Specialistseminarium: PMB i Asfaltbeläggningar Erfaringer fra Norge Solna, 29. januar 2009 Joralf Aurstad, Vegdirektoratet Tek-T
Andel PMB av total mengde bitumen til vegformål (Asphalt in figures, EAPA 2006) Østerrike 50 % Ungarn 32 % Tyskland 23 % Polen 15 % Spania 13 % Italia 11 % Frankrike, Irland 10 % Nederland, Storbr. 7 % Danmark 5 % Sverige 2 % Finland 1 % Norge 0 %
Hvorfor så tregt, Norge? Gordon Airey, NABin 2006
Tradisjonelt bindemiddelvalg (fram til 2005): Agb: pen 160/220 Ab: pen 70/100 Ska: pen 70/100 PMB ikke vurdert som lønnsomt pga. piggdekkslitasjen
Slitasje fra piggdekk er fortsatt et hovedproblem på mange norske veger
Men; deformasjonsproblemer sees stadig oftere, og ikke bare i busslommer, kryss, lyssignalområder etc.
Rundkjøringer blir det flere og flere av, også de er særlig hardt belastet
PMB en god investering her?
Eksempel Region midt; E6 Klett (sør for Trondheim); ÅDT= 30.000
Hva med langtidsegenskaper og bestandighet på mindre trafikkerte veger?
De seneste år.. Fokus på andre parametere enn slitasje Valg av bindemiddel/produkt ut fra de lokale, aktuelle påkjenninger Valg av bindemiddel/produkt ut fra lokalt klima Valg av bindemiddel/produksjonsform av miljøhensyn
Bransjen har samarbeidet godt om FoU innenfor asfaltteknologi i Norge Mange interessante laboratorieprosjekter men i mindre grad godt dokumenterte erfaringer fra felt
Klimakart: Maksimal lufttemperatur i perioden 1978 2007 Høyeste årlige middelverdi av 7 etterfølgende døgnmaksima T luftmaks (98 persentil) Minste oppløsning 1 km 2
Klimakart: Laveste lufttemperatur i perioden 1978 2007 Laveste årlige døgnmiddeltemperatur T luftmin (98 persentil) Minste oppløsning er 1 km 2.
Beregning av SUPERPAVE PG-klasse (Performance Grade): Høyeste dekketemp. T max20 T max20 = (T luftmax - 0,0055ϕ 2 + 0,15ϕ + 36) 0,9545-0,8 ϕ er breddegrad i Laveste dekketemp. T min T min = 0,859. T luftmin + 1,7 T max20, T min PG xx-yy Dersom PG-verdiene for høgtemperatur og lavtemperatur ikke kan oppnås med ordinær bitumen, må PMB vurderes
Godt dokumenterte laboratorieresultater med PMB stort potensial for forbedring av asfaltegenskapene Motstand mot deformasjon (fotos etter Wheel track-forsøk)
Motstand mot piggdekkslitasje (fotos etter Tröger-test)
Motstand mot kjemikalier (fotos etter 28 dager i diesel)
Motstand mot aldring (fotos etter 24 uker i klimakammer)
Men hva i all verden skal jeg velge??
Funksjon/ effekt av ulike typer modifiseringer: Permanent deformation Thermal cracking Fatigue cracking Moisture damage Ageing Elastomers Plastomers Tyre rubber Carbon black Lime Sulphur Chemical modifiers Antioxidants Adhesion improvers Hydrated lime Shell Bitumen Handbook 5th edition (2003)
Elastomer (SBS) safe choise?? Styrke, stivhet; Elastisitet; Polystyren endeblokker Polybutadien lenker
Konkurransegrunnlaget (2009): 25.4.5 Polymermodifiserte bindemidler I tillegg til de generelle krav til den aktuelle massetypen som angitt i håndbok 018, gjelder følgende. Polymermodifisert bindemiddel skal inneholde polymer av typen termoplastisk elastomer i tilstrekkelig mengde til at asfaltmassen får de ønskede egenskaper mht bestandighet, motstand mot deformasjon, fleksibilitet ved lave temperaturer, mv. Bindemiddelet skal klassifiseres og benevnes i henhold til NS-EN 14023, se også figur 622.3 i håndbok 018 "Krav til polymermodifisert bitumen". Mykningspunkt skal være minimum 65 C eller som angitt i Tilbudspakke NN, spesiell beskrivelse E2. Entreprenøren skal før oppstart framlegge dokumentasjon på at deformasjonsegenskapene til aktuell asfaltmasse er forbedret ved modifisering av bindemiddelet og er tilfredsstillende for aktuell bruk. For modifiseringer ved tilsetning i kontinuerlige prosesser som forhindrer separat kontroll av bindemiddelet, skal forbedring av deformasjonsegenskapene dokumenteres med egnet prøvingsmetode for asfaltmassen i et prøveprogram som strekker seg over hele perioden for asfaltlegging i kontrakten. Polymermodifisert bindemiddel skal ikke ha egenskaper som gir for høy stivhet i den aktuelle asfaltmassen under de klimatiske forholdene hvor den anvendes. Minimum bruddpunkt etter Fraass skal være minus 15 C. Før oppstart skal bindemiddelets egenskaper dokumenteres i hht. metodene i NS-EN 14023 med penetrasjon, mykningspunkt, kraftduktilitet, elastisk tilbakegang og lagringsstabilitet, samt evt. andre egenskaper som er etterspurt i Tilbudspakke NN, spesiell beskrivelse E2. Denne dokumentasjonen skal ikke være eldre enn ett år. Polymermodifisert bindemiddel skal være tilstrekkelig lagringsbestandig i forhold til endring i mykningspunkt ved at det minimum oppfyller kravene til klasse 2 iht. tabell 2 i NS-EN 14023 (Tube test), det vil si mindre enn 5 C forskjell mellom topp og bunn. Entreprenøren skal dokumentere at alt bindemiddel oppfyller kravet til lagringsstabilitet ved prøving av hver 100 t PMB levert med tankbil eller produsert lokalt. For større kontinuerlig leveranse; av hver 200 t produsert PMB eller minst en gang pr. måned. Disse prøveresultatene skal fortløpende oversendes til byggherren. Entreprenøren skal i tillegg yte bistand til å ta ut stikkprøver av bindemiddel når byggherren finner dette nødvendig. Hvor samme bindemiddeltank benyttes til vegbitumen og polymermodifisert bitumen, skal bindemiddeltanken tømmes fullstendig for annen type bindemiddel før den tas i bruk for produksjon av asfaltmasse med polymermodifisert bindemiddel.
