Konserwacja nawierzchni asfaltowych w tropikalnym klimacie Azji Południowo-Wschodniej: upał, deszcz i odmładzanie

Artykuł

15 września 2021 r

Tropikalny klimat Azji Południowo-Wschodniej stwarza jedne z najbardziej wymagających wyzwań dla nawierzchni asfaltowych. W artykule zbadano, w jaki sposób odmładzanie asfaltu wydłuża żywotność nawierzchni w takich warunkach.

Tropikalny klimat Azji Południowo-Wschodniej: trzy wyzwania dla nawierzchni asfaltowych

Tropikalny klimat Azji Południowo-Wschodniej – roczne temperatury 25–30°C, roczne opady 1500–3000 mm i wilgotność względna 75–90% – stwarza jedne z najbardziej wymagających wyzwań dla nawierzchni asfaltowych na całym świecie. Te trzy wyzwania objawiają się następująco. Po pierwsze, długotrwałe ciepło — temperatura powierzchni nawierzchni asfaltowej może latem osiągnąć 60–70°C, znacznie powyżej temperatury mięknienia bitumu, powodując powstawanie kolein — podłużne odkształcenie rowkowane — pod wpływem dużego ruchu. Po drugie, ulewne opady deszczu — intensywne, krótkotrwałe burze (w wielu miastach Azji Południowo-Wschodniej może padać 50–100 mm deszczu na godzinę) powodują powstawanie kałuż na powierzchni drogi, a woda pod obciążeniem przedostaje się na powierzchnię styku bitum-kruszywo, powodując szkody wodne, w tym dziury, zdzieranie i utratę kruszywa. Po trzecie, wysoka wilgotność i promieniowanie UV — wysoka temperatura i wilgotność przyspieszają oksydacyjne starzenie asfaltu, podczas gdy intensywne tropikalne promieniowanie UV dodatkowo sprzyja fotooksydacyjnej degradacji lekkich frakcji asfaltu. Łącznie te trzy wyzwania oznaczają, że projektowana trwałość nawierzchni asfaltowej w Azji Południowo-Wschodniej wynosi zazwyczaj jedynie 60–70% żywotności w regionach o klimacie umiarkowanym, podczas gdy budżety na utrzymanie są często mniejsze.

Kolejnictwo: problem numer jeden na nawierzchniach w gorącym klimacie

Kolejnictwo jest najczęstszym i najbardziej ekonomicznym problemem na nawierzchniach asfaltowych w Azji Południowo-Wschodniej. Pod wpływem długotrwałego ciepła lepkość asfaltu maleje, a nawierzchnia ulega odkształceniu plastycznemu pod wpływem powtarzającego się dużego obciążenia ruchem (samochody ciężarowe, autobusy), tworząc podłużne zagłębienia w torach kół. Szkodliwość kolein jest wielowarstwowa: po pierwsze, bezpieczeństwo – gdy głębokość kolein przekracza 15 mm, pojazdy mogą skręcać lub tracić kontrolę przy dużych prędkościach; po drugie, awaria drenażu – gromadzenie się wody w koleinach zwiększa ryzyko aquaplaningu podczas deszczu; po trzecie, uszkodzenia konstrukcyjne — ciągłe odkształcenie plastyczne przyspiesza zniszczenie zmęczeniowe podbudowy. Tradycyjną odpowiedzią jest użycie bitumu o dużej lepkości lub bitumu modyfikowanego (takiego jak bitum modyfikowany SBS), ale obie opcje zwiększają koszt materiału. Odmładzacz od FangService, poprzez funkcję „modyfikacji” w swoim systemie 3 w 1, po regeneracji tworzy trójwymiarową usieciowaną sieć, podnosząc elastyczny odzysk odmłodzonego asfaltu do ponad 85% pierwotnego asfaltu przy jednoczesnym zachowaniu niższych temperatur mieszania. Oznacza to, że w gorących warunkach Azji Południowo-Wschodniej odporność na powstawanie kolein odmłodzonej mieszanki asfaltowej nie jest niższa niż w przypadku konwencjonalnej mieszanki na gorąco, a koszt jest o 25–40% niższy.

Uszkodzenia spowodowane przez wodę: reakcja łańcuchowa od odklejenia interfejsu do dziur

Uszkodzenia spowodowane przez wodę są drugim co do wielkości problemem na nawierzchniach asfaltowych w Azji Południowo-Wschodniej, a ich rozwój jest reakcją łańcuchową. Krok pierwszy, infiltracja wody — w warunkach intensywnych opadów woda zastoinowa wnika w strukturę nawierzchni poprzez puste przestrzenie powietrzne mieszanki asfaltowej (zwykle 4-6%). Krok drugi, odklejanie warstwy asfaltowej — pod obciążeniem woda wytwarza ciśnienie hydrostatyczne na granicy asfalt-kruszywo, stopniowo niszcząc wiązanie pomiędzy warstwą asfaltu a powierzchnią kruszywa. Krok trzeci, utrata kruszywa — po uszkodzeniu wiązania cząstki kruszywa są przenoszone przez koła, tworząc dziury. Krok czwarty, rozszerzanie się dziur — woda w dziurach powoduje dalszą erozję otaczającego chodnika, tworząc większe obszary zniszczone. Odmładzacz od FangService wzmacnia wiązanie na styku asfalt-kruszywo poprzez trójwymiarową usieciowaną sieć, znacznie opóźniając początek uszkodzeń spowodowanych przez wodę. Zmierzone dane pokazują, że stosunek wytrzymałości zachowanej odmłodzonej mieszanki asfaltowej (wytrzymałość po 7-dniowym zanurzeniu w wodzie w stosunku do wytrzymałości na sucho) jest o 15-20% wyższy niż w przypadku konwencjonalnej mieszanki na gorąco.

