Типы резины на авто: Какая летняя резина лучше — жесткая или мягкая?

Содержание

Какая летняя резина лучше — жесткая или мягкая?

Содержание статьи:

Собираясь приобрести покрышки для летнего сезона, стоит обратить внимание на состав резиновой смеси, ведь от него во многом зависит уровень комфорта. Автовладельцы нередко обсуждают, какая резина лучше подходит для лета — более мягкая или жесткая. У каждого типа есть свой набор преимуществ, на которых стоит остановиться подробнее.

Что влияет на жесткость покрышек

Главным фактором, который определяет мягкость шин, является состав компаунда — резиновой смеси. Покрышки производят из натурального или искусственного каучука либо их смеси, но до 40% состава резины составляют различные добавки. В смесь добавляют сажу, серу, смолы, некоторые кислоты и масла.Важность добавок сложно переоценить, ведь именно от них зависят характеристики шин: способность сопротивляться истиранию, упругость, умение поглощать вибрацию. Отдельные элементы вводят не для того, чтобы придать каучуковой смеси новые свойства, а для удешевления производства. Так получают покрышки бюджетного уровня, которые вполне успешно справляются со своей задачей.Изменение состава приводит к тому, что одни летние шины являются более мягкими, другие — жесткими. Какие лучше выбрать?

Плюсы и минусы жесткой резины

Чем более плотной является резиновая смесь, тем дольше прослужат выполненные из нее покрышки. Кроме того, жесткая летняя резина демонстрирует повышенную устойчивость к нагрузкам, деформациям, механическим повреждениям. Такие покрышки сложнее проколоть или порезать. К тому же, летние шины из жесткой резины значительно лучше ведут себя в жару.Сопротивление качению у колес этого типа невелико, а курсовая устойчивость выше, чем у мягких разновидностей, поэтому жесткую резину часто выбирают поклонники спортивного стиля вождения. Бонусом становится экономия топлива.Однако недостатки покрышек из плотной резины нередко оказываются настолько серьезными, что водители отказываются от их покупки. Чем жестче летняя резина, тем длиннее окажется тормозной путь. Не лучший уровень сцепления с дорожным полотном приводит сразу к нескольким последствиям: риску скольжения на мокрой трассе, менее быстрому разгону, повышенной нагрузке на ходовую. Последний «минус» важен для ценителей комфорта: в салоне будет довольно шумно, а избавиться от вибрации не удастся.

Мягкость — преимущество на дороге

Если производитель добавляет в резиновую смесь смолы, масла, жирные кислоты и сложные эфиры, покрышки приобретают мягкость. Полимер становится несколько менее прочным и быстрее изнашивается, поверхность легче повреждается, а сопротивление качению возрастает, приводя к повышенному расходу топлива. Несмотря на это, мягкие летние шины пользуются высоким спросом, ведь у них немало достоинств.Хотя покрышки истираются быстрее, они обеспечивают более длительный срок службы ходовой. Превосходный контакт с дорожным полотном обеспечивает почти мгновенный разгон и эффективное торможение.

Автомобиль слушается малейшего поворота руля, а при прохождении сложных участков как будто обтекает неровности дороги. Плавный ход сочетается с пониженным уровнем шума, так что в салоне будет более комфортно, что важно при дальних поездках. К тому же, более мягкий вариант резины окажется безопаснее ранней весной и поздней осенью, когда возникают кратковременные заморозки: колесо не «задубеет» и не станет проскальзывать при маневрах.

Тем, кто находится в поиске качественных покрышек, стоит заглянуть на сайт https://megawheel.ru/tyres/, где собраны качественные шины различной степени жесткости от известных мировых брендов. Менеджеры охотно проконсультируют по всем вопросам, связанным с выбором комплекта для грузового или легкового авто.

Похожее

comments powered by HyperComments

Таблица производителей автомобильных шин по странам и рейтингу

Шины определённо являются важнейшей частью автомобиля. Они не только влияют на безопасность, но и прибавляют колорит любому транспорту. С помощью них езда становится более спокойной, комфортной. Также шины помогают экономить. Они увеличивают интервал технического обслуживания и снижают расход топлива. Сейчас покрышки выпускаются практически всеми автомобильными компаниями. Поэтому рядовому водителю бывает трудно в них разобраться. Но решить эту проблему помогут наши эксперты.

Какие страны производят автомобильные шины

Как правильно выбрать автомобильные шины

Есть несколько критериев, на которые нужно обратить внимание.

  1. Посадочный диаметр. Чем же он так важен? Прежде всего шина монтируется на колёсный диск. Если размеры не совпадут- деньги на ветер. Считается он в дюймах и прописывается при маркировке после буквы R. Самые популярные — R13-R17.
  2. Сезон. Все знают, что есть летние шины, а есть зимние. Отличие в том, что зимние шины должны быть с шипами. Именно это обеспечивает безопасность поездки, так как шипы не дают машине скользить. Если же летом ездить на зимних шинах, то можно повредить дорожное покрытие, а также сама поездка будет менее комфортной. Это обусловлено тем, что машина будет идти тяжелее. Есть и всесезонные шины, однако они менее безопасны. Для маркировки зимних шин используются буквы M и S или же снежинка.
  3. Рисунок протектора. Далеко не все обращают внимание на рисунок протектора. А зря. По рисунку можно понять, какой протектор у данной шины: симметричный или несимметричный, направленный или ненаправленный. Если рассматривать вопрос выбора с точки зрения техники, то лучше всего подойдёт направленный протектор. Такой вид лучше всего отводит воду из пятна контакта. Из минусов можно выделить цену такой покрышки. Именно поэтому чаще всего выбирают симметричные ненаправленные шины.
  4. Ширина шины. В маркировке она обозначается в миллиметрах. Подбирается под колёсный диск. Что же выбрать: наиболее узкий вариант или широкий? Выбор зависит от конкретных пожеланий водителя. Широкая покрышка влияет на пятно контакта с дорогой — увеличивает его площадь. Соответственно, сцепление становится лучше. Узкие варианты, в свою очередь, облегчают вес автомобиля, что уменьшает расход топлива. Стоит отметить, что узкая “автомобильная обувь” проходит намного легче по заснеженным и грунтовым дорогам, чем широкие “собратья”.
  5. Высота профиля. Эта характеристика наиболее сложная, но не менее важная, чем остальные. В маркировке она написана после знака дроби. Она вычисляется с помощью отношения высоты на ширину. Считается в миллиметрах, но в конечном варианте переводится в проценты. Если сравнить высокопрофильные и низкопрофильные варианты, то первые выигрывают в комфорте и устойчивости к повреждениям. Вторые же превосходят “коллег” в управляемости. Они больше подойдут для городов с хорошими дорогами.
  6. Индекс нагрузки. Каждая шина имеет предельную грузоподъёмность. Указание на это стоит искать после посадочного диаметра. Но для того, чтобы перевести значение в более привычные килограммы, нужно воспользоваться специальной таблицей. Например, число 88 говорит о максимальной грузоподъёмности в 560 кг.
  7. Индекс скорости. Шины также имеют ограничения скорости. Перевести то, что указано на покрышке в км/ч можно с помощью специальной таблицы. Считается, что более скоростные варианты прочнее остальных. Но это далеко не всегда так. Точнее всего прочность можно определить по общим значениям всех критериев.

На какие компании стоит обратить внимание

При составлении рейтинга большинство компаний, выпускающих шины можно подразделить на 3 большие группы. Эти группы зависят от известности и репутации каждого производителя шин.

  1. Огромные концерны с производством по всему миру. Именно поэтому их продукцию так легко найти практически в каждой стране. сами шины считаются наиболее качественными. Но при этом цена часто оставляет желать лучшего. К таким компаниям можно отнести: Continental (Германия), Michelin (Франция), Goodyear (США) и др.
  2. Представители второй группы чаще всего являются дочерними предприятиями крупных компаний. Плюс заключается в том, что имея хорошую “материнскую” компанию, такие предприятия выставляют относительно разумную цену. При этом качество в большинстве случаев не страдает, так как они соответствуют всем внутренним и международным требованиям. В этот список входят: Gislaved (Continental), Firestone (Brigestone), Nordman (Nokian), BFGoodrich (Michelin).
  3. К данной группе относятся те компании, которые ещё практически неизвестны, но их качество уже начинает набирать обороты. Например, Nexen (Корея), Maxxis (Тайвань), Triangle (Китай), Кама (Россия), Viatti (Россия) и многие другие. В таких случаях нужно убедиться в том, что каждая покупаемая модель соответствует всем заявленным требованиям.
Страны и производители автомобильных шин

Нужно понимать, что у каждой “обуви” есть свои плюсы и минусы. Поэтому, при выборе нужного варианта стоит опираться на собственные пожелания. К тому же нужно убедиться в том, что шины соответствуют современным международным стандартам качества. Иначе, можно потерять свои деньги.

( 1 оценка, среднее 5 из 5 )

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Из чего и как делают резину для колес вашего автомобиля - 4КОЛЕСА

Сегодня я же хочу поговорить об резине или шинах. Из чего их делают и какой они проходят путь до наших прилавков. Многие ошибочно думают – что в основе всего лежит нефть, многие даже уверенны – что ее там под 90%, однако это не совсем так. НА заре своего появления шины были продуктом природы практически на 100% …

Прежде чем рассказать вам о современных шинах, позвольте копнуть в историю и рассказать про резину на заре ее производства.

Что такое каучук?

ДА будет вам известно – что основной компонент резины делается из каучука, а это очень даже природный материал который добывают из каучуковых деревьев. В южной Африке такие деревья существуют очень давно, даже сложно подсчитать их возраст. Однако Европейцы познакомились с ними в 16 веке, когда вернулся на родину Христофор Колумб.

Если разложить слово «КАУЧУК» на составляющие, то получается «КАУ» – растение, дерево, «УЧУ» – плакать, течь. ТО есть если дословно перевести то это «плачущее дерево», с языка индейцев племени реки Амазонки. Однако есть и научное название – «КАСТИЛЬЯ», произрастает оно на берегах реки Амазонки в непроходимых джунглях.

