Performance Related Specification

Transkript

1 Grand Hotel Oslo Performance Related Specification Torbjørn Jørgensen Statens vegvesen Vegdirektoratet

2 Spesifikasjoner er grunnlag for avtale Velger produkt på grunnlag av pris og antatt ytelse og kvalitet Asfalttype, produksjonsutstyr, stedlige forhold etc. påvirker valg Siden PMB er dyrere enn bitumen, kreves forbedret ytelse 2

3 Hvordan bedømme bindemidlets bidrag til asfaltdekkets ytelse? Ulike PMB-grader og produkter Jevn kvalitet på levert PMB? Effekt av lagring på tank (blanding, temp. og tid) Sammensetning av asfalt (proporsjonering) Produksjon og utlegging av asfaltdekke Forhold på leggestedet klima, vegkonstruksjon, trafikkbelastning 3

4 Hvordan bedømme ytelse PMB valg Det går ikke alltid slik som planlagt Håndtering og lagring av PMB Type asfalt Proporsjonering Gjenbruk Produksjon og utlegging av asfalt Lokale forhold Klima Bærelag, drenering Trafikk 4

5 Vurdering av PMB-kvalitet Prøvetaking og preparering av lab-prøver Prøvingsmetodens usikkerhet Relevans til asfaltdekkets egenskaper 5

6 Hvordan fungerer dagens spesifikasjoner NS-EN 14023:2010 «Rammespesifikasjon» for PMB Håndbok N200 spesifiserer 5 PMB-grader 4 med faste krav + én åpen PMB-grad EN dekker «benyttede» PMB i Europa Gir ikke råd om riktig valg av PMB Uendelig mange valgmuligheter Ikke helt optimal for norske PMB-er Er lite ytelsesrelatert (Performance Related) 6

7 Forbedret ytelse ved bruk av PMB Bedret deformasjonsmotstand, høy brukstemperatur Økt stivhet Elastisitet (gjenvinnbar deformasjon) Bedre lavtemperaturfleksibilitet Tøybarhet og kohesjon Elastisitet (gjenvinnbar deformasjon) Lavere stivhet Piggdekkslitasje Utmatning Kuldesprekker Bestandighet Vedheft, Aldring, Kjemikalier mv. 7

8 Etatsprogram Varige veger: Bindemidler Mål: Bedre prøvingsmetoder og spesifikasjoner optimale bindemiddelvalg oppfølging av bindemiddelkvalitet bedre kvalitet og økonomi for asfaltdekker Gir PMB-asfalt forbedring? Undersøkt vegstrekninger med kontrollprøve av PMB Forslag til ytelsesrelatert spesifikasjon for PMB Rapport nr. 489 Polymermodifisert bitumen - Egenskaper og krav. Statens vegvesen

9 Sporutvikling på 14 strekninger med Ab11 og Ska11 (PMB) 70/100 bitumen i gammelt dekke Sporutvikling (90/10-verdier), gammelt og nytt dekke (2016) 7,0 6,7 Gammel asfalt 6,0 Ny PMB-asfalt mm/år 5,0 4,0 4,7 4,6 3,5 4,0 4,3 4,5 4,3 3,0 2,0 1,0 1,9 0,9 1,4 1,4 2,6 2,6 2,3 2,5 1,9 0,7 2,8 1,9 1,3 1,0 1,4 2,3 1,7 2,2 0,89 1,2 0, ID, Vegstrekning Årlig sporutvikling - snittverdi: Gammelt dekke: 3,4 mm Nytt PMB-dekke: 1,7 mm 9

10 Lab-testing av 14 PMB knyttet til asfaltkontrakter Fra bindemiddelkontroll Penetrasjon Mykningspunkt (før / etter RTFOT) Kraftduktilitet Elastisk tilbakegang Lagringsstabilitet og Mykningspunkt DSR (før og etter RTFOT) Kompleksmodul, G*/sinδ MSCRT 60 C, Jnr, Jnr-diff og % R 10

11 RTFOT: MP blir lavere på 9 av 14 prøver Utenfor krav i NS-EN Uklart om det betyr noe for ferdig dekke Tendens til fall i MP i lagringsstabilitetstest 9 6 Endring av MP e/rtfot 9 av 13 PMB får lavere MP - blir "mykere" 3 Endring, C xx middel -5, PMB-prøve 11

