Tillbaka till bloggen

Användning av CaCl₂ för dammkontroll och stabilisering av vägbanor

Av Suren Mishra, Ph.D. | Ph.D., TETRA Technologies, Inc. | 21 januari 2021

Inledning

Runt om i världen transporteras de flesta varor, material och livsmedel från ursprungsort till destinationsort via konventionella vägar, eftersom tåg har begränsad kapacitet och räckvidd. USA har cirka fyra miljoner kilometer vägbana som omfattar asfalterade motorvägar, motorvägar, vägtullar, stads- och förortsgator samt otaliga landsvägar, varav många är oasfalterade eller saknar beläggning. Faktum är att ungefär 35 % av de amerikanska vägarna inte är asfalterade och trafiken på dessa vägar kan virvla upp enorma mängder damm. Och oavsett om vägarna är asfalterade eller inte kräver åldrande vägar regelbundet underhåll och till och med större reparationer.

Dammkontroll & stabilisering av oasfalterade vägar

Dammspridning är ett stort problem på obelagda vägar, eftersom det hindrar en klar sikt över vägbanan och trafiken, skadar vägkantens vegetation och närliggande grödor och utgör en hälsorisk. Lösningen är dock enkel och prisvärd: kalciumklroid _CaCl2 har använts i årtionden som ett säkert och billigt medel för dammkontroll och stabilisering på obelagda vägar och andra ytor, t.ex. grusparkeringar och lagerplatser. _CaCl2:s hygroskopiska och deliquescerande egenskaper håller den behandlade ytan fuktig över ett brett spektrum av temperaturer och luftfuktigheter, och fukt hindrar dammbildning.

TABELL 1 - Minimitemperaturer och motsvarande relativa luftfuktigheter vid vilka _CaCl2 absorberar fukt från atmosfären.

Som framgår av tabell 1 kan _CaCl2 fortfarande absorbera fukt från atmosfären även när vägbanans temperatur når eller överstiger 37,7°C (100°F) vid en relativ luftfuktighet på 20%, vilket är vanligt förekommande i USA:s solbältestater och andra subtropiska och tropiska områden. Även vid lägre temperaturer och högre relativ luftfuktighet fortsätter _CaCl2 att absorbera och hålla kvar luftfuktigheten och dämpar därmed dammet.

Mängden ROADMASTER  CaCl₂som krävs för en viss dammbekämpning och stabilisering beror på partikelstorleksfördelningen hos det vägaggregat som ska behandlas samt miljöförhållandena på vägen och i regionen. En typisk tillämpning innebär att en vattenlösning med cirka 35 % _CaCl2 appliceras på den preparerade ytan med cirka 0,35 gallon per kvadratmeter, med periodiskt vägunderhåll på cirka 0,20 gallon per kvadratmeter beroende på trafikmängden. Hög trafiknivå och hårt klimat kan kräva att flytande _CaCl2 appliceras på nytt varje år eller säsong.

Anläggning och byte av vägbana

Nybyggda vägar och vägar som måste bytas ut helt och hållet kan också dra nytta av egenskaperna hos TETRA ROADMASTER CaCl_2. Den korrekta tätheten och därmed stabiliteten hos vägbanans underliggande aggregat är i hög grad beroende av att fuktigheten hålls på en optimal nivå. Ett aggregat med fuktnivåer utanför det optimala intervallet - antingen för torrt på grund av avdunstning eller för vått på grund av kraftig nederbörd och kvarhållande av fukt - förlorar i stabilitet, särskilt under trafikens påfrestningar.

Behandling av vägbasaggregatet med TETRA ROADMASTER CaCl₂hjälper dock till att hålla fuktnivåerna inom det optimala intervallet. Produktens egenskaper, särskilt dess hygroskopicitet och förmåga att sänka vattnets ångtryck, förhindrar avdunstning och bidrar därmed till att upprätthålla stabiliteten och livslängden hos den behandlade vägbasen. Med en lämplig andel fina och ultrafina partiklar underlättar CaCl₂ dessutom en bättre komprimering av aggregatet, och en tätare komprimering fungerar som en barriär mot övermättnad från nederbörd.

Som framgår av tabell 2 kostar CaCl₂också mindre än andra material som används för att stabilisera vägbasaggregat, nästan hälften jämfört med den allmänt använda blandningen av flygaska och kalk (eller cement).

TABELL 2 - Kostnadsjämförelse av material som vanligen används som ballastbaser för vägbanestabilisering.

Rehabilitering av vägar 

TETRA ROADMASTER CaCl₂ är också idealisk för användning vid återvinning (eller återvinning) på hela djupet, en teknik för vägrehabilitering som används allt oftare. FDR är en process där den befintliga vägbasen pulveriseras, fuktas och kompakteras för att återställa den underliggande stabiliteten för en ny yta av flis, asfalt eller betong. Processen är kostnadseffektiv och tidsbesparande, eftersom den eliminerar behovet av att transportera bort gammalt material för bortskaffande och att ta in och sprida nytt aggregat för vägunderlaget.

Att använda _CaCl2 i FDR-projekt håller på att bli en vanlig metod i USA som ett billigt alternativ till flera vattenappliceringar eller användning av tillsatser som lignosulfonater, petroleumhartser och asfaltemulsioner, vilket ökar kostnaden och varaktigheten för reparationen. Användning av vatten innebär t.ex. ofta upprepade appliceringar för att motverka avdunstning, men detta kan tvätta bort fina partiklar som är viktiga för stabiliteten och därmed äventyra vägens bärighet. Om man använder klibbiga hartser eller emulsioner blir arbetet mycket mer omfattande eftersom de fastnar på lastbilsflak och anläggningsmaskiner och försvårar spridningen, särskilt när omgivningstemperaturen är hög.

I allmänhet innebär FDR-tillämpningar att de övre 6-8 tum av aggregatet behandlas med ca 2,4 liter flytande CaCl₂ före pulverisering. Detta följs sedan av en lättare behandling efter att vägunderlaget är i sin slutliga form före komprimering.

Vetenskapliga rön om ^CaCl21

Forskning som utförts under ledning av Texas A&M University har visat att _CaCl2 ökar kohesionsförmågan hos granulära material som jord, flygaska, cement och kalk, vilket ger ökad stabilitet och förhindrar dammbildning. De egenskaper som möjliggör en sådan sammanhållning är kemikaliens hygroskopicitet och delikvescens över ett brett spektrum av temperaturer och luftfuktigheter, samt dess förmåga att öka ytspänningen hos vätskor i hålrummen mellan partiklarna. Den sistnämnda effekten förstärker det sammanhållande bandet mellan partiklarna, vilket ger ett starkare och mer stabilt material för vägbeläggningar. Bland de viktigaste vetenskapliga resultaten kan nämnas följande:

• CaCl₂ i kombination med tillräckliga nivåer av fina och ultrafina partiklar ökar densiteten och hållfastheten hos kompakterade jordar och andra partikelmaterial.
• CaCl₂ökar ytspänningen hos fukt som hålls kvar i en partikulär matris, vilket ökar det sammanhållande bandet mellan partiklarna och ger ett starkare och stabilare substrat.
• Vägbäddar med tillräckligt fina och ultrafina partiklar som behandlats med CaCl₂ kan uppnå en bärighet på upp till 233 ton per kvadratmeter, vilket överstiger specifikationerna för sekundära vägar i USA.

Vårt team svarar gärna på dina frågor eller ger mer detaljerad information, vänligen maila oss här.

 

Slutnot ^1SeD. Saylak, C.K. Estakhri, S. Mishra, D. Sinn (2003), "Base Stabilization and Dust Control Using Calcium Chloride and Fly Ash". 2003 International Ash Utilization Symposium, Center for Applied Energy Research, University of Kentucky, Paper No. 19.