«КАСТИЛЬЯ» очень высокое дерево вырастет оно 50 метров в высоту и цветение продолжается круглый год.

В коже, листьях и соцветиях, очень много так называемого млечного сока, который содержит натуральный каучук. Из-за того что эти деревья очень большие, зачастую происходили обрывы веток или цветов и в месте прорыва дерево «плакало» таким соком.

Второй по содержанию этого сока является дерево – «ГЕВЕЯ», которое также вырастает до 40-50 метров. Когда растение набирает силу, и доходит до возраста в 9-10 лет, у него на стволе делают насечки в форме буквы «V» из которой и начинает сочиться натуральный каучук. При воздействии воздуха он становится тягучим.

Это два основных растения, которые дают натуральные каучуки. В средней Азии, а также на берегах южной Америки, Бразилии, Перу, острове Шри-Ланка есть целые плантации таких  деревьев, которые существуют только с одной целью – добывание этого сока! Это уже давно налаженный бизнес.

В пятерку «популярных» также входят растения: «МАНИОКА», «САЛЬНОЕ ДЕРЕВО» и кустарник «ИН-ТИЗИ». Все они являются источниками для последующего производства резины.

Как я писал, выше каучук был привезен в Европу очень давно, но вот на первое его использование решился – К.МАКИНТОШ, не путать с компьютерами от «APPLE», он впервые пропитал плащ от дождя этим составом, благодаря чему тот получился практически не промокаемым. В холодную погоду он становился плотным и не промокаемым, а вот в жару становился немного «липковатым». Нужно отметить, что МАКИНТОШ подсмотрел этот метод у индейцев с Амазонки, те уже несколько веков пропитывали свою одежду, а также растения нужные для производства крыш домов именно каучуком – характеристики водонепроницаемости намного увеличивались.

Так что появлению резины мы косвенно обязаны – индейцам Амазонки! Посмотрите короткий ролик.

Производство резины

Ну вот мы и подошли до самого интересного до производства самой резины, и это не обязательно колеса автомобиля, резина сейчас применяется везде, даже в резинках для волос.

После того как соберут сок каучука, он еще очень далек от производства резины. Изначально из него производят латекс, это промежуточное звено. Однако чистый латекс сейчас применяется везде, начиная от медицины, заканчивая промышленностью.

Сок наливают в большие чаны и перемешивают в больших чанах с кислотой, обычно в течение 10 часов. После чего он затвердевает. Это уже и есть латекс.

После его пропускают через специальные валы, таким образом, убирая лишнюю влагу. Получается длинная и достаточно широкая лента.

Эту ленту запускают под специальные ножи и измельчают ее. Если посмотреть на этот состав, то это похоже на пережаренный омлет.

Эту воздушную массу, обжигаю в больших печах под воздействием достаточно высоких температур – 13 минут. Теперь он получается эластичным и похожим на бисквит, его прессуют блоками и отправляют на производство.

Конечно в сетях вы не найдете точной формулы производство резины и тем более шин, все это держится в строгом секрете. Однако суть процесса не изменилась за последние 100 лет и всем давно известна.

Чтобы сделать резину, нужно взять эти брикеты латекса и подвергнуть их вулканизации. Также добавляется в этот состав сера и другие «скрытые» ингредиенты. Все это добавляют в специальный котел, нагревают, перемешивают и после таких манипуляций уже и появляется резина.

Как только она разогрета до 120 градусов, ее раскатывают специальными валами, до тонких полос. Там же она и охлаждается.

После эти полоски резины идут на производство колес, читайте статью.

 

Современная резина для шин

В современном мире шины для колес, делаются в основном из резины. Но она может быть не только натуральной, но и синтетической. Да сейчас научились производить синтетические каучуки. Каучук имеет в составе самую большую долю, обычно это – 40-50% от общей массы.

Далее в резину добавляют сажу (или технический углерод). В массовой доле колеса его примерно 25-30% от общей массы. Его добавляют для большей прочности конструкции, а также для выдерживания высоких температур. Сажа как бы скрепляет молекулы каучука делая их намного прочнее, они легко выдерживают трение и температуры при экстренных торможениях. Без этого углерода (сажи) шины ходили бы раз в 10-15 меньше.

Следующая добавка – это кремниевая кислота. Некоторые производители заменяют ей углерод, так как она дешевле и обладает высокими свойствами для сцепления молекул. Однако другие от нее напрочь отказываются, констатируя что она дает недостаточную износостойкость! Однако если все же проанализировать состав многих ведущих компаний, то она присутствует в составе, она улучшает сцепление на мокрой дороге. Информация разнится, сколько ее добавляют, но если вывести среднюю составляющую примерно 10%.

Еще одни добавки это смолы или масла. Их больше в зимней резине и меньше в летней, они придают «смягчающую роль» резине, не дают ей быть такой «дубовой». Особенно это важно для зимних вариантов. Добавление около 10-15%.

НУ и последнее и очень важное это специфические секретные составы производителя, их также около 10%, но они могут очень сильно изменить параметры готовой шины. Держатся они понятно в строгом секрете.

Справедливости ради стоит отметить что есть еще и металлически-нитевидный каркас, но я его здесь не буду упоминать, все же это немного другая история.

Именно так делают резину (шины) для колес наших автомобилей. Синтетические каучуки хоть и применяются, но они пока не могут потягаться с природными, так что глобальные изменения в строении шин еще долго не предвидятся.

Сейчас полный ролик, в нем найдете ответ – что лучше синтетический или природный материал.

 

Источник

Какие бывают типы резиновых перчаток? (с иллюстрациями)

Существуют различные типы резиновых перчаток, которые используются в различных сферах, в зависимости от того, насколько долговечны перчатки. Самым популярным из них является латекс, который обычно используется в медицине. Нитрил также используется в медицине, но не в хирургии.

Резиновые перчатки можно использовать в доме для защиты рук при чистке различных поверхностей.

Латекс - самый популярный и известный из всех видов резиновых перчаток. Латекс прочный, эластичный и устойчивый к скольжению. Кроме того, он устойчив к протечкам и разрывам, что делает его идеальным для медицинских работников и часто используется в хирургии. Они исключительны во влажных условиях и обеспечивают большую чувствительность при использовании инструментов и инструментов. Латексные перчатки также немного липкие, что еще больше увеличивает чувствительность пользователя.

Латексные перчатки часто используют медсестры и врачи.

Хотя латексные перчатки устойчивы к химическим веществам и болезням, связанным с жидкостями, все больше и больше людей заболевают аллергией на латекс. Латекс - это натуральный продукт, и белок, из которого он состоит, может вызывать побочные реакции.Некоторые из этих перчаток напудрены, и этот порошок может действовать как переносчик белка и вызывать аллергические реакции.

Нитрил - альтернатива латексу. Нитрил - это синтетический материал, поэтому он не содержит белка. Следовательно, нитриловые перчатки не вызывают аллергии у людей. Нитрил взаимодействует с теплом руки пользователя, обеспечивая плотное прилегание. Это идеально подходит для повышенной чувствительности.

Перчатки из нитрилового каучука также мягкие и устойчивы к воздействию химикатов, как латекс.Однако его способность сопротивляться жидкостям не так документирована, как латекс. Нитрил подходит для автомобильной и промышленной областей. Он также используется в правоохранительной, стоматологической и фармацевтической сферах.

Резиновые перчатки часто используются не только в медицинской, автомобильной и правоохранительной отраслях, но и в домашних условиях. Перчатки для мытья посуды защищают руки от воды и жира. В последнее время перчатки для мытья посуды включают губки на ладони и пальцы, чтобы улучшить моющие способности. Производители также переосмысливают дизайн перчаток и делают их более модными.

Чистящие перчатки используются по всему дому для очистки различных бытовых поверхностей.Они часто сделаны из латекса, а некоторые из них имеют антибактериальную обработку, чтобы подавить рост бактерий. Эти резиновые перчатки часто имеют сложенные рукава, в которые собираются химикаты и жидкости, чтобы они не попадали в руку. Некоторые перчатки для очистки даже добавляют губки для мытья рук на пальцы и ладони, чтобы облегчить очистку.

Резиновые перчатки продаются трех марок: медицинские, повышенного риска и полезные.

типов резины - Большая химическая энциклопедия

Тип резины Drilco. См. Рисунок 4-169 и Таблицу 4-102 [56]. Удар поглощается эластометром, расположенным между внутренним и внешним цилиндрами. Этот амортизирующий элемент вулканизирован на стволах.Крутящий момент должен передаваться от внешнего ствола к внутреннему. Этот инструмент способен поглощать удары в осевом или радиальном направлениях. Нет необходимости поглощать удары крутящего момента, потому что бурильная колонна сама по себе действует как очень хороший амортизатор, поэтому критические удары происходят в осевом направлении. Эти инструменты нельзя использовать при температуре выше 200 ° F. Хотя они производят небольшой ход, демпфирующий эффект хороший [56]. [Pg.813]

Папке Н. и Каргар-Кочиш Дж., Термопластический эластомер на основе компатибилизированной смеси поли (этилентерфталата). Влияние типа каучука и динамического отверждения.Polymer, 42, 1109, 2001. [Pg.156]

В ацетоновом экстракте из соединения для шланга неопрен / SBR Латтимер и др. [92] выделил диоктилфталат (m / z 390), ди (r-октил) дифениламин (m / z 393), 1,3,5-трис (3,5-ди-f-бутил-4-гидроксибензил) -изоцианурат m / z 783), углеводородное масло и парафиновый воск (многочисленные молекулярные ионы в диапазоне m / z 200-500) с помощью FD-MS. Поскольку сшитые каучуки нерастворимы, необходимо проводить более сложные процедуры экстракции (Глава 2). Обычно используется метод Динсмора и Смита [257] или его модификация.Затем масс-спектрометрия (и другие аналитические методы) используются для характеристики различных фракций каучука. Масс-спектральная идентификация многочисленных антиоксидантов (затрудненные фенолы и ароматические амины, например фенил- / -нафтиламин, 6-додецил-2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин, бутилированный бисфенол-A, HPPD, поли -TMDQ, ди- (трет-октил) дифениламин) в экстрактах каучука с помощью прямого зонда EI-MS с программируемым нагревом [252]. Основная проблема, о которой сообщалось, заключалась в большом количестве ионов, возникающих из углеводородного масла в рецепте.В более ранних работах масс-спектрометрия использовалась для качественной идентификации летучих АО в образцах листов SBR и вулканизатов каучукового типа после экстракции полимера ацетоном [51,246]. [Pg.411]

