Состав реагентов для дорог: Реагенты на улице: из чего они сделаны?

Реагенты на дорогах

Приводят ли к заражению почвы нитратами средства, применяемые на дорогах в зимний период?

Самый главный показатель безопасности того или иного вещества определяется его концентрацией, где бы это вещество ни находилось: в воде, в воздухе или на почве. Если говорить об антигололедных реагентах, то необходимо четко определить токсичность каждого из них, установить, где какие средства можно использовать. Вещества, входящие в состав реагентов, практически в той или иной степени могут оказывать негативное воздействие не только на окружающую среду, но и на организм человека. Одна из основных проблем состоит в том, что реагенты используются без соблюдения гигиенических норм и необходимых технических условий.

Антигололедные средства и противолёдные реагенты имеют как плюсы, так и минусы. Реагенты вступают в реакции не только с обледеневшим дорожным покрытием, но и с побочными продуктами, такими, как моторные масла, пары бензина, солярки, выхлопных газов, а также технической солью, в большом количестве присутствующих на дорожном покрытии, компонентами почвы. Антигололедные реагенты бывают жидкими и твердыми и имеют различный состав и химические свойства. При попадании твердого антигололедного реагента на ледяную поверхность снега или льда, эти частички растворяются, образуя рассол, который имеет температуру замерзания ниже температуры замерзания воды. Именно раствор антигололедного реагента, пока его концентрация такова, растапливает лед и предотвращает возникновение гололедных образований. Лучше тот антигололедный реагент, который при наиболее низкой температуре расплавит большее количество снега и льда и окажет наименьшее действие на окружающую среду и материалы. На территории Москвы для борьбы со льдом коммунальные службы используют в основном следующие реагенты:

Хлористый кальций — ХККМ твердый противогололедный реагент в гранулах. Используется для посыпки дорог ото льда и снега в зимнее время года.

Айсмелт — ХКНМ — твердый противогололедный реагент хлористый кальций натрий модифицированный. Применяется для обработки дорог и улиц, пешеходных зон и тротуаров в любом диапазоне температур до -20 градусов C.

Соль техническая — NaCl. Применяется в котельных, а также используется антигололедный реагент.

Песко-солевая смесь — смесь песка и технической соли. Используют для посыпки дорог ото льда в зимний период.

Мраморная крошка — мелкий мраморный щебень размером с зерно (фракцией) 2.5-5 мм. Используется в качестве антигололедного реагента в зимний период для посыпки дорог и пешеходных зон.

Гранитная крошка — мелкий гранитный щебень размером с зерно 2-5мм. Используется в качестве противогололедного реагента для обработки дорог и пешеходных тротуаров.

К наиболее принятым химическим антигололедным реагентам сейчас относят хлористый натрий, хлористый магний, хлористый кальций и песко-соляную смесь. Эти реагенты рассыпаются в местах потенциального скопления ледяного покрова в соответствующих пропорциях и консистенциях, процентное соотношение растворов которых дозируется в соответствии с руководством использования того или иного противоледного реагента.

В некоторых странах (Финляндия, Нидерланды и др.) подобные антигололедные реагентыдавно уже заменяют экологически чистыми продуктами, такими как гранитная или мраморная крошка, которые препятствуют скольжению. Однако и эти средства имеют свои недостатки: стоимость самого материала (гранитный отсев стоит значительно дороже химических противоледных реагентов), механическое воздействие на транспортные средства, испорченное покрытие которых несет ощутимый урон владельцам автотранспортных средств.

Самым дешевым и эффективным средством для борьбы с гололедом является техническая соль. Правильное применение соли наносит минимальный вред. Поэтому на сегодняшний день соль является одним из главных средств в борьбе с обледенением. В случаях неграмотного применения подобного реагента его большое количество на проезжих частях и тротуарах способно оказать негативное воздействие как на резину автомобилей, так и на обувь пешеходов.

Именно поэтому соль техническая так же, как и прочие антигололедные реагенты, должна использоваться в строгом соответствии с существующими нормами.

Наиболее популярными и эффективными среди них являются твердые химические комбинированные реагенты на основе хлористого кальция. Их можно использовать практически при любых погодных условиях и температурных режимах, а также во время снегопадов. Их распределяют с помощью имеющейся у дорожных служб спецтехники, что позволяет обрабатывать большие территории.

Хлористый кальций и его аналоги уже проходили испытания в Италии, Франции, Швейцарии, Германии и США. «Рискнула» его использовать одна только Швейцария, в которой морозов не бывает. А в Норвегии и Швеции вообще не пользуются никакой химией. Просто убирают заносы снегоуборочной техникой. В Финляндии же пользуются рецептом времен царской России: соленой мраморной крошкой.

Опасны противогололёдные компоненты на основе ацетата аммония, в который входит азот.В почве живут нитрифицирующие бактерии, безвредные в «спящем» состоянии. Но стоит этим бактериям соприкоснуться с азотом, как они начинают размножаться и модифицировать аммоний во вредные нитриты и нитраты.

Все известные нитрифицирующие бактерии являются облигатными аэробами. Весь процесс превращения аммония в нитраты происходит в несколько этапов с образованием промежуточных соединений, где азот имеет разную степень окисленности.

По свидетельству специалистов, после того как Московские улицы начали поливать новыми реагентами, резко увеличилось количество жалоб от астматиков, людей, страдающих атипическим дерматитом, аллергодерматозами, аллергическими заболеваниями кожи. Практически все реагенты, в которые входят соли и эфиры, в первую очередь уксусной кислоты, способны вызывать неспецифические реакции кожи, слизистых и бронхов.

Когда вместо привычной соли с песком стали использовать новые реагенты, участились жалобы на затрудненное дыхание, удушье, бронхоспазмы, зуд и слезотечение у больных, страдающих аллергией.

Для того чтобы дать объективную оценку всем этим сигналам, необходимы широкомасштабные исследования, которые позволили бы ответить на вопрос: насколько серьезно влияют антигололедные реагенты на здоровье человека. Москва и так перегружена различными выбросами: транспортными, промышленных предприятий, поэтому достаточно даже какого-то небольшого дополнительного фактора, чтобы здоровью людей и экологии был нанесен серьезный непоправимый ущерб.

Материал подготовлен Туркиной В.К., методистом ГМЦ ДОгМ

Противогололедные реагенты: состав, принцип действия, виды

  • Главная
  • Блог
  • Советы
  • Противогололедные реагенты: состав, принцип действия, виды

С наступлением зимы и первыми снегопадами появляется задача борьбы с гололедом. Эту проблему приходится решать и коммунальным службам населенных пунктов (особенно в крупных городах), и владельцам частных домов. Если раньше скользкие дороги посыпались смесью песка и технической соли, то в наши дни химическая промышленность предлагает более эффективные средства. Современные противогололедные реагенты, состав которых включает активные химические компоненты – оптимальные препараты для удаления наледи даже в условиях экстремально низких температурных режимов. Производители постоянно совершенствуют формулы своих продуктов, повышая уровень их полезного действия и экологической безопасности.

Как работают антиобледенители?

