Десять вещей, которые вы хотите знать о Delta Tc (ΔTc)

http://asphaltmagazine.com/deltatc-10things/

Что такое Дельта Tc (ΔTc)?
Delta Tc (ΔTc) - это параметр битумного вяжущего, который привлекает внимание как исследователей, так и пользователей, ищущих параметры физических свойств, которые помогут обеспечить работоспособность асфальтобетонного покрытия в долгосрочной перспективе.
Нет никакой необходимости в новом оборудовании или даже отдельном испытании. Значение ΔTc просто вычисляется с использованием результатов (S и m) стандартного испытания на реометре с изгибающейся балкой (BBR) , которое необходимо в последующем для определения низкотемпературной марки PG . Этот параметр применим к вяжущему, которое было подвержено кратковременному и длительному старению  (RTFO  plus PAV ), а также может применяться к вяжущему, извлеченному из асфальтобетонных покрытий.
ΔTc характеризует стойкость к трещинообразованию, которая зависит от долговечности битумного вяжущего, относительно старения вяжущего в асфальтобетонной смеси. Более конкретно, ΔTc дает представление о релаксационных свойствах вяжущего, которые могут способствовать образованию трещин, не связанных с нагрузкой, или других дефектов, связанных со сроком службы,  в асфальтобетонном покрытии. Появление сетки трещин является наиболее распространенной проблемой  такого рода .

Назначение документа
Слова в начале статьи, "уровень знаний/ изученность ", являются ключевыми для понимания причины, по которой Институт Асфальта и его члены решили в апреле 2019 года создать этот документ.
До этого документа соответствующая информация, относящаяся к ΔTc, была разбросана среди исследовательских работ, презентаций, различных протоколов заседаний и личных сообщений между лицами, проявляющими интерес к ΔTc. Поэтому было трудно найти и отсортировать соответствующие источники информации. Этот документ содержит единую, всеобъемлющую и актуальную справку по теме ΔTc, которая может служить координационным центром для диалога между государственным заказчиком , подрядными организациями, научными кругами и другими участниками, нуждающимися в более детальном понимании ΔTc и его значимости для характеристик изменения битумного вяжущего.
На момент публикации документа в октябре 2019 года десять американских Государственных учреждений уже внедрили и планируют ввести ΔTc в качестве части спецификации своих закупок. Подробности этих случаев приведены в документе, однако, важно понимать, что Институт асфальта не занимает позицию по принятию ΔTc в спецификации на закупку вяжущего.
Цель документа - описать текущее состояние информации вокруг ΔTc и не имеет целью убедить или отговорить Государственные учреждения от их использования. Однако в документе описан ряд ключевых шагов, которые должны быть тщательно рассмотрены, прежде чем они реализуют ΔTc в качестве требования спецификации.
    Общая информация о содержании документа
Документ не является легким чтением. В нем обобщен значительный объем исследований за последнее десятилетие с обилием данных в виде таблиц, диаграмм и графиков.
Глава 1 представляет собой введение, а Глава 2 описывает исследования (под руководством Майка Андерсона из Института Асфальта), которые привели к разработке ΔTc. В главе 3 приводится подробное объяснение  того, как вычисляется ΔTc, а также обзор соответствующих испытаний. Содержащаяся в документе информация объясняет физическое значение  ΔTc. Для того чтобы ΔTc стало перспективным предложением , приведены типичные значения для широкого диапазона вяжущего PG.
В главе 4 представлена информация, касающаяся факторов, влияющих на ΔTc. Обсуждается лабораторное старение , как нормальное, так и продолжительное, и предлагаются данные, иллюстрирующие изменение ΔTc при различных формах лабораторного старения. Кроме того, представлены данные, описывающие влияние других материалов на ΔTc, таких как переработанный асфальтобетон и эластомерные полимеры .
В главе 5 представлены практические рекомендации , связанные с измерением  ΔTc, такие как точность предоставления данных  и эффект от  ΔTc на лабораторный ход работ . Также описан примерный  эффект от влияния ΔTc на различные типы повреждений асфальтобетонного покрытия. В главе 6 рассматриваются данные ΔTc, полученные на основе  полномасштабных проектов .
Глава 7 посвящена практике использования ΔTc, включая обсуждение тех учреждений, которые включили ΔTc в свои спецификации связующих. Описан перечень шагов, которые рекомендуется рассмотреть государственным структурам при рассмотрении вопроса об использовании Delta Tc в спецификации закупок. Также предусмотрены альтернативы ΔTc для решения проблемы сетки трещин.
Глава 8 представляет собой краткое изложение последних национальных исследовательских проектов, касающихся ΔTc. Глава 9 представляет собой краткое резюме документа, в то время как Глава 10 просто перечисляет многочисленные использованные ссылки. Наконец, список из двадцати часто задаваемых вопросов, относящихся к ΔTc, представлен в Главе 11, служащей в качестве краткой сводки .
На основе главы 11 были разработаны следующие 10 вопросов вместе с кратким ответом, которые, возможно, вы хотели бы задать о ΔTc.

1.
Что привело к развитию Delta Tc?
Удивительно, но это было не так, как сегодня применяется ΔTc . ΔTc была смоделирована  в исследовательском проекте , спонсируемом «Технологической программой аэродромных асфальтобетонных покрытий» (Airfield Asphalt Pavement Technology Program, AAPTP), «Проект 06-01, методы предотвращения и устранения растрескивания без нагрузок  HMA (горячей асфальтовой смеси)  взлётно-посадочных полос аэропорта ». Цель исследования состояла в том, чтобы определить простые испытания вяжущего и/или смеси, которые могли бы заблаговременно сдерживать образование сетки трещин и разрушений, чтобы стратегии сохранения дорожного покрытия могли быть рассчитаны на задержку или предотвращение повреждения покрытий взлётно-посадочных полос аэропорта. В результате исследования был сделан вывод о том, что новый параметр вяжущего под названием ΔTc может быть использован в качестве инструмента для анализа свойств, определяющих долговечность  подвергнутых старению  асфальтобетонных покрытий аэродромов.

