Egenskaper og krav for PMB

Transkript

1 Teknologidagene Varige Veger - Sluttseminar Egenskaper og krav for PMB Torbjørn Jørgensen TMT, Vegdirektoratet

2 Arbeidspakke 1.3 Asfaltdekker / Bindemidler Mål: bedre prøvingsmetoder og spesifikasjoner mer korrekte bindemiddelvalg sikrere bindemiddelkvalitet bedre kvalitet og økonomi til produserte asfaltdekker Bedre på å bedømme polymermodifisert bitumen (PMB) Arbeidsgruppe: Wenche Hovin Rabbira Garba Saba Torbjørn Jørgensen SVV, Reg. Midt SVV, TMT SVV, TMT 2

3 PMB i asfalt til Statens vegvesen Prosent av totalt volum til dekkevedlikehold Siden 2010: % Lengre levetid og reduserte årskostnader på høyttrafikkerte veger Brukes riktig type PMB? 3

4 Vurdering av PMB-kvalitet en utfordring Råvarer: Basisbitumen og polymertype-/mengde PMB-produksjonen: Blandeintensitet Temperatur Lagring og «modning» Transport og lagring på tank hos kunden Produksjon og utlegging av asfaltdekke Prøvetaking og preparering av lab-prøver Usikkerhet i prøvingsmetode Reproduserbarhet Relevans til asfaltdekkets egenskaper 4

5 Hvordan fungerer spesifikasjonene NS-EN 14023: «Regler for spesifisering av modifiserte bitumen» ble tatt inn i 2009-utgaven av Hb018 Det ble satt opp 5 PMB-grader med faste krav, samt en åpen PMB-grad EN er en sammenstilling som dekker vanlig brukte PMB i Europa Gir ikke råd om riktig valg av PMB Uendelig mange valgmuligheter Laget for PMB med hardere basisbitumen enn det våre? Er ikke ytelsesrelatert (Performance Related) 5

6 Dynamisk skjærreometer-dsr og PMB DSR brukt år i bitumenspesifikasjoner i USA Multiple Stress Creep Recovery Test, MSCRT Brukes i USA, AASHTO MP19-10 Sammen med G*/sin fås godt samsvar med spordannelse Identifiserer spenningsfølsomme bindemidler, f.eks. ved tilsetning av voks Får også elastisk tilbakegang i MSCR-prøvingen Rask metode. Sammen med G*/sin dekkes høytemperaturegenskapene 6

7 Prioriterte mål i Varige veger Etablere MSCR-test på DSR og teste benyttede PMB-typer. Etablere faglig grunnlag for spesifikasjon. Vurdere Low Shear Viscosity-SP (DSR-mykningspunkt) som et alternativ til mykningspunkt, egnet for PMB? Få oversikt på PMB-kvalitet de siste årene Bindemiddeltesting av kontrollprøver Sporutvikling på utvalgte asfalteringsjobber Lage forslag til funksjonsrelatert spesifikasjon for PMB og ordinære vegbitumen Kan brukes i spesialkontrakter 7

8 Hva er gjort i Varige veger DSR reometeret er innkjørt G*/sin og MSCR -prøving etablert Deltatt i europeisk ringanalyse på MSCRT i 2014 Prøvd ut Low Shear Viscosity (CEN TS 15324) Gjennomført MSCR-testing av et utvalg PMB brukt i vegdekker PMB vegstrekningene er fulgt opp på sporutvikling Forslag til ytelsrelatert spesifikasjon for PMB (kommer) 8

9 DSR på Sentrallaboratoriet i Trondheim 9

10 MSCRT: J nr og J nr-diff (stress-sensitivitet) J nr ved to spenningsnivåer,100 og 3200 Pa, viser om bindemiddelet er spenningsfølsomt (stress sensitivt) OK verdi 0,9 % Dårlig verdi 2185 % 10

11 Stress-sensitivitet, Jnr-diff Om deformasjon øker for mye ved økt spenningsnivå Uønsket egenskap Ved økt belastning deformeres bindemiddelet raskere enn normalt ( kollapser ) Voksmodif. bindemidler ofte stress-sensitive! Også påvist på myke, høyelastiske PMB Kraftduktilitet 10 C viser også effekt av vokstilsetning 11

12 Lab-testing av 14 PMB knyttet til asfaltkontrakter Fra bindemiddelkontroll Penetrasjon Mykningspunkt (+ etter RTFOT) Kraftduktilitet Elastisk tilbakegang Lagringsstabilitet og Mykningspunkt DSR (etter RTFOT) Kompleksmodul, G*/sin (40, 60 og 70 C) MSCRT 60 C, Jnr og Jnr-diff 12

13 Noe korrelasjon MP og G*/sin (R=0,54) 13

14 e/rtfot: MP falt > 2 C for 8 av 14 PMB! 14

15 Alle PMB tilfredsstilte amerikanske krav til PG-grad + Jnr -klasse 14 med H trafikk 13 med V trafikk 10 med E trafikk AASHTO MP-19 15

16 Strekninger som ble fulgt opp Felt Nytt slitelag Leggeår ÅDT 2015 Økning i ÅDT fra leggeår Klimaklasse 1 Ska % 52 / Ab % 54 / Ab % 52 / Ab % 52 / Ab % 52 / Ab % 46 / Ab % 52 / Ab % 54 / Ab % 52 / Ab % 47 / Ab % 52 / Ab % 52 / Ska % 53 / Ab % 52 /

17 mm/år Sporutvikling på 14 strekninger med Ab11-PMB 7,0 Sporutvikling (90/10-verdier), gammelt og nytt dekke 6,7 Gammel asfalt 6,0 Ny PMB-asfalt 5,0 4,0 4,7 4,2 4,0 4,3 4,5 4,3 3,0 2,0 1,0 1,9 0,9 1,5 1,3 2,1 2,6 2,4 2,3 2,4 1,9 0,6 2,8 1,8 1,8 1,3 0,9 1,7 1,7 1,0 0,8 0,2 0, Vegstrekning 17

18 Ytelsesrelatert spesifikasjon for PMB.. DSR-metoder 60 C etter RTFOT G* og fasevinkel MSCRT: J nr og J nr-diff Mykningspunkt utgår Lavtemperaturstivhet etter RTFOT Bending Beam Rheometer (S-verdi, temp?) Elastisk tilbakegang 10 C beholdes DSR-metode eller NS-EN 13398? Kraftduktilitet, penetrasjon, viskositet, lagringsstabilitet mv. dokumenteres 18

19 Ytelsesrelatert spesifikasjon for PMB forts. Ny benevning uten mykningspunkt Basert på DSR testtemp. + trafikk-klasse Lavtemperaturklasse G*/sin -temp 2,2 kpa MSCRT Jnr-klasse BBR-klasse (tilpasset vårt klima) PMB 60-V-25 PMB 50-H-20 19

20 Takk for oppmerksomheten! 20