Следовательно, эта книга была составлена ​​для использования в качестве краткого справочника. Он включает в себя глоссарий терминов, таблицы технических данных, а для тех, кому требуется более подробная информация, есть более подробные текстовые разделы, охватывающие основные типы каучуков, ингредиенты смесей и оборудование, используемое в наиболее распространенных процессах.[Стр.5]

Целлюлозные волокна, произведенные из твердых пород древесины, с различной химической обработкой поверхности для обеспечения совместимости с каучуками, могут использоваться для производства высокомодульных вулканизатов. Связь между резиной и волокнами создается во время вулканизации. Эти волокна можно использовать для усиления экструдированных шлангов, ориентируясь по направлению потока. Доступен ряд волокон, совместимых с различными типами резины. [Стр.148]

Нормальная ромбическая сера имеет разную степень растворимости в разных типах резины.В NR и SBR необходимая для сшивки пропорция растворяется относительно быстро при комнатной температуре. В стереоспецифических каучуках, таких как полибутадиен и нитрил, он не так легко растворяется. Как и следовало ожидать, растворимость серы в каучуке увеличивается с повышением температуры. [Стр.161]

Характерным свойством эластомеров является их каучуко-эластичное поведение. Их температура размягчения ниже комнатной. В невулканизированном состоянии, то есть без сшивания молекулярных цепей, эластомеры пластичны и термоформованы, но в вулканизированном состоянии - в определенном температурном диапазоне - они упруго деформируются.Вулканизация переводит натуральный каучук в эластичное состояние. На рынке известно и доступно большое количество типов синтетического каучука и эластомеров. Они обладают рядом специально улучшенных свойств по сравнению с сырой резиной, некоторые из них обладают значительно улучшенной эластичностью, устойчивостью к нагреванию, низким температурам, атмосферным воздействиям и окислению, износостойкостью, устойчивостью к различным химическим веществам, маслам и т. Д. [Стр.174] Систематические исследования взаимосвязи между сетчатой ​​структурой и заместителями в крафт-лигнине при взрыве пара показали, что лигнин-содержащие сети могут быть модифицированы новыми способами, ср.например (80). Кроме того, упрочнение стекловидных структурных термореактивных материалов может быть достигнуто путем включения различных компонентов мягких сегментов типа полиэфира и каучука в сетчатую структуру полимера. [Стр.205]

Прочность на разрыв, модуль при заданном удлинении и относительное удлинение при разрыве зависят от типа резины и типа армирующего наполнителя и ... [Стр.12]

Это свойство зависит от размера частиц наполнителя и нагрузки наполнителя . Более высокая загрузка наполнителя снижает упругость. Тип резины играет здесь большую роль, поскольку никакой синтетический каучук не может сравниться с характеристикой высокой упругости натурального каучука.[Pg.13]

Рис. 11. Кривые напряжение-деформация для твердых тел Гука, материалов типа резины и растяжимых биологических веществ (адаптировано из ссылки 57).
Звуковой модуль упругости. Если разветвление трещин или трещин является действующим механизмом упрочнения, ударная вязкость должна быть напрямую связана с разницей звуковых скоростей в матричной и дисперсной фазах. Эксперименты для подтверждения этого эффекта были проведены с использованием трех коммерческих смол ABS.Они были отобраны для представления трех основных типов каучуков, встречающихся в продаже: каучук на основе сополимера акрилонитрила и бутадиена, каучук из бутадиена с привитым сополимером стирола и акрилонитрила и блок-полимер ... [Стр.111]

При исследовании устойчивости резины к истиранию, Тестер Мартиндейла используется для сравнения различных образцов резины. Пять типов каучуков были испытаны в пяти циклах на четырех позициях тестера. План эксперимента для пяти типов резины и пяти циклов испытаний представляет собой квадрат Юденса, показанный в таблице 2.85 ... [Pg.256]

Обработка типа резины Блок цикла испытаний Сумма ... [Pg.257]

Другие силаны, содержащие амино, серу, галогеновые или фенильные группы, также применяются с различными типами резины, например резюмировано в таблице 8.7.55 ... [Pg.169]

Механизм ускоренной вулканизации серы EPDM, вероятно, аналогичен механизму высоконенасыщенных полидиеновых каучуков. Вулканизация EPDM была изучена с упором на характеристики отверждения, а также механические и эластичные свойства сшитого EPDM.Практически не были опубликованы какие-либо спектроскопические исследования химии сшивания EPDM, не только из-за проблем, обсуждаемых в разделе 6.1.3, но также из-за низкого количества ненасыщенности EPDM по сравнению с чувствительностью аналитических методов. Например, высокотемпературная твердотельная 13С ЯМР-спектроскопия с прядением под магическим углом для сшитого EPDM просто позволяет идентифицировать тип каучука, но спектроскопических доказательств наличия сшивок не обнаружено [72]. [Pg.216]

Смеси для трансплантатов. Свойства полимеров типа АБС, включающих смеси терполимерных смол и привитых каучуков, показаны в таблице IV. Как и в случае с нитрильными каучуками, наблюдается заметное увеличение ударной вязкости при заданном уровне каучука, когда DBPF присутствует в обеих фазах (смеси 1 против 3 и 2 против 4). [Pg.557]

Рисунок 14.6 Морфология частиц резины в массе АБС в зависимости от типа резины ...
Использование модификаторов удара ядро-оболочка в сочетании со стирол-гидрированными полибутадиеновыми блок-сополимерами в sPS описано Rohm и Haas [24].Сердцевина первого типа состоит из полибутадиена или его сополимера, оболочка состоит преимущественно из полистирола. Ром и Хаас обнаружили, что присутствует синергетический эффект и что ударная вязкость с надрезом по Изоду выше, когда используются оба типа резины вместо одного. [Pg.424]
На рисунке 19. 13 показаны динамические механические свойства такой смеси sPS со смесью Kraton G 1651 (15%) и частиц микросуспензионного каучука (20%), состоящих из 60% бутилакрилатного (BA) ядра. с привитой 40% стирольной оболочкой (S // BA).Температуры стеклования фаз Кратона (-60 ° C) и бутилакрилата (-45 ° C) можно легко отличить друг от друга. Электронно-микроскопическое изображение такого изделия после деформации показано на рисунке 19.14. Показан отожженный образец, поскольку два типа резины различимы лучше, чем в неотожженном образце. Как и ожидалось, преобладают трещины и пустоты в частицах резины. Продукт имел следующие значения ударной вязкости с надрезом (ISO 179 / eA), полученный литьем под давлением (температура формы 80 ° C) 6.3, литье под давлением (140 ° C) 4,0 и отожженное 3,7 кДж / м2.
INTEX RFL 31 - это комбинированный продукт для грунтовки различных веществ при ламинировании изделий из резины. [Pg.407]

Смеси гексогена или тэна, смешанные с полимерами каучукового типа и пластификаторами, могут быть свернуты в резиновые прокладочные листы. Листы сохраняют свой размер -... [Pg.53]

Храните спички и укомплектованные запальные устройства во влагонепроницаемых контейнерах, таких как пластиковые или резиновые пакеты, до момента их использования.Влажные или мокрые бумажные книжные спички не воспламеняются. Длина предохранителя не должна превышать 12 дюймов (30 см) для удобства хранения. При необходимости их можно подсоединить к основным предохранителям. [Pg.314]

Вторая листовая облицовка также изготовлена ​​из фторуглерода - халара, но полностью сделана из этого основного материала. Хотя этот материал довольно дорогой, он, вероятно, имеет лучшую общую химическую стойкость из всех доступных листовых покрытий. Он приклеивается к подложке с помощью клея резинового типа, и хотя Halar может выдерживать температуру поверхности 300 ° F и выше без повреждений, использование листа должно быть ограничено диапазоном 220 ° F из-за теплового ограничения эластомерный клей.Стыки стыкуются, обрабатываются приспособлениями для приема сварной полосы, а затем узкая полоса запаивается поверх стыка. Полные данные о материале, его способе монтажа и химической стойкости можно получить у производителя. [Стр.129]

Для конкретного каучука растворимость газа увеличивается с увеличением молекулярной массы газа, а также больше для газов с повышенной полярностью. На растворимость также влияют температура и тип резины. Растворимость данной группы газов следует аналогичной схеме, но имеет тенденцию к снижению по мере увеличения параметра растворимости каучука.[Pg.86]


Обзор использования резиновой крошки для армирования асфальтового покрытия

Огромной проблемой, влияющей на загрязнение окружающей среды, является рост транспортных средств изношенных шин. В попытке уменьшить масштаб этой проблемы, модификатор резиновой крошки (CRM), полученный из отработанной резины покрышек, вызвал интерес в армировании асфальта. Использование резиновой крошки для армирования асфальта считается разумным решением для устойчивого развития за счет повторного использования отходов, и считается, что модификатор резиновой крошки (CRM) может быть альтернативным полимерным материалом для улучшения эксплуатационных свойств горячего асфальта. В этой статье будет представлен и обсужден критический обзор использования резиновой крошки для армирования асфальтового покрытия. Он также будет включать обзор влияния CRM на жесткость, колейность и сопротивление усталости дорожного покрытия.