Вне зависимости от состава противогололедные реагенты разрушают лед посредством химических реакций. Соприкасаясь с обрабатываемой поверхностью, активные вещества мгновенно плавят твердую корку, проникают вглубь наледи, разрушают ее структуру и препятствуют повторному замерзанию. После этого снежно-ледяную кашу можно убрать механическим способом, что особенно легко сделать при малых площадях обработки (например, во дворе собственного дома).

Наиболее распространенный противогололедный реагент – хлористый кальций с различными модификаторами. Современные производители подбирают такие пропорции активных элементов, чтобы оптимизировать баланс полезного действия и негативного влияния на природу. Перед поступлением в свободную продажу все составы оцениваются по таким параметрам, как степень воздействия на здоровье людей, окружающую среду (растительность, грунт, воду) и коммуникационные объекты. Для дополнительной безопасности производители указывают дозу и способ применения химикатов – при соблюдении рекомендаций антиобледенители эффективно очищают дороги/тротуары и не наносят вреда природному окружению.

Противогололедные реагенты: состав и виды

Антиобледенительные составы классифицируются как природные (песок, щебенка, крошка из гранита) и химические (хлориды кальция, магния, натрия с различными присадками).

Естественные противогололедные материалы активно использовались в 60-х гг. прошлого столетия – в нашей стране это была смесь из песка и технической натриевой соли (NaCI) в соотношении 92/8%. Данный способ борьбы со льдом – самый дешевый, но «вредный» в длительной перспективе. После таяния снегов скопившийся за зиму песок остается на дорожном и тротуарном покрытиях, загрязняет клумбы и газоны, а затраты на его уборку и утилизацию выливаются в значительные суммы. Применение соли без песка также не дало полностью положительного результата – практика показала, что вещество отлично расплавляет лед, но при этом портит автомобили и обувь прохожих, ведет к сильному засолению почв и гибели растений.

В наши дни коммунальным хозяйствам и частным гражданам рекомендованы кальцинированные противогололедные реагенты – жидкие и твердые (гранулированные, порошкообразные). Такие составы дают хороший эффект и выделяются лучшей экологической безопасностью среди всех известных средств.

Независимо от формы и состава противогололедные реагенты с присутствием CaCl2 препятствуют формированию снежно-ледяного наката и попутно удобряют грунт, так как кальций активно вытесняет натрий, скопившийся в почве за годы применения технической соли.

Достоинства кальцинированных антиобледенителей

Применение противогололедных реагентов CaCl2 с различными модификаторами имеет множество преимуществ. Это:

  • эффективное удаление ледяного наката – за счет быстрого и глубокого проникновения в слои льда и образования рассола;
  • активность в экстремальных условиях – полезное действие составов сохраняется при морозах до -35°C;
  • экологичность – антиобледенители с кальцием не содержат сильных токсинов, вредных для людей, животных и растительности.

Химические предприятия поставляют кальцинированные противогололедные материалы как крупными партиями (насыпом), так и в таре малого объема, что особенно актуально для частных пользователей. Достаточно приобрести несколько мешков препарата, чтобы всю зиму удалять наледь вокруг дома и обеспечивать свою безопасность.

Уже определились со стилем? Закажите проект под ключ в компании «Лэнд» и осуществите свою мечту

Заказать проект

Категории

  • Для дома53
  • Для сада67
  • Для газона6
  • Советы26

Нужна консультация?

Наши специалисты ответят на любой интересующий вопрос

Подписаться

Воздействие дорожной соли и других противогололедных химикатов на окружающую среду

Приблизительно 365 000 тонн дорожной соли применяется в столичном районе городов-побратимов (TCMA) каждый год. Хлорид в дорожной соли попадает в наши озера, ручьи и грунтовые воды, потенциально нанося вред окружающей среде.

Существует несколько различных типов химикатов против обледенения. В этом разделе рассматриваются антиобледенители на основе хлоридов, антиобледенители на основе ацетатов и углеводы. Список химикатов, одобренных для использования MNDOT, можно найти здесь. В этой статье обобщается воздействие на окружающую среду химических веществ против обледенения. Другие воздействия (например, на инфраструктуру) обсуждаются в другом месте данного руководства.

Состав

  • 1 Антиобледенители на основе хлоридов
    • 1.1 Хлорид
      • 1.1.1 Почва
      • 1.1.2 Растительность
      • 1.1.3 Подземные воды
      • 1.1.4 Поверхностные воды
      • 1.1.5 Воздух
    • 1.2 Натрий, магний и кальций
    • 1.3 Ингибиторы коррозии
  • 2 ацетата
    • 2.1 Почва
    • 2.2 Поверхностные и подземные воды
  • 3 Углеводы
  • 4 Другие антиобледенители
  • 5 Резюме
  • 6 звеньев
  • 7 Связанные страницы

Антиобледенители на основе хлоридов

Модифицированная модель экологического пути (перепечатано из Отчета NCHRP 577: Руководство по выбору материалов для борьбы со снегом и льдом для смягчения воздействия на окружающую среду, с разрешения Совета по исследованиям в области транспорта)

Средство на основе хлорида антиобледенителями, обсуждаемыми в этом разделе, являются хлорид натрия (NaCl), хлорид магния (MgCl 2 ) и хлорид кальция (CaCl 2 ). Антиобледенители могут попасть в окружающую среду во время хранения, транспортировки и применения. Распределение антиобледенителя представляет собой сложный процесс, общий вид которого представлен на рисунке справа. Когда хлоридные антиобледенители растворяются в стоках, анион и катион диссоциируют. В следующем разделе отдельно описывается воздействие на окружающую среду анионов (например, хлорида) и катионов (например, натрия, кальция или магния).

Хлорид

Хлоридный компонент антиобледенителей на основе хлоридов с трудом выпадает в осадок, не поддается биологическому разложению, не сразу вовлекается в биологический процесс и не адсорбируется в значительной степени на поверхности минералов/почвы (Levelton Consultants Ltd., 2008). Таким образом, хлорид очень подвижен и может воздействовать на почву, растительность, грунтовые воды, поверхностные воды и воздух. Стефан и др. (2008) обнаружили, что около 30 процентов соли, нанесенной на дороги в TCMA, попадает в реку Миссисипи. Это говорит о том, что оставшиеся 70 процентов либо уносятся ветром, переносятся в грунтовые воды, либо остаются в почве, озерах или заболоченных местах.

Почва

Противообледенители попадают в почву через стоки, разбрызгивание, распыление или вспашку. В целом концентрация хлоридов максимальна в пределах 2–3 м от края дороги (Berthouex and Prior, 1968). Другие, такие как Norrstrom и Bergstedt (2001), обнаружили соли на расстоянии до 10 метров от края дороги, с максимальной концентрацией в пределах 6 метров. Расстояние, на которое соли будут переноситься через почвы, зависит от подповерхностных условий.
Длительное накопление хлоридов может привести к снижению проницаемости и плодородия почвы, а также к повышению ее щелочности и плотности. В результате могут возникнуть негативные последствия для химических свойств почвы и ее способности удерживать воду, что важно для роста растений и борьбы с эрозией (National Research Council, 19).91). Другим неблагоприятным воздействием хлоридов в почве является их способность высвобождать металлы, сорбированные частицами почвы (National Research Council, 1991; Amrhein et al. , 1992; Backstrom et al., 2004).

