Bitumeneigenschappen

Healing en hergebruik

Ing. Wim Van den bergh

Asfalt en bitumendag

20 november 2008

Het plakt en het is zwart…

Bindmiddel veroudert

• verlies aan vluchtige bestanddelen,• oxidatie,• polymerisatie

Wijziging van samenstelling

= Wijzigen van eigenschappen

(Francken 1997) in open asfalt

70/100 25 dmm en R&B = 60°C

na 3 jaarBindmiddel wordt stijver,brosser … levensduur is eindig in de weg Ref. Chipperfield et Al. 1970]

Hergebruik verouderd bitumen

Proces bij hergebruik: Opgewarmd asfaltgranulaat wordt toegevoegd aan warme aggregaten en nieuw warm bitumen

AG in warm hergebruik is niet meer vergelijkbaar met verouderd asfalt op de weg- Asfaltgranulaat is een reeds vooromhuld aggregaat met een

verouderde mortel- AG kan positief effect hebben op duurzaamheid: Uit

onderzoek (HA, 2008): watergevoeligheid ITS-R daalt bij toevoeging van AG tot 50%

Toch blijven er vragen omtrent duurzaamheid en healing

Healing

• Healing: (zelf)herstellend vermogen van een (beschadigd) materiaal (bitumen … asfalt)

– Nano- en microscheuren verdwijnen, scheursnelheid lager– Stijfheidsherstelling en levensduurverlenging door rust– Cohesie (in de mortel, mastiek, bitumen) – Adhesie (rand van aggregaat)

• 2 fasen: “wetting” en sterkte-opbouw• fysico-chemisch: viscositeit,

oppervlaktespanning (zuur-base /vanderwaals)

Healing: belang

Gebruik voor asfalt in verhardingsontwerp: verlenging van de

vermoeiingslevensduur door introductie van rustperioden tussen 2

belastingscycli

- Levensduur = Nf x f(H x B x V)

NL: 4 op totaal 10 B: 7 op totaal 7

Belang :• Inschatting lab weg• Road design: foute healing factor leidt tot foute voorspelling• Mengselontwerp: hogere healing factor is beter

Bedreigingen

• Wetting en structuuropbouw• Verhogen van de viscositeit• Verlagen vrij oppervlakte-energie bindmiddel• Verminderen van de mogelijkheden verdraaien deeltjes• Verminderen van het aantal deeltjes

• Hergebruik van asfaltgranulaat:– Omhuld aggregaat met verouderd bindmiddel– Geoxidereerd bindmiddel met gewijzigde samenstelling Duurzaamheid en healing?

Hergebruik - duurzaamheid

• Artesis Hogeschool: speerpuntsonderzoek• Invloed van hergebruik op de duurzaamheid van

asfaltmengsels (ITS-R, DSR, BBR,….)

• Duurzaamheidsonderzoek van onderlagen bij hergebruik:

• PhD. Artesis Hogeschool – TU Delft CiTG• Verouderen van asfalt tot AG: artificial aged asphalt mixture

(aaam)• Vermoeiing en Healing van virgin en verouderd materiaal

– Bitumen, mastiek en mortel

Healingonderzoek mortel

Proefmateriaal 3:« mortel » uit AB-3B= totaal bitumen + vulstof + aggregaat < 0,5mm – bitumen (benatting aggregaat>0,5mm)

f+a)/b (in m/m%): 5,4 (F+A)/B (in v/v%): 1,7 Filler type Ib

Samenstelling van de mortels Mortel I.D. Mortelsamenstelling (m/m%) (f+a)/b filler Agg < 0,5mm Binder m/m% MO-02 16,4 51,6 32 Virgin 2,1 MO-03 16,4 51,6 32 Virgin 2,1 MO-04 16,4 51,6 32 RCAT-aged 2,1 MO-05 20,4 64,0 15,6 Virgin 5,4 MO-06 20,4 64,0 15,6 RCAT-aged 5,4

Healingonderzoek

Referenties: - TU Delft, LOT-project (Huurman 2008)

Dynamic Shear Rheometer AR 2000Proefmateriaal deel 1: Mortel , cyl. 6mm diam.Loading mode: Shear oscillation met constante torsieDefinitie vermoeiingslevensduur N: 100% bezwijking

-Vermoeiing: Continue vermoeiingsproeven @ 15°C, 10 Hz-Healing tests: Discontinue vermoeiingsproeven met

3s loading en 9s rest-Healing factor H= Nd/Nc

Healingonderzoek

• Mortel: 15,6 % bitumen + 20,4 % vulstof + 64,0 % aggregaat <0,5mm Introductie van rust tussen belasting leidt tot H = 2 to 6

Voorlopige Conclusies

• Verouderen van asfalt, mortel, mastiek tot AG is mogelijk– Een beheersbaar verouderd materiaal is voorhanden

• ITS-R onderzoek– Hergebruik AG tot 50% heeft een positief effect

• Healing proefopstelling – Met DSR is vermoeiing en healing onderzoek mogelijk– Bij gelijk torsieniveau heeft verouderde mortel een langere

vermoeiingslevensduur– Healingfactor voor virgin en verouderde mortel in zelfde orde– Veelbelovende proef voor vergelijkend onderzoek

Hartelijke dank voor uw aandacht

Wim.Vandenbergh@artesis.be