Syytä kuvaa hienosti se, mitä jotkut kutsuvat ”goldilocks-vyöhykkeeksi”. Säilyttääkseen tiivistymisominaisuutensa asfalttiaseman ja tielle levittämisen välillä asfalttimassa ei voi olla liian kuuma tai liian kylmä. Sen lämpötilan on oltava juuri oikea.
”Lämpötila on avainasemassa”, sanoo Jim Scherocman, Cincinnatissa toimiva asfalttikonsultti, jolla on 54 vuoden kokemus alalta. ”Se hallitsee kaikkia päällystyksen näkökohtia: Kuinka kauan se pysyy työmaalla työstettävänä ja kuinka paljon aikaa sinulla on aikaa saada asfaltti valmiiksi ja tiivistää se.” Hän lisäsi, että myös kunkin kerroksen paksuudella on merkitystä. Mitä paksumpi kerros on, sitä kauemmin se säilyttää lämpönsä ja pysyy tiivistettävänä.
Valitettavasti monet tekijät vaikuttavat asfaltin lopulliseen asennuslämpötilaan ja siten siihen, kuinka hyvin se kestää vuosia. Seuraavassa tarkastellaan niitä sekä muita lämpötilaa koskevia näkökohtia, jotka ”pitävät lämpöä yllä” asfalttipäällystysurakoitsijoilla.
MAKSIMI SEKOITUSLÄMPÖTILA
Kuumin hetki minkä tahansa asfalttipäällysteen elinkaaren aikana on käsittelylaitoksella, kun sitä sekoitetaan – riippumatta siitä, onko tuote modifioimatonta kuumasekoiteasfalttia (HMA), polymeerimodifioitua HMA:ta tai viileämpää lämminsekoiteasfalttia (WMA).
Kunkin asfalttituotteen käyttöön on erilaisia syitä ja tilanteita, jotka eivät kuulu tämän artikkelin piiriin. Se, mikä kuuluu sen piiriin, on tämä yhteinen tosiasia: Kaikki nämä seokset olisi mieluiten valmistettava riittävän kuumina tehtaalla, jotta saadaan oikea lämpötila-alue päällystyksen aikana. ”Tavalliselle HMA:lle tämä on 275°F-300°F”, Scherocman sanoo. ”Polymeerimodifioidun HMA:n osalta lämpötila-alue on 285°F-320°F.”
Tässä kohtaa tilanne muuttuu hankalaksi: Vaikka on olemassa keinoja vähentää lämpöhäviöitä kuorma-autokuljetuksen aikana, kuten eristetyt kuorma-auton lavapenkit ja peittävät pressut, kaikki asfalttipäällystemuodot menettävät arvokasta lämpöä matkalla laitokselta päällystyspaikalle; lämpöhäviöt vaihtelevat 5°F:stä 25°F:iin tai jopa enemmän. Tehtaan ja päällystyspaikan välisen ajan lyhentäminen ja työskentely lämpiminä päivinä voivat auttaa, mutta tosiasia on, että lämpöhäviö on väistämätön ongelma.
Voiko asfalttiaseman lämpötilan nostaminen ratkaista tämän ongelman? ”Jos asfalttiseos tehdään liian kuumaksi tehtaalla, nestemäinen asfalttisideaine voi vahingoittua muuttamalla sen kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia”, sanoo Mike Huner, Nashvillessä toimiva asfalttikonsultti ja Huner Consultingin omistaja. ”Työmaalle saataisiin lopulta kuumempaa asfalttimassaa, mutta sen pitkäaikainen käyttöikä vaarantuisi. Seurauksena olisi päällystekerros, joka ei kestäisi niin kauan kuin sen olisi tarkoitus.”
MINIMI SEKOITUSLÄMPÖTILA
”Kultakutri-alueen” toisessa päässä on liian kylmä asfaltti. Syynä on se, että lämpötilan laskiessa asfalttiseos jäykistyy – jolloin sitä on vaikeampi tiivistää.
Tiivistäminen on avainasemassa pitkäikäisten teiden luomisessa. Asianmukainen tiivistäminen parantaa tiestön suorituskykyä monin tavoin. Se antaa leikkauslujuutta, joka vastustaa routimista. Se optimoi ilmarakot kestävyyden maksimoimiseksi, väsymisen minimoimiseksi ja päällysteen ennenaikaista vanhenemista aiheuttavan hapettumisen minimoimiseksi. Asianmukainen tiivistäminen auttaa myös vedeneristämään päällysteen pinnan minimoimalla läpäisevyyden, joka voi edistää sideaineen irtoamista asfalttiseoksen kiviaineshiukkasista. ”Tavoitteena on saavuttaa kuuden prosentin tai alle kuuden prosentin ilmarakopitoisuus, jotta saavutetaan optimaalinen suorituskyky”, Scherocman sanoi.
