Bitumeneigenschappen Asfalt en bitumendag Bitumeneigenschappen Healing en hergebruik Ing. Wim Van den bergh 20 november 2008

Het plakt en het is zwart… Bindmiddel: vloeibaar - vast Visco-elastisch materiaal o.a. Bij hogere T (>160°C): benatten van het aggregaat Bij gemiddelde T (90-150°C): verstijven door contact vulstof in een verdichtbaar mengsel 0°C – 60°C: vormvaste mortel <0°C: flexibel Semi-reversibel maar veroudert Herstellend vermogen

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 jaar Bindmiddel 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

Healingonderzoek Dynamic Shear Rheometer AR 2000 Referenties: - TU Delft, LOT-project (Huurman 2008) Dynamic Shear Rheometer AR 2000 Proefmateriaal deel 1: Mortel , cyl. 6mm diam. Loading mode: Shear oscillation met constante torsie Definitie 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