高度改性的粘合剂和减少的沥青涂层的厚度。

高度改性的粘合剂和减少的沥青涂层的厚度。

使用高分子改性的沥青涂层粘合剂（VPMS）可以减少涂层的厚度，同时在极其密集的交通条件下，保持或超过具有传统涂层的更强大的沥青层的特性。 国家沥青技术中心（NCAT）在进行测试后已经取得了这样的成果。

在美国阿拉巴马州Opelika的NCAT测试范围进行的第四个研究周期（2009-2012年）表明，在基于VPMS的沥青铺设的多边形实验部分中，轨道的深度平均比对照段少1/3痕迹（控制段上的层的厚度比实验层的厚度大18％）。 在基于VMPS和控制部分的沥青段上设置了由Superave [1]的一个工艺流程制造的涂层。

测试结果在奥本大学酒店和阿拉巴马州奥本迪克森会议中心的培训场（2012年2月28日至29日）的会议上公布。

填埋场的研究能力

NCAT测试轨道建于2000年。 其长度为2.7公里，轨道的形状为椭圆形。 该路线的目的是以60米的间隔进行加速测试，在此期间轨道在整个使用寿命内的折旧模拟2年。 测试地点允许工程师和研究人员测量，记录和分析涂层对高负荷的响应，以开发更经济有效的涂层。

提供场地用于研究赞助商，如联邦公路管理局（FHWA），国家运输部门和私人公司，以测试每个周期的路面混合物。 现场的建设，运营和研究是通过机构和私营公司的共同努力来资助的，每个公司都进行自己的研究项目。

最近研究周期的目的是涂层的结构和表面特性。 研究的准备工作包括重建或恢复17条路线（共46条）。 其中一个成为站点N7，沥青铺设在VPMS的基础上，由该部门的赞助商Kraton Performance Polymers开发的技术。

一个研究周期的持续时间是三年。 在此期间，可以建立或恢复场地，模拟货运两年，分析数据并准备报告。 目前，第五个研究周期计划在试验现场进行，未使用的部分（2012年春季）将被拆除，新建项目将于2012年夏末完工。 垃圾填埋场的推出计划于2012年8月完成。

极端负载，严峻考验

根据以下程序进行运动仿真：对垃圾填埋场的两段施加了1000万次等效估计轴向载荷（ESAL）8.2吨的循环2年。 卡车以2班的速度进行交通。 这些是8轴70吨卡车，拖车每天从5.00到23.00持续运动。 每辆五辆卡车每天乘坐约1100公里。

为了方便测试，现场安装了各种辅助设备：安装在沥青路面不同深度的热敏电阻，并连接到设施的自动气象站。 这些数据有助于评估每个站点的运行状况。 涂层与负载的反应是通过安装在某些深度的应变计和压力传感器来测量的。 沿整个路径安装的无线网络提供高速数据传输到主服务器。

每周，NCAT用双扫描激光轨距仪的惯性轮廓仪检查：测量每个车轮路径的粗糙度，右轮轨迹的宏观结构，每个测试段中每个车轮的轨迹。 采取其他测量：非破坏性密度和剖面。 每周冲击试验由落下载荷和偏转仪进行，并且还绘制了表面裂纹图。 每月进行摩擦测试（使用全尺寸摩擦记录仪）。 诚信和渗透性测试每四分之一举行一次。 用于确定每个涂层的压实的取样也是按季度进行的。

为了简化实验室和实地测量参数之间的相关性，NCAT工作人员在每个测试场地的施工期间在工厂选择大部分混合物，随后使用混合物制备样品进行实验室测试。 例如，用于基层的混合物进行疲劳试验（棒样品）和抗相载荷。 上层混合物通过动态模块试验，流动性，沥青分析仪和车轮滚动机组的试验，计算出不可逆变形的阻力。 上层的混合物也通过叠加测试，检查蠕变变形和拉伸，能量系数。 所有这些都可以确定混合物破裂的潜在能力。

结构参数调查

第四个NCAT测试周期包括扩展的现场研究（赞助者继续研究早期开始），新混合物涂层的研究，结构研究。 重建和恢复17个场地于2009年8月由比赛结果指定的承包商完成。 其中6个为结构测试设计，由六个交通运输部门主办。 其中有一个Kraton的网站。 切片上的涂层采用Superpave的热沥青混合料技术制成。 用于结构测试的层的厚度范围为175mm至140mm（Kraton部分），在225mm（其中高于150mm的高密度材料和刚性基材的基底）的一些部分中。 用于重建涂层的所有沥青都含有0.5％的抗添加剂。

