Bitumen Jeroen besamusca Kuwait Petroleum

Bitumen eigenschappen Introductie “lubricity” en “compatibiliteit” in bitumen onderzoek Goedenmiddag dames en heren, Ik wil u de komende 10 minuten graag meenemen in een andere manier van denken. Als bitumen leverancier blijf ik het liefst bij mijn eigen leest maar soms moet je buiten je theezakje denken.

Toepassing gericht: voorspellend of relatie Zoals de meeste van u wel weten is de Europese commissie voor bitumen specificaties, TC336, al geruime tijd bezig met de nieuwe opzet voor performance related specificaties, toepassingsgericht. Het lastige is dat de meeste onder u liever een voorspelling willen en niet iets wat een trend weergeeft. Wat heb je aan de getallen van de componenten voor asfalt als je er niet mee kan rekenen. Maar ook in de PG grading van Amerika zijn veranderingen aangebracht sinds de introductie. Zo is de b.v spoorvorming gerelateerd aan de MSCR test en niet meer aan G*/sind omdat met name polymeer gemodificeerde bindmiddelen moeilijk te beschrijven waren. Dicht asfalt Open asfalt

Bitumen is afhankelijk van oorsprong Penetration, unit: 0.1 mm Tijdens vorige CROW infradagen is hier aandacht aan besteed. Dit is niet nieuw. Softening Point, unit: °C

Bitumen is onderdeel van asfalt Effect vulstofstijfheid afhankelijk van fractional voids (Rigden) Invloed van aggregaat is groter dan bitumenvariatie Maar toch wordt er nadruk gelegd op die bitumen eigenschappen terwijl uit veel onderzoek blijkt dat de variatie in bitumen veel kleiner is dan de variatie die veroorzaakt wordt door andere componenten van asfalt. Ook dat is niet nieuw. Recentelijk is door een CEN werkgroep, onder leiding van Egbert Beuving, onderzoek gepubliceerd tijdens het E&E congres in Instanbul. Het lijkt er alleen op dat we er weinig mee doen.

Vulstof verhoogd de stijfheid Stijfheidsverloop Vulstof Geabsorbeerd bitumen Door adsorptie beïnvloed bitumen Vulstof volume (%) Bijvoorbeeld de invloed van vulstof. Om het simpel te houden kijken we het liefst alleen maar volumetrisch naar vulstoffen en zeggen we gewoon dat de stijfheid verhoogd wordt. 1 Initiële stijfheidsverhouding Kritische vulstof verhouding Uiteindelijke stijfheidsverhouding 2 3

Maar de ene vulstof is de andere niet Maar de onderlinge verschillen zijn significant. De grafiek geeft onderzoek weer van vier bindmiddelen, drie ongemodificeerde en een gemodificeerde vergeleken in 18 verschillende mastieken. De gemodificeerde steekt over het algemeen boven de andere uit maar niet altijd in dezelfde mate.

Vulstof + bitumen = compatibiliteit Sterker nog: soms komt het niveau bijna bij de gewone bitumen in de buurt en verschilt de ene en de andere vulstof een factor 10. Denkt u eens in: U gebruikt altijd het zelfde mengsel met dezelfde componenten. Ik, als bitumenleverancier, kom een sterk verhaal vertellen dat ik een geweldig product heb ontwikkeld. U zegt nog vriendelijk: lijkt me leuk om te testen. En het resultaat is dat er bijna geen verschil meetbaar is in uw mengsel, want u gebruikt nu precies die vulstof nr 12. Bij de bespreking van de resultaten zeg ik nog: doet hij anders nooit.

Onderzoek is gewenst Voorbeeld: Kalksteen in twee verschillende bindmiddellen. 40% volume ≈ 80 % massa En dit is alleen maar toegevoegd vulstof, geen eigen stof. Dat is het moment om het woord compatibiliteit te introduceren. Een optimale combinatie van bindmiddel met vulstof in de juiste verhoudingen kan helpen om asfalt te verbeteren. En let wel, de standaard verhouding die wij met z’n allen in ons ZOAB mengsel stoppen is dat wel de goede? Ik pleit natuurlijk voor eigen parochie want meer onderzoek betekent dat ik in ieder geval mijn pensioen haal in deze business. Net zoals Bert pleit voor minder onderzoek wil ik graag meer onderzoek.

EVT: advies T bij gelijke viscositeit Equivalent viscositeit: van bindmiddel of mastiek? Maar we gaan nog een stapje verder. Als we dat accepteren, dat er zoiets bestaat als compatibiliteit, dan moeten we ook eens heel kritisch gaan kijken naar de advies temperatuur die wij met z’n allen hebben afgesproken. Want is een equivalent viscositeit temperatuur wel een handig advies. Met de ontwikkeling van nieuwe bindmiddelen komen deze eigenschappen eigenlijk in een ander daglicht te staan.