1. Введение

Автодороги являются неотъемлемой частью транспортной инфраструктуры. Инженеры-дорожники должны учитывать потребности основных пользователей в безопасности и экономии. Для достижения этой цели проектировщики должны учитывать три основных требования, которые включают факторы окружающей среды, транспортный поток и материалы для асфальтовых смесей [1–3].В асфальтобетоне (AC) битум в качестве связующего выполняет две основные функции в дорожном покрытии: во-первых, он прочно удерживает заполнители, а во-вторых, действует как герметик от воды. Однако из-за некоторых проблем, таких как усталостное разрушение, характеристики и долговечность битума сильно зависят от изменений его характеристик со временем, что может привести к растрескиванию дорожного покрытия [2]. В общем, повреждения дорожного покрытия связаны с асфальтовым вяжущим (битумом) и свойствами асфальтовой смеси. Колейность и усталостное растрескивание являются одними из основных нарушений, которые приводят к необратимому разрушению поверхности дорожного покрытия.Однако динамические свойства и долговечность обычного асфальта недостаточны для противодействия повреждениям дорожного покрытия. Следовательно, задача современных исследователей и инженеров асфальта заключается в поиске различных видов модифицированного полимерами асфальта, таких как резиновая крошка [3]. Термин «усиленные покрытия» относится к использованию одного или нескольких усиливающих слоев в структуре дорожного покрытия. Еще одно применение армирования дорожного покрытия - использование армирующих элементов в асфальтовых покрытиях для обеспечения адекватной прочности на растяжение асфальтового слоя и предотвращения разрушения дорожного покрытия, таких как отраженное растрескивание.Таким образом, разница между двумя приложениями заключается в том, что первое приложение используется как мера для преодоления аварийного разрушения, которое уже произошло в дорожном покрытии, а второе приложение используется в качестве меры для предотвращения существования такого разрушения. Модификация / усиление асфальтового вяжущего возможна на разных этапах его использования, либо между производством вяжущего и процессами смешивания, либо перед производством смеси для дорожного покрытия [4]. По данным Larsen et al. [5] битумная модификация обеспечивает связующим с: (i) достаточным увеличением консистенции покрытия при самых высоких температурах для предотвращения пластической деформации, (ii) повышением гибкости и эластичности связующего при низкой температуре, чтобы избежать деформации трещин и потери сколов. , (iii) улучшение адгезии к битуму в агрегаты, (iv) улучшенная однородность, высокая термостабильность и устойчивость к старению, что помогает снизить твердение и начальное старение связующих во время смешивания и строительства.

Во всем мире существует много добавок, используемых в качестве армирующего материала в асфальтобетонных смесях, среди которых используется CRM [3, 4]. В этом документе будут представлены критерии проектирования асфальтового покрытия, а также будет представлен и обсужден значительный обзор использования резиновой крошки для армирования асфальтового покрытия. Он также включает обзор влияния CRM на жесткость, колейность и сопротивление усталости дорожного покрытия. Чтобы понять технологию армирования асфальт-каучуком, будут проиллюстрированы свойства асфальта и характеристики резиновой крошки.

2. Проектирование асфальтового покрытия

Проектирование асфальтовой смеси включает в себя выбор и подбор материалов для получения желаемых свойств в готовом продукте. Асфальтобетон (AC) разработан с учетом устойчивости к колейности, усталости, растрескиванию при низких температурах и другим повреждениям. К серьезным повреждениям, связанным с асфальтовым покрытием, относятся растрескивание, возникающее при средних и низких температурах, и остаточная деформация, возникающая при высоких температурах. Эти повреждения сокращают срок службы дорожного покрытия и повышают затраты на техническое обслуживание [6].Асфальтовый цемент связывает частицы заполнителя вместе, повышая стабильность смеси и обеспечивая сопротивление деформации при индуцированных напряжениях растяжения, сжатия и сдвига. Характеристики асфальтовой смеси зависят от асфальтобетонного цемента, заполнителя и его объемных свойств. В последние годы наблюдается стремительный рост использования добавок в асфальтобетонные смеси для улучшения его свойств. Асфальтовые дорожные покрытия определяются как слои асфальта, связанные с гранулированным основанием.Из-за этого вся конструкция дорожного покрытия прогибается из-за транспортных нагрузок, поэтому эти типы покрытий известны как гибкие покрытия. Гибкая конструкция дорожного покрытия состоит из различных слоев материалов. В основном структура дорожного покрытия делится на три слоя, а именно: битумное покрытие (поверхностный слой), дорожное основание (базовый слой) и подоснование [6], как показано на рисунке 1.


Гибкие покрытия могут иметь один из три типичных геометрии поперечного сечения, как показано на рисунке 2.На краю покрытия между краем покрытия и прилегающим грунтом существуют две силы: вертикальное трение, и боковое пассивное давление,. Сила трения () зависит от относительного движения, коэффициента трения и бокового пассивного давления. Боковое пассивное давление () варьируется в зависимости от типа почвы и веса почвы, на которую наносится дорожное покрытие. Как показано на Рисунке 2 (а), клин почвы небольшой, и двумя силами (и) можно пренебречь. С другой стороны, как показано на рисунках 2 (b) и 2 (c), силы трения и пассивные силы могут быть значительными, и край покрытия может перемещаться в поперечном и вертикальном направлении [7].

Асфальтобетон (АС) должен иметь высокую жесткость, чтобы противостоять остаточной деформации. С другой стороны, смеси должны иметь достаточное растягивающее напряжение в нижней части асфальтового слоя, чтобы противостоять усталостному растрескиванию после многих нагрузок. На рис. 3 представлена ​​ориентация главных напряжений относительно положения нагрузки колеса качения [8].


Общей целью проектирования смесей для дорожного покрытия является определение экономичной смеси и градации, а также асфальтового вяжущего, которое позволит получить смесь, имеющую достаточное количество связующего для обеспечения прочного покрытия, достаточной устойчивости, достаточных пустот в общей уплотненной смесь для обеспечения небольшого дополнительного уплотнения при нагрузке без промывки и достаточной удобоукладываемости, чтобы обеспечить эффективное размещение смеси без разделения [9].

Повышенный спрос на шоссейные дороги может снизить их прочностные характеристики и сделать дороги более подверженными постоянным повреждениям и поломкам. Как правило, на эксплуатационные свойства дорожного покрытия влияют свойства битумного вяжущего; Известно, что обычный битум имеет ограниченный диапазон реологических свойств и долговечности, которых недостаточно, чтобы противостоять повреждениям дорожного покрытия. Поэтому исследователи битума и инженеры ищут различные типы модификаторов битума.Существует множество процессов модификации и добавок, которые в настоящее время используются в модификациях битума, таких как стирол-бутадиенстирол (SBS), стирол-бутадиеновый каучук (SBR), этиленвинилацетат (EVA) и модификатор резиновой крошки (CRM). Использование коммерческих полимеров, таких как SBS и SBR, в строительстве дорог и тротуаров увеличит стоимость строительства, поскольку они являются очень дорогими материалами. Однако использование альтернативных материалов, таких как модификатор резиновой крошки (CRM), определенно будет экологически выгодным, и не только может улучшить свойства битумного вяжущего и его долговечность, но также потенциально может быть экономически эффективным [10–12 ].

3. Исторический эксперимент использования резиновой крошки в дорожных покрытиях

В 1840-х годах самые ранние эксперименты включали включение натурального каучука в асфальтовое связующее для улучшения его технических характеристик. Процесс модификации асфальта с использованием натурального и синтетического каучука был введен еще в 1843 году [13]. В 1923 году модификации натурального и синтетического каучука в асфальте были дополнительно усовершенствованы [14, 15]. По словам Йилдирима [15], разработка асфальт-каучуковых материалов, используемых в качестве герметиков, заплат и мембран, началась в конце 1930-х годов.Первая попытка модифицировать асфальтовые связующие путем добавления каучука была предпринята в 1898 году Гаудмбергом, который запатентовал процесс производства асфальтовой резины. Затем Франция получила признание за строительство первой дороги с покрытием из модифицированного асфальтовой крошкой резиновой крошки [2].

В 1950 году сообщалось об использовании утильных шин в асфальте [16]. В начале 1960-х годов Чарльз Макдональд, работавший главным инженером по материалам в городе Феникс, штат Аризона, обнаружил, что после завершения смешивания резиновой крошки с первичным асфальтовым цементом и предоставления ему возможности перемешиваться в течение 45–60 минут, появились новые свойства материалов.Резиновые частицы набухали в размере при более высоких температурах, что позволило увеличить концентрацию жидкого асфальта в дорожных смесях [17]. Применение модифицированного каучуком асфальта началось на Аляске в 1979 году. Сообщается о укладке семи прорезиненных покрытий общей протяженностью 4 км с использованием сухого процесса Plus Ride в период с 1979 по 1981 годы. Были описаны характеристики этих разделов в отношении смешивания, уплотнения, долговечности, усталости, стабильности и текучести, а также сцепления шин с дорогой и сопротивления скольжению.Асфальтовый каучук с использованием мокрого процесса впервые был применен на Аляске в 1988 году [18]. Примерно в 1983 году в Южно-Африканской Республике впервые были внедрены асфальто-резиновые уплотнения. За первые 10 лет было вымощено более 150 000 тонн асфальта. По результатам оценки был сделан вывод, что прослойки амортизирующей мембраны (SAMI) из асфальтобетонной резины и асфальт превзошли все ожидания. Асфальтовая резина значительно превосходит первичный асфальт в идентичных условиях. Асфальт-каучук и SAMI особенно подходят для дорог с интенсивным движением, когда тротуары находятся в разрушенном состоянии и где перекрытия исключают возможность доработки в условиях загруженного движения [19].Lundy et al. [20] представили три тематических исследования с использованием резиновой крошки как для мокрого, так и для сухого процесса на Mt. Проект Сент-Хеленс, Орегон-Дот и Портленд, Орегон. Результаты показали, что даже после десяти лет эксплуатации резиновая крошка имеет отличную стойкость к термическому растрескиванию. Несмотря на то, что асфальто-резиновые смеси могут быть успешно изготовлены, необходимо поддерживать контроль качества для обеспечения хорошей производительности. Ассоциация производителей резиновых покрытий обнаружила, что использование резины для покрышек в смеси с открытым слоем связующего может снизить шум от покрышек примерно на 50%. Кроме того, при нанесении распылением частицы резины разного размера лучше поглощают звук [21]. Кроме того, еще одним преимуществом использования асфальтовой резины является увеличение срока службы дорожного покрытия. Однако были даны рекомендации по оценке экономической эффективности асфальтовой резины [22]. Преимущества использования битума, модифицированного резиновой крошкой, заключаются в более низкой подверженности изменениям температуры на ежедневной основе, большей устойчивости к деформации при более высокой температуре дорожного покрытия, доказанным свойствам сопротивления старению, более высокой усталостной долговечности смесей и лучшей адгезии между заполнителем и связующим.С тех пор использование резиновой крошки вызывает интерес при модификации дорожного покрытия, поскольку очевидно, что резиновая крошка может улучшить эксплуатационные свойства битума [23–26].

