Filler för bituminösa beläggningar : Lägesrapport nr 3

(1)

V Zfnotat

Nummer: V 74 Datum: 1988-11-16

Titel: FILLER FÖR BITUMINÖOSA BELAGGNINGAR

s Lägesrapport nr 3

Författare: Ulf Isacsson

Avdelning: Vägavde Iningen Projektnummer: _4231901-2

Pråjektnamn:

Filler för bituminösa beläggningar

Uppdragsgivare: Vägverket

i

Distribution: ftbegränsad /

Statens väg- och trafikinstitut

w Veag-och Trafik-

_{Pa: 58101 Linköping. Tel. 013-1152 00. Telex 50125 VTISGI S}

Institutet

Besök: Olaus Magnus väg 37 Linköping

(2)

1. INLEDNING

Sedan ett antal år pågår vