Tilsyn og kontrol med asfaltarbejder Varmblandet asfalt. Bundne materialer. Asfalt. Produktion af asfalt

Transkript

1 Tilsyn og kontrol med asfaltarbejder Varmblandet asfalt Produktion af asfalt 1 Bundne materialer Stenmaterialer Filler Bitumen Krav til asfaltmaterialer 2 Asfalt 3 1

2 Granit Stenmaterialer Knust Sigtning Fraktioner Import Fraktioner Stenmel 2/5 5/8 8/11 11/16 16/22 4 Lokalmaterialer Stenmaterialer Uknust/knust Runde korn Sigtning Fraktioner Fraktioner Stenmel 3/6 6/12 12/16 16/22 5 Lyst tilslag Stenmaterialer Knust granit Sigtning Fraktioner Import Fraktioner 2/5 5/8 8/11 6 2

3 Filler Egenfiller Kalkfiller Hydratkalk Cement Flyveaske 7 Sigtekurve Gradering 8 Gradering 9 9 3

4 Bitumen Destillation på raffinaderi 10 Penetration Indtrængen af en specificeret nål i en beholder med bitumen under visse nærmere betingelser; som oftest 25 C, 100 gram, 5 sek. Penetration måles i 0,1 x mm Blødhedspunkt kugle og ring Prøvningen beskriver en slags smelte-punkt for bitumen, hvor en skive af bitumen belastes af en metal kugle under opvarmning. 12 4

5 Vejregel - Udbudsforskrift Den gældende vejregel Udbudsforskrift Bindemidler og klæbemidler Specifikationer for bituminøse bindemidler til vejformål udkom 1. februar 2011 Vejreglen bygger på et uddrag fra gældende dansk/europæiske CEN-standarder (de såkaldte DS/EN er) Uddrag betyder, at man kan blive tilbudt bindemidler, der er overholder CEN standarderne, men som ikke er nævnt i Vejreglen. 13 Bindemidler og klæbemidler Vejreglen (feb.2011) omfatter DS/EN Specifikation for vejbitumen DS/EN Rammespecifikation for bitumenemulsioner DS/EN Specifikation for hårde vejbitumener (*) DS/EN Rammespecifikation for polymer modificeret bitumen EN Rammespecifikation for cut-backs og fluxet bituminøse bindemidler (*) Udvikling efter 2011 pren Rammespecifikation for specialvejbitumen Del 1: Hårde vejbitumen DS/EN Rammespecifikation for specialvejbitumen Del 2: Multigrade bitumen 14 Vejbitumen - Nomenklatur Bitumen-angivelse 40/60 70/ / / / /430 Penetration ved 25 C x 0,1 mm DS/EN 1426 Penetration ved 15 C x 0,1 mm DS/EN 1426 Blødhedspunkt kugle og ring C DS/EN 1427 Dynamisk viskositet ved 60 C Pa s DS/EN Typisk anvendelse i henhold til AAB Varmblandet asfalt Asfaltbeton Pulverasfalt 15 5

6 Bindemidler og klæbemidler Revisioner! Vejreglen (feb.2011) er under revision Det er følgende europæiske standarder også: DS/EN Specifikation for vejbitumen DS/EN Rammespecifikation for polymer modificeret bitumen Revisionen af EN Rammespecifikation for polymer modificeret bitumen indvarsler store ændringer i valg af prøvningsmetoder: DS/EN Multiple Stress Creep and Recovery Test (MSCRT) forventes at erstatte DS/EN 1427 Blødhedspunkt kugle og ring. 16 Rheologi Dynamic Shear Rheometer DS/EN Bestemmelse af kompleks forskydningskoefficient og fasevinkel Dynamisk forskydningsrheometer (DSR) DS/EN Multiple Stress Creep and Recovery Test (MSCRT) 17 Elastisk tilbagegang Afhængig af polymer-type (elastomer plastomer) kan bindemidlets elastiske egenskaber bestemmes. Af polymerer er SBS (Styren-Butadien-Styren) nok den mest udbredte polymer-type (elastomer) DS/EN Bestemmelse af elastisk tilbagegang 18 6

