Gerelateerde of voorspellende bitumen eigenschappen: voortschrijdend inzicht. Jeroen Besamusca
Bindmiddelen: Voorspellend vermogen of gerelateerd aan asfalt eigenschappen? Toevoeging aan asfalt produktie
Bindmiddel
Vulstof
Aggregaten
Productie en Verdichten
Zoektocht naar “alles omvattende theorie” • EN 12591-2009: In de inleiding van de product specificatie staat letterlijk “deze specificatie is gebaseerd op traditionele testen. Er wordt gewerkt aan een meer toepassing gerichte specificatie”.
Maar wat betekent dit? Andere testen of meer inzicht?
Zoektocht naar “alles omvattende theorie” BitVal 2006: Groot project onder de verantwoordelijkheid van FEHRL (Forum of European national Highway Research Laboratories). De opzet was een relatie te zoeken tussen asfalt eigenschappen en bitumen eigenschappen. Asfalt eigenschap
Bitumen eigenschap
Spoorvorming
ZSV
Stijfheid
DSR stijfheid of Pen
Lage temperatuur scheurvorming
BBR / DTT
Vermoeiing
Verwekingpunt, Viscositeit en Pen
Adhesie
Geen bitumen eigenschap
Verandering van inzicht Voor niet gemodificeerde bitumen blijken een aantal standaard testen een relatie te hebben met de toepassing in wegenbouw. Dat is verandering van inzicht. En niet alleen Europa heeft veranderend inzicht. In 2011 is de standaard viscositeit meting om productie en wals temperatuur te berekenen veranderd. NCHRP 648 beschrijft een methode gebaseerd op DSR metingen om de productie en wals temperatuur te berekenen. In 2012 is de “spoorvorming” niet meer gerelateerd aan G*/sinδ maar aan de Jnr van de Multi Stress Creep Recovery (MSCR) test. Beide aanpassingen zijn doorgevoerd omdat PmB zich anders gedraagt dan normale pen bitumen.
Verandering van inzicht PG grading Ultime bindmiddel specificatie die alle bindmiddelen beschrijft. Over-specificatie voor eenvoudige bindmiddelen. Asfalt specificaties Eerst: twee sporen, empirisch en performance. Recentelijk: alles in één specificatie. Maar: over-specificatie moet voorkomen worden. Bitumen Twee specificaties: reologisch complex (PmB, special Grades, etc) en reologisch eenvoudig (EN 12591).
Invloed van vulstof 0.5
2.5
4.5
6.5
8.5
10.5
12.5
14.5
16.5
18.5
70
PPAcid 60
Flint Hills
AP-T221 (2012)
MSCR % Recovery @ 3.2 Kpa
Valero SBS 50
40
30
20
10
0
Onderzoek uit Amerika toont invloed vulstof op bitumen eigenschap, MSCR
Onderzoek uit Australie toont invloed actieve vulstof (calcium hydroxide) op viscositeit
Bindmiddel heeft een relatie met asfalt, maar kan niet voorspellen.
Open structuur (bv. ZOAB)
Steen skelet, bindmiddel = lijm
Dicht asfalt (bv. SMA, EME)
Zand skelet, Bindmiddel = drager
Meer inzicht = “rolling perception” Tijdens vergaderingen van de TC4-asfalt van het OCW werd gesproken over de mogelijkheid om G* te gebruiken als kwaliteits indicator. Vanuit TC4 is daarop de werkgroep BAC-5 in het leven geroepen die dit nader heeft bekeken. De onderzochte stelling was dat G* voor polymeer gemodificeerde bitumina in de afgelopen jaren significant lager was geworden en dat dit een indicatie zou zijn voor de afname van de bitumenkwaliteit. Twee veelgebruikte Belgische PmB’s werden door het OCW onderzocht, PmB 45/80-50 en PmB 45/80-65. Over een periode van 8 jaar zijn in totaal, respectievelijk, 87 en 124 G* resultaten van stalen geëvalueerd.
Meer inzicht Geen onderscheid naar leverancier. Gemiddelden berekend per jaar.
45/80-50: G* 10 tot 16 kPa 45/80-65: G* 8 tot 13 kPa
Conclusie: G* waarden bleken over de afgelopen 810 jaar niet of nauwelijks veranderd
PRS framework CPD
Performance requirement of Binder (Characteristic)
Property
Test method
Mixing & Handling
Dynamic Viscosity @ XX °C
EN 13702
Safety
Flash Point
EN ISO 2592
Unaged Binder grading properties
ER 3
Storage Stability STA ER 1 (hi T)
High Service Temperature Permanent deformation
Non-recoverable creep compliance, 1/kPa
Not an EN standard method
ER 1(int T)
Bearing capacity
Complex Modulus, kPa/° C
EN14770
ER 1 (int T)
Fatigue cracking (incl. healing)
No harmonised method yet LTA
ER 1(int T)
Fatigue cracking (incl. healing)
ER 1 (lo T)
Resistance to fretting
ER 1 (lo T)
Low temperature cracking
No harmonised method yet
BBR, Temperature at 300MPa Change in properties vs Unaged
EN14771
Ons inzicht is gegroeid!
Position paper
Bindmiddel eigenschap in relatie tot asfalt eigenschap
Reologisch eenvoudig of reologisch complex
Thank you for your attention
Kuwait Petroleum Research & Technology