Растительность

Влияние хлоридов на придорожные деревья. (Перепечатано с разрешения Билла Кука, Расширение Мичиганского государственного университета)

Придорожная растительность может подвергаться негативному воздействию из-за поглощения хлорида через корни растений или из-за его накопления на листве и ветвях. Симптомы, связанные с воздействием солей, аналогичны симптомам засухи; задержка роста, коричневые и опадающие листья/хвоя, отмирание ветвей и преждевременная глубина растений (Национальный исследовательский совет, 1991). На изображении справа показано потемнение хвои из-за повышенного уровня соли. Воздействие хлоридов на растения наблюдалось на расстоянии от 100 до 650 футов от дороги (Fischel, 2001). Уровень хлорида, который должен быть достигнут, прежде чем растение пострадает, зависит от типа растительности. Разработчики и проектировщики часто используют солеустойчивую растительность у края дороги, чтобы уменьшить воздействие соли.

Подземные воды

Концентрации хлоридов в окружающих грунтовых водах из песчаных и гравийных водоносных горизонтов и из некоторых коренных водоносных горизонтов палеозойского возраста в Миннесоте, 2007–2011 гг. (Перепечатано из Kroening and Ferrey, 2013 г. с разрешения)

Поскольку хлориды не связываются с почвой, хлориды, попадающие в недра с инфильтрирующей водой, могут достичь уровня грунтовых вод. Howard and Haynes (1993) обнаружили, что 55 процентов соли, вносимой в водосбор в Торонто, поступает во временное хранилище на мелководье под землей. Кьюсак (nd) подсчитал, что примерно 45 процентов хлоридов, применяемых в качестве дорожной соли, будут унесены в грунтовые воды. Хлорид, попадающий в системы подземных вод, вероятно, сохраняется в течение длительного времени, поскольку не существует значительного механизма удаления, а подземные воды движутся медленно.

Хлорид естественно присутствует в Миннесоте из-за выветривания геологических материалов. В городских районах большая часть хлоридов, обнаруженных в неглубоких грунтовых водах, вероятно, возникает в результате использования противогололедных солей. Kroening and Ferrey (2013) сообщили о состоянии подземных вод Миннесоты с 2007 по 2011 год. Песчаные и гравийные водоносные горизонты в TCMA имели концентрации хлоридов в диапазоне от менее 1 миллиграмма на литр до 8900 миллиграммов на литр, при средней концентрации 86 мг. /л. Приблизительно 27 процентов контрольных скважин, расположенных в песчано-гравийных водоносных горизонтах TMCA, имели уровень вторичного максимального загрязнения (SMCL) выше 250 миллиграммов на литр. SMCL основан на эстетических соображениях, особенно на вкусе. По всему штату средний уровень хлоридов в песчано-гравийных водоносных горизонтах составлял 17 миллиграммов на литр, и только в 1% контрольных скважин уровни хлоридов превышали SMCL. В коренных водоносных горизонтах концентрация хлоридов колебалась от менее 0,5 миллиграммов на литр до 680 миллиграммов на литр, но в целом не превышала вторичный SMCL в 250 миллиграммов на литр. Концентрации хлоридов были самыми высокими в неглубоких грунтовых водах, как правило, на глубине 30 футов или менее от поверхности земли.

Поверхностные воды

Концентрация хлоридов в поверхностных водах имеет сезонный характер. Концентрации обычно увеличиваются зимой и уменьшаются летом (Новотный и др., 2007). Стандарт хронического загрязнения хлоридами был установлен на уровне 230 мг/л, а стандарт острого загрязнения на уровне 860 мг/л в соответствии с MPCA в главах 7050 и 7052 Миннесотских правил. Эти пределы основаны на выводах о том, что хронические концентрации 230 мг/л вредны. для водной флоры и фауны, в то время как концентрации, превышающие острые стандарты, смертельны и сублетальны для водных растений и беспозвоночных. Стефан и др. (2008) сообщили, что на сегодняшний день в городах-побратимах не зарегистрировано случаев превышения нормы острого заболевания. Однако 21 озеро, 22 ручья и 4 водно-болотных угодья загрязнены хлоридами.

Солесодержащая вода имеет более высокую плотность, чем несолесодержащая вода, и опускается на дно водоема. Это может привести к химическому расслоению и нарушению режима перемешивания воды в озере (Департамент экологической службы Нью-Гэмпшира, Северная Дакота; Novotny et al., 2007). Воздействие на поверхностные воды можно свести к минимуму за счет разбавления антиобледенителей по мере их переноса в поверхностные воды. По оценкам, разбавление от 1:100 до 1:500 смягчает негативное воздействие антиобледенителя (Fischel, 2001). По оценкам, противообледенительные средства больше всего воздействуют на небольшие пруды и медленные ручьи, поскольку вероятность разбавления и рассеивания в этих средах ниже (Fischel, 2001).

Воздух

Доказано, что небольшой процент от общего количества применяемых хлоридов переносится по воздуху. Blomqvist и Johansson (1999) обнаружили, что некоторые соли против обледенения дорог можно транспортировать по воздуху на расстояние 40 м от места нанесения. Келси и Хутман (1992) обнаружили, что хлорид натрия был обнаружен на высоте 49 футов (15 метров) в пределах 220 футов (67 метров) от шоссе. Келси и Хутман (1992) также обнаружили доказательства положительной корреляции между высотой шлейфа и расстоянием перемещения компонента. Департамент транспорта штата Коннектикут обнаружил, что порошок дорожной соли может перемещаться на расстояние до 300 футов в стороны в условиях интенсивного движения. Хлор, переносимый по воздуху, может воздействовать на почву и поверхностные/грунтовые воды, но основной проблемой является осаждение на растительность (Levelton Consultants Ltd., 2008).

Натрий, магний и кальций

Катионные компоненты антиобледенителей на основе хлоридов (то есть натрий, магний и кальций) также могут воздействовать на окружающую среду. Ионы натрия могут изменять структуру почвы, вызывая снижение проницаемости и инфильтрации (Davis et al., 2012). Натрий также может уменьшить количество кальция, магния и других питательных веществ в почве за счет повышения щелочности почвы и снижения емкости ионного обмена (Национальный исследовательский совет, 1991). Магний и кальций могут улучшить структуру почвы, заставляя частицы почвы (особенно глины) образовывать агрегаты, что приводит к улучшению дренажа (Amrhein, and Strong, 19). 90). Присутствие хлоридов, магния и кальция также может привести к мобилизации тяжелых металлов, сорбированных частицами почвы (Amrhein, and Strong, 1990; Backstrom et al., 2003).

Натрий, магний и хлориды в поверхностных и грунтовых водах могут влиять на жесткость воды. Жесткость воды снижается при повышенном содержании натрия и увеличивается при повышенном содержании кальция и магния (Cheng and Guthrie, 1998). Увеличение жесткости воды свидетельствует об уменьшении токсичности тяжелых металлов (Льюис, 19 лет).97).