В Малайзии использование каучука в качестве добавки при строительстве дорожных покрытий предположительно началось в 1940-х годах, но не было никаких официальных записей о такой практике. О первом зарегистрированном испытании с использованием технологии прорезиненного битума было сообщено в 1988 г., когда использовался процесс влажного смешивания с добавлением резиновых добавок в виде латекса в битумное связующее [27].В 1993 году в Негери-Сембилане было проведено еще одно испытание прорезиненных материалов на дороге с использованием использованных перчаток и натурального латекса [28].

4. Механизм взаимодействия асфальтобетонных резиновых элементов

Предыдущие исследователи обнаружили, что при добавлении резинового порошка в асфальтовый цемент резина разрушается, и ее эффективность снижается при длительном хранении при повышенных температурах [2]. Улучшение технических свойств асфальтового каучука (AR) во многом зависит от дисперсии частиц, растворения на молекулярном уровне и физического взаимодействия каучука с асфальтом.Температура и время разложения являются очень важными факторами, влияющими на степень диспергирования слегка вулканизированного и вулканизированного натурального каучука. Например, оптимальное время разложения слегка вулканизированного резинового порошка составляет 30 минут при 180 ° C и 8 часов при 140 ° C [29]. С другой стороны, порошку вулканизированной резины требуется всего 10 минут для разложения при 160 ° C для достижения тех же результатов. Легкое диспергирование невулканизированного порошка обусловлено состоянием резины и крупностью порошка (95 процентов соответствуют 0.Сито 2 мм). Вулканизированные порошки труднее диспергировать, потому что они более крупнозернистые (около 30 процентов остается на сите 0,715 мм и 70 процентов остается на сите 0,2 мм), а также из-за вулканизации. Согласно Дженсену и Абдельрахману [30], существует три стадии взаимодействия, которые были оценены в отношении битумного вяжущего: (i) ранняя стадия, которая происходит сразу после смешивания резиновой крошки с битумом; (ii) стадия промежуточного хранения, во время которой связующее выдерживают при повышенных температурах до нескольких часов перед смешиванием с заполнителем; (iii) стадия продленного (хранения), когда битумно-резиновые смеси хранятся в течение продолжительных периодов времени перед смешиванием с заполнителем.Микнис и Мишон [31] исследовали применение ядерной магнитно-резонансной томографии для прорезиненного битумного вяжущего. Применение этой технологии привело к исследованию различных взаимодействий между резиновой крошкой и асфальтом, таких как набухание молекулами асфальта, возможное растворение резиновых компонентов в асфальте, а также деволатитизация и перекрестные трещины в резине. Результатом этого исследования является набухание резиновых частиц, которое может зависеть от молекул асфальта. По данным Shen et al. [32] Факторами, которые влияют на процесс разложения смесей асфальта и каучуков, являются содержание каучука, градация каучука, вязкость связующего, источник связующего, а также условия смешивания, время и температура.

5. Основные факторы, влияющие на свойства асфальтобитона
5.1. Свойства асфальта

Асфальт - это темно-черный полутвердый материал, получаемый при атмосферной и вакуумной перегонке сырой нефти во время нефтепереработки, которая затем подвергается различным другим процессам [33]. Он считается термопластичным вязкоупругим клеем, который используется в строительстве дорог и шоссе, в первую очередь из-за его хорошей цементирующей способности и водонепроницаемости [34].Анализ битума показывает, что смесь содержит примерно 8–11% водорода, 82–86% углерода, 0–2% кислорода и 0–6% серы по массе с минимальными количествами азота, ванадия, никеля и железа. Кроме того, это сложная смесь самых разных молекул: парафиновых, нафтеновых и ароматических, включая гетероатомы [34]. Большинство производителей используют атмосферную или вакуумную дистилляцию для очистки асфальтобетона. Хотя используются очистка растворителем и продувка воздухом, они явно имеют второстепенное значение [35].На основании химического анализа сырая нефть может быть преимущественно парафиновой, нафтеновой или ароматической, причем наиболее распространены парафиновые и нафтеновые комбинации. Во всем мире производится около 1500 различных видов нефти. Согласно выходу и качеству полученного продукта, только некоторые из них, представленные на Рисунке 4 (составы даны в процентах от веса и представляют фракцию + 210 ° C), считаются подходящими для производства битума [36, 37 ]. Наиболее часто используемый метод и, вероятно, самый старый метод - это атмосферная вакуумная перегонка подходящей сырой нефти, которая дает прямогонный остаточный асфальт.Процесс продувки воздухом осуществляется для получения окисленных или полуфабрикатов, которые по своей сути являются улучшением низкосортного асфальта. Неочищенные тяжелые фракции определяются как молекулы, содержащие более 25 атомов углерода (C25), количество которых увеличивается с увеличением температуры кипения (рис. 5), а также молекулярной массы, плотности, вязкости, показателя преломления (ароматичности) и полярности ( содержание гетероатомов и металлов) [38, 39]. Эти фракции обогащены высокополярными соединениями, такими как смолы и асфальтены.По сравнению с неочищенными или более легкими фракциями высокополярные соединения состоят из различных химических соединений с различной ароматичностью, функциональными гетероатомами и содержанием металлов [38, 39].



5.1.1. Химические компоненты асфальта

Химический компонент асфальтобетона может быть идентифицирован как асфальтены и мальтены. Мальтены можно разделить на три группы: насыщенные, ароматические и смолы. Полярная природа смол обеспечивает асфальту его адгезионные свойства.Они также действуют как диспергирующие агенты для асфальтенов. Смолы придают асфальтовым материалам адгезионные свойства и пластичность. Вязко-упругие свойства асфальта и его свойства в качестве связующего для дорожного покрытия определяются разным процентным соотношением между асфальтенами и фракциями мальтенов [40–42]. На рисунке 6 показаны репрезентативные структуры четырех общих групп (SARA): насыщенных, ароматических, смол (которые образуют мальтеновую фракцию) и асфальтенов. Эта модель основана на коллоидной модели [43, 44].Сложность, содержание гетероатомов, ароматических соединений и увеличение молекулярной массы находятся в порядке S

Смолы представляют собой полутвердую фракцию промежуточного веса, состоящую из ароматических колец с боковыми цепями. Кроме того, смолы представляют собой полярные молекулы, которые действуют как пептизаторы, предотвращая коагуляцию молекул асфальтенов.Материалы с самой легкой молекулярной массой - это неполярные масла. Масла обычно имеют большую долю цепей по сравнению с количеством колец. В литературе смолы и масла вместе именуются мальтенами. Как правило, асфальтены образуют основную массу битума, в то время как смолы способствуют адгезии и пластичности, а масла влияют на текучесть и вязкость [47]. В соответствии с микроструктурой и коллоидной системой асфальтены диффундируют в маслянистую матрицу мальтенов, заключенную в оболочку из смол, причем ее толщина изменяется в зависимости от температуры, при которой проводятся испытания [48].Таким образом, состав и температура битума сильно зависят от механических свойств и микроструктуры битума, а также от степени ароматизации мальтенов и концентрации асфальтенов [48, 49].

5.1.2. Полярность и морфология асфальта

Асфальт имеет еще одно важное свойство - полярность, то есть разделение зарядов внутри молекулы. Полярность - важная факторная система, поскольку она относится к молекулам, которые сами выбирают предпочтительную ориентацию.Согласно Робертсону [50], большинство встречающихся в природе гетероатомов, азота, серы, кислорода и металлов сильно зависят от полярности внутри этих молекул. Кроме того, продукты окисления при старении полярны и вносят дополнительный вклад в полярность всей системы. Очевидно, что физико-химические свойства существенно влияют на асфальт, и каждое из них отражает природу сырой нефти, использованной для его приготовления. Pfeiffer и Saal [51] предположили, что дисперсные фазы асфальтобетона состоят из ароматического ядра, окруженного слоями менее ароматических молекул и диспергированных в относительно алифатической фазе растворителя.Однако они не указывают на наличие четких границ между дисперсной фазой и фазой растворителя, как в мицеллах мыла. Однако они предполагают, что она варьируется от низкой до высокой ароматичности, то есть от фазы растворителя до центров компонентов, составляющих дисперсную фазу, как показано на рисунке 7.

Согласно Робертсону [50] наиболее последовательное описание, или Модель полярности нефтяного асфальта выглядит следующим образом. Асфальтовый цемент - это совокупность полярных и неполярных молекул: (i) полярные молекулы прочно связаны, образуя организованные структуры и представляющие более стабильное термодинамическое состояние.(ii) Неполярная модель имеет способность диссоциировать организованную структуру, но, опять же, возможны вариации из-за источников асфальта, и ее вязкое поведение сильно зависит от температуры.

Используя современные технологии, была изучена морфология асфальта, чтобы проверить структуру асфальта. Таким образом, на рисунке 8 представлены изображения, полученные с помощью топографической атомно-силовой микроскопии (АСМ) двух различных марок асфальтобетонного цемента, на плоском фоне, на котором находится другая фаза [52].

На изображении в левой части рисунка 8 дисперсная фаза отображает ряд бледных и темных линий, часто рассматриваемых как «пчелы» или «пчелиные структуры». Однако на изображении справа, где пчелиные структуры не независимы друг от друга, они заменены «многорукими звездообразными формами» [52]. Дисперсная фаза, имеющая «пчелиный» вид, как показано на рисунке 8, приписывается асфальтенам, что также подтверждается Pauli et al. [53]. Однако не было обнаружено корреляции между морфологией атомно-силовой микроскопии и составом, состоящим из асфальтенов, полярных ароматических углеводородов, нафтеновых ароматических углеводородов и насыщенных углеводородов [52].

