PL188927B1

PL188927B1 - Wapno gaszone dodawane bezpośrednio do cementu asfaltowego jako wielofunkcyjny modyfikator mieszanin asfaltowych

Info

Publication number: PL188927B1
Application number: PL98337944A
Authority: PL
Inventors: Dallas N. Little; Robin E. Graves; Fred R. Huege
Original assignee: Chemical Lime Co
Priority date: 1997-07-07
Filing date: 1998-07-07
Publication date: 2005-05-31
Also published as: US6027558A; EP0998535A4; PL337944A1; WO1999002620A8; WO1999002620A1; CA2296499A1; EP0998535A1

Abstract

1 . Sposób wytwarzania materialu na powierzchnie dróg, stanowiacego goraca mieszanke asfaltowa zawiera- jaca material obejmujacy kruszywo mineralne i asfaltowy srodek wiazacy, znam ienny tym, ze dodaje sie skladnik stanowiacy wapno bezposrednio do asfaltowego srodka wiazacego przed dodaniem asfaltowego srodka wiazacego do materialu stanowiacego kruszywo mineralne, z utwo- rzeniem mieszaniny wapno-asfalt, a nastepnie laczy sie mieszanine wapno-asfalt z materialem stanowiacym kru- szywo mineralne, z utworzeniem goracej mieszaniny asfaltowej, i w którym skladnik stanowiacy wapno dodaje sie do asfaltowego srodka wiazacego w ilosci przekracza- jacej okolo 10% wagowych, w przeliczeniu na calkowity ciezar asfaltowego srodka wiazacego 4 Kompozycja goracej mieszaniny asfaltowego materialu na nawierzchnie drogowe, znamienna tym, ze sklada sie z mieszaniny wapno-asfalt i kruszywa mineral- nego, przy czym mieszanina wapno-asfalt jest mieszanina utworzona wczesniej przez dodanie skladnika stanowiace- go wapno bezposrednio do asfaltowego srodka wiazacego przed dodaniem asfaltowego srodka wiazacego do materia- lu stanowiacego kruszywo mineralne, i która zawiera miesza- nine wapno-asfalt zawierajaca skladnik stanowiacy wapno w ilosci przekraczajacej okolo 10% wagowych, w przeli- czeniu na calkowity ciezar asfaltowego srodka wiazacego FIG. 1 PL PL PL

Description

Dziedzina techniki.

Wynalazek dotyczy ulepszeń w dziedzinie wytwarzania podłoży bitumicznych, takich jak powierzchnie dróg, z zastosowaniem gorącej mieszaniny asfaltowej.

Tło wynalazku.

Powierzchnie asfaltowe nawierzchni wielowarstwowych stosuje się w drogownictwie od wielu lat. Gorąca mieszanina asfaltowa (HMA) składa się z piasku, jako jednego ze składników, kruszywa lub składnika mineralnego, i asfaltu. Rodzaj kruszywa można znacznie zmieniać, ale może ono zawierać takie materiały, jak materiały granitowe, kwarcowe i wapienne. Asfalt tworzy fazę ciągłą i działa jako środek wiążący kruszywo mineralne. Dla zapewnienia trwałości nawierzchni trzeba zachować ciągłe wiązanie pomiędzy asfaltem a kamieniem lub mineralnymi składnikami kompozycji.

Użycie gaszonego wapna, Ca(OH)2, do traktowania kruszywa w HNA jest powszechnie przyjętą technologią poprawiania zachowania się mieszanin asfalt/kruszywo. Wpływ wapna jako dodatku zapobiegającego odrywaniu gdy wapno dodaje się bezpośrednio, jest dobrze znany. Zwykle, suche wapno gaszone miesza się z kruszywem. Wapno wpływa korzystnie na

188 927 przedłużenie trwałości mieszaniny, poprawiając związanie asfalt-kruszywo i zmniejszając wrażliwość mieszaniny na mięknienie gdy absorbuje ona wodę. Wapno stosuje się w ilości 1-3% wapna w przeliczeniu na całkowity ciężar HMA. Uważa się, że korzyści wynikające z dodawania wapna są wynikiem wzajemnego oddziaływania pomiędzy nieorganicznym kruszywem i organicznym bitumicznym asfaltowym środkiem wiążącym.

Chociaż stosowano wapno, dodając je bezpośrednio do kruszywa przed dodaniem asfaltowego środka wiążącego, zgłaszającemu nie są znane żadne prace, dotyczące bezpośredniego dodawania wapna do asfaltowego środka wiążącego w ilości wystarczającej aby działała jako wielofunkcyjny modyfikator ze środkiem wiążącym, który następnie dodaje się do ewentualnie traktowanego kruszywa.

Ujawnienie wynalazku.

W sposobie według wynalazku wytwarza się gorącą mieszaninę asfaltowego materiału na nawierzchnie drogowe, zawierającą materiał stanowiący kruszywo mineralne i asfaltowy środek wiążący. Składnik stanowiący wapno dodaje się najpierw bezpośrednio do asfaltowego środka wiążącego przed dodaniem asfaltowego środka wiążącego do materiału stanowiącego kruszywo mineralne w celu utworzenia z nich mieszaniny wapno-asfalt. Mieszaninę wapno-asfalt łączy się następnie z materiałem stanowiącym kruszywo mineralne, aby utworzyć gorącą mieszaninę asfaltową. Składnik stanowiący wapno dodaje się do asfaltowego środka wiążącego w ilości przekraczającej około 10% wagowych, w przeliczeniu na całkowity ciężar asfaltowego środka wiążącego. Korzystnie, składnik stanowiący wapno jest wapnem gaszonym, które dodaje się do asfaltowego środka wiążącego w ilości od około 10% do 20% wagowych, w przeliczeniu na całkowity ciężar asfaltowego środka wiążącego.

Przedstawiono również ulepszoną kompozycję gorącej mieszaniny asfaltowego materiału na nawierzchnie drogowe, składającą się z mieszaniny wapno-asfalt i kruszywa mineralnego, przy czym mieszanina wapno-asfalt jest mieszaniną utworzoną wcześniej przez dodanie składnika stanowiącego wapno bezpośrednio do asfaltowego środka wiążącego przed dodaniem asfaltowego środka wiążącego do materiału stanowiącego kruszywo mineralne. Mieszanina wapno-asfalt zawiera wapno w ilości przekraczającej 10% wagowych, w przeliczeniu na całkowity ciężar asfaltowego środka wiążącego.

Dodanie wybranej ilości wapna gaszonego bezpośrednio do w przeliczeniu na całkowity ciężar asfaltowego środka wiążącego daje znaczne korzyści, nieograniczone do odporności na odrywanie lub odporności na wilgoć. Stwierdzono, że wapno gaszone, dodane bezpośrednio do cementu asfaltowego, działa jako wielofunkcyjny modyfikator. Wapno poprawia właściwości reologiczne cementu asfaltowego poprzez efekt wypełniacza. Co więcej, wapno jako dodatek oddziaływuje fizykochemicznie, gdyż oddziaływuje ono wzajemnie z pewnymi grupami funkcyjnymi cementu asfaltowego, inhibitując wpływ twardnienia spowodowanego utleniającym starzeniem. Efekt fizycznego wypełnienia i zdolność wapna do inhibitowania twardnienia spowodowanego utleniającym starzeniem działają synergicznie, poprawiając odporność bitumu na pękanie w niskiej temperaturze i pękanie zmęczeniowe wywołane obciążeniem. Wyniki prób pokazują działanie hartujące, powodowane dodaniem wapna do środka wiążącego, w niskiej temperaturze.

Dodanie wapna bezpośrednio do asfaltowego środka wiążącego w ilości od około 10% do około 20% wagowych HL, w przeliczeniu na całkowity ciężar asfaltowego środka wiążącego, poprawia pożądaną jakość zarówno środka wiążącego jak i powstałej mieszaniny. Stosowanie sposobu według wynalazku obejmuje:

1) użycie modyfikatora dodawanego bezpośrednio do środka wiążącego, aby spełnić wymagania Superpave Performance Grade,

2) stosowanie, jako reguły, wielofunkcyjnego dodatku w celu poprawienia właściwości mieszaniny podczas recyklingu, zarówno w centralnej instalacji jak i w miejscu układania.

Krótki opis rysunków.

Figura 1 przedstawia wykres parametrów SHRP jako miarę stałej siły deformacji dla różnych bitumicznych środków wiążących przy dodawaniu 20% wagowych HL środka wiążącego asfalt;

Figura 2 przedstawia wykres zmian lepkości kompozycji HMA jako funkcji czasu reakcji i czasu mieszania;

188 927

Figura 3 przedstawia wykres podobny do fig. 2, ale pokazujący wyniki otrzymane z drugą kompozycją HMA;

Figura 4 przedstawia wykres wytrzymałości na pękanie dla jednej kompozycji HMA z dodaniem 20% wagowych HL;

Figura 5 przedstawia wykres podobny do fig. 4, ale dla drugiej kompozycji HMA;

Figura 6 przedstawia wykres zakumulowanego odkształcenia ścinającego dla mieszanin HMA przy stosowaniu dwu różnych bitumicznych środków wiążących i

Figura 7 przedstawia wykres trwałości przy regulowanym naprężeniu porównując HMA z i bez dodawania HL.

Najlepszy sposób realizacji wynalazku.

Wynalazek dotyczy ulepszeń gorących mieszanin asfaltowych (HMA) i podobnych kompozycji bitumicznych, w których składnik wapno, korzystnie wapno gaszone (HL), dodaje się do bitumu zamiast do kruszywa.

W dyskusji podanej dalej, określenie „wapno” i „wapno gaszone” oznacza wapno gaszone, Ca(OH)2. W trakcie produkcji wapna gaszonego, wapień lub węglan wapnia najpierw ogrzewa się, aby usunąć dwutlenek węgla. Pozostałe tlenki wapnia, zwane wapnem niegaszonym, mają dużą aktywność chemiczną. Aby ulepszyć charakterystyki wapna niegaszonego dodaje się kontrolowaną ilość wody w ceiu wytworzenia wodorotlenku wapnia, powszechnie znanego jako wapno gaszone.

Dodawania składnika wapna do kruszywa wykonuje się powszechnie w ceiu polepszenia wiązania pomiędzy kruszywem i bitumem, zwłaszcza w obecności wody, która ma silniejsze powinowactwo do kruszywa niż bitum. Dodawanie wapna gaszonego do kruszywa jest akceptowalne jako skuteczny środek zapobiegający odrywaniu i uważa się, że ma on dodatkowo dodatni wpływ na mieszaniny asfaltowe.

Mechanizm, za pomocą którego HL ulepsza adhezję kruszywo-bitum i wrażliwość na wilgoć, gdy HL dodaje się bezpośrednio do kruszywa, jest zasadnie zrozumiały, chociaż ciągle istnieją pewne argumenty co do odpowiedzialnych mechanizmów. Istnieje teoria, że wapno zmniejsza napięcie międzyfazowe pomiędzy asfaltem i wodą, co powoduje dobrą adhezję. Uważa się także, że wapno gaszone ulepsza odporność na odrywanie dzięki interakcji kwasów karboksylowych w asfalcie. Dzięki tej interakcji tworzą się produkty nierozpuszczalne, które są szybko adsorbowane na powierzchni kruszywa. Pewne badania wykazują, że silna adsorpcja wapnia na powierzchni mineralnego kruszywa ma udział w wiązania cementów asfaltowych z kruszywem. W dotychczasowym stanie techniki zaleca się, aby ilość dodawanego do kruszywa wapna wynosiła pomiędzy około 1,0 i 1,5% wagowych w przeliczeniu na wagę kruszywa.

Zdolność HL do ulepszania oporności na stałe odkształcenie w wysokiej temperaturze (koleiny wytworzone przez koła związane z powtarzającym się obciążeniem) i zmniejszenie skutków utwardzania starzejącego nie zostały dobrze przebadane. Na przykład, jeśli chodzi o koleiny, według jednej z teorii HL działa jako wypełniacz. Jednakże, jak to będzie omówione, aby HL był skutecznym wypełniaczem, musiałby być dodawany w sposób, który powodowałby homogeniczną dyspersję w bitumie i w ten sposób tworzył bitumiczny „film”, który kapsułkowałby cząstki kruszywa. Taki rezultat nie mógłby się prawdopodobnie pojawiać w jakimś skutecznym stopniu w powszechnych operacjach mieszania, w których HL dodaje się do kruszywa raczej w stosunkowo małych ilościach procentowych niż bezpośrednio do środka wiązącego.