Ингибиторы коррозии

Чтобы уменьшить коррозионное воздействие некоторых антиобледенителей на основе хлоридов, можно добавлять ингибиторы коррозии. Ингибиторы коррозии могут включать тяжелые металлы, неорганические ионы и органические вещества (Levelton Consultants Ltd., 2008). Токсичность и воздействие ингибиторов коррозии на окружающую среду сильно различаются и зависят от состава (Pilgrim, 2013). Как правило, ингибиторы, содержащие органические компоненты, при распаде потребляют кислород. Потребление кислорода может привести к бескислородным условиям в почве, грунтовых или поверхностных водах (Fischel, 2001). При более низких температурах скорость разложения снизится, и возрастет вероятность попадания ингибиторов в грунтовые воды (Cheng and Guthrie, 19).98).

Ацетаты

Большая часть информации о воздействии на окружающую среду антиобледенителей на основе ацетата основана на исследованиях, касающихся ацетата кальция-магния (CMA). Поэтому большая часть информации, представленной в этом разделе, относится именно к CMA. Моделирующие исследования показали, что концентрации CMA в стоках с автомагистралей составляют от 10 до 100 мг / л с максимальной концентрацией 5000 частей на миллион. Типичная годовая массовая нагрузка оценивается в 10 тонн на погонную милю (Хорнер, 19 лет).88). Прогнозируется, что, несмотря на высокую массовую нагрузку, сток и приемная вода будут разбавлять концентрацию.

Почва

Характеристики ацетата предполагают, что он будет поглощаться поверхностью почвы и не уносится стоком. Попав в инфильтрирующую воду, ацетат может быть подвижным, однако Хорнер (1988) обнаружил, что менее 10 процентов ацетата, нанесенного на пробные участки, было обнаружено в нижележащей почве и грунтовых водах. Натрий и калий, содержащиеся в других типах ацетатов, с меньшей вероятностью адсорбируются почвой и, следовательно, имеют большую вероятность выщелачивания в грунтовые воды (Ченг и Гатри, 19).98).

Horner (1988) не отметил какого-либо влияния ацетата на пластичность почвы, характеристики плотности влаги, прочность на неограниченное сжатие или прочность на сдвиг в почвах среднего механического состава. Отмечается увеличение проходимости. В исследовании Horner (1988) было обнаружено, что на пробных участках, где был добавлен CMA, проницаемость увеличилась в 20 раз больше, чем на контрольных участках.
Существует неопределенность в отношении того, что ХМА вызывает выброс металлов из почвы (Amrhein et al., 19).92; Хорнер, 1992; Гранато и др., 1995; Levelton Consultants Ltd., 2008 г. ; МакФарланд и О’Рейли, 1992). Другая проблема заключается в том, что антиобледенители на основе ацетата потребляют кислород при разложении.

Поверхностные и грунтовые воды

Противообледенительные средства на основе ацетата диссоциируют в воде. Ион металла сохраняется, а ион ацетата разрушается (Fortin et al, 2014). Разложение ионов ацетата приводит к потреблению кислорода, что является одной из самых больших экологических проблем, связанных с использованием антиобледенителей на основе ацетата. При температуре от 10°C до 20°C биологическая потребность в кислороде (БПК) полностью удовлетворялась в течение 5-10 дней после осаждения ацетата в воде. При температуре воды 2°С разложение происходило за 100 дней (Хорнер, 19 лет).92).

Исследования моделирования предсказывают концентрации CMA в стоках автомагистралей в диапазоне от 10 до 100 частей на миллион с максимальной концентрацией 5000 частей на миллион. Опыт показал, что при концентрации 100 ppm и температуре 20°C CMA полностью истощает кислород в воде. При концентрации 10 частей на миллион содержание растворенного кислорода в прудах уменьшилось примерно на 50% (Бреннер и Хорнер, 1992 г.).

Рассеивание и разбавление, вероятно, смягчит негативное воздействие CMA, а средам, которые, скорее всего, будут серьезно затронуты, являются медленно текущие ручьи и небольшие пруды (Fischel, 2001). Возможность смягчения за счет рассеивания и разбавления подтверждена двумя исследованиями CMA и БПК. МакФарланд и О’Райли (1992) обнаружили, что CMA не оказывает негативного влияния на уровни растворенного кислорода (DO) в поверхностных водах в большинстве испытанных сценариев. Исследование на Беар-Крик в округе Клакамас, штат Орегон, не выявило корреляции между концентрациями CMA и БПК (Tanner and Wood, 2000).

Углеводы

Противообледенители на основе углеводов часто получают в результате ферментации зерна или переработки сахаров, таких как тростниковый или свекловичный сахар (Rubin et al., 2010). Небольшие количества углеводов иногда используются с другими антиобледенителями. Сами по себе углеводы не помогают растопить лед или снег; однако их использование может помочь снизить температуру замерзания льда в большей степени, чем соль, и может помочь соли лучше прилипнуть к дорожному покрытию (Fortin et al, 2014; Rhodan and Sanburn, 2014). Углеводы не вызывают коррозию стали, а при высоких концентрациях углеводы могут действовать как ингибитор коррозии для соляных растворов.

Имеются данные о том, что потребление углеводов в Соединенных Штатах растет. Например, продажи продукта на основе свеклы под названием Beet Heet составили около 900 000 галлонов в конце зимнего сезона в 2013 году. К февралю 2014 года было продано 1,5 миллиона галлонов Beet Heet. Дендрарий Мортона в Лайле, штат Иллинойс, использует свекольный сок в своих антиобледенителях. Добавка из свекольного сока оказывает минимальное воздействие на окружающую среду и помогает соли прилипать к месту нанесения. С добавлением свекольного сока дендрарий использует в девять раз меньше соли и экономит около 14 000 долларов на материальных затратах (Дендрарий Мортона, 2014). Другой нетрадиционной добавкой, которая использовалась, является сырный рассол. Висконсин использовал рассол для сыра как минимум в шести округах штата (Rhodan and Sanburn, 2014).

Фу и др. (2012) рассмотрели два антиобледенителя на основе свекловичной мелассы в сравнении с антиобледенителем с солевым раствором. При использовании в качестве материала для предварительного смачивания не было статистически значимой разницы между какими-либо химическими веществами. При использовании в качестве антиобледенительного материала органический материал показал себя на 30% лучше.

Разложение альтернативных добавок в окружающей среде будет способствовать БПК (особенно для органических добавок). В зависимости от природы нетрадиционной добавки в процессе разложения могут высвобождаться питательные вещества, что может стать потенциальным источником загрязнения (Fortin et al, 2014). Бреннер и Хорнер (2012) сравнили требования к БПК для CMA на основе кукурузы и CMA на основе реагентов. CMA на основе кукурузы имел более высокий БПК, чем CMA на основе реагентов.

Прочие антиобледенители

Ферроцианид натрия и ферроцианид железа использовались в качестве противослеживающих добавок для антиобледенения (CTC and Associates LLC, 2004). Цианид вреден для окружающей среды, если он попадает в грунтовые воды или попадает в поверхностные воды. Обзор 13 продуктов против обледенения показал, что содержание цианида варьируется от менее чем 0,0003 частей на миллион (ppm) до 0,33 частей на миллион (Fischel, 2001). Вопросы, связанные с цианидом в подземных водах, содержатся в разделе о инфильтрации Руководства MN по ливневым водам. Другими химическими веществами, которые были обнаружены в следовых количествах в антиобледенителях, являются мышьяк, свинец и ртуть (Dindorf, 2008).