5.2. Свойства резиновой крошки

Использование резиновой крошки вместо полимера зависит от желаемых свойств модифицированного битума для конкретного применения. Однако выбор также в определенной степени определяется стоимостью модификации и наличием модификатора [2]. Желательно получить требуемые свойства с минимальными затратами. Рост производства автомобилей из года в год приводит к изношенным шинам. Из-за ограниченных площадей для утилизации и проблем с окружающей средой поощряется переработка шин этих транспортных средств как промышленных отходов, и производство резиновых крошек из них оказалось подходящим для использования в качестве модификатора битума.Также он предлагает другие преимущества, такие как использование менее сложного смесительного оборудования и минимальные требования к модификации асфальта. Сравнивая использование полимера в качестве модификатора, принимая во внимание два основных момента, процитированных выше, стоимость использования полимера намного выше, чем при использовании резиновой крошки, и его доступность меньше по сравнению с резиновой крошкой. Хотя свойства использования полимеров могут быть лучше, они сопоставимы со свойствами прорезиненного асфальта.

5.2.1. Состав и концентрация резиновой крошки

Резиновая крошка или отработанная резина покрышек представляет собой смесь синтетического каучука, натурального каучука, технического углерода, антиоксидантов, наполнителей и масел-наполнителей, растворимых в составе для горячего дорожного покрытия.Асфальтовую резину получают путем включения резиновой крошки из измельченных шин в асфальтовое связующее при определенных условиях времени и температуры с использованием либо сухого процесса (метод, который добавляет гранулированный модификатор резиновой крошки (CRM) из утильных шин в качестве замены процентного содержания заполнитель в асфальтобетонной смеси, а не как часть асфальтобетонного вяжущего) или мокрых процессов (метод модификации асфальтобетонного вяжущего с помощью CRM из утильных шин перед добавлением вяжущего для образования асфальтобетонной смеси).Есть два различных метода использования резины для шин в асфальтовых связующих; Первый - растворение резиновой крошки в асфальте в качестве модификатора связующего. Второй - замена части мелких заполнителей измельченным каучуком, который не полностью реагирует с битумом [22].

Согласно лабораторным испытаниям связующего [10–12] ясно, что содержание резиновой крошки играет основную роль в значительном влиянии на рабочие характеристики и реологические свойства прорезиненных битумных связующих. Он может улучшить эксплуатационные характеристики сопротивления асфальтовому покрытию деформации во время строительства и дорожных работ.Увеличение содержания резиновой крошки составило от 4 до 20%, что указывает на повышение температуры размягчения, пластичности, восстановления упругости, вязкости, комплексного модуля сдвига и коэффициента колейности футеровки. Это явление можно объяснить абсорбцией частиц каучука более легкой фракцией масла битума, что приводит к увеличению количества частиц каучука во время набухания в процессе смешивания. Увеличение содержания каучука на 16% и 20% показало соответствующее увеличение значения вязкости по Брукфилду, которое превышает пределы спецификации SHRP (3 Па).Это делает два указанных процента неприемлемыми для полевых работ при строительстве смеси для асфальтового покрытия.

Что касается низкотемпературных характеристик, исследование с содержанием каучука 18–22% показало изменение, которое не имело большого значения в этом диапазоне для влияния на характеристики битума при растяжении и разрушении по сравнению с изменением содержания связующего между 6 и 9% для битума. вес [22, 54]. Исследование, проведенное Халидом [55], показало, что более высокое содержание связующего приводит к увеличению усталостной долговечности прорезиненной битумной смеси и лучшему сопротивлению колейности, а также к результатам, показывающим хорошее сопротивление разрушению и усталостному растрескиванию.Лю и др. [56] обнаружили, что содержание резиновой крошки является наиболее значимым влияющим фактором, за которым следует тип резиновой крошки и, наконец, размер частиц.

5.2.2. Процесс измельчения резиновой крошки и размер частиц

Резиновая крошка производится путем измельчения утильных шин, которые представляют собой особый материал, не содержащий волокон и стали. Частицы каучука сортируются и встречаются во многих размерах и формах, как показано на Рисунке 9. Для производства резиновой крошки сначала важно уменьшить размер шин.Существует два метода производства резиновой крошки: измельчение при комнатной температуре и криогенный процесс [57]. На рынке резиновой крошки существует три основных класса в зависимости от размера частиц: (a) тип 1 или сорт A: грубая резиновая крошка с размером частиц 10 меш, (b) тип 2 или сорт B: резиновая крошка с размером частиц 14-20 меш, (c) тип 3: резиновая крошка с размером пор 30 меш.

Обозначение размера ячейки указывает на первое сито с верхним пределом диапазона от 5% до 10% оставшегося материала. Процесс измельчения в окружающей среде можно разделить на два метода: грануляция и крекерные мельницы.Окружающая среда описывает температуру, при которой размер резиновых отходов уменьшается. Материал загружается в мельницу или гранулятор при температуре окружающей среды. Принимая во внимание, что криогенное измельчение шин заключается в замораживании обрезков резины с использованием жидкого азота до тех пор, пока она не станет хрупкой, а затем дроблении замороженной резины на более мелкие частицы с помощью молотковой мельницы. Полученный материал состоит из гладких, чистых, плоских частиц. Высокая стоимость этого процесса считается недостатком из-за добавленной стоимости жидкого азота [3].

Разрушение размера частиц резиновой крошки повлияло на физические свойства асфальт-резиновой смеси. Как правило, небольшая разница в размере частиц не оказывает значительного влияния на свойства смеси. Однако размер резиновой крошки, безусловно, может иметь большое значение. В исследовании [58] сообщается, что влияние размера частиц CRM на высокотемпературные свойства прорезиненных битумных вяжущих было влиятельным фактором на вязкоупругие свойства. Кроме того, более крупнозернистая резина дает модифицированное связующее с модулями высокого сдвига, а повышенное содержание резиновой крошки снижает жесткость к ползучести, что в совокупности демонстрирует лучшее сопротивление термическому растрескиванию.

Таким образом, основным механизмом взаимодействия является набухание резиновых частиц, вызванное поглощением ими легких фракций и повышением жесткости остаточной фазы связующего [58–61]. Частицы каучука сжимаются при их движении в матрицу связующего и перемещаются из-за процесса набухания, который ограничивает свободное пространство между частицами каучука. По сравнению с более крупными частицами более мелкие частицы легко набухают, что приводит к более высокой модификации связующего [58, 59].Набухаемость резиновых частиц связана со степенью пенетрации связующего, сырьем и природой модификатора резиновой крошки [60].

5.3. Переменные процесса взаимодействия

Переменные процесса взаимодействия состоят из профиля отверждения, температуры и продолжительности, а также энергии сдвига при перемешивании [12, 58, 59, 62]. В исследовании [63] изучалось влияние типов перемешивания на свойства прорезиненного асфальта. Использовали обычный пропеллерный смеситель и высокоскоростной смеситель со сдвигом.Исследование показало, что полученное связующее, полученное с помощью смесителя с высокоскоростным сдвиговым усилием, по-видимому, имеет несколько лучшие свойства по сравнению со связующим, полученным с использованием смесителя пропеллерного типа. Он показал, что вязкость и температура размягчения прорезиненного асфальта, полученного с использованием высокоскоростного смесителя со сдвиговым усилием, вызывают более высокий уровень перемешивания и сдвиговое действие, которое может измельчать набухшие частицы каучука в определенном объеме связующего. Таким образом, абсорбент более легкой маслянистой фракции был увеличен из-за большого количества мелких частиц каучука.Исследование Thodesen et al. [64] указали, что процедура обработки и тип шины играют важную роль в определении вязкости прорезиненного битума. Взаимодействие между резиновой крошкой и битумными связующими называется физическим взаимодействием, при котором резиновая крошка посредством диффузии абсорбирует ароматическую фракцию битумных связующих, что приводит к набуханию частиц резиновой крошки. Это набухание частиц в сочетании с уменьшением маслянистой фракции связующего приводит к увеличению вязкости прорезиненного битумного связующего.Обычно битумное связующее и измельченный каучук шин смешивают и перемешивают при повышенных температурах в течение различных периодов времени перед использованием их в качестве связующего для дорожного покрытия. Эти два фактора работают вместе для оценки эксплуатационных свойств прорезиненного битумного вяжущего в процессе смешивания при взаимодействии асфальтобетонной резины. Такое изменение времени перемешивания и температуры происходит из-за обычных действий, связанных со строительством битумного покрытия [2]. Тем не менее, на консистенцию асфальтового каучука могут влиять время и температура, используемые для объединения компонентов, и поэтому необходимо осторожно использовать его для достижения оптимального потенциала.Увеличение времени смешивания показало незначительную разницу в свойствах прорезиненного асфальта в случае 30 и 60 минут, тогда как повышение температуры смешивания соответствовало увеличению вязкости по Брукфилду, температуры размягчения, пластичности, упругого восстановления и комплексного модуля сдвига [10–10]. 12]. Несколько исследований [62, 65–67] показали, что более длительное время реакции для производства асфальтового каучука, по-видимому, вызывает повышение вязкости из-за увеличения массы каучука из-за поглощения связующего.С другой стороны [12, 61, 68–70] сообщили, что время реакции не оказывает значительного влияния на выбор оптимального содержания связующего. Кроме того, не было разницы в изменении размера молекул между контрольным связующим и связующим на основе асфальта. Кроме того, время смешивания незначительно отличалось от физических и реологических свойств асфальтового каучука и довольно незначительно влияло на эксплуатационные свойства прорезиненного асфальта.

5.4. Эластичность резины. Резина

Основными характеристиками резины являются ее свойство высокой эластичности, которая позволяет ей подвергаться большим деформациям, от которых достигается почти полное, мгновенное восстановление при снятии нагрузки [71].Это свойство высокой эластичности происходит из молекулярной структуры резины. Каучук относится к классу материалов, известных как полимеры, и также называется эластомером. Свойства эластомерного каучука следующие: (а) молекулы очень длинные и могут свободно вращаться вокруг связей, соединяющих соседние молекулярные единицы. (б) Молекулы соединяются химическим или механическим способом в нескольких местах с образованием трехмерной сети. Эти соединения называются сшитыми.(c) Помимо сшивки, молекулы могут свободно перемещаться друг за другом; то есть силы Ван-дер-Ваала невелики.