Mechanisme voor smering Z = viscositeit, N = afschuifsnelheid and p = druk Boundary – (Contact) hoge wrijving, Mixed (Gedeeltelijk contact) Wrijving decrease as fluid pushes asperities apart. Hydrodynamic (geen contact) Wrijving afhankelijk van visceus gedrag. Smering is een term die beter op zijn plaats is bij het bekijken van productie en walsen. Je wilt voorkomen dat je mengsel tussen de steentjes weg geperst wordt maar de invloed van vulstof is cruciaal in dit proces.

Geen dichtheid meer maar contact vlakken Zelfde temperatuur: Gewone bitumen direct “gelocked”, geen verbetering meer na 10 gyratie’s. Nu ga ik mij op gevaarlijk vlak vertonen. Dit is ver buiten mijn eigen vakgebied maar het is een onderzoek wat zeer kort geleden is gedaan en in de AAPT van 2013 wordt gepubliceerd. Niet de dichtheid is bepalend voor het eindmengsel maar het contactvlak van de aggregaat. Als de steentjes elkaar te snel “raken” zal er geen enkele verschuiving meer optreden. Er zullen hooguit steentjes kapot worden gemaakt. Smering is dus wat nodig is.

Geen dichtheid meer maar contact vlakken Hoge visco Steen contact Hoogste contact vlakken: Meetbaar dus optimaliseerbaar. Compaction T ≠ EVT Deze grafiek laat zien dat een optimaal contactvlak afhankelijk is van de temperatuur en het bindmiddel wat toegepast wordt. Lage temperatuur betekent hoge viscositeit dus minder smering maar hoge temperatuur betekent geen smering en dus steen contact. Dat wisten we al, alleen deze compaction temperatuur is niet gelijk aan de EVT.

Onderzoek mogelijk! “Sefidmazgi, N.  R., P. Teymourpour, and H. U. Bahia, “Effect of Particle Mobility on Aggregate Structure Formation in Asphalt Mixtures, “ Accepted for publication in the Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, Vol. 82, 2013, pp. TBD. “ En dit is meetbaar. Het is mogelijk om een asfalt kern in schuiven te snijden en beide zijde van de zaagsnede te fotograferen. iPAS is een gratis software pakket wat al deze foto’s kan bewerken tot een drie dimensionaal beeld. De contactvlakken wordt daaruit berekent. Het zelfde onderzoek laat zien dat er een relatie is tussen de contactvlakken en asfalt eigenschappen.

Regelgeving: gezamenlijk verantwoordelijkheid CROW werkgroep Asfalt (WGA) bestaat uit opdrachtgevers en opdrachtnemers. Informatie van de andere asfalt componenten kan helpen om specificaties te verbeteren en daarmee betere wegen te garanderen. Discussie is gaande om WGA open te stellen voor andere deelnemers. Nederland staat vooraan in de ontwikkeling van wegen. Denk nog maar even terug aan de hele opzet van SHRP onderzoek. Het begon omdat Amerika zich stoorde aan het feit dat Europa betere wegen had dan Amerika. Maar de basis van PG grading is het onderzoek van twee Nederlanders: van der Poel en Heukelum. Wij moeten er niet vanuit gaan dat alle antwoorden er al zijn. Maar gezamenlijk kunnen we heel veel. Technisch overleg blijft volgens mij nog steeds de basis voor verbeteringen. Een platform zou CROW Werkgroep Asfalt kunnen zijn. Tot nu toe het domein van de opdrachtnemers en opdrachtgevers maar misschien in de toekomst een platform voor alle betrokkenen. Binnen de NEN commissie voor wegenbouwmaterialen is dit al ter sprake gekomen. Het is lastig om iedereen bij elkaar te krijgen maar met de juiste hulpmiddelen moeten we het doel kunnen halen. Betere wegen moet het einddoel zijn. Persoonlijk wil ik als motorrijder een goed wegdek, minder ribbels en minder reperatie vlakken. En voor mijn kinderen wil ik graag betere wegen zodat zij veilig hun vleugels uit kunnen slaan. En als het lukt om over 10 jaar echt de wegen te verbeteren dan beloof ik u dat ik persoonlijk ga controleren hoe het erbij ligt.

Betere wegen willen we allemaal! Verbeter de Nederlandse wegen: Kom ik het controleren! Dank voor de aandacht Ik dank u voor de aandacht.