Резюме

Существует много химических веществ, используемых для борьбы с обледенением, которые обладают сходными и уникальными свойствами и воздействием на окружающую среду. В следующей таблице приведены сведения о коррозии и воздействии на окружающую среду противогололедных реагентов, описанных в этой статье. Следует проявлять осторожность при определении того, какие химические вещества лучше всего подходят для предполагаемого применения и для окружающей среды, окружающей область применения.

Таблица, обобщающая свойства противогололедных реагентов. По материалам Local Road Research Board, 2012, Ketcham et al., 1996 и Levelton Consultants Ltd., 2008.
Ссылка на эту таблицу

Категория Тип Самая низкая практическая температура плавления дорожного покрытия Возможность коррозионного повреждения 3 Воздействие на окружающую среду
Атмосферная коррозия металлов Бетонная матрица Армирование бетона Качество воды/водная жизнь Качество воздуха Почвы Растительность
Антиобледенители на основе хлорида Хлорид натрия 15°F Высокий; инициирует и ускоряет коррозию Низкий/умеренный; усугубит масштабирование; низкий риск атаки пастой Высокий: вызывает коррозию арматуры Умеренная: чрезмерное содержание хлоридов/загрязнителей металлов; ферроцианидные добавки Низкий: приводит к сокращению использования абразивов Умеренный/высокий: Накопление натрия разрушает структуру почвы и снижает проницаемость и стабильность почвы; потенциал металлов для мобилизации Высокий: Опрыскивание вызывает повреждение листвы; осмотический стресс повреждает корни, хлоридный токсикоз
Хлорид кальция -20°F Высокий; Инициирует и ускоряет коррозию; более высокий потенциал коррозии, связанный с гигроскопическими свойствами Низкий/умеренный; усугубит масштабирование; низкий риск атаки пастой Высокий: вызывает коррозию арматуры Умеренная: чрезмерное содержание хлоридов; загрязнение тяжелыми металлами Низкий: приводит к сокращению использования абразивов Низкий/средний: улучшает структуру почвы; повышает проходимость; потенциал металлов для мобилизации Высокий: Опрыскивание вызывает повреждение листвы; осмотический стресс повреждает корни, хлоридный токсикоз
Хлорид магния -10°F Высокий; Инициирует и ускоряет коррозию; более высокий потенциал коррозии, связанный с гигроскопическими свойствами Умеренный/высокий: усугубит масштабирование; риск порчи пасты из-за магния Высокий: Инициирует коррозию арматуры, данные свидетельствуют о том, что MgCl2 имеет самый высокий потенциал коррозии хлоридов Умеренная: чрезмерное содержание хлоридов; загрязнение тяжелыми металлами Низкий: Приводит к сокращению количества абразивов Низкий/средний: улучшает структуру почвы; повышает проходимость; потенциал металлов для мобилизации Высокий: Опрыскивание вызывает повреждение листвы; осмотический стресс повреждает корни, хлоридный токсикоз
Антиобледенители на основе ацетата Ацетат кальция и магния 20°F [1] Низкий/умеренный; Возможность инициирования и ускорения коррозии из-за повышенной проводимости Умеренный/высокий: усугубит масштабирование; риск порчи паштета из-за реакций с магнием Низкий; вероятно мало или нет эффекта Высокий: органическое содержание приводит к потребности в кислороде Низкий: приводит к сокращению использования абразивов Низкий/средний: улучшает структуру почвы; повышает проходимость; потенциал металлов для мобилизации Низкий: незначительный или отсутствующий неблагоприятный эффект; осмотический стресс на высоких уровнях
Ацетат калия -26°F [2] Низкий/умеренный; Возможность инициирования и ускорения коррозии из-за повышенной проводимости [3] Низкий; вероятно, мало или совсем не влияет [4] Высокий: органическое содержание приводит к потребности в кислороде Низкий: приводит к сокращению использования абразивов
Ацетат натрия 0°F [5] Относительная водная токсичность: высокая
Углеводы Свекольный сок нет данных Низкий; Потенциал инициирования и ускорения коррозии из-за повышенной электропроводности моллюсков для смягчения коррозии требует дальнейшей оценки Низкий; Вероятно, небольшой эффект или его отсутствие Низкий; Вероятно, небольшой эффект или его отсутствие; заявления об уменьшении коррозии требуют дальнейшей оценки Высокое содержание органических веществ, приводящее к потребности в кислороде; обогащение питательных веществ фосфором и азотом; тяжелые металлы Низкий: приводит к сокращению использования абразива Низкий: Вероятно, небольшой эффект или его отсутствие; ограниченная информация доступна Низкий: Вероятно, незначительный эффект или его отсутствие
Меласса нет данных
Кукурузный сироп нет данных

Ссылки

  • Департамент охраны окружающей среды штата Нью-Гемпшир поддерживает веб-сайт, на котором представлена ​​информация о влиянии дорожной соли на окружающую среду, здоровье и экономику. Воздействие на окружающую среду включает воздействие на качество воды, здоровье человека, домашних животных, дикую природу, водную флору и фауну, растительность и почву. На странице есть ссылка на документ, в котором содержится подробное обсуждение воздействия на окружающую среду.
  • Министерство окружающей среды Британской Колумбии подготовило отчет Рекомендации по качеству атмосферной воды для хлоридов , в котором обсуждаются рекомендации по хлоридам и содержится подробное обсуждение воздействия хлоридов на окружающую среду.
  • Департамент экологических служб Нью-Гэмпшира. Выявление опасностей, связанных с воздействием на человека и окружающую среду хлорида натрия, дорожной соли
  • .

  • Департамент транспорта штата Колорадо – Исследования воздействия антиобледенителя на основе хлорида магния на окружающую среду в Колорадо
  • Occidental Chemical Corporation — Воздействие хлорида кальция на воду и окружающую среду

Связанные страницы

  • Обзор и воздействие дорожной соли и антиобледенителей
    • Как работает соль и обзор химикатов против обледенения
    • Воздействие на окружающую среду дорожной соли и других противогололедных химикатов
    • Другие последствия использования антиобледенителя
  • Информация о стоимости и экономическом воздействии дорожной соли
  • Средства управления
    • План управления хлоридами штата Миннесота
    • Инструмент Smart Salting Assessment (SSAt)
    • Модель Постановления
    • Модель Политики снега и льда
  • Программа обучения умному засолу MPCA
    • Программа обучения умному солению
    • Умный календарь тренировок по солению
    • Ресурсы для специалистов по зимнему обслуживанию
    • Помощь в снижении содержания хлоридов
  • Образовательные ресурсы
    • Образовательные ресурсы для Smart Salting (S2). Для получения дополнительной информации о ресурсах хлора см. Ресурсы хлора в масштабе штата 9.0016
    • Истории успеха: примеры снижения потребления соли и затрат
    • Технические отчеты и TMDL Chloride
    • Разрешения на использование хлоридов и NPDES
  • Каталожные номера для Smart Salting (S2) и зимнего ухода за дорожной солью
  • Хлориды и подземные воды
    • Воздействие инфильтрации ливневых вод на содержание хлоридов в грунтовых водах Миннесоты — Информационный документ, подготовленный для Ассоциации подземных вод Миннесоты
    • Калькулятор для оценки содержания хлоридов в подземных водах
    • Руководство по калькулятору для оценки содержания хлоридов в грунтовых водах в результате инфильтрации