Подобно асфальту, резина представляет собой термопластичный вязкоупругий материал, деформационная реакция которого под нагрузкой зависит как от температуры, так и от скорости деформации. Однако деформация резины является относительно стимулом к ​​изменению температуры, когда как при низких скоростях деформации, так и при температуре, значительно превышающей температуру окружающей среды, материал остается эластичным. Более широкий диапазон эластичных свойств резины по сравнению с битумом в значительной степени является результатом сшивания длинных молекул резины.Резина также намного пластичнее битума при низких температурах и высоких скоростях нагружения [2, 3].

6. Реологические и физические характеристики асфальтобитона
6.1. Температурная восприимчивость (ньютоновское поведение)

Температурная восприимчивость была определена как отношение ньютоновских вязкостей при 25 ° C и 60 ° C [72]. Содержание вяжущего в асфальтовой смеси обычно составляет менее 7%, но оно играет очень важную роль в общих свойствах композитного материала.Это сильно влияет как на способность распределения нагрузки, так и на устойчивость к искажениям при интенсивном движении. Деформационный отклик связующего в смеси под нагрузкой зависит от его температурной чувствительности; диапазон температур зависит от скорости деформации и геометрии связующего между частицами заполнителя. Следовательно, логично использовать связующее с более низкой температурной восприимчивостью, особенно при очень большом диапазоне рабочих температур [2]. Концепция индекса пенетрации (PI) была введена Пфайффером и Ван Дормаалом [73] для измерения температурной чувствительности связующего и, в частности, его реологического типа с точки зрения отклонения от ньютоновского поведения.PI получается из соотношения

Обычный асфальт для дорожного покрытия имеет значение PI от -1 до +1. Асфальт с PI ниже -2 является по существу ньютоновским и характеризуется хрупкостью при низкой температуре. Асфальт с PI выше +2 гораздо менее чувствителен к температуре, менее хрупок при низкой температуре, демонстрирует заметные эластичные свойства, зависящие от времени, и демонстрирует отклонения от ньютоновского поведения, особенно при больших скоростях деформации [74]. Коэффициенты температурной восприимчивости (CTS), основанные на измерениях вязкости в диапазоне температур 60–80 ° C, были использованы для оценки поведения прорезиненного асфальтового связующего в зависимости от температуры.CTS получается из (2), как показано на: где Temp ° F и и - вязкости, измеренные при температурах и.

В 1984 году исследование показало, что 4% каучука эффективно снижает температурную чувствительность первичных связующих как минимум в два раза. Следовательно, асфальтовый каучук более устойчив к резким изменениям температуры [74].

Машаан и Карим [12] исследовали хорошую корреляцию между температурной восприимчивостью и реологическими свойствами битума, модифицированного резиновой крошкой, с точки зрения эластичности и температуры размягчения.

6.2. Вязкоупругое поведение (динамический сдвиг)

Асфальтовые цементные вяжущие относятся к вязкоупругим материалам, потому что они демонстрируют комбинированное поведение (свойства) упругого и вязкого материала, как показано на рисунке 10 (а), при снятии приложенного напряжения с материала; происходит полное восстановление в исходное положение. Рисунок 10 (b) объясняет поведение вязкого материала в случае, когда деформация материала увеличивается с течением времени при стабильном напряжении. Рисунок 10 (c) иллюстрирует поведение вязкоупругого материала, когда стабильное напряжение увеличивает деформацию в течение длительного периода времени, и когда приложенное напряжение снимается, материал теряет способность достигать своего исходного положения, что приводит к постоянной деформации.Согласно Ван дер Поэлю [75], в общем случае модуль жесткости битумных вяжущих может быть определен как где - зависимый модуль жесткости (Па), - время нагружения (с), - приложенное постоянное одноосное напряжение (Па), и относится к одноосной деформации во времени (м / м). Поскольку асфальт является вязкоупругим материалом, его реологические свойства очень чувствительны к температуре, а также к скорости нагружения. Что касается температуры, то наиболее частыми проблемами дорожного покрытия являются колейность, усталостное растрескивание и термическое растрескивание.Реометр динамического сдвига (DSR) использовался для измерения и определения реологических свойств асфальтового вяжущего при различных колебаниях напряжения / температуры и различных частотах. Тестирование DSR включало параметры комплексного модуля сдвига (), накопительного модуля (), модуля потерь () и фазового угла (). Формула для вычисления, и, а также в (4), соответственно, демонстрируется следующим образом: где - комплексный модуль сдвига, - напряжение сдвига, - деформация сдвига, - модуль накопления, - модуль потерь, - это фазовый угол.

Navarro et al. [40] изучали реологические характеристики шлифованного асфальта, модифицированного каучуком. Эксперимент проводился в реометре Haake RS150 с контролируемым напряжением. Целью исследования было сравнение вязкоупругого поведения пяти шлифованных резиновых покрышек, модифицированных немодифицированным асфальтом и модифицированным полимером (SBS) асфальтом. Исследование показало, что модифицированный каучуком асфальт обладает улучшенными вязкоупругими характеристиками и, следовательно, имеет более высокую вязкость, чем немодифицированные связующие. Таким образом, ожидается, что асфальтовый каучук будет лучше повышать устойчивость к остаточной деформации или колейности, а также к низкотемпературному растрескиванию.Исследование также показало, что вязкоупругие свойства битума, модифицированного каучуком, с 9% веса очень похожи на битум, модифицированный SBS, с 3% SBS по весу при -10 ° C и 7% по весу при 75 ° C.

Машаан и Карим [12] исследовали реологические свойства асфальтового каучука для различных комбинаций факторов содержания резиновой крошки и условий смешивания. Испытание реометра на динамический сдвиг (DSR) было проведено для оценки технических свойств асфальтового вяжущего, армированного резиновой крошкой, при 76 ° C.Спецификационные испытания проводились при испытательной частоте 10 рад / с, что эквивалентно скорости автомобиля 90 км / ч. Между параллельными металлическими пластинами формировали образцы для испытаний толщиной 1 мм и диаметром 25 мм. Исследование показывает увеличение, и и уменьшение фазового угла (). Таким образом, модифицированный асфальт стал менее подвержен деформации после снятия напряжений. Исследование также продемонстрировало значительную взаимосвязь между реологическими параметрами (,, и) и температурой размягчения с точки зрения прогнозирования физико-механических свойств независимо от условий смешивания.

Natu и Tayebali [76] наблюдали, что немодифицированные связующие и связующие, модифицированные резиновой крошкой, с одинаковым рейтингом PG при высоких температурах не показывают аналогичных вязкоупругих свойств в определенном диапазоне частот. Был также сделан вывод, что немодифицированные смеси и смеси, модифицированные резиновой крошкой, содержащие связующие с одинаковым высокотемпературным рейтингом PG, не демонстрируют аналогичных вязкоупругих свойств в диапазоне частот. Смеси, содержащие одинаковые связующие с рейтингом PG, работали аналогично, если их рабочие характеристики оценивались при частоте и температуре, при которых определялся рейтинг высокотемпературного PG связующего.

Не наблюдалось, что тангенс угла потерь () связующего напрямую связан с тангенс угла потерь смеси, поскольку тангенс угла потерь смеси был намного ниже, возможно, из-за совокупных эффектов, чем тангенс угла потерь связующего. . Также было отмечено, что тангенс угла потерь смеси увеличивался при понижении температуры. Аналогичное наблюдение было сделано и для влияния частоты. С увеличением частоты тангенс угла потерь увеличивался до максимального значения, а затем уменьшался при дальнейшем увеличении частоты.Тангенс угла потерь связующего заметно увеличивался при повышении температуры [2]. Жесткость смеси сама по себе, по-видимому, не является мерой для оценки склонности к образованию колей в смесях, содержащих модифицированные связующие. Более высокий динамический модуль () не обязательно связан с более низкой остаточной деформацией. Что касается типа связующего, динамический модуль упругости ниже для смесей, содержащих модифицированные связующие, по сравнению со смесью, содержащей обычное связующее [2].

При высоких рабочих температурах были измерены испытания на устойчивость к колейности в зависимости от некоторых параметров связующего (вязкость, восстановление пластичности, невосстановимая податливость при ползучести, комплексный модуль сдвига и параметр, указанный SHRP /).Был сделан вывод, что из рассмотренных параметров для этого диапазона вяжущих только SHRP / дает наиболее надежный прогноз устойчивости к колееобразованию. Было обнаружено, что рекомендуемая частота SHRP (1,6 Гц) близко соответствует частоте теста слежения за колесом, используемого для экспериментов по сопротивлению колейности. Этот параметр включает в себя как показатель жесткости связующего (его способность противостоять деформации при приложении нагрузки), так и его способность восстанавливать любую деформацию при снятии нагрузки.Было обнаружено, что частота, выбранная для измерений вяжущего, оказывает значительное влияние на качество полученной корреляции и должна максимально соответствовать частоте нагрузки, применяемой к смеси [2]. При промежуточных температурах эксплуатации дорожного покрытия была обнаружена разумная корреляция между одним аспектом усталостных характеристик смеси и модулем потери связующего (), снова измеренным при той же температуре и нагрузке, что и при испытании смеси. Однако при превышении определенной жесткости связующего изменение измеренной усталостной долговечности было небольшим из-за того, что податливость машины становилась значительной при высокой жесткости смеси.Маловероятно, что одной только реологии связующего будет достаточно для точного прогнозирования и объяснения усталостной долговечности смеси [2].

6.3. Вязкость (сопротивление течению)

Вязкость относится к текучим свойствам асфальтового цемента и является показателем гидравлического сопротивления. При температуре нанесения вязкость сильно влияет на потенциал получаемых дорожных смесей. При уплотнении или перемешивании низкая вязкость приводит к более низким значениям стабильности и лучшей обрабатываемости асфальтовой смеси.