7 Polymermodificeret bitumen Polymermodificeret asfalt Polymermodificeret asfalt (PMA) kan være: 1.PMA = sten + bitumen + polymer som additiv ( In-situ ) 2.PMA = sten + polymermodificeret bitumen (PMB) Metode 1 er den mest udbredte i Danmark Nomenklaturen for PMB ( f.eks. 90/150-75) må kun anvendes til forud færdigfremstillet polymermodificeret bitumen i henhold til DS/EN Det er falsk varebetegnelse at anvende denne nomenklatur for bindemidlet i in-situ fremstillet polymermodificeret asfalt 19 Vægt kontra volumen Intuitivt tænker vi vægt, når vi snakker om sammensætning af asfalt Bitumen procent (vægtprocent!) Kornkurven er også baseret på vægtfordelingen af kornene. Ved udlægning tænker vi vægt! Minimumsmængder er i kg/m 2 Ved afregning tænker vi vægt! Hvor mange tons asfalt har lastbilen leveret? Men egenskaberne af asfalt afhænger af volumen-forhold ; ikke vægt! 20 Eksempel på asfaltrecept Vær altid opmærksom på sammensætningen! Er sten = 100 %? Er asfalt = 100 %? Hvordan regnes bindemiddelindholdet 21? 7

8 Marshall metoden Metoden er oprindeligt en mixdesign metode og indeholder to dele: 1.Fremstilling af et standard prøvelegeme ved indstampning (2 x 50 slag ; Ø = 4 og H = 2½ ) 2.Styrke-/tryk-prøvning ved 60 C Nu bruges Marshall-metoden primært til fremstilling af standardprøvelegemer, der benyttes som reference for den volumetriske sammensætning 22 Marshall mixdesign 23 Volumetrisk sammensætning H m (=V L ) V B H S Eksempel : Asfaltdensitet = 2,350 g/cm 3 Stendensitet = 2,700 g/cm 3 Bitumendensitet = 1,020 g/cm 3 V S Indhold % vægt % vol. Luft 0,0 5,5 Sten 94,8 82,5 Bitumen 5,2 12,0 V B /V S! 24 8

9 25 Volumetriske beregninger Eksempel : Asfaltdensitet (dens A ) = 2,350 g/cm 3 Stendensitet (dens S ) = 2,700 g/cm 3 94,8 % vægt Bitumendensitet (dens B ) = 1,020 g/cm 3 5,2 % vægt 100 g asfalt fylder Vol A = 100/dens A cm 3 = 42,553 cm 3 5,2 g bitumen fylder Vol B = 5,2/dens B cm 3 = 5,098 cm 3 94,8 g sten fylder Vol S = 94,8/dens S cm 3 = 35,111 cm 3 H m = V L = (Vol A Vol S Vol B )/Vol A * 100 % = 5,51 % V B = Vol B /Vol A * 100 % = 11,98 % V S = Vol S /Vol A * 100 % = 82,51 % H S = V L + V B = 17,49 % Bitumenfyldning = V B /H S * 100 % = 68,50 % Volumetriske beregninger Komprimeringsgrad Eksempel : Asfaltdensitet Marshall (fra specifikationen) (dens M ) = 2,350 g/cm 3 Asfaltdensitet fra borekerne (dens kerne ) = 2,267 g/cm 3 Komprimeringsgrad K = dens kerne / dens M * 100 % = 96,47 % Komprimeringsgrad kan godt være > 100 %, men det er ikke ofte forekommende (type-afhængig) 26 Asfaltværket 28 9

10 Kolddosering 29 Parallel tromle 30 Tromleblandings-anlæg 31 10

11 In-situ recycling ART Remixing - varm eller kold Belægningstyper (Varmblandet asfalt AAB Februar 2012) 6 mm 8 mm 11 mm 16 mm 22 mm 32 mm å å å t å Slidlag t t t 6t 8t 11t 16t PA t PA PA å 6å 8å 11å 16å AB t 6t 8t 11t 16t AB AB å 6å 8å 11å 16å SMA TB k 8k 11k 6k Binderlag ABB Bærelag GAB GAB I 22 GAB II