Регенерированное асфальтовое покрытие — Описание материала — Руководство пользователя по отходам и побочным материалам при строительстве дорожного покрытия

[ Асфальтобетон (горячий ресайклинг) ] [ Асфальтобетон (холодная переработка) ] [ Гранулированная основа ] [ Насыпь или насыпь ]

 

ВОССТАНОВЛЕННОЕ АСФАЛЬТНОЕ ПОКРЫТИЕ Описание материала

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Восстановленное асфальтовое покрытие (RAP) — термин, обозначающий удаленные и/или переработанные материалы дорожного покрытия, содержащие асфальт и заполнители. Эти материалы образуются при удалении асфальтовых покрытий для реконструкции, замены покрытия или для получения доступа к подземным коммуникациям. При правильном дроблении и просеивании РАП состоит из высококачественных, хорошо отсортированных заполнителей, покрытых асфальтовым вяжущим.

Асфальтовое покрытие обычно удаляется либо фрезерованием, либо удалением на всю глубину. Фрезерование влечет за собой удаление поверхности дорожного покрытия с помощью фрезерного станка, который может удалить толщину до 50 мм (2 дюйма) за один проход. Удаление на полную глубину включает разрыв и разрушение дорожного покрытия с помощью рога носорога на бульдозере и / или пневматических отбойных молотков. В большинстве случаев сломанный материал поднимается и загружается в самосвалы с помощью фронтального погрузчика и транспортируется на центральный объект для обработки. На этом предприятии РАП перерабатывается с помощью ряда операций, включая дробление, сортировку, транспортировку и штабелирование.

Хотя большая часть старых асфальтовых покрытий перерабатывается на центральных перерабатывающих предприятиях, асфальтовые покрытия можно измельчать на месте и включать в гранулированные или стабилизированные слои основания с помощью самоходной измельчительной машины. Процессы горячего и холодного ресайклинга на месте превратились в непрерывные технологические операции, которые включают частичное удаление глубины поверхности дорожного покрытия, смешивание регенерированного материала с обогащающими добавками (такими как первичный заполнитель, связующее и/или смягчающие или омолаживающие агенты для улучшают вяжущие свойства), а также укладывают и уплотняют полученную смесь за один проход.

Надежные данные о производстве RAP не всегда доступны во всех государственных дорожных агентствах или местных юрисдикциях. На основе неполных данных предполагается, что ежегодно в Соединенных Штатах может производиться до 41 миллиона метрических тонн (45 миллионов тонн) RAP. (1)

Дополнительную информацию по утилизации асфальтобетонного покрытия можно получить в следующих организациях:

Национальная ассоциация асфальтобетонного покрытия

5100 Бульвар Форбс

Лэнхэм, Мэриленд 20706-4413

Асфальтовый институт

Research Park Drive

Лексингтон, Кентукки 40512

Ассоциация по переработке и регенерации асфальта

#3 Church Circle, Suite 250

Аннаполис, Мэриленд 21401

 

ТЕКУЩИЕ ВАРИАНТЫ УПРАВЛЕНИЯ

Переработка

Большая часть производимого РАП перерабатывается и используется, хотя и не всегда в том же году, когда он был произведен. Переработанный РАП почти всегда возвращается обратно в структуру проезжей части в той или иной форме, обычно включаемой в асфальтовое покрытие посредством горячего или холодного ресайклинга, но иногда он также используется в качестве заполнителя при строительстве основания или подстилающего слоя.

Было подсчитано, что примерно 33 миллиона метрических тонн (36 миллионов тонн), или от 80 до 85 процентов избыточного асфальтобетона, производимого в настоящее время, используется либо как часть переработанной горячей асфальтобетонной смеси, либо в холодных смесях. или в виде заполнителя в гранулированных или стабилизированных базовых материалах. (2) Часть РАП, которая не перерабатывается и не используется в течение того же строительного сезона, в котором она была произведена, складируется и в конечном итоге используется повторно.

Утилизация

Излишки асфальтобетона утилизируются на свалках или иногда в полосе отвода. В большинстве случаев это происходит, когда речь идет о небольших количествах, или когда материал смешивается с другими материалами, или когда отсутствуют средства для сбора и обработки РАП. Подсчитано, что количество избыточного асфальтобетона, которое необходимо утилизировать, составляет менее 20 процентов от годового количества производимого РАП.

 

ИСТОЧНИКИ РЫНКА

В большинстве случаев переработанная горячая асфальтобетонная смесь может быть получена на центральных предприятиях по переработке вторичного асфальта, где асфальтовые покрытия дробятся, просеиваются и складируются для использования в производстве асфальтобетона, холодных смесей или в качестве гранулированного или стабилизированного базового материала. Большинство этих перерабатывающих мощностей расположены на площадках заводов по производству горячих асфальтобетонных смесей, где переработанный асфальтобетон либо продается, либо используется в качестве сырья для производства переработанных горячих асфальтобетонных смесей или переработанных холодных смесей.

Свойства РАП во многом зависят от свойств составляющих материалов и типа асфальтобетона, использованного в старом дорожном покрытии. Поскольку РАП можно получить из любого количества источников старого дорожного покрытия, качество может различаться. Излишки сыпучего материала или грунта, или даже мусор, иногда могут быть занесены в отвалы старого дорожного покрытия. Количество перекрытий дорожного покрытия, количество заделок и/или заделок трещин, а также возможное наличие ранее нанесенного герметизирующего слоя будут влиять на состав РАП. Необходим контроль качества, чтобы гарантировать, что обработанный ПДП будет пригоден для предполагаемого применения. Особенно это касается ресайклинга тротуарной плитки.

 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НА ДОРОГЕ И ТРЕБОВАНИЯ К ПЕРЕРАБОТКЕ

Измельченный или измельченный РАП можно использовать в ряде применений при строительстве автомагистралей. К ним относятся его использование в качестве заполнителя и добавки к битумному вяжущему в переработанном асфальтовом покрытии (горячая смесь или холодная смесь), в качестве гранулированной основы или подстилающего слоя, стабилизированного базового заполнителя, а также в качестве материала для насыпи или наполнителя.

Асфальтобетон Заполнитель и асфальтобетон Дополнение

Вторичное асфальтовое покрытие можно использовать в качестве материала-заменителя заполнителя, но в этом случае оно также обеспечивает дополнительное вяжущее асфальтовое вяжущее, тем самым снижая потребность в битумном вяжущем в новых или переработанных асфальтобетонных смесях, содержащих РАП.

При использовании в асфальтобетонных покрытиях (горячая или холодная смесь) РАП может перерабатываться либо на центральном перерабатывающем предприятии, либо на стройплощадке (переработка на месте). Введение РАП в асфальтобетонные смеси осуществляется либо горячим, либо холодным ресайклингом.