Kraton（N7）现场的涂层采用VPMS制成，该层的厚度为140 mm。 粘合剂含有7.5％改性的苯乙烯 - 丁二烯 - 苯乙烯（SBS）聚合物。 控制部分的厚度为175mm，两个上层由3％SBS聚合物制成。

联邦路政署证实了聚合物改性的好处

用聚合物（例如三组分SBS共聚物）改性的粘合剂越来越多地用于制造HS（联邦道路管理信息）。 在2010年9月的技术报告[2]中，行政部门指出，改性粘合剂在低温高温下具有更高的刚性（韧性）特性，更符合Superpave级别沥青质量高的涩味规格[3] 。 这些规格与特定设施的环境和道路状况有关。 在PG指数（低温+高温等级）超过90（例如PG 70-22）的情况下，聚合物改性粘合剂通常被分类和使用。

此外，报告指出使用聚合物的优点：“比沥青混合物的纯粘合剂贵一些，热混合物中的聚合物改性收敛剂可以显着提高性能 - 减少车辙，减少疲劳开裂，减少温度开裂，特别是在条件下高负荷和艰难的气候条件。 根据特定地点（即地理条件）特定的成本和性能特征，在生命周期中基于聚合物改性粘合剂的混合物的成本可以显着低于具有未改性收敛剂的混合物的成本。

报告还说，经营这种涂料的经验是积极的，随着技术的发展，它不时有所变化。

克服聚合物施加的限制和铺设薄沥青路面

Kraton Performance Polymers开发了DGVC技术，以增加涂层的强度和抗车辙，凸起和开裂的能力，同时减少涂层的厚度。

为了对本产品进行现场试验，该公司在2009 - 2012年研究周期，连续发布了NCAT，在N7现场建造了一个140 mm厚的涂层。

用于粘合剂制剂中的改性SBS聚合物（7.5％）的含量是用于改性粘合剂的常规聚合物的量的1.5-2倍。

如果粘合剂中的聚合物的量高于该水平，则粘合剂的粘度增加，使得混合物变得非常难以制备，并且极难铺设在该位点上。 Kraton开发了SBS聚合物D0243，可与7.5％及以上的沥青粘合剂混合，而不增加粘合剂的粘度。

新聚合物的开发是公司研究人员与德国佛罗里达理工大学道路工程实验室（荷兰）的最大和最老的国家技术大学的专家在2004年开始的工作的延续。 研究的主要目的是找出是否可以通过SBS修改来延长路面基层的使用寿命和/或减少沥青涂层的厚度。

研究方法 - 沥青样品在四点弯曲疲劳和刚度试验，复杂机械试验撕裂和压缩。 评估了不同类型的聚合物（SBS）及其不同浓度。 疲劳试验表明，需要更大量的SBS聚合物来显着改变 沥青混合料 的性能。 从此开始，测试的最后阶段的目标是SBS含量为6％和7.5％的粘合剂。

沥青混合料的复杂机械试验显示，与未改性混合物相比，用SBS改性的混合物具有改进的特性。 结果还显示了基于改性和未改性粘合剂的涂层的断裂分布（累积的不可逆变形）的一些差异。 即使使用来自SBS改性沥青的较薄的涂层（150mm），损伤固定在比未改性沥青250-mm层的体积的4倍以上。 未改性，更强大的涂层比改性沥青的薄涂层显示出4.5倍的不可逆变形。

N7段建设，与控制区比较

测试点N7上的涂层由3层热混合物构成（表1）。 基于具有直径为19mm的花岗岩颗粒的混合物制备标称基底层（55mm）和中间层（55mm）。 顶层（30mm）基于花岗岩（9.5mm）的混合物制成。 所有三层由基于7.5％SBS含量的改性粘合剂的混合物制成。 混合物的配方，压实等参数与对照部位相似（粘结材料和层的厚度唯一的区别）。