Charakterystyka zasobów RAP i stan wykorzystania w Azji Południowo-Wschodniej

Kraje Azji Południowo-Wschodniej znajdują się na różnych etapach rozwoju recyklingu RAP. Poziom pierwszy — Singapur i Malezja: przy kompletnych systemach przechowywania zgodnych z RAP i standardach technicznych recyklingu zawartość RAP może osiągnąć 40–60%. Singapurski Urząd ds. Transportu Lądowego (LTA) wymaga, aby wszystkie główne projekty autostradowe oceniały wykonalność opcji recyklingu. Poziom drugi – Tajlandia, Wietnam, Indonezja: Recykling RAP istnieje, ale klasyfikacja jest niekompletna, a zawartość recyklingu wynosi zazwyczaj 20–30%. Trzeci poziom – Birma, Kambodża, Laos: Recykling RAP jest praktycznie zerowy, a głównymi przeszkodami jest brak sprzętu do kontroli przesiewowej i standardów technicznych. Niezależnie od poziomu, w którym znajduje się kraj, odmładzacz z FangService może być stosowany bezpośrednio — płynny koncentrat, przepompowywany przez istniejące systemy dodatków, nie wymagający specjalnego sprzętu. Dla krajów trzeciego poziomu oznacza to, że mogą pominąć ewolucję technologiczną, przez którą przeszły kraje rozwinięte – od oleju rozcieńczającego po regenerację molekularną – i bezpośrednio zastosować technologię regeneracji molekularnej drugiej generacji.

Przypadek terenowy: Sekcja testowa regeneracji drogi ekspresowej w Tajlandii

W ramach projektu renowacji dróg ekspresowych w Tajlandii dział inżynieryjny utworzył sekcję testową regeneracji 60% RAP w celu równoległego porównania z konwencjonalną sekcją mieszania na gorąco. Kluczowe dane: po pierwsze, źródłem RAP była nawierzchnia asfaltowa sprzed 15 lat, o zawartości bitumu około 5,5%, a temperatura mięknienia starzonego asfaltu wzrosła z pierwotnych 48°C do 65°C; po drugie, dawka odmładzacza wynosiła 8% masy bitumu RAP, a temperatura mięknienia po odmładzaniu spadła do 51°C (w granicach 3°C asfaltu pierwotnego); po trzecie, temperatura mieszania spadła ze 180°C do 130°C, zmniejszając zużycie paliwa o około 30%; po czwarte, po dwóch porach deszczowych na zregenerowanym odcinku było o 40% mniej dziur i o 30% mniejsza głębokość kolein niż na odcinku mieszanym na gorąco. Znaczenie tego przypadku polega na tym, że pokazuje, że w warunkach klimatu tropikalnego Azji Południowo-Wschodniej regeneracja asfaltu nie tylko dobrze sprawdza się w laboratorium, ale także wytrzymuje podwójną próbę gorąca i ulewnego deszczu na rzeczywistych drogach.

Decyzja dotycząca zamówienia: Punkty wyboru odmładzaczy dla projektów w Azji Południowo-Wschodniej

W przypadku nabywców projektów drogowych w Azji Południowo-Wschodniej wybór odmładzacza asfaltu wymaga szczególnej uwagi z uwzględnieniem następujących czynników. Po pierwsze, stabilność w wysokich temperaturach – sam odmładzacz nie może nadmiernie ulatniać się ani ulegać degradacji w wysokich temperaturach, a temperatura zapłonu powinna być odpowiednio wysoka (odmładzacz od FangService ma temperaturę zapłonu 231°C, znacznie powyżej temperatury mieszania 130-140°C). Po drugie, odporność na uszkodzenia spowodowane przez wodę – dostawcy powinni być zobowiązani do dostarczenia danych z testu Marshalla w zanurzeniu i testu dzielonego zamrażania i rozmrażania. Po trzecie, zgodność z lokalnym modyfikowanym bitumem — bitum modyfikowany SBS i bitum gumowany są szeroko stosowane w krajach Azji Południowo-Wschodniej, a środek odmładzający musi być kompatybilny z tymi modyfikowanymi bitumami. Po czwarte, stabilność dostaw — projekty w Azji Południowo-Wschodniej zazwyczaj mają napięty harmonogram, a kluczowymi czynnikami są lokalne zapasy i możliwości logistyczne dostawcy. Po piąte, wsparcie techniczne — zdolność dostawcy do zapewnienia pomocy w zakresie projektowania mieszanki na miejscu i wskazówek budowlanych. W przypadku projektów w Azji Południowo-Wschodniej wartość wsparcia technicznego na miejscu często przekracza cenę samego produktu. View the Asphalt Rejuvenator Supplier