Горячая асфальтобетонная смесь (центральный перерабатывающий комплекс)

Переработанная горячая смесь обычно производится на центральном предприятии по переработке вторичного асфальта, которое обычно включает дробилки, сортировочные блоки, конвейеры и укладчики, предназначенные для производства и складирования готового гранулированного продукта вторичного асфальта, переработанного до желаемой градации. Этот продукт впоследствии включается в смеси горячего асфальтобетонного покрытия в качестве заменителя заполнителя. Как бетонные заводы, так и заводы по производству барабанных смесей могут включать РАП в горячую асфальтобетонную смесь.

Горячая асфальтобетонная смесь (переработка на месте)

Горячий ресайклинг на месте — это процесс ремонта дорожного покрытия, который выполняется в один или несколько проходов с использованием специального оборудования для нагрева, рыхления, омоложения, укладки и уплотнения. Никакой обработки перед фактической операцией по переработке не требуется.

Холодная асфальтобетонная смесь (центральный перерабатывающий комплекс)

Требования к обработке RAP для рециркуляции холодных смесей аналогичны требованиям для рециклированных горячих смесей, за исключением того, что сортированный продукт RAP включается в холодные асфальтобетонные смеси для дорожного покрытия в качестве заполнителя.

Холодная асфальтобетонная смесь (переработка на месте)

Процесс холодного ресайклинга на месте включает специализированные заводы или технологические линии, при которых поверхность существующего дорожного покрытия фрезеруется на глубину до 150 мм (6 дюймов), обрабатывается, смешивается с битумной эмульсией (или вспененным асфальтом), укладывается и уплотняется за один проход. Никакой обработки перед фактической операцией по переработке не требуется.

Гранулированный базовый заполнитель

Для производства гранулированного заполнителя или подстилающего слоя РАП необходимо измельчить, просеять и смешать с обычным гранулированным заполнителем или, иногда, регенерированным бетонным материалом. Смешивание гранулированного РАП с соответствующими материалами необходимо для достижения несущей способности, необходимой для большинства несвязанных гранулированных материалов, несущих нагрузку. РАП сам по себе может демонстрировать несколько более низкую несущую способность, чем обычные основы из гранулированного заполнителя.

Стабилизированный базовый заполнитель

Для производства стабилизированного основания или заполнителя подстилающего слоя РАП также необходимо измельчить и просеять, а затем смешать с одним или несколькими стабилизирующими реагентами, чтобы смешанный материал при уплотнении приобрел прочность.

Насыпь или насыпь

Накопленный материал RAP также может использоваться в качестве гранулированной засыпки или основания для строительства насыпи или обратной засыпки, хотя такое применение не получило широкого распространения и не представляет собой самое лучшее или наиболее подходящее применение для RAP. Использование РПД в качестве основания насыпи может быть практической альтернативой материалам, которые хранились в течение длительного периода времени или могут быть смешаны из нескольких различных проектных источников. Использование в качестве основания насыпи или насыпного материала в пределах той же полосы отвода также может быть подходящей альтернативой утилизации излишков асфальтобетона, образующихся на конкретном проекте автомагистрали.

 

СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ

Физические свойства

Свойства РАП во многом зависят от свойств входящих в его состав материалов и типа асфальтобетонной смеси (истираемая поверхность, вяжущий слой и т. д.). Между асфальтобетонными смесями могут быть существенные различия по качеству заполнителя, размеру и консистенции. Поскольку заполнители в поверхностном слое (слое износа) асфальтобетона должны иметь высокую стойкость к износу/абразии (полировке), чтобы обеспечить приемлемые свойства сопротивления трению, эти заполнители могут быть более высокого качества, чем заполнители в составе вяжущего слоя, где стойкость к полировке не беспокоит.

Как измельчение, так и дробление могут вызвать некоторую деградацию заполнителя. Градация измельченного РАП, как правило, более мелкая и плотная, чем у первичных заполнителей. Дробление не вызывает такой деградации, как измельчение; следовательно, фракция измельченного РАП, как правило, не такая мелкая, как у измельченной РАС, но более мелкая, чем у первичных заполнителей, измельченных на оборудовании того же типа.

Распределение частиц измельченного или измельченного асфальтобетонного асфальта по размерам может в некоторой степени варьироваться в зависимости от типа оборудования, используемого для производства асфальтобетонного асфальта, типа заполнителя в дорожном покрытии и от того, был ли какой-либо нижележащий заполнитель или заполнитель подстилающего слоя смешивался с заполнителем. регенерированный материал асфальтового покрытия во время демонтажа дорожного покрытия.

В процессе переработки практически весь произведенный РАП измельчается или измельчается до размера 38 мм (1,5 дюйма) или менее, при этом максимально допустимый верхний размер составляет либо 51 мм (2 дюйма), либо 63 мм (2,5 дюйма). В Таблице 13-1 перечислены типичные диапазоны гранулометрического состава, которые обычно возникают в результате измельчения или дробления РАП. Измельченный РАП обычно мельче измельченного. Исследования дорожных покрытий в Калифорнии, Северной Каролине, Юте и Вирджинии показали, что до и после измельчения можно ожидать, что фракция дорожного покрытия, проходящая через сито 2,36 мм (№ 8), увеличится с предварительно измельченного диапазона от 41 до 69. до постфрезерного диапазона от 52 до 72 процентов. Можно ожидать, что фракция, проходящая через сито 0,075 мм (№ 200), увеличится примерно с 6–10 процентов до диапазона от 8 до 12 процентов. (3) Большинство источников RAP представляют собой хорошо отсортированные крупные заполнители, сравнимые или, возможно, немного более мелкие и более изменчивые, чем дробленые природные заполнители.

Удельный вес измельченного или переработанного РАП зависит от типа заполнителя в восстановленном дорожном покрытии и влажности складируемого материала. Хотя доступная литература по RAP содержит ограниченные данные, касающиеся удельного веса, было установлено, что удельный вес измельченного или обработанного RAP колеблется от 19От 40 до 2300 кг/м 3 (от 120 до 140 фунтов/фут 3 ), что немного ниже, чем у натуральных заполнителей.

Информация о содержании влаги в запасах РАП немногочисленна, но имеются признаки того, что содержание влаги в РПД будет увеличиваться во время хранения. Измельченный или измельченный РАП может впитать значительное количество воды под воздействием дождя. Содержание влаги до 5 процентов или выше было измерено для хранящегося измельченного РАП. (4) Как отмечалось ранее, в периоды обильных осадков влажность некоторых складов РАП может достигать 7–8 процентов. (5) Следовательно, длительное складирование измельченного или измельченного РАП должно быть сведено к минимуму.

Содержание битумного вяжущего в РАП обычно составляет от 3 до 7 процентов по весу. Асфальтовый вяжущий материал, прилипший к заполнителю, несколько тверже нового асфальтового вяжущего. Это происходит в первую очередь из-за воздействия на дорожное покрытие атмосферного кислорода (окисления) во время эксплуатации и атмосферных воздействий. Степень затвердевания зависит от нескольких факторов, в том числе внутренних свойств асфальтового вяжущего, температуры/времени смешивания (увеличивается с увеличением воздействия высокой температуры), степени уплотнения асфальтобетона (увеличивается, если оно недостаточно уплотнено), асфальтового вяжущего/воздуха. содержание пустот (увеличивается с меньшим содержанием асфальта/более высоким содержанием воздушных пустот) и срок службы (увеличивается с возрастом).

