Установка ABCD (Asphalt Binder Cracking Device)

Низкотемпературное термическое растрескивание – это один из основных путей порчи асфальтового дорожного покрытия. Низкотемпературное растрескивание приводит к миллионным тратам на ремонт дорог. Для снижения износа дорожных покрытий из-за термического растрескивания необходимо правильно классифицировать битумные вяжущие для использования в различных климатических условиях. Тем не менее, при использовании спецификаций AASHTO M-320 довольно трудно надлежащим образом классифицировать связующие по потенциалу растрескивания при низкой температуре. Данные спецификации не позволяют провести надежные измерения прочности битумных связующих  при низкой температуре.

Приближенные к полевым условиям испытания на установке ABCD устраняют необходимость измерения жесткости и сопротивления материала. Также испытание ABCD не нуждается в громоздких вычислениях и предположениях, использованных в упомянутом стандарте AASHTO, включая коэффициенты термического расширения и функцию сдвига температуры со временем.

В ходе испытания ABCD образец связующего располагается снаружи кольца ABCD, диаметром два дюйма, обладающего практически нулевым термическим сжатием. Образец помещается в камеру охлаждения с постоянно опускающейся температурой. С понижением температуры образец связующего ограничивает и сжимает кольцо ABCD. Установленные внутри кольца датчики записывают напряжение и температуру.

При растрескивании образца связующего напряжение резко спадает. В этот момент происходит фиксация температуры – температуры растрескивания при анализе ABCD. Классификация по температуре растрескивания намного ближе к результатам реальных полевых испытаний, чем все методики AASHTO, существовавшие до момента создания установки ABCD.

Преимущества установки ABCD:

• Простота конструкции: в отличие от других установок, устройство ABCD не содержит механической системы нагружения, нуждающейся в регулярной калибровке и обслуживании.
• Отсутствие жидкого азота и жидкостной бани
• Простая методика испытания: Влияние оператора минимально, что уменьшает число ошибок, связанных с обращением с образцами.
• Отсутствие юстировки: При испытании ABCD образец связующего заливается прямо на кольцо ABCD и его не трогают до конца анализа.
• Надежность анализа: Испытания в Центре North Central Superpave, Университете Висконсин-Мэдисон и в компании EZ Asphalt показали, что различия в подготовке образцов к анализу не оказывают значительного влияния на результат анализа.
• Одновременное испытание нескольких образцов: Число одновременно анализируемых образцов в одной установке может составлять от 4 до 8. Существуют и расширенные установки, позволяющие анализировать до 16 и более образцов одновременно.

Влияние концентрации полимера

Полевые исследования показали, что модификация асфальтовых дорожных покрытий полимерами приводит к большей устойчивости к низкотемпературному растрескиванию. А при исследованиях по методике AASHTO M320 было установлено обратное. Анализ ABCD  свободен от этого недостатка и показывает ожидаемое понижение температуры растрескивания.

Влияние концентрации SBS на потенциал крекинга при низких температурах

Основа	M320 Table 1	ABCD
	PG Grade	Tσ, °C	Напряжение, МПа
Основа	44,5 — 41,5	-44,2	3,1
Основа + 2%SBS	53,1 — 41,7	-46,5	5,3
Основа + 3%SBS	57,4 — 41,4	-48,0	5,9
Основа + 4%SBS	63,3 — 39,3	-51,1	6,3
Основа + 5%SBS	70,0 — 38,1	-54,1	7,8

Корреляция с полевыми дорожными испытаниями 

Результаты испытания ABCD намного лучше коррелируют с результатами полевых испытаний по отношению к низкотемпературному растрескиванию, чем результаты AASHTO M 320.

Коэффициент определения (R2) критической температуры в зависимости от индекса растрескивания испытательных покрытий с использованием ABCD и стандартных методов AASHTO.

График в реальном времени 

График реального времени отражает состояние всех четырех образцов в камере охлаждения ABCD. Температура постоянно уменьшается. Напряжение битумного связующего практически постоянно в первые 90 минут, а затем он начинает сжиматься (напряжение падает) и растрескивается (напряжение растет). Температура растрескивания записывается в момент скачка напряжения.

Анализ данных

После испытания данные анализируются и представляются в виде графика зависимости напряжения от температуры и краткой таблицы в формате Excel. В таблице показаны температуры растрескивания, перепад напряжения и скорость охлаждения.