12 RTFOT: G* øker for alle prøver! gjennomsnitt 2,2 gg. 12

13 MSCRT 60 C, effekt av RTFOT: Jnr øker for 5 prøver, reduseres for 3 prøver 0,80 MSCRT Jnr: Differanse RTFOT original kpa -1 0,60 0,40 0,20 0,00-0,20-0,40-0,60-0,80-1,00-1,20-1,40 1 xx Jnr-endring: 5 prøver ble "mykere" 3 prøver ble "stivere" 13

14 Alle PMB tilfredsstilte amerikanske krav til PG-grad + Jnr klasse H 10 med E trafikk 13 med V trafikk AASHTO MP-19 14

15 Kraftduktilitetskurven sier mer enn det som spesifiseres Krav til kohesjon: energi mellom 200 og 400 mm tøyning Deformation force, N Force 10 C, force versus elongation ,0 600 Elongation, mm pmb 10 Soft grade pmb 9 Normal type pmb 7 Added wax J/cm 2 2,5 2,0 1,5 0,5 Force ductility 10 C minimum limit 0,0 7: added wax 9: normal grade 10: soft grade PMB sample 15

16 Ytelsesrelatert spesifikasjon for PMB.. DSR-metoder 60 C etter RTFOT G* og fasevinkel δ MSCRT: J nr og J nr-diff Mykningspunkt utgår (egnet for produksjonskontroll) Lavtemperaturstivhet etter RTFOT og PAV (ev. uherdet PMB) Bending Beam Rheometer (kritisk temperatur) Elastisk tilbakegang 10 C beholdes Kraftduktilitet, penetrasjon, viskositet, lagringsstabilitet mv. dokumenteres 16

17 Aktuelle klimaklasser i Norge i h.t. Superpave Høytemperatur (xx): : 40 ; 46 ; 52 ; 58 C 60 C kan passe bra Lavtemperatur (yy) yy): -16 ; -22 ; -28 ; -34 ; -40 C I USA spesifiserer man nå ved klimaklasse-temperatur - MSCRT JnrJ nr-trafikklasse BBR-kritisk lavtemperatur Eks. PG 58V (AASHTO M332)

18 PRS-forslag til EN Ytelse funksjon NS-EN 14023:2010 Fremtidig PRS for PMB - forslag Benevning - Identifisering Penetrasjon og Mykningspunkt CEN TC336: Ikke bestemt Konsistens, ualdret PMB midlere brukstemperatur høy brukstemperatur Deformasjonsmotstand RTFOT-aldret bindemiddel Lavtemperaturfleksiblitet RTFOT-aldret PMB Tøybarhet og kohesjon, ualdret PMB Penetrasjon MP MP Fraass bruddpunkt Kraftduktilitet 10 C Penetrasjon G*, 60 C MSCRT Jnr (3,2 kpa, 60 C) PAV-aldring + BBR-stivhet Ev: BBR-stivhet på ualdret PMB? Kraftduktilitet Bestandighet mot oppherding RTFOT- og PAV-aldret PMB Tøybarhet og deformasjonsgjenvinning, ualdret PMB, lav temperatur Tøybarhet og deformasjonsgjenvinning, RTFOT-herdet PMB, høy temperatur Håndtering og lagring Kun RTFOT RTFOT+PAV? G* C og G* C? Elastisk tilbakegang 10 C Elastisk tilbakegang 10 C ikke krav Dynamisk viskositet Lagringsstabilitet (pen, MP) Elastisk tilbakegang? MSCRT, % R, 60 C Dynamisk viskositet Lagringsstabilitet (pen og G*)

19 Mulig benevning basert på: Penetrasjonsområde MSCRT 60 C, Jnr-klasse (trafikk) Standard, Høy, Veldig høy, Ekstremt høy Lavtemperaturklasse (BBR-stivhet) Amerikanske eller nye, europeiske krav? Penetrasjon MSCRT Jnr-klasse BBR-klasse PMB 75/130-V-22 PMB 40/100-H

20 Takk for oppmerksomheten! 20