Таблица 13-1. Типовой диапазон гранулометрического состава регенерированного асфальтового покрытия (RAP)

(в процентах по массе).

Размер экрана
(сетка)
Процентное измельчение после обработки или измельчения
37,5 мм (1,5 дюйма)
25 мм (1,0 дюйма)
19 мм (3/4 дюйма)
12,5 мм (1/2 дюйма)
9,5 мм (3/8 дюйма)
75 мм (№ 4)
2,36 мм (№ 8)
1,18 мм (№ 16)
0,60 мм (№ 30)
0,30 мм (№ 50)
0,15 мм (№ 100)
0,075 мм (№ 200)
100
95 — 100
84 — 100
70 — 100
58 — 95
38 — 75
25 — 60
17 — 40
10 — 35 и
5 — 25 б
3 — 20 в
2 — 15 д
а. Обычно менее 30 процентов
б. Обычно менее 20 процентов
c Обычно менее 15 процентов
д. Обычно менее 10 процентов

 

RAP, полученный из большинства смесей для износостойких поверхностей, обычно имеет содержание асфальта в диапазоне от 4,5 до 6 процентов. Восстановленный асфальт из переработанного асфальта обычно имеет низкую проникающую способность и относительно высокие значения вязкости, в зависимости от времени эксплуатации исходного дорожного покрытия. Значения пенетрации при 25°C (77°F), вероятно, находятся в диапазоне от 10 до 80, в то время как значения абсолютной вязкости при 60°C (140°F) могут варьироваться от 2000 пуаз (эквивалент AC-20) до до 50 000 пуаз и выше, в зависимости от степени старения. Диапазон вязкости от 4000 до 25000 пуаз обычно можно ожидать от битумного вяжущего, полученного из материала РАП. (6) В таблице 13-2 представлены сводные данные о типичных диапазонах физических свойств РАП, кроме градации.

Таблица 13-2. Физико-механические свойства регенерированного асфальтобетонного покрытия (РАП).

Вид имущества Имущество ПДП Типовой диапазон значений
Физические свойства Удельный вес 1940 — 2300 кг/м 3
(120–140 фунтов/фут 3)
Содержание влаги Нормальный: до 5 %

Максимальный: 7-8 %

Содержание асфальта Нормальный: 4,5-6%
Максимальный диапазон: 3-7%
Проходка асфальта Нормальный: 10-80 при 25°C (77°F)
Абсолютная вязкость или восстановленный битумный цемент Нормальный: 4 000–25 000 пуаз при 60°C (140°F)
Механические свойства Масса компактного блока 1600 — 2000 кг/м 3
(100-125 фунтов/фут 3 )
Калифорнийский коэффициент подшипника (CBR) 100 % РАП: 20–25 %
40 % РАП и 60 % природного заполнителя: 150 % или выше 90 179

 

Химические свойства

Минеральные заполнители составляют подавляющую часть (от 93 до 97 процентов по весу) РАП. Только небольшой процент (от 3 до 7 процентов) РАП состоит из затвердевшего битумного вяжущего. Следовательно, общий химический состав РАП по существу аналогичен составу встречающегося в природе заполнителя, который является его основным компонентом.

Асфальтовый цемент состоит в основном из высокомолекулярных алифатических углеводородных соединений, а также небольших концентраций других материалов, таких как сера, азот и полициклические углеводороды (ароматические и/или нафтеновые) с очень низкой химической активностью. Асфальтовый цемент представляет собой комбинацию асфальтенов и мальтенов (смол и масел). Асфальтены более вязкие, чем смолы или масла, и играют важную роль в определении вязкости асфальта. Окисление состарившегося асфальта приводит к тому, что масла превращаются в смолы, а смолы в асфальтены, что приводит к старению и повышению вязкости вяжущего. (7)

Механические свойства

Механические свойства РАП зависят от исходного типа асфальтового покрытия, метода (методов), использовавшихся для восстановления материала, и степени обработки, необходимой для подготовки РАС для конкретного применения. Поскольку большая часть РАП перерабатывается обратно в дорожное покрытие, обычно отсутствуют данные о механических свойствах РАП в других возможных применениях.

Удельный вес уплотненного РАП будет уменьшаться с увеличением удельного веса, при этом максимальные значения плотности в сухом состоянии составляют от 1600 кг/м 3 (100 фунтов/фут 3 ) до 2000 кг/м 3 (125 фунтов/фут 3 ). (8) Калифорнийские значения коэффициента несущей способности (CBR) для материала RAP, содержащего заполнитель ловушки, находятся в диапазоне от 20 до 25 процентов. Однако, когда РАП смешивают с природными заполнителями для использования в качестве гранулированной основы, битумный вяжущий материал в РАП со временем оказывает значительное упрочняющее действие, так что образцы, содержащие 40 процентов РАП, имеют значения CBR, превышающие 150 через 1 неделю. (9)

В таблице 13-2 представлены сводные данные о механических свойствах РАП, рассмотренных в предыдущих параграфах.

 

ССЫЛКИ

  1. Резюме и отчет о вторичной переработке дорожного покрытия , Федеральное управление автомобильных дорог, отчет № FHWA-SA-95-060, Вашингтон, округ Колумбия, 1995 г.

  2. Инженерно-экологические аспекты переработки материалов для строительства дорог , Федеральное управление автомобильных дорог и Агентство по охране окружающей среды США, отчет № FHWA-RD-93-008, Вашингтон, округ Колумбия, май 1993 г.

  3. Kallas, B.F. Расчет гибкой дорожной смеси с использованием восстановленного асфальтобетона , FHWA/RD-84/088, июнь 1984 г.

  4. Смит, Ричард В. «Современное состояние горячей переработки». Совет по исследованиям в области транспорта, запись № 780, Протоколы национального семинара по переработке асфальтового покрытия , Вашингтон, округ Колумбия, 1980.

  5. Декер, Д. С. и Т. Дж. Янг, «Обработка RAP на объекте HMA». Proceedings of the Canadian Technical Asphalt Association , Edmonton, Alberta, 1996.

  6. Эппс, Дж. А., Д. Н. Литтл, Р. Дж. О’Нил и Б. М. Галлауэй. «Свойства смеси переработанных центральных растительных материалов». Американское общество испытаний и материалов, Специальная техническая публикация № 662, Переработка битумных покрытий , Западный Коншохокен, Пенсильвания, 19 декабря.77.

  7. Нурельдин, Ахмед Сами и Леонард Э. Вуд. «Вариации в молекулярном распределении первичных и переработанных асфальтовых вяжущих, связанные со старением». Совет по исследованиям в области транспорта, запись № 1228, Вашингтон, округ Колумбия, 1989 г.

  8. Senior, S.A., S.I. Szoke и C.A. Rogers. «Опыт Онтарио в использовании регенерированных материалов для использования в агрегатах». Представлено на конференции Международной дорожной федерации, Калгари, Альберта, 1994 г.

  9. Хэнкс, Эй Джей и Э. Р. Магни. Использование битумных и бетонных материалов в гранулированном основании и земле .