Håndbok 018, Figur 622.3 Krav til polymermodifisert bitumen (under revisjon) Polymermodifisert bitumen, hovedtyper Øvrige Enhet Prøvingsmetode 40/100-65 65/105-80 65/105-60 75/130-65 75/130-80 PMB Penetrasjon ved 25 C 0,1 mm NS-EN 1426 40-100 65-105 65-105 75-130 75-130 Mykningspunkt, min. C NS-EN 1427 65 80 60 65 80 Kohesjon, kraftduktilitet, 10 C NS-EN 13589 og NS-EN 13703 Fraass bruddpunkt, maks. C NS-EN 12593-12 -12-15 -15-20 Elastisk tilbakegang, 10 C, min. % NS-EN 13398 30 50 50 50 75 Flammepunkt, Coc, min. C NS-EN ISO 2592 220 220 220 220 220 Lagringsstabilitet, 72 timer 180 C NS-EN 13399 Differanse mykningspunkt (øvre nedre), maks. +/- C NS-EN 1427 5 5 5 5 5 Løselighet % NS-EN 12592 Motstand mot oppherding ved 163 C NS-EN 12607-1 Masseendring, maks. +/- % 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Gjenværende penetrasjon, min. % NS-EN 1426 60 60 60 60 60 Endring i mykningspunkt, maks. C NS-EN 1427-2 + 9-2 + 9-2 + 9-2 + 9-2 + 9
Utfordringer videre framover for Statens vegvesen Følge opp asfalteringen bedre (gjelder generelt alle jobber, og FoU-prosjekter spesielt) riktig spesifikasjon, relevante krav i kontraktsgrunnlag kontroll og oppfølging ute på vegen uttak og funksjonstesting av borprøver (Wheel track, Prall etc) langtidsoppfølging Ta ansvar for å fremme utvikling prøve ut lovende produkter utvikle faget i samarbeid med entreprenører og bransje seleksjon bedre kvalitet, ytelse og miljø
Statens vegvesen vil nå følge opp forskjellige typer asfaltdekker, de fleste av disse basert på PMB Forsøksfelt på Ring 2, Oslo 2006 (støysvakt tynndekke) Forsøksfelt på Rv. 170, Bjørkelangen 2006 (2-lags porøst dekke)
E18 Telemark; sammenligning Ab Ska, med og uten PMB
E18 Telemark; sammenligning Ab Ska, med og uten PMB Spordybde, mm
Funksjonskontrakter, et framtidig PMB-incitament! trekk Grunnlag for bonus Utløsende standard Målt tilstand 2 Garantert tilstand Målt tilstand 1 Initialtilstand Rekamasjonsperiode Forventet dekkelevetid Sannsynlig dekkelevetid ved målt tilstand 1 Tid
Oppsummering 1980-/1990-tallet: Piggdekkslitasje Økende steinstørrelse d max Asfaltbetong (Ab) Skjelettasfalt (Ska) 2000-tallet: Deformasjon, Bestandighet, Akustiske egensk Minkende steinstørrelse d max Skjelettasfalt (Ska) Asfaltbetong (Ab) Tynne belegninger Støysvake spesialdekker
Effekter av PMB, erfaringer (1) Deformasjon: Slitasje (piggdekk): Sprekker (utmatting, lavtemp): Bestandighet, aldring: Heft, kohesjon: Akustiske egenskaper: foreløpig
Effekter av PMB, erfaringer (2) Kostnader: Vanskelig å generalisere, helt avhengig av prosjekt. Store forskjeller mellom distrikter/regioner. Kontraktenes størrelse veldig avgjørende. Eksempel; tilbudspriser 2007: Ab Ab PMB Ska Ska PMB 5 35 % dyrere 15 20 % dyrere
Status 2008 - PMB i Statens vegvesen: Regionale forskjeller ulike strategier Men generelt en klart økende tendens 0 % - små prosjekter - lange avstander 5 % - deformasjon og slitasje - lokale, spesielt belastede elementer - bestandighet, aldring 5 % - klima (regn, temp ± 0 ) - steinslipp - deformasjon, slitasje 30 % - store trafikkbelastninger - fokus på deformasjon og slitasje - økende fokus på støy/buller - ny generasjon tynne belegninger og overflatebehandlinger 5 % - deformasjon, slitasje
Andel PMB av total mengde bitumen til vegformål Østerrike 50 % Ungarn 32 % Tyskland 23 % Polen 15 % Spania 13 % Italia 11 % Frankrike, Irland 10 % Nederland, Storbr. 7 % Danmark 5 % Sverige 2 % Finland 1 % Norge 0 % 2008: Norge 5,5 %