2.    
Delta Tc измеряет релаксационные свойства связующего. Что такое релаксация и как она влияет на производительность смеси?
Температурное напряжение  нарастает по мере того, как дорожное покрытие становится более холодным, битумное вяжущее постепенно становится вязким, и напряжения значительно уменьшаются. Это уменьшение напряжений с течением времени называется релаксацией . В общем, по мере старения вяжущего, его релаксационные свойства уменьшаются. Асфальтобетонное покрытие, имеющее вяжущее с хорошими релаксационными свойствами, с меньшей вероятностью будет иметь трещины, связанные с долговечностью, чем покрытие, содержащее вяжущее с плохими релаксационными свойствами.
3.
Можно ли использовать Delta Tc для прогнозирования трещин?
Да. Считается, что ΔTc в основном связан с  появлением сетки трещин . Однако усталостные , краевые , продольные , отраженные  и поперечные  трещины могут иметь косвенное отношение к  ΔTc вяжущего. Эти типы трещинообразования  обычно вызваны другими факторами, однако ΔTc может играть вспомогательную роль в изучении их развития.

4.
Как рассчитывается Дельта Tc?
С использованием результатов испытания (Метод определения жесткости и ползучести битума при отрицательных температурах с помощью реометра, изгибающего балочку (BBR)  (AASHTO T313))  рассчитана критическая (или постоянная) температура как для жесткости  (S) ползучести, так и для скорости ползучести (m) при предельных значениях AASHTO 320 300 МПа и 0,300 соответственно. ΔTc - это просто математическая разница между этими двумя критическими температурами, выраженная в градусах С и обычно указываемая до одной десятичной. Уравнение таково:
ΔTc = Tc, S-Tc, m.

5.
Существуют ли какие-либо стандарты AASHTO (Американская ассоциация руководителей дорожных и транспортных служб штатов) или ASTM (Американское общество по испытанию материалов), в которых говорилось бы о ΔTc?
ASTM D7643 раздел 6.3 "расчет ΔTc" и Aashto PP 78-17 Раздел 7 "требования к уровню качества вяжущего в части его хрупкости/тещиностойкости ", в обоих говорится, как рассчитать ΔTc.
6.
Что говорит мне значение ΔTc вяжущего?
Знак на ΔTc, положительный или отрицательный, указывает, определяется ли нижняя граница марки PG вяжущего жесткостью при ползучести S (+ ΔTc) или скоростью ползучести m (- ΔTc). Когда ΔTc положительна, вяжущее называется "S-контролируемым" (не соответствует требованиям по критерию S при более теплой температуре, чем по критерию m), в то время как отрицательное значение ΔTc указывает на то, что вяжущее является "M-контролируемым" (не соответствует по критерию m при более теплой температуре, чем по критерию S). Абсолютная величина значения ΔTc показывает степень, в которой вяжущее вещество находится под S - или m-контролем.

7.
Как вяжущее вещество стареет, как оно влияет на ΔTc? Как вяжущие вещества RAP и RAS влияют на ΔTc?
По мере старения вяжущего, будь то в лаборатории или в условиях эксплуатации, ΔTc будет уменьшаться. При испытании восстановленного вяжущего , содержащего RAP и/или RAS, состаренное вяжущее RAP и / или RAS приведет к снижению ΔTc общей смеси вяжущих, что является нежелательным.

8.
Зачем использовать 40 вместо 20 часов состаривания по методу PAV?
Некоторые считают, что 40 часов PAV лучше отражают старение, которое происходит в реальных условиях работы вяжущего, которое было более длительном периоде времени эксплуатации. Используя 40 часов, Заказчик имеет меньший риск принятия материала, который может быть подвержен преждевременному трещинообразованию вяжущего, чем если бы они использовали 20 часов. Однако в течение 40 часов поставщики вяжущего могут иметь больший риск отклонения приемлемого вяжущего.

9.
Можно ли использовать ΔTc для оценки битумного вяжущего, содержащего полимерный модификатор?
Да. Однако в технологическом сообществе асфальтобетона сохраняется дискуссия относительно обоснованности определения характеристик полимерных модифицированных вяжущих с использованием ΔTc. Некоторые особенности модификации полимеров могут оказывать ухудшающее влияние на ΔTc и, следовательно, создавать впечатление, что модифицированные полимером вяжущие будут проявлять меньшую долговечность.

10.
Используют ли Государственные структуры ΔTc в своих спецификациях?
В настоящее время приблизительно десять государственных структур в Северной Америке приняли или вскоре примут ΔTc в качестве параметра спецификации. Существует примерно равный раскол между государственными структурами, использующими 20-и 40-часовые старения. Большинство (но не все) структуры приняли минимальный предел для ΔTc   -5,0°C.

Заключение
Если вы хотите узнать больше о параметре вяжущего ΔTc, это просто - загрузите и прочитайте бесплатный документ Института Асфальта о состоянии знаний о ΔTc.

Исполнители:
ООО «Автодор-Инжиниринг» - Могильный К.В., Курова Е.Д., Кузин К.А.
ООО «РН-Битум» - Новиковский А.А.