控制部分S9的涂层总厚度为175mm，由三层构成，75mm的基部，70mm的中间层和30mm的顶层（表2）。 上层和中层由使用3％SBS改性的收敛剂的混合物制成。 在测试和控制部分中，根据SUPERPAVE方法[1]使用相同的材料制备混合物，然而在N7部分中，涂层比对照部分S9薄18％，所使用的粘合剂是HiMA而不是PG 76-22（在对照部分中使用） 。 这两个站点建立在一个刚性画布上。

结果：较小的深度计

测试现场的运输测试于2011年9月完成，当时相当于估计的轴向载荷，进行了1000万次的载荷。 NCAT工作人员进行专家研究并对收集的数据进行了检查。 在2012年2月的会议上，除了其他数据外，还提供了沿着车轮路径（轨道形成）的平均变形的信息：

- 涂层厚度为175mm的控制部S9的变形为7.1mm。 在具有144mm涂层厚度的N7（HiMA）部分中，轨道的深度为2.2mm。

- 现场N7的裂纹图并未显示涂层的任何裂纹。 由NCAT根据实际负载数据和基于测量的计算进行的分析，并考虑到棒材试样的疲劳耐久极限，表明N7中涂层的疲劳强度提高了一个数量级。 此外，涂层的特性可以比控制部分更好，包括从下向上的疲劳裂纹扩展的观点。

使用基于HiMA的混合物修复受损区域

在确保高性能特性的同时降低沥青涂层的厚度的能力是HiMA粘合剂的优点之一，并且已经在测试部位的相邻部分中被识别。

由俄克拉荷马州交通运输部主办的第N8节在2009 - 2012年研究周期中遭到破坏。 这不是本站记录的第一个伤害。

在2006-2009研究周期结束时， 在现场，广泛的疲劳开裂被注意到。 在施工N8段期间，承包商在1.2米的质量差的纸张上放置了250毫米厚的涂层，与控制部分的刚性网不同。

即使在施工阶段，俄克拉荷马州交通运输部也要求NCAT使用某种类型的土壤作为帆布，与俄克拉荷马州的土地类似，其承载力低。 涂层倒塌，损坏区域被修复：将顶层的125mm切掉，代替相同组成的混合物。 回收层也崩溃了，这次在2009 - 2012年研究周期的短短8个月内。 同时，6个实验地点和4个私人赞助的多边形站点未被确定为开裂。

在网站重复销毁后，NCAT的管理表明邻近部分N7表现良好，并建议使用基于HiMA粘合剂的混合物来修复N8部位，这将允许分析其在受损区域的行为。

俄克拉何马州交通运输部的代表同意从N7地点施用混合物，但对于基层，使用直径为9.5毫米的混合物（与上层混合物的组成相似，但厚度为55毫米）。 在重建期间，切割了145mm的损伤涂层，剩下约105mm的损坏的基层。 然后在HiMA的基础上放置145毫米的新混合物。

在铺设新的涂层后，卡车再次开车穿过N8节的维修部分，NCAT装置再次开始在实验场地记录数据。

在2011年9月，当在4个周期中的业务负载在2.7毫米固定深度N8部变形。 在直接比较可以看出，后4密尔。周期等效轴向载荷形成的，初始轨道和显著裂缝修补后而没有裂缝，最小计之后的修复希马·宾德的涂布后5.7密尔。等效轴向负载循环。 交通运输部将继续在俄克拉何马州2012 - 2014年周期内赞助这个网站。 监测涂层的操作特性。

结论

结果表明，在沥青混合物中使用高分子量的改性的聚合物粘合剂的甚至极端载荷下降低涂层的厚度。 这将提供特征要么相当或比在类似的材料和类似的颗粒大小来制备未改性的共混物的更好。

与himA的聚合物在2年内根据试验条件进行繁重的流量负荷热混合物的各种试验涂层，和在此期间，观察到小于1/3的应变水平对所述控制部的功能更强大的固定涂层上。

himA的聚合物也用于减小层厚度的构造修复导频的受损部分。 还有一个标记量规深度比对照区较小。

优良后测试，事实上，在区域使用himA的聚合物建成，到现在的时间是不固定的裂纹，它给我们希望新技术将超越了传统的，包括，在疲劳裂纹扩展的从下往上的方面。

文章：高度改性沥青粘合剂和减少的涂层厚度。

Apkalimov丹尼斯，有限责任公司“EPC”转子“