FI57156B

FI57156B - VAEGBELAEGGNING

Info

Publication number: FI57156B
Application number: FI2917/74A
Authority: FI
Inventors: Geoffrey Lees; Arthur Roger Williams; Robert Bond
Original assignee: Dunlop Ltd
Priority date: 1973-10-09
Filing date: 1974-10-07
Publication date: 1980-02-29
Also published as: FI291774A; GB1482920A; IN143401B; DE2447784A1; AR202324A1; NL7413223A; JPS50100829A; ZA746245B; IE42142B1; AU7396674A; IE42142L; CA1019105A; CY949A; FR2246692B2; MY7800216A; ES430778A2; JPS54435A; FR2246692A2; BE820830R; FI57156C

Description

-1 ΓβΊ m xKUULUTUSJULKAISU C71C* LBJ V11) UTLAGG N I NGSSKRI FT 5 ' 1 D 0 C, (45) /^>/c-/· *6' if~ v ’ (51) Kv.ik.'/im.a.* E 01 C 11/24 SUOMI—FINLAND (21) p»t»nttlh,k«'nu*—ρ«·η*·Λ·βΐα»ΐη* 2917/?1* (22) H«k«ml*pllv> —Ameknlnftdag 07.10.71* (23) Alkupilvt—GlMghatsdag 07.10.7^ (41) Tullut Julkiseksi — Bllvlt effsntll| 10.0U.75-1 ΓβΊ m xADESTRICTION C71C * LBJ V11) UTLAGG NI NGSSKRI FT 5 '1 D 0 C, (45) / ^> / c- / · * 6' if ~ v '(51) Kv.ik.' / Im. a. * E 01 C 11/24 FINLAND — FINLAND (21) p »t» nttlh, k «'nu * —ρ« · η * · Λ · βΐα »ΐη * 2917 /? 1 * (22) H« k «Ml * pllv> —Ameknlnftdag 07.10.71 * (23) Alkupilvt — GlMghatsdag 07.10.7 ^ (41) Become Public - Bllvlt effsntll | 10.0U.75

Patentti· je rekisterihallitus (44) Nihttvlkiiptnon js kuuLJulkslsun pvm. — öNational Board of Patents and Registration (44) Date of publication and date of publication. - ö

“»tent- och regiiterstyreleen Anseku utlagd och uti.*krift*n publicerad 29*02. oO“» Tent- and regiiterstyreleen Anseku utlagd och uti. * Krift * n publicerad 29 * 02. oO

(32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus— Befird prlorltst 09.10.73 Englanti-England(GB) U7060/73 (71) Dunlop Limited, Dunlop House, Ryder Street, St. James's, London S.W.I., ^ Englanti-England(GB) (72) Geoffrey Lees, Stratford upon Avon, Warwickshire, Arthur Roger Williams, Birmingham, Warwickshire, Robert Bond, Lichfield, Staffordshire, Englanti -Engl and ( GB ) (7U) Oy Jalo Ant-Wuorinen Ab (5U) Tienpäällyste - Vägbeläggning Tämä keksintö koskee tienpäällysteitä ja on muunnelma tai parannus GB-patenttijulkaisussa 1 393 885 esitettyyn keksintöön.(32) (33) (31) Claim claimed - Befird prlorltst 09.10.73 England-England (GB) U7060 / 73 (71) Dunlop Limited, Dunlop House, Ryder Street, St. James's, London SWI, ^ England-England ( GB) (72) Geoffrey Lees, Stratford upon Avon, Warwickshire, Arthur Roger Williams, Birmingham, Warwickshire, Robert Bond, Lichfield, Staffordshire, England -Engle and (GB) (7U) Oy Jalo Ant-Wuorinen Ab (5U) Paving - Vägbeläggning This invention relates to road pavements and is a variation or improvement of the invention disclosed in GB Patent 1,393,885.

Betoni- ja bitumipitoiset tienpäällysteet käsittävät yhdistel-mäosasia, joilla on tietty hienousaste ja jotka ovat sidotut yhteen " sideaineessa, joka betonin ollessa kysymyksessä voi olla portlandse- menttipohjaista ja bitumipitoisen sideaineen ollessa kysymyksessä voi olla bitumi, terva tai järviasfaltti, tai joskus joidenkin näiden ^ bitumipitoisten sideaineiden yhdistelmä. Yhdistelmäosaset ovat kool taan erilaisia pieniä kiviä, joiden koko voi olla aina noin 3,8 cm.Concrete and bituminous pavements comprise composite parts having a certain degree of fineness and bonded together "in a binder which in the case of concrete may be Portland cement based and in the case of a bituminous binder may be bitumen, tar or lake asphalt, or sometimes some bitumen. The combination particles are small stones of various sizes, which can always be about 3.8 cm in size.

Kun rengas pyörii tienpintaa pitkin,aiheuttaa tienpinnan ja renkaan välinen keskinäinen vaikutus sen,että rengasta voidaan jarruttaa, kiihdyttää ja ohjata. Märissä olosuhteissa vesi toimii voiteluaineena ja renkaan on voitava jarruttaa pinnalla olevan vesikal-von läpi saadakseen aikaan oikean tartunnan. Kulloinkin aikaansaatu tartunta riippuu tienpinnan ja renkaan välisen keskinäisen vaikutuksen tehokkuudesta poistaa vesi renkaan kosketusalueelta sekä kosketuksen aikaansaamisesta tienpinnan ja varsinaisen rengaskumin välillä.As the tire rotates along the road surface, the interaction between the road surface and the tire causes the tire to be braked, accelerated and steered. In wet conditions, the water acts as a lubricant and the tire must be able to brake through the water film on the surface to achieve proper adhesion. The adhesion achieved in each case depends on the effectiveness of the interaction between the road surface and the tire to remove water from the tire contact area and on the contact between the road surface and the actual tire rubber.

Tienpinnan vaikutus tähän keskinäisvaikutukseen riippuu kahdesta 2 57156 tekijästä? sen makrorakenteesta, mikä tarkoittaa sen rakennetta kun otetaan huomioon sideaineessa olevien yhdistelmäosasten avaruussijoi-tusta, ja sen mikrorakenteesta, mikä tarkoittaa sen rakennetta kun otetaan huomioon erillisten agregaattihiukkasten todellinen pintarakenne. Ihannetapauksessa on avoin makrorakenne toivottava, jotta vesi voisi virrata pois tai se voitaisiin pakottaa pois tietyltä alueelta avoimen rakennemateriaalin läpi ja mikrorakenteen olisi oltava tarpeeksi karhea antaakseen hyvän tartunnan sen ollessa kosketuksessa renkaan kumin kanssa. Edellä mainituissa patenttihakemuksissa selostetaan tienpäällysteaine, joka käsittää ainakin kahden yhdistelmäaineen seoksen, joiden kulutuskestävyys on erilainen kuten voidaan todeta yhdistelmäkokeesta B.S. 812,1967, jolloin kumpikin yhdistelmäaine käsittää agregaattiosasia, joiden pinnan mikrorakenteen karheus määrittää pienimmäksi rakenne syvyydeksi 5 μία ja suurimmaksi rakennesyvyydeksi 500 ym.The effect of road surface on this interaction depends on two 2 57156 factors? its macrostructure, which means its structure in terms of the spatial arrangement of the composite particles in the binder, and its microstructure, which means in terms of the actual surface structure of the individual aggregate particles. Ideally, an open macrostructure should be desirable to allow water to flow out or be forced out of a certain area through the open structural material and the microstructure should be rough enough to provide good adhesion when in contact with the tire rubber. The above-mentioned patent applications disclose a road paving material comprising a mixture of at least two composite materials with different wear resistance as can be seen from the combination test B.S. No. 812,1967, wherein each composite material comprises aggregate particles having a surface microstructural roughness defined as a minimum structure depth of 5 μί and a maximum structure depth of 500 μm.

Olemme todenneet että tienpäällysteen vedenpoisto-ominaisuudet kokonaisuutena otettuina riippuvat seuraavista tienpäällystetekijöis-tä: (1) yhdistelmäosasten koosta, (2) . erillisten yhdistelmäosasten eroittamisesta toisistaan sideaineessa, ja (3) erillisten yhdistelmäosasten rakennesyvyydestä sideaineessa.We have found that the dewatering properties of the road surface as a whole depend on the following road surface factors: (1) the size of the composite particles, (2). separating the separate composite particles from each other in the binder, and (3) the structural depth of the separate composite particles in the binder.

On kuitenkin ilmeistä ettei yksinomaan pinnan ominaisuuksia voida ottaa huomioon, sillä hyvän vedenpoistamisen tarkoituksena on parantaa renkaan tartuntaa märällä tiellä. Tästä syystä on myös huomioitava renkaan ja tien väliseen kosketusalueeseen vaikuttavat ren-gasparametrit kuten esimerkiksi: (1) rengaspaine kosketusalueella, (2;) kosketusalueen pituus ja leveys, sekä (3). renkaan kulutuspintakumin moduli siten että suurin mahdollinen alue renkaan kulutuspintakumista pystyy tulemaan kosketukseen tienpinnassa olevien osasten kanssa.However, it is obvious that the surface properties alone cannot be taken into account, as the purpose of good dewatering is to improve the grip of the tire on wet roads. For this reason, the tire parameters affecting the contact area between the tire and the road must also be taken into account, such as: (1) the tire pressure in the contact area, (2;) the length and width of the contact area, and (3). the tire tread modulus so that the largest possible area of the tire tread can come into contact with road surface particles.

Tällä tavalla olemme saaneet selville että tienpäällysteen vedenpoisto-ominaisuuksia kokonaisuutena voidaan parantaa suuressa määrin samalla kun tarvittava kosketusalue säilytetään yhdistelmäosasten ja renkaan välillä säätämällä yksittäisten yhdistelmäosasten kokoa ja niiden jakautumaa sideaineessa.In this way, we have found that the dewatering properties of the pavement as a whole can be greatly improved while maintaining the required contact area between the composite particles and the tire by adjusting the size of the individual composite particles and their distribution in the binder.

3 57156 Tämän mukaisesti aikaansaadaan tämän keksinnön avulla tienpääl-lyste, joka käsittää sideaineeseen sijoitetun ainakin kahdesta yhdis-telmäaineesta koostuvan seoksen, joiden yhdistelmäaineiden kulutuskestävyys on erilainen määritettynä yhdistelmä-kulutuskokeella B.S. 812/1967, jolloin yhdistelmäosasten pinnan mikrorakenteen karheus on välillä 5-500 ym, joka tunnetaan siitä, että kukin yhdistel määnne käsittää yksittäisiä yhdistelmäosasia, joiden koko on sellainen, että ne jäävät englantilaisen standardin mukaiselle 1/4 tuuman seulalle ja läpäisevät englantilaisen standardin mukaisen 3/4 tuuman seulan tai vastaavan metrisen,ja yksittäiset yhdistelmäosaset on sijoitettu sideaineeseen siten, että lyhin välimatka kahden osasen välillä on 1-6 mm ja sideaineessa olevien yhdistelmäosasten rakennesy-- vyys on 1-5 mm. Sanonta "karheus" tarkoittaa tässä yhdistelmäosa- ulkonemien keskimääräistä pystysuoraa korkeutta mitattuna ulkoneman huipusta sen kantaan.Accordingly, the present invention provides a pavement comprising a mixture of at least two composite materials disposed in a binder, the wear resistance of the composite materials being different as determined by the combination wear test B.S. 812/1967, wherein the surface microstructure roughness of the composite particles is between 5 and 500 microns, characterized in that each of your composites comprises individual composite particles sized to remain on a 1/4 inch screen according to the English standard and pass through a 3 "inch screen according to the English standard. / 4 inch screen or equivalent metric, and the individual composite particles are positioned in the binder such that the shortest distance between the two particles is 1-6 mm and the structural depth of the composite particles in the binder is 1-5 mm. The phrase "roughness" as used herein means the average vertical height of the composite protrusions as measured from the apex of the protrusion to its base.

Minkä tahansa pinnassa olevan kahden vierekkäisen osasen välinen pienin etäisyys on sopivimmin 1 ja 4 mm:n välillä. Sideaineessa olevien yhdistelmäosasten rakennesyvyys on sopivimmin 1 ja 3 mm:n välillä. Yksittäisten yhdistelmäosasten koko on sopivimmin sellainen, että ne jäävät englantilaisen standardin mukaiselle 1/4 tuuman seulalle ja läpäisevät englantilaisen standardin mukaisen 1/2 tuuman seulan.The minimum distance between any two adjacent particles on the surface is preferably between 1 and 4 mm. The structural depth of the composite particles in the binder is preferably between 1 and 3 mm. The size of the individual composite particles is preferably such that they remain on a 1/4 inch screen according to the English standard and pass through a 1/2 inch screen according to the English standard.

Sideaineessa olevien yhdistelmäosasten pitäminen toisistaan erillään ja niiden rakennesyvyys riippuu käytettyjen suurempien osasten koosta. Täten yhdistelmäjakautuman sopiva valvominen varmistaa että yhdistelmäosasten erottaminen toisistaan ja niiden rakennesyvyys sideaineessa, so. pinnan makrorakenne, alusta pitäen lankeaa edellisessä mainitulle alueella ja tämän jälkeen eri kulutuskestävyyden omaavien yhdistelmäaineiden käyttö varmistaa että tämä makrorakenne säilyy pinnan koko kestoiän, koska jakautumassa olevien kooltaan pienempien osasten murenevuus on suurempi verrattuna kooltaan suurempiin osasiin. Eräs sopiva menetelmä yhdistelmäjakautuman valvomiseksi on selostettu artikkelissa "The rational design of aggregate gradins for dense asphaltic compositions", kirjoittanut Lees, Proceedings of the Association of Asphalt Paving Technologists, Vol. 39 (1970), sivut 30-69. Keksintöä selitetään nyt tarkemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 on kaaviomainen tasokuva tienpäällysteestä ja esittää sideaineeseen 12 sijoitettuja yhdistelmäosasia 11, kuvio 2 esittää leikkausta kuviossa 1 esitetystä tienpäällysteestä, 57156The separation of the composite particles in the binder and their structural depth depend on the size of the larger particles used. Thus, appropriate control of the composite distribution ensures that the separation of the composite particles from each other and their structural depth in the binder, i. the surface macrostructure, falls from the beginning in the above range and then the use of composites with different abrasion resistance ensures that this macrostructure is maintained throughout the life of the surface because the friability of the smaller particles in the distribution is higher compared to the larger particles. One suitable method for controlling the composite distribution is described in "The Rational design of aggregate gradins for dense asphaltic compositions," by Lees, Proceedings of the Association of Asphalt Paving Technologists, Vol. 39 (1970), pp. 30-69. The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a schematic plan view of a road surface and shows composite parts 11 placed in a binder 12. Fig. 2 shows a section of the road surface shown in Fig. 1, 57156

Kuviot 3 ja 4 ovat graafisia esityksiä, joiden merkitys on selitetty jäljempänä.Figures 3 and 4 are graphical representations, the meaning of which is explained below.

Tienpäällysteen rakennesyvyys, so. jokaisen yhdistelmäosasen pystysuora ulottuvuus sideaineen ulkopuolelle on merkitty kirjaimel-ma h, yhdistelmäosasten halkaisija on merkitty kirjaimella r, tienpäällysteen yli kulkevan renkaan kumin sisääntunkeutuminen päällysteeseen on merkitty kirjaimilla ZQ, yhdistelmäosasten välinen etäisyys on 2d ja pienin vedenpoistoläpileikkaus on 2Αχ.The construction depth of the road surface, i.e. the vertical dimension of each composite outside the binder is denoted by the letter h, the diameter of the composite particles is denoted by r, the rubber penetration of the tire over the pavement into the pavement is denoted by the letters ZQ, the distance between the composite particles is 2d and the minimum dewatering is 2d.

Tienpäällystettä suunniteltaessa on toivottavaa aikaansaada mahdollisimman suuri vedenpoistoalue, so. saadaan vedenpoistovyöhykkeiden lukumäärä mahdollisimman suureksi, samalla kun aikaansaadaan suuri renkaan kulutuspinnan kanssa kosketuksissa oleva alue. Valitsemalla yhdistelmäosasten koko, vierekkäin olevien osasten pitäminen toisistaan erillään ja sideaineessa olevien yhdistelmäosasten rakennesyvyys edellä mainituissa rajoissa aikaansaadaan tienpäällyste, jolla on tehokas vedenpoistokyky ja riittävä pito renkaan ja tienpäällysteen välillä.When designing a road surface, it is desirable to provide the largest possible drainage area, i.e. maximizing the number of dewatering zones while providing a large area in contact with the tire tread. By selecting the size of the composite particles, keeping the adjacent particles apart, and the structural depth of the composite particles in the binder within the above-mentioned limits, a pavement having effective dewatering capacity and sufficient grip between the tire and the pavement is obtained.

Tämän keksinnön mukaisen tienpäällysteen vedenpoisto-ominaisuuksia voidaan verrata moottoritiestandardiin B.S. 594 vertaamalla keskenään eri nopeuksilla näillä kahdella tienpäällysteellä kulkevalle ajoneuvolle saatua huippuhidastuvuutta. Kuvio 3 on graafinen esitys, jossa hidastuvuus nopeudella v/ ekstrapoloitu hidastuvuus nopeudella 0 on esitetty nopeuden v suhteen. Viiva A esittää tulosta kun ajoneuvolla ajetaan B.S. 594 standardin mukaisella moottoritienpäällys-teellä ja viiva B kun ajoneuvolla ajetaan tämän keksinnön mukaisella tienpäällysteellä. Molemmissa tapauksissa käytettiin Ford Escort G.T.stä joka oli varustettuna 165-13 Dunlop CB 73 renkailla. Kaaviosta ilmenee että keksinnön mukaisen tienpäällysteen vedenpoisto-ominaisuudet ovat paremmat kuin B.S. standardin mukaisen moottoritie-päällysteen vastaavat ominaisuudet.The dewatering properties of the pavement of this invention can be compared to the highway standard B.S. 594 by comparing the peak deceleration obtained for a vehicle running on these two pavements at different speeds. Fig. 3 is a graph showing the deceleration at speed v / extrapolated deceleration at speed 0 with respect to speed v. Line A shows the result when the vehicle is driven by B.S. 594 with a motorway pavement and line B when the vehicle is driven on a pavement according to the present invention. In both cases, a Ford Escort G.T equipped with 165-13 Dunlop CB 73 tires was used. The diagram shows that the dewatering properties of the road surface according to the invention are better than those of B.S. the corresponding properties of the standard motorway pavement.

Tämän keksinnön mukainen tienpäällyste on siis parempi kuin B.S. 594 standardin mukainen moottoritiepäällyste siinä mielessä että jatkuva raskaan liikenteen rasitus ei johda vedenpoisto-ominaisuuksien heikkenemiseen makrorakenteen pienenemisen johdosta, jonka aiheuttaa osasten tai sirujen painuminen pintaan tai niiden irtaantuminen.The pavement of the present invention is thus superior to the B.S. 594 motorway pavement in the sense that continuous heavy traffic stress does not lead to a deterioration of the dewatering properties due to a decrease in the macrostructure caused by particles or chips being pushed to the surface or detached.

Tässä esimerkissä esitetyn tienpäällysteen on myös todettu aiheuttavan vähemmän tieääntä kuivissa olosuhteissa verrattuna B.S. standardin 594 mukaiseen moottoritiepäällysteeseen ja parannetun matkusta jamukavuuden johtuen paremmista kulkuominaisuuksista.The pavement shown in this example has also been found to cause less road noise in dry conditions compared to B.S. to standard 594 highway pavement and improved ride comfort due to better driving characteristics.

Kuvio 4 esittää äänensyntymisen muuttumista suhteessa nopeuteenFigure 4 shows the change in sound generation with respect to velocity

Claims

57156 and compare the sound level of this pavement with B.S. to the sound level of standard 594. It can be seen from the diagram that the use of the pavement of the present invention significantly reduces external sound development. The paving of the present invention can be mixed and applied using conventional paving mixing and spreading equipment and does not require any special skill from the users of the equipment.

A pavement comprising a mixture of at least two composite materials placed in a binder, the wear resistance of the composite materials being different as determined by the combination wear test B.S. 812, 1967, wherein the surface microstructure roughness of the composite particles is between 5 and 500 microns, characterized in that each composite material comprises individual composite particles (11) sized to remain on a 1/4 inch screen according to the English standard and pass the 3 / 4 inch screen or equivalent metric, and the individual composite parts (11) are placed in the binder (12) so that the shortest distance (2d) between the two parts is 1-6 mm and the structural depth (h) of the composite parts in the binder is 1-5 mm.

Road surface according to Claim 1, characterized in that the shortest distance (2d) between the two surface parts (11) is 1 to 4 mm.

Road surface according to Claim 1 or 2, characterized in that the structural depth (h) of the composite particles (11) in the binder is 1 to 3 mm.

Pavement according to one of the preceding claims, characterized in that the individual composite parts (11) are sized to remain on a 1/4-inch screen in accordance with the English standard and to pass through a 1/2-inch screen in accordance with the English standard.