Sposób według wynalazku wykazuje, że HL dodany bezpośrednio do bitumu ma skutek wielofunkcyjny. Uzyskany efekt jest bardziej złożony niż skutek dodania środka przeciwodrywającego. HL dodano bezpośrednio do pięciu różnych bitumów (oznaczonych jako AAB, Ad, AAF, AAG i AAM), które reprezentują bitumy zwykle spotykane w Stanach Zjednoczonych, a także na świecie. Każdy z przedstawianych bitumów ma szeroką różnorodność chemicznych i fizycznych właściwości. Skoncentrowano się na badaniach bitumów stosując techniki badania, które obecnie są zaakceptowane przez przemysł jako Strategie Highway Research Program's (SHRP) Superpave protocol. Jednakże przeprowadzono również pewne badania nietradycyjne.

188 927

Wyniki badań podano poniżej:

Test	Mierzone parametry	Cel testu
Seria I-badanie w niskiej temperaturze IDT-przeprowadzono w trzech niskich temperaturach w ciągu 1 godziny, aby dostarczyć niskotemperaturową podatność na pełzanie mieszanin poddanych starzeniu (mieszanie luźne i kompaktowe) zgodnie z Superpave protocol	Podatność na pełzanie w stosunku do czasu obciążenia-przełomowa podatność, stopień zmiany w podatności	Ocena właściwości temperatury przełomu (2 powtórzenia dla każdego układu mieszaniny-18 próbek)
IDT-siła wytrzymałości dla trzech niskich temperatur mieszanin poddanych starzeniu jak opisano powyżej (AAMAS protocol)	Brak naprężeń i odkształceń	Ocena właściwości temperatury przełomu (18 próbek)
Seria II Seria I-badanie w średniej temperaturze IDT-siła pełzania i naprężeń w średniej temperaturze (20°C) w celu oceny właściwości przełomowych (AAMAS protocol)	Podatność na pełzanie w stosunku do czasu obciązenia-przełomowa podatność, stopień zmiany w podatności	Ocena właściwości przełomowych trwałości w temperaturze średniej (36 próbki)
Seria III-badanie oporności na wilgotność wykonanie AASHTO T-283	Zachowana wytrzymałość na rozciąganie	Ocena wpływu HL na oporność na wilgotność (18 próbek)
Seria IV-badanie w wysokiej temperaturze pełzanie ściskające w 60°C, 1 godzina w celu oceny siły trwałego odkształcenia (AAMAS protocol)	Podatność na pełzanie w stosunku do czasu obciążenia-przełomowa podatność, stopień zmiany w podatności	Ocena skutku HL na koleiny wysokotemperaturowe (6 próbek)
Test	Mierzone parametry	Cel testu
Powtarzające się obciążenie (osiowe) badanie trwałego odkształcenia w 60°C	Przełomowe zakumulowane odkształcenia, stopień zakumulowanych odkształceń i nachylenie ustalonych stałych regionów	Ocena podatności stałych odkształceń i skutek HL (6 próbek)
Badanie stałego powtarzającego się odkształcenia ścinającego w 60°C	Jak powyżej	Jak powyżej (6 próbek)

Niżej przedstawiono streszczenie pracy doświadczalnej podzielone na trzy sekcje; reologia w wysokiej temperaturze, reologia w niskiej temperaturze, reologia w średniej temperaturze. W wysokiej temperaturze nawierzchni, asfalt staje się miękki i podatny na wyżłobienia i koleiny. Wykonano próby oceniające zdolność bitumu do stawiania oporu naprężeniom powstałym w wysokiej temperaturze otoczenia. W niskiej temperaturze nawierzchni, asfalt pozostaje twardy i podatny na łamanie. Dotyczy to w szczególności mieszanin asfaltowych, które pozostają kruche na skutek starzenia. Wykonano próby oceniające zdolność bitumu do stawiania oporu naprężeniom wywołanym obciążeniom oraz powstałym w niskiej temperaturze otoczenia. Pękanie na skutek zmęczenia wywołanego obciążeniem występuje w niskich i średnich temperaturach nawierzchni. Próba 'wykonana w średniej lub przeciętnej temperaturze nawierzchni pokazuje zdolność bitumu do stawiania oporu zmęczeniu materiału w przeciętnej

188 927 lub nominalnej temperaturze. Testy prowadzono poprzez reakcję bitumów w masie z HL w zamkniętych pojemnikach według wcześniej ustalonych protokółów testowych.

