezja Lepsza urabialność + adhezja Porowatość kruszywa % Porowatość kruszywa % Rodzaj kruszywa Wapień Bazalt, Gabro, Amfibolit Granit, Granodioryt, Ryolit Kwarcyt Szarogłaz, Andezyt, Piaskowiec * Dozowanie % do masy lepiszcza asfaltowego z PMB, SBS, CRMB 5

6 Szybciej Otoczona Mieszanka Asfaltowa w Niższej Temperaturze Kontrolna Z ZycoTherm Lepiszcze asfaltowe Pustki powietrzne Powierzchnia wolna od przestrzeni z czarnym wyglądem Szybsze otoczenie, zwilżanie i nasycanie bitumu w mikroporach i szczelinach kruszywa i pyłu Eliminacja pustek powietrznych na powierzchni kruszywa lepsza odporność na starzenie Redukcja czasu otoczenia o 30% - 47 s zamiast 67 s Innovationsgesellschaft Technische Universität Braunschweig mbh 6

7 [Seconds] Szybciej Otoczona Mieszanka Asfaltowa w Niższej Temperaturze 20 % mniej wymaganego czasu, nawet w niższej o 40 0 C temperaturze mieszania coated 50% [s] coated 100% [s] AC 16 BS 50/70 AC 11 DS 25/55-55A C NPG C 115 C 95 C 145 C 145 C 125 C 105 C Innovationsgesellschaft Technische Universität Braunschweig mbh 7

8 Bitumen Mixes Compaction Resistance at Lower Temperatures Mieszanki często nieoczekiwanie schładzają się z powodu spadku temperatury otoczenia, dużych prędkości wiatru lub nagłego deszczu. Prowadzi to do niejednorodnego zagęszczenia mieszanek. W wyniku błędu często jedynym rozwiązaniem jest frezowanie. Rodzaj mieszan ki AC 16 BS AC 11 DS Typ lepiszc za Ref. / ZT 50/70 Ref. 25/55-55 A Temperatur a zagęszcza nia [ O C] 50 % Otoczenia [s] Opór przy zagęszczania 21Nm Zaw. Wolnych przestrzeni [%] ZT Ref ZT Innovationsgesellschaft Technische Universität Braunschweig mbh 8

9 Zagęszczenie w Niższej Temperaturze Lepsze zagęszczenie może być uzyskane w tej samej, a nawet niższej temperaturze niż temperatura mieszanki referencyjnej. Temperatury zagęszczenia mieszanek z niemodyfikowanym lepiszczem PG w zakresie od C w Nova Scotia, AMEC Americas Ltd Instytut Transportu w Meksyku Oszczędność paliwa w trakcie procesu produkcji oraz mniejszy ślad węglowy. 9

10 Temperatury Mieszania i Zagęszczania Rodzaj lepiszcza asfaltowego Kategoria Lepkości Kategoria AR Kategoria PG Temperatura Temperatura zagęszczania mieszania 0 C Początkowa Końcowa Pen VG 40 /AC 40 AR Pen VG 30 /AC 20 AR 8000 PG C Pen VG 10 /AC 10 AR 4000 PG PMB / SBS (2.5- PG %) PMB / SBS (5- PG %) PMB / SBS (7- PG %) CRMB(15-20% granulatu gumowego) Uwaga: Powyższe temperatury rekomendowane są dla mieszane z ZT z granulatem RAP do 20%. ZT umożliwia zastosowanie RAP w ilości do 35%, jednak wtedy temperatury powinny być wyższe o 10 0 C 10

11 Badanie Sztywności wg AASHTO T Mieszanka AC 20 (PEMEX, Meksyk, kruszywo z kopalni La Canada) z optymalną zawartością lepiszcza OBC 5.8% (mieszanka ref. OBC 5.5%) z ZycoTherm Zawartość wolnych przestrzeni 6%, temperatura badania 20 0 C Częstotliwość: 10 Hz dla czterech poziomów - 300, 400, 500 & 600 µԑ (reprezentujących deformację nawierzchni w normalnych warunkach tranzytowych) Kryterium trwałości zmęczeniowej mieszanki asfaltowej jest liczba cykli, w których moduł sztywności belki zmniejsza się do 50% jej wartości początkowej Wymiary próbek:50mm H X 63 mm W X 380 mm L 11

12 Badanie sztywności wg AASHTO T Większa liczba cykli oznacza większą trwałość zmęczeniową Redukcja pęknięć w warstwach ścieralnych na podstawie doświadczenia w terenie Nasycenie mikroporów i całkowite pokrycie mastyksową powłoką prowadzi do zwiększenia powierzchni styku asfalt-kruszywo, co prowadzi do lepszego przenoszenia obciążeń. Redukcja naprężeń w mieszance poprawia odporność zmęczeniową 12