Наир и др. [77] использовали ротационный вискозиметр Хааке для измерения вязкости образцов мягкого асфальта, в то время как вязкость выдутых образцов асфальта измеряли с помощью капиллярного реометра. Испытания были проведены для изучения поведения потока при модификации асфальта жидким натуральным каучуком (LNR). Выводы заключаются в следующем; для мягкого асфальта зависимость температуры от вязкости заметна до 100 ° C, а затем незначительна. Добавление 20% LNR приводит к максимальной вязкости.Энергия активации потока мягкого битума увеличивалась, а энергия активации выдувного асфальта снижалась при добавлении LNR.

Zaman et al. [78] обнаружили, что вязкость асфальтобетона увеличивается с добавлением резины, а образцы асфальтобетона, модифицированного каучуком, показывают более равномерное и более высокое сопротивление нагрузке по мере увеличения количества резины. Степень утолщения при сдвиге и разжижения при сдвиге уменьшалась за счет увеличения количества резины в асфальтовом цементе. Динамическая вязкость футеровки была увеличена за счет увеличения количества резины в асфальтовом цементе.Piggott et al. [79] упомянули, что вулканизированный каучук оказывает большое влияние на вязкость асфальтового цемента. Вязкость, измеренная при 95 ° C, увеличивалась более чем в 20 раз, когда к смеси добавляли 30% вулканизированного каучука. Напротив, девулканизированный каучук оказал лишь очень небольшое влияние. Испытание на вязкость также показало, что при смешивании резины с горячим асфальтовым цементом опасность образования геля отсутствует.

6.4. Физические характеристики и характеристики жесткости

Марез [2] исследовал свойства битумно-каучукового связующего, полученного путем физического смешивания асфальта с проникающей способностью 80/100 с различным содержанием резиновой крошки и различными фазами старения.Результаты значений пенетрации снизились как при старении, так и перед старением из-за увеличения содержания каучука в смеси. Кроме того, модифицированные связующие показали более низкие значения проникновения, чем немодифицированные связующие. Другое исследование [80] по изменению пенетрации было проведено с использованием смесей пропитки асфальта 80/100 и 70/100 с различным процентным содержанием резиновой крошки. Результаты показали значительное снижение проницаемости модифицированного связующего из-за высокого содержания резиновой крошки в связующем. Согласно Дженсену и Абдельрахману [30], свойство упругого восстановления очень важно при выборе и оценке сопротивления как усталости, так и колейности.Упругое восстановление - это свойство, которое указывает на качество полимерных компонентов в битумных вяжущих. Оливер [81] пришел к выводу на основании своего исследования, что упругое восстановление битумно-каучуковых связующих приводит к увеличению по мере уменьшения размера резиновых частиц. Было обнаружено, что типы резины могут влиять на свойства силовой пластичности при 4 ° C [82]. Модификация асфальтового каучука привела к лучшему сопротивлению колейности и более высокой пластичности. Однако модифицированное связующее было подвержено разложению и поглощению кислорода.Были проблемы низкой совместимости из-за высокого молекулярного веса. Кроме того, было обнаружено, что переработанная резина для шин снижает отражающее растрескивание, что, в свою очередь, увеличивает долговечность. Во время уплотнения или смешивания низкая вязкость приводит к более низким значениям стабильности. Точка размягчения относится к температуре, при которой асфальт достигает определенной степени размягчения [3]. Марез и Рехан [83] утверждали, что существует постоянная взаимосвязь между вязкостью и температурой размягчения на разных этапах старения битумно-каучукового связующего.Также сообщается, что более высокое содержание резиновой крошки приводит к более высокой вязкости и температуре размягчения.

Машаан и Карим [12] сообщили, что значение точки размягчения увеличивается по мере увеличения содержания клубней крошки в смеси. Увеличение содержания каучука в смеси может быть связано с увеличением соотношения асфальтены / смолы, что, вероятно, улучшает свойства придания жесткости, делая модифицированное связующее менее чувствительным к изменениям температуры. Согласно Liu et al. [56], основной фактор повышения температуры размягчения можно отнести к содержанию резиновой крошки, независимо от типа и размера.Повышение температуры размягчения привело к получению жесткого связующего, обладающего способностью улучшать восстановление после упругой деформации. По данным Mashaan et al. [11] прорезиненное асфальтовое вяжущее было оценено с точки зрения эластичности вяжущего и устойчивости к колейности при высокой температуре. Более высокое содержание резиновой крошки, по-видимому, резко увеличивает упругое восстановление и пластичность. Согласно исследованию [71], испытание на пластичность, проведенное при низкой температуре, оказалось полезным индикатором хрупкого поведения битума.Было обнаружено, что содержание латекса в диапазоне от 3 до 5% приводит к нехрупкому поведению в испытании пластичности при 5 ° C, тогда как немодифицированный битум не выдерживает хрупкого разрушения в том же испытании. Наир и др. [77] обнаружили, что пластичность уменьшается в случае мягкого битума с увеличением концентрации жидкого натурального каучука, в то время как некоторое улучшение было отмечено в случае выдувного битума при 10% -ной загрузке. Пластичность измеряется при 27 ° C и разрывается со скоростью 50 мм / мин. Модифицированные битумные связующие показали значительное улучшение упругого восстановления, и, напротив, пластичность снизилась по сравнению с немодифицированными связующими [84].

7. Долговечность и старение асфальтобетонной резины

При разработке смеси для дорожного покрытия общая практика заключается в достижении сбалансированной конструкции среди ряда желаемых свойств смеси, одним из которых является долговечность. Прочность - это степень устойчивости к изменению физико-химических свойств материалов покрытия с течением времени под воздействием погодных условий и дорожного движения. Срок службы дорожного покрытия будет зависеть в первую очередь от характеристик поставщика вяжущего, состава смеси и методов строительства [2].Затвердевание асфальта может привести к растрескиванию и разрушению поверхности дорожного покрытия. Скорость затвердевания - хороший показатель относительной прочности. Многие факторы могут способствовать такому затвердеванию асфальтового цемента, например, окислению, улетучиванию, полимеризации и тиксотропии. Это связано с тем, что асфальт - это органическое соединение, способное реагировать с кислородом в окружающей среде. Асфальтовый композит изменяется в результате реакции окисления, образуя довольно хрупкую структуру. Эта реакция называется старением или окислительным упрочнением [85].Улетучивание происходит при испарении более легких компонентов асфальта. Как правило, это связано с повышенными температурами, которые обнаруживаются в первую очередь в процессе производства горячей асфальтовой смеси. Полимеризация - это способ, с помощью которого смолы объединяются в асфальтены, что приводит к увеличению хрупкости асфальта вместе с тенденцией к неньютоновскому поведению. В конце реакции тиксотропия или увеличение вязкости с течением времени также способствует явлению старения асфальта [85].Однако наиболее важными факторами процесса старения битумного вяжущего являются окисление и улетучивание. Возникновение стерического твердения и зависящая от времени обратимая молекулярная ассоциация повлияла на свойства связующего, но это не считается старением. Стерическое упрочнение является фактором только при промежуточных температурах; при высоких температурах избыточная кинетическая энергия в системе предотвращает ассоциацию, а при низких температурах скорость ассоциации оказывается ниже из-за высокой вязкости связующего [85].

Баия и Андерсон [86] изучали механизм, с помощью которого свойства связующего могут изменяться при низкой температуре. Этот механизм, называемый физическим упрочнением, происходит при температурах, близких к температуре стеклования или ниже, чем температура стеклования, и вызывает значительное затвердевание асфальтового связующего. Было замечено, что скорость и величина явления упрочнения увеличиваются с понижением температуры и, как сообщается, подобны явлениям, называемым физическим старением аморфных твердых тел [87].Физическое упрочнение можно объяснить с помощью теории свободного объема, которая ввела взаимосвязь между температурой и молекулярной подвижностью. Теория свободного объема включает молекулярную подвижность, зависящую от эквивалентного объема молекул, присутствующих на единицу свободного пространства или свободного объема. Основываясь на теории свободного объема, когда аморфный материал охлаждается от температуры, превышающей его температуру стеклования, молекулярные корректировки и сжатие свободного объема быстро показывают падение температуры.При этой температуре структурное состояние материала вморожено и отклоняется от теплового равновесия из-за непрерывного падения кинетической энергии. Следовательно, было постулировано, что для того, чтобы произошло физическое отверждение связующих, температуры должны быть выше температуры стеклования.

Многие испытания на долговечность основаны на оценке сопротивления твердению асфальта. Марез и Рехан [83] исследовали влияние старения на вязкоупругие свойства прорезиненного асфальта с использованием реометра динамического сдвига (DSR).Связующие были выдержаны с помощью теста с тонкой пленкой в ​​печи (TFOT), теста в печи с прокаткой пленки (RFOT) и сосуда для выдерживания под давлением (PAV). Это исследование показало, что старение влияет на реологию прорезиненного асфальта. Механические свойства состаренного связующего улучшаются за счет увеличения комплексного модуля и уменьшения фазового угла. Состаренные образцы характеризовались более высокой жесткостью и эластичностью за счет увеличения модуля упругости (накопления),. Высокое значение является преимуществом, поскольку оно дополнительно улучшает сопротивление колейности во время эксплуатации.Natu и Tayebali [76] провели всестороннее исследование, в ходе которого оценили высокотемпературные рабочие характеристики немодифицированных битумных вяжущих и смесей, модифицированных резиновой крошкой. Исследование показало, что влияние старения RFTO на коэффициент колейности связующего увеличивается при низких частотах и ​​/ или высоких температурах. Улучшение фактора колейности уменьшалось с увеличением частоты, и при очень высоких частотах (низких температурах) факторы колейности для несостаренных и состаренных связующих RFTO были почти одинаковыми.Повышение коэффициента колейности вяжущего у битумных вяжущих, модифицированных резиновой крошкой, при низких частотах свидетельствует о том, что сопротивление вяжущего остаточной деформации улучшилось. Али и др. [88] изучали влияние физических и реологических свойств состаренного прорезиненного асфальта. Результаты показывают, что использование прорезиненного связующего снижает влияние старения на физические и реологические свойства модифицированного связующего, что иллюстрируется более низким индексом старения вязкости (AIV), более низким индексом старения /, более низким приращением температуры размягчения, меньшим коэффициентом старения при проникновении ( PAR) и увеличение на

.