Ocena wpływu HL na reologię w wysokiej temperaturze HL dodane do spoiwa bitumicznego w wybranym zakresie od około 10% do około 20% wagowych, w przeliczeniu na całkowity ciężar spoiwa asfaltowego, spowodowało indywidualne efekty reologi w wysokiej temperaturze, które można przedstawić skrótowo w sposób następujący.

Dodanie HL do spoiwa miało bardzo dobry efekt wypełniania. Efekt ten zasadniczo polepszył parametry reologi w wysokiej temperaturze, które dotyczą odporności na trwałe odkształcenia.

Figura 1 przedstawia w jaki sposób 20% wag. HL spoiwa asfaltowego dramatycznie zmienia parametr SHRP G*/sin 5, który określa parametr potencjalnego odkształcenia. Wysoki G*/sin δ powstaje w zmniejszonym potencjalnie trwałym odkształceniu.

W zakresie 10% a 20% HL ciężaru spoiwa asfaltowego wymagane jest prowadzenie zmian Teologicznych pożądanej wysokiej temperatury.

Reologia w wysokiej temperaturze bitumów napełnionych HL zależy od czasu i temperatury mieszania HL z bitumem. Proces jest specyficzny bitumem. Wyniki pokazują, że wzajemne oddziaływanie HL i bitumu jest prawdopodobne nie tylko fizycznie, ale także występuje wzajemne oddziaływanie chemiczne.

Figury 2 i 3 przedstawiają wpływ czasu reakcji w temperaturze 149°C na HL w bitumie AAD, do czasu reakcji dłuższego niż 5 minut. Jednakże, Bitum AAM wymaga czasu reakcji około 40 minut, w celu osiągnięcia równowagi lepkości. Wskazuje to wzajemne fizycznochemiczne oddziaływanie jedyne w swoim rodzaju na określone spoiwa. Należy zauważyć, że bitumy nie traktowane HL nie podlegają oddziaływaniu czasu reakcji. Ponieważ bitumy poddaje się reakcji w masie w zamkniętym zbiorniku, to starzenie na skutek utleniania nie powinno stanowić współczynnika.

Ocena wpływu HL na reologię w niskiej temperaturze.

Poniżej przedstawiono skrótowo wyniki otrzymane w odniesieniu do reologii w niskiej temperaturze.

HL powoduje wzrost sztywności bitumów w niskiej temperaturze, wskazując na zwiększoną podatność materiału na łamanie w niskiej temperaturze. Jednakże, wapno dodane w ilości 12,5% ciężaru bitumu i niższej, wywiera małe działanie w niskiej temperaturze na sztywność i nie oddziaływuje w sposób znaczący na spadek parametru sztywności w funkcji czasu obciążenia określanej przy pomocy testu Bending Beam Rheometer niskiej temperatury.

Badanie SHRP wskazuje, że spadek jest bardzo istotny.

Aby ocenić, czy wzrost sztywności materiału w niższej temperaturze wywołany jest dodatkiem HL, ważne jest wykonanie testu łamania w niższej temperaturze. HL zasadniczo polepsza odporność na łamanie w niższej temperaturze. Polepszenie odporności na łamanie i małe oddziaływanie na spadek sztywności w funkcji czasu obciążenia wskazuje na polepszenie oporności na pęknięcia w niskiej temperaturze pomimo wzrostu sztywności.

Figury 4 i 5 przedstawiają wpływ HL w polepszonej odporności na łamanie.

Polepszone własności w niższej temperaturze wynikają z synergistycznego efektu zmniejszenia efektów starzenia na skutek utleniania (wszystkie próbki przed testem poddano starzeniu w celu symulowania starzenia nawierzchni) i pęknięcia, zjawiska rozpraszania energii na skutek intercepcji opadu mikropęknięć przez dyspersję cząstek HL w bitumie.

Ocena wpływu HL na reologię w średniej temperaturze.

Wpływ Hl na wypełnienie jest oczywisty przy każdej temperaturze. Jednakże, w niskiej temperaturze udowodniono, że wpływ usztywnienia jest bardziej niż kompensowany przez poprawę odporności na kruche pękanie. W ogóle nie są odpowiednimi żadne dostępne próby na środki wiążące, za pomocą których można by określić podatność na zmęczenie pośrednią temperaturą. Dlatego też, zastosowano następujące próby dla mieszaniny: próby zmęczeniowe bezpośrednim rozciąganiem oraz próby na rozwój mikropęknięć. Próby te dały korzystne wyniki, które omówiono w części dotyczącej mieszanin.

HL w Bitumie - Wpływ na właściwości mieszaniny.

Do dwóch bitumów o bardzo różniących się własnościach chemicznych i fizycznych, dodano wapno gaszone. Bitumy te oznaczono AAD i AAM. Mieszaniny z kruszywem granitu

188 927 z Watsonville oraz 5,05% wagowych bitumu w przeliczeniu na całą masę mieszaniny poddano dwojakiego rodzaju próbom dla mieszanin: próbie stałego odkształcenia przez powtarzane ścinanie oraz próbie zmęczeniowej bezpośrednim rozciąganiem. W celu osiągnięcia w testowanych mieszaninach potencjału dla stałego odkształcenia (rujowego) przeprowadzono próby na stałe odkształcenie przez nacisk powtarzany. Próby zmęczeniowe przez bezpośrednie rozciąganie przeprowadzono w ceiu uzyskania wpływu wapna na zdolność mieszaniny do rozwijania pęknięć zmęczeniowych. Istnieją dwa najważniejsze mechanizmy usuwania naprężeń w gorących asfaltowych nawierzchniach i są one odpowiedzialne za niwelowanie większości uszkodzeń i psucia się nawierzchni.

Wyniki próby na stałe odkształcenie.

Przeprowadzono próbę stałego odkształcenia przez powtarzane ścinanie w temperaturze 40°C. Próbę przeprowadzono stosując procedurę próby dla nawierzchni ustaloną przez program badań SHRP w ceiu symulacji stanu naprężenia, jakiemu poddawana jest mieszanina asfaltowa pod poruszającym się obciążonym pojazdem kołowym. Podczas sekwencji tej próby mieszaninę poddaje się działaniu stałego stosunku naprężenia osiowego i powtarzających się naprężeń ścinających.

Próby przeprowadzono na mieszaninach HMA przygotowanych z czterech różnych bitumicznych środków wiążących oraz bez HL, w sposób następujący: AAD, AAD z 12,5% HL, AAM oraz AAM z 12,5% HL. Dla każdej mieszaniny przygotowano po trzy identyczne próbki i mieszaniny poddano działaniu 20000 # obciążenia. Próby te ujawniły, że dodatek HL zmniejsza poziom stałego odkształcenia średnio o około 300% (fig.6), w oparciu o wartości końcowego stałego odkształcenia po 20000 cykli. Jakkolwiek uzyskane dane były znacząco różnorodne.

Wyniki próby zmęczeniowej przez bezpośrednie rozciąganie.

Celem próby zmęczeniowej przez bezpośrednie rozciąganie było określenie odporności mieszanin asfaltowych na wywołane obciążeniem (odkształcenie kontrolowane) próbę zmęczeniową w pośrednich (lub średnich rocznych) temperaturach nawierzchni. Przygotowano identyczne mieszaniny granitu z Watsonville i 0,5% bitumu (wagowych w stosunku do całkowitej masy mieszaniny) z bitumicznymi środkami wiążącymi z lub bez HJ w sposób następujący: AAD, AAD z 12,5% HL, AAM oraz AAM z 12,5% HL. Analiza wyników próby zmęczeniowej przy kontrolowanym odkształceniu wskazała na dwa wnioski. Po pierwsze, przy danym poziomie sztywności, dodatek HL poprawia czas życia po zmęczeniu. Po drugie, odzysk energii rozproszonej (odpowiedzialnej za rozwój pęknięć) po okresach odpoczynku jest poprawiony poprzez dodatek HL do mieszaniny poddawanej utwardzaniu poprzez starzenie. Dla danej wyznaczonej sztywności i dla mieszanin poddawanych usztywnianiu poprzez starzenie, wygląda na to, że dodatek HL poprawia odporność na pękanie zmęczeniowe.

Figura 7 przedstawia typowe wyniki zmęczenia, gdzie cykle do zniszczenia (Nf) są porównane z mieszaninami nietraktowanymi i traktowanymi HL przy różnych wartościach sztywności mieszaniny.

Wynalazek wykazuje kilka cech korzystnych. HL jest skutecznym wielofunkcyjnym dodatkiem, który jest efektywny przy polepszaniu zachowania się w wysokich temperaturach gorącego mieszanego asfaltu.

Wapno gaszone dodawane bezpośrednio do asfaltowego środka wiążącego polepsza Stopień Zachowania się w Eksploatacji Środka Wiążącego Nawierzchnię (PG) aż o dwa poziomy. Co więcej, doświadczenia niskotemperaturowe wykazały efekt hartujący przy niskich temperaturach, co polepsza odporność zmodyfikowanego środka wiążącego na zarodkowanie pęknięcia pod wpływem niskiej temperatury.

Wapno dodawane bezpośrednio do asfaltowego środka wiążącego wskazuje na potencjalną doniosłość takiego zastosowania przy odzyskiwaniu nawierzchni asfaltowych. Taki dodatek wapna zmniejsza wrażliwość na twardnienie i zwiększa energię aktywacji układów środków wiążących poddawanych przyspieszonemu starzeniu.

Wpływ dodawania podwyższonego procentu wagowego wapna gaszonego bezpośrednio do asfaltowego środka wiążącego jest również ewidentny w tych próbach na mieszaninach. Udowodniono, że wapno dodane do środka wiążącego w ilościach od około 10% do 20% wagowych, w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji, w znacznym stopniu zmniejsza od8

188 927 pomość mieszaniny na stałe odkształcanie (ruja) gdy mieszaninę poddaje się próbie odkształcania przez powtarzane ścinanie przy stałym stosunku naprężeń. Wyniki te uzyskano stosując procedurę Superpave (dla nawierzchni) w celu uzyskania stałego potencjału odkształcenia.

Próby zmęczeniowe przy kontrolowanym odkształceniu i jednoosiowym rozciąganiu, przeprowadzone na mieszaninach z i bez dodatku wapna gaszonego dodawanego bezpośrednio do środka wiążącego wykazały, że dodatek wapna polepsza czas życia po zmęczeniu mieszaniny (odporność na pękanie) gdy mieszaniny porównuje się przy zwykłych poziomach sztywności.

Pomimo iż wynalazek przedstawiono tutaj tylko w jednej z jego postaci, to nie jest on do niej ograniczony i może być poddawany różnym zmianom i modyfikacjom nie wykraczając poza zakres jego istoty.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania materiału na powierzchnie dróg, stanowiącego gorącą mieszankę asfaltową zawierającą materiał obejmujący kruszywo mineralne i asfaltowy środek wiążący, znamienny tym, że dodaje się składnik stanowiący wapno bezpośrednio do asfaltowego środka wiążącego przed dodaniem asfaltowego środka wiążącego do materiału stanowiącego kruszywo mineralne, z utworzeniem mieszaniny wapno-asfalt; a następnie łączy się mieszaninę wapno-asfalt z materiałem stanowiącym kruszywo mineralne, z utworzeniem gorącej mieszaniny asfaltowej, i w którym składnik stanowiący wapno dodaje się do asfaltowego środka wiążącego w ilości przekraczającej około 10% wagowych, w przeliczeniu na całkowity ciężar asfaltowego środka wiążącego.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako składnik stanowiący wapno stosuje się wapno gaszone.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że wapno gaszone dodaje się do asfaltowego środka wiążącego w ilości od około 10% do 20% wagowych, w przeliczeniu na całkowity ciężar asfaltowego środka wiążącego.
4. Kompozycja gorącej mieszaniny asfaltowego materiału na nawierzchnie drogowe, znamienna tym, że składa się z mieszaniny wapno-asfalt i kruszywa mineralnego, przy czym mieszanina wapno-asfalt jest mieszaniną utworzoną wcześniej przez dodanie składnika stanowiącego wapno bezpośrednio do asfaltowego środka wiążącego przed dodaniem asfaltowego środka wiążącego do materiału stanowiącego kruszywo mineralne; i która zawiera mieszaninę wapno-asfalt zawierającą składnik stanowiący wapno w ilości przekraczającej około 10% wagowych, w przeliczeniu na całkowity ciężar asfaltowego środka wiążącego.
5. Kompozycja według zastrz. 4, znamienna tym, że jako składnik stanowiący wapno zawiera wapno gaszone.
6. Kompozycja według zastrz. 5, znamienna tym, że zawiera wapno gaszone w mieszaninie wapno-asfalt w ilości od około 10% do 20% wagowych, w przeliczeniu na całkowity ciężar asfaltowego środka wiążącego.

Wapno gaszone dodawane bezpośrednio do cementu asfaltowego jako wielofunkcyjny modyfikator mieszanin asfaltowych.