13 Badanie Koleinowania Parametry koleinowania utrzymane na wymaganym poziomie, zgodnie ze specyfikacją AMAAC Niższa temperatura mieszania oraz zagęszczania nie ma negatywnego wpływu na wyniki z badania koleinowania 13

14 Pełne Otocznie a Wydłużona Trwałość Mieszanki PN-EN Rolling Bottle Test GREYWACKE BASALT GREYWACKE 8/11 (50/70 BH) GREYWACKE 8/11 (45/80-65 H) GREYWACKE 8/11 (50/70 BK) (50/70 BH)+ZYCOTHERM (45/80-65 H)+ZYCOTHERM 6h 24h 48h 72h 100 BASALT 8/11 (50/70 BH) BASALT 8/11 (45/80-65 H) BAZALT 8/11 (50/70 BK) (50/70 BH)+ZYCOTHERM (45/80-65 H)+ZYCOTHERM (50/70 BK)+ZYCOTHERM 6h 24h 48h 72h GRANITE GRANITE 8/11 (50/70 BH) GRANITE 8/11 (45/80-65 H) GRANITE 8/11 (50/70 BK) (50/70 BH)+ZYCOTHERM (45/80-65 H)+ZYCOTHERM 6h 24h 48h 72h 14

15 % Otoczenia kruszywa Warstwy Asfaltowe o Wydłużonej Trwałości ASTM D 3625, test gotowania: 512 dni odporności na działanie wody, zamiast aktualnych 16 dni Control 2% 0.5% Amine 0.1% Hydrated ZycoTherm Lime 10 min 30 min 1 hr 6 hrs Kruszywo bazaltowe(dbm) : 45% 20 mm, 10% 10 mm, Mieszanka: AC-20 (VG-30, stopień penetracji) 15

16 Average Tensile Strength (PSI) Warstwy Asfaltowe Odporne Na Działanie Wody AASHTO T 283 TSR TEST TSR 0.82 TSR 0.95 TSR 1.00 Control 0.05% Zycosoil 0.1% Zycosoil Unconditioned Conditioned Georgia, USA Granity z asfaltem PG

17 Polska, DW nr511 Produkcja: 155 o C Wstępna Temperatura Zagęszczania: 135 o C Typ Mieszanki: AC11 PMB 45/80-55 ZT-EZ: 0.1% Temperatura powietrza: 2 o C Czas układania: Poranek Wiatr: Słaby Dystans: 25 km Czas transportu: ½ godz Rok:

18 Zabrze, Droga Gminna, Wyniki Produkcja: 150 o C Wstępna temperatura zagęszczania: o C Rodzaj mieszanki: AC 16 W 35/50 Kruszywo: Wapień RAP: 35% ZT: 0.10% Temp. otczenia: 15 o C Czas układania: Dzień Prędkość wiatru: silny Dystans: 90 km Czas transportu: 1 ½ godz Rok: 2015 Wysokoś ć próbek [cm] Gęstość nasypowa próbek z odwiertów [Mg/m 3 ] Gęstość nasypowa z badań w lab. [Mg/m 3 ] Gęstość próbek [Mg/m 3 ] Indeks zagęszczen ia [%] Zawartość wolnych przestrzen i [% (v/v)] 7,2 2,401 2,460 2, ,6 7,2 2,418 2,460 2, ,9 7,7 2,443 2,460 2, ,9 18

19 WTSair [mm/1000 cykli] ITSR [%] PRD [%] Zabrze, Droga Gminna, Wyniki ITSR ZycoTherm 0,1% PRD [%] ZycoTherm 0,10% 0 produkcja badanie typu 0 produkcja badanie typu ITSR powyżej 90 % z mieszanki produkowane na WMB [WT , ITSR min 80%] 0,20 0,15 WTSair Koleinowanie (metodą suchą) poniżej 6% [ PN-EN : AC16 W PRD max 7%, KR3-4] 0,10 0,05 0,00 produkcja badanie typu ZycoTherm 0,10% 19

20 Wisznica, Droga Woj. nr 812, Lublin Produkcja: 170 o C Początkowa temperatura zagęszczania : 140 o C Rodzaj mieszanki: AC16 W 50/70 Kruszywo: Dolomit oraz piaskowiec RAP: 20% ZT EZ : 0.05% Temperatura powietrza : 4 o C Czas układania : Noc Wiatr: Silny Dystans : 80 km Czas transportu: 1 ½ godz Rok:

21 Lublin, Droga nr 19 Produkcja: 155 o C Początkowa temperatura zagęszczania: 145 o C Rodzaj mieszanki: SMA 11 S PMB 25/55-60 Kruszywo: Bazalt ZT-EZ : 0.08% Temperatura powietrza: 1-2 o C Czas układania: Dzień Wiatr: Silny Dystans: 5 km Czas transportu: ¼ godz Rok: