Fundamentele testen op asfalt
Dr. A. Vanelstraete Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw
Recente evolutie in de standaardbestekken •
Asfaltbeton volgens de fundamentele methode: – Minder eisen op de materialen, samenstelling – Eisen op de belangrijkste prestaties bepaald op laboratorium bereide proefstukken (voorstudie)
•
Voor onderlagen: APO-A , APO-B en AVS
•
Welke prestaties: – – – – –
Holle ruimte - verdichtbaarheid Stijfheid Weerstand tegen vermoeiingsscheuren Waterbestendigheid Weerstand tegen spoorvorming
Eurobitume Bitumen Day 2010
Verdichtbaarheid en holle ruimte Marshallverdichting (2 x 50 slagen: Marshallverdichting)
Gyratorverdichting
NBN EN 12697-30
NBN EN 12697-31
30 omwentelingen/min Gyratorhoek: 1°
F statisch met kneedeffect F impact
φ
Eurobitume Bitumen Day 2010
Hoogte neemt geleidelijk af
Bepaling verdichtbaarheid - gyratorproef
100
Verdichtbaarheid(%)
95 90 85 SMA-C AB-3B
80 75 70 1
10
100
1000
# gyraties
Verdichtbaarheid(in %) = 100* SVM/MVM = 100 - % HR Eis op holle ruimte na 60 gyraties Eurobitume Bitumen Day 2010
Stijfheid
Onvoldoende draagvermogen uit zich in verzakkingen
De stijfheid van de lagen is samen met de laagdikte bepalend voor het draagvermogen van de wegconstructie
Eurobitume Bitumen Day 2010
De stijfheidsmodulus: Invloed van de temperatuur en de snelheid 30000
20000
15000
10000
5000 10
20
30
Sn 40 50 elh eid 60 (km 70 /h)
0
80 90 100 40
Eurobitume Bitumen Day 2010
30
20
-10
(° uur t a per
10
Tem
0
-20
C)
Modulus (MPa)
25000
Stijfheidsmodulus van asfalt: Twee-puntsbuigproef op trapezoïdale proefstukken (EN12697-26) Frequentie
σ
0
constante spanning
T (°C)
Tijd ε
0
vervorming
ϕ
fazeverschil tussen spanning en vervorming De stijfheidsmodulus wordt bepaald uit de verhouding van spanning en vervorming Eurobitume Bitumen Day 2010
Tweepuntsbuigproef voor bepaling van de stijfheidsmodulus (EN12697-26) Kan voor: verschillende temperaturen: -20 °C tot 30 °C verschillende belastingsfrequenties: 1 Hz tot 60 Hz
Eis bij : 15° en 10 Hz (APO en AVS) 30° en 10 Hz (AVS)
Eurobitume Bitumen Day 2010
Stijfheidsmodulus van AVS met zandskelet versus AVS met steenskelet
5
AB-3 AVS zandskelet AVS steenskelet
10
←
|E*| (MPa)
10
Min. eis APO: 9000 MPa Min. eis AVS: 11 000 MPa
4 M399 M466
M481
M472
M474
M473
M495
M498
M465
M483
M497
M505
Eis AVS: min. 4 OOO MPa
(°C)
M506
3
-25
M447
M450
←
10
M446
-20
-15
-10
-5
0
5
10
Temperatuur (°C)
Eurobitume Bitumen Day 2010
15
20
25
30
35
Weerstand tegen vermoeiingsscheuren
• Door de herhaalde lasten van het verkeer • Schadebeeld: langsscheuren, evolueren naar netscheuren in wielsporen Eurobitume Bitumen Day 2010
Weerstand tegen scheurvorming door vermoeiing Horizontale rek: scheuren bij onderdimensionering
Asfaltlagen Fundering Onderfundering Bodem Van belang bij asfalt onderlagen Eurobitume Bitumen Day 2010
Bepaling van de weerstand tegen vermoeiingsscheuren: twee puntsbuigproef Bij 15 °C en 30 Hz Herhaald belasten tot breuk Meerdere proefstukken testen, telkens bij een ander rekniveau
Eurobitume Bitumen Day 2010
Voorbeeld van vermoeiingscurves 10
3
Initiële rek (μstrain)
AVS M466 (5,3 % bindm.) M498 (4,9 % bindm.)
10
2
10 3 10
10
4
10
5
10
6
10
7
10
8
Aantal cycli (N)
• Eis voor initiële rek bij 1 miljoen cycli: – min. 50 μstrain voor APO-A en APO-B – min. 100 μstrain voor AVS • Een toename van het bindmiddelgehalte leidt tot een verhoogde weerstand tegen vermoeiing Eurobitume Bitumen Day 2010
Weerstand tegen spoorvorming
• Spoorvorming = blijvende vervorming onder herhaalde lasten • Vooral bij hoge temperaturen en zwaar verkeer en langzaam verkeer Eurobitume Bitumen Day 2010
Wielspoorproef (EN12697-22 – large device)
Aslast 5 kN en bandendruk: 6 bar 2 wielovergangen per seconde Proeftemperatuur: 50°C Spoordiepte wordt opgemeten minimaal bij: 1000, 3000, 10 000, 30 000 overgangen
Eurobitume Bitumen Day 2010
Proefresultaat Wielspoorproef PLD (%)
4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5
39.1.a
1,0
39.1.b
0,5
average
0,0 0
10000
20000
30000
40000
50000
Aantal cycli
• Eis op max. spoordiepte PLD (in %) na 30000 cycli • Gemiddelde van de resultaten van twee proefplaten wordt genomen bij 30 000 cycli. Eurobitume Bitumen Day 2010
Rafeling en samenhang van het mengsel
• O.a. door bepaling van de watergevoeligheid Eurobitume Bitumen Day 2010
Indirekte trekproef vóór en na conditionering in water • 2 reeksen van 3 proefstukken: droge set en natte set • Natte set: conditionering in water bij 40 °C gedurende 72 uur (EN12697-12) • Bepaling van de indirecte treksterkte bij breuk van de 6 proefstukken bij 15 °C (EN12697-23) • Vergelijking van indirecte treksterkte van de natte t.o.v. de droge set • Eis op : Indirecte treksterkte (na) / Indirecte treksterkte (voor) in %
Eurobitume Bitumen Day 2010
Samenvatting: invloed van de mengselsamenstelling op de prestaties
Stijfheid Weerstand tegen scheurvorming Weerstand tegen spoorvorming Waterbestendig-heid
Zacht bitumen
Hoog bitumengehalte
Hoge holle ruimte
-
-
-
+
+
-
-
-
+
+
-
Steeds compromis te zoeken ! Eurobitume Bitumen Day 2010