”Jos seos on liian viileä kuorma-autosta tullessaan, siitä tulee liian jäykkä ja sitä on liian vaikea tiivistää”, sanoi Danny Gierhart, Tuttlessa, Oklahomassa, sijaitseva Asfaltti-instituutin vanhempi alueinsinööri. ”Jos seoksen annetaan jäähtyä alle 180-190 °F:n lämpötilaan ennen oikean tiheyden saavuttamista, seos on niin jäykkä, että ylimääräiset tiivistämistoimet voivat itse asiassa murskata seoksessa olevan kiviaineksen.”
Asfaltti-instituutti on ottanut kantaa tähän aiheeseen. ”Seokset on sijoitettava ja tiivistettävä ennen kuin ne jäähtyvät 185°F:n lämpötilaan, joten vähimmäislämpötila riippuu sen kerroksen lämpötilasta, jonka päälle se sijoitetaan, sekä ympäröivistä olosuhteista”, AI:n verkkosivujen mukaan. ”Yleisesti ottaen virastojen eritelmissä ilmoitetaan perän takana olevan seoksen hyväksyttävä vähimmäislämpötila, yleensä 250°F.”
YMPÄRISTÖLÄMPÖTILA
Kun työskentelet ulkona kuuman materiaalin kanssa, jossa lämpöhäviö vaikuttaa sen työstettävyyteen, on järkevää päällystää (jos sinulla on valinnanvaraa) mieluummin kuumina kuin kylminä päivinä. Syynä on termodynamiikka: Jos laitat kaksi erilaista, eri lämpötiloista kappaletta kosketuksiin toistensa kanssa, ne pääsevät lopulta yhteiseen jaettuun lämpötilaan, kun kuumemman pinnan lämpö siirtyy toisen pinnan suhteelliseen ”kylmyyteen”.
Tämä tarkoittaa sitä, että kuuma HMA menettää lämpöä nopeammin kylmänä päivänä kuin kuumana. Se menettää lämpöä vielä nopeammin, jos kylmää tuulta puhaltaa sen yli.
”Näin ollen ympäristön lämpötilalla ei välttämättä ole suurta merkitystä”, Scherocman sanoi. ”Esimerkiksi kevätpäivinä se ei ole läheskään niin suuri ongelma kuin perusasfaltin lämpötila.”
VARHAISEN PÄÄLLYSTEEN LÄMPÖTILA
Varhaisen päällysteen/tiepohjan lämpötilalla verrattuna päällystettävän asfaltin lämpötilaan on niin ikään merkitystä siihen, kuinka kauan asfaltti pysyy työstettävänä.
”Olemassa olevan päällysteen lämpötilan on oltava riittävän lämmin, jotta se ei jäähdytä tuoretta asfalttinostoa liian nopeasti ennen kuin se voidaan tiivistää kunnolla”, Gierhart sanoo. ”Pienimmän sallitun pintalämpötilan on oltava lämpimämpi, kun nostopaksuus pienenee. Tyypilliset vähimmäislämpötilat ovat 40°F yli 3 tuuman kerroksissa ja 50°F alle 2 tuuman kerroksissa.”
”Muista, että keväällä pohja on talven jäljiltä kylmä”, Scherocman lisäsi. ”Joten jopa lämpimänä kevätpäivänä voi ilmetä ongelmia, koska olemassa oleva asfaltti on liian kylmää työstettäväksi.”
TIETOJEN TIIVISTÄMISEN LÄMPÖTILAT
”Asfalttibetoniseoksen tiivistymisaste on tärkein yksittäinen tekijä, joka vaikuttaa päällysteen lopulliseen suorituskykyyn liikenteessä”, Scherocman sanoi. ”Tähän puolestaan vaikuttaa asfaltin lämpötila, kun sitä asennetaan ja tiivistetään.”
”Jos seosta yritetään tiivistää, kun asfaltti on liian kylmää, seurauksena voi olla niin sanottu piirakkakuori-ilmiö”, varoitti Huner. ”Tuloksena syntyvä päällystekerros voi olla päältä viileä ja hauras, mutta keskeltä pehmeä ja tiivistymätön. Se on altis hiushalkeamille tai tarkistushalkeamille pinnalla tiivistämisprosessin aikana.”
Itse asiassa kaikki asfalttimuodot olisi asennettava ja tiivistettävä välittömästi, kun ne ovat omilla kulta-alueillaan. Tämän vuoksi päällystysyritysten on välttämätöntä käyttää ”juuri oikeaan aikaan” tapahtuvaa asfaltin sekoitus/toimitusprosessia, tai niin lähellä sitä kuin ne voivat saavuttaa, kun otetaan huomioon tosielämän päällystystyön realiteetit.
Careless on Ontariossa asuva freelance-kirjailija.