12 Belægningstyper (Asfaltarbejder AAB (supplerende) Juli 2010) Vejregelforberedende rapport Belægningsmaterialer og/eller teknikker i forslag, som ikke er endeligt indarbejdet i vejreglerne (erfarings-indhentning) Slidlag SMA 6+ Kombilag KB 11 og KB 16 (CB 11 og CB 16) Remix, Remix Plus og Remix Bindelag 35 Valg af belægningstype Til valget af belægningstype til slidlag indgår bl.a. Stabilitet (dimensionering, trafikmængde etc.) Komprimering og Lagtykkelse Udbuds- og Anlægsforskrift, Varmblandet asfalt, Vejledning, afsnit 8 Vejledning til valg af standardtyper Tabel 1 og 2 giver en god oversigt. 36 Lagtykkelser / mængder SLIDLAG Antagelse : stendensitet 2,60-2,80 Mg/m 3 10 mm PA t, AB t (knust grusgrav) 22,5 kg/m 2 10 mm PA t, AB t (klippeskærver) 23,5 kg/m 2 10 mm SMA 23,5 kg/m 2 10 mm PA å, AB å og TB k 22,0 kg/m 2 BINDELAG Antagelse : stendensitet 2,70-2,90 Mg/m 3 10 mm ABB 24,0 kg/m 2 BÆRELAG Antagelse : stendensitet 2,60-2,80 Mg/m 3 10 mm GAB 0 23,0 kg/m 2 10 mm GAB I 23,0 kg/m 2 10 mm GAB II 22,5 kg/m

13 G [%] Minimumsmængder kg/m 2 6 mm 8 mm 11 mm 16 mm 22 mm 32 mm Slidlag t å t å t å t å PA AB PA t ~40 ~55 ~65 ~90 PA å ~35 ~50 ~60 (?) AB t ~ AB å ~ SMA TB k Bindelag ABB Bærelag GAB / / 110 GAB I 135 / 115 GAB II Vejledning AAB Ændrede krav til asfaltmaterialer som følge af CEN Tidligere var der krav til V B /V S -forholdet for åbengraderede materialer (PAå og ABå), men de europæiske asfalt-specifikationer giver ikke mulighed for at stille dette krav. Derfor er der nu stillet krave til en vis minimumsbindemiddelindhold i stedet for. 39 Asfalttyper karakteristika Kornkurvekrav for tætgraderet asfaltbeton AB 11t Bitumenprocent Volumetriske data Evt. Marshall-data ,063 0,125 0,250 0, ,6 8 11, ,4 32 Sigte [mm] 13

14 ABt / ABå & PAt / PAå? Tætgraderet / åbengraderet Betegnelsen går på kornkurvens form ikke på hulrummet i materialet! Åbengraderede materialer kan give overflader med mere tekstur end tilsvarende tætgraderede Tætgraderede materialer : ABt, PAt, GAB 0, GAB I og GAB II Åbengraderede materialer : ABå, PAå, SMA, TBk, DA og ABB 41 Pulverasfalt - PA Slidlag - findes både som PAt og PAå Bindemiddel 250/330 eller blødere Tillægges ikke bidrag til bæreevnen af vejen Intet krav til indbygget hulrum eller komprimering smidigt slidlag kan følge vejens bevægelser i de første år Kan evt. efterkomprimeres lidt af trafikken i de første år 42 Asfaltbeton - AB Slidlag - findes både som ABt og ABå Bindemiddel 160/220 eller hårdere Tillægges bidrag til bæreevnen af vejen Krav til komprimering For ABt : krav til indbygget hulrum Ingen efterkomprimering tilladt 43 14

15 Skærvemastisk - SMA Slidlag åbengraderet type Bindemiddel : 70/100 eller hårdere (evt. modificeret) Tillægges bidrag til bæreevnen af vejen Krav til indbygget hulrum og komprimering Stenskelet med fed mørtel Ingen efterkomprimering tilladt 44 Tyndlagsbelægning - TBk Slidlag åbengraderet type Kan karakteriseres som ABå udlagt i polymermodificeret, ubrudt emulsion Bindemiddel : 70/ /330 eller evt. modificeret Tillægges bidrag til bæreevnen af vejen (afhængigt af bindemiddel) Ikke krav til indbygget hulrum og komprimering Stenskelet med fed mørtel og plads til emulsionen Ingen efterkomprimering tilladt 45 Asfaltbetonbindelag - ABB Stabilt underlag for slidlag på højttrafikerede veje Bindemiddel : 40/60 eller modificeret bindemiddel (bl.a. Æ 10 -afhængigt) Tillægges bidrag til bæreevnen af vejen Krav til indbygget hulrum og komprimering Ingen efterkomprimering tilladt 46 15

16 Grusasfaltbeton GAB 0, I & II Bærelagsmaterialer primært baseret på grus som stenmateriale; GAB II nedre bærelagsmateriale Bindemiddel : 40/60 eller 70/100 Tillægges bidrag til bæreevnen af vejen Krav til indbygget hulrum og komprimering (for GAB II dog kun hulrum) Ingen efterkomprimering tilladt 47 SRS støjreducerende slidlag Materiale-krav Funktions-krav (CPX-metoden) 2. generationssystem Støjklasse [db (A) ved 50 km/h og 80 km/h] : SRS standard : x 4,0 db SRS special : x 7,0 db Udbud : enten materiale-krav eller funktionskrav CE-mærkning??!! 48 SRS SAB-P afsnit TB 6k TB 8k AB 6å AB 8å SMA 6+8 SMA 6+11 SRS-type: SRS SRS SRS SRS SRS SRS SMA 8 SRS Bitumen: 70/ /220 Modificeret 2) 40/60 160/220 eller modificeret 1) eller modificeret 1) Maks. korn 6 mm 8 mm 6 mm 8 mm 6 mm 6 mm 8 mm Tilsætning af /8 8/11 - overkorn i SMA+ Min. Specificeret bitumenindhold 3) 5,5 % 5,5 % 5,7 % 5,5 % 6,5 % 6,3 % 6,5 % Marshall-kriterier: Hulr. i stenm. (H s) 23,0 23,0 20,0 20,0 20,0 19,0 22,0 Hulrum (H m) 4) 10,0 16,0 10,0 18,0 6,0 13,0 8,0 15,0 4,0 9,0 3,0 9,0 4,0 9,0 Minimumsmængde, 40 kg/m 2 45 kg/m 2 45 kg/m 2 55 kg/m 2 45 kg/m 2 50 kg/m 2 55 kg/m 2 udlagt 5) Komprimeringsgrad (K) tolerance 4,5) ,0 % 95,0 % 95,0 % 95,0 % Klæbeemulsion 6) Polymermodificeret Standard Mængde blivende 600 g/m g/m 2 bitumen 1) Modificering skal anvendes ved ÅDT > og Æ 10 > 50. Bitumen 160/220 : kun ved ÅDT 2000 eller Æ ) Bindemidlet skal elastomer-modificeres (både in-situ tilsætning og forud fremstillet er tilladt) 3) Korrigér bitumen indhold med en faktor i relation til aktuel stendensitet i forhold til en reference på 2,650 Mg/m 3 4) Asfaltdensitet. TB k og AB å geometrisk opmålt DS/EN metode D. SMA vejning i luft/vand DS/EN Metode B 5) Ikke komprimeringskrav ved tynde slidlag udlagt i mængder 55 kg/m ) For TB k SRS må mængden af emulsion ikke blive for høj, at overfladestrukturen påvirkes. 16

17 Tilsyn og kontrol med asfaltarbejder Varmblandet asfalt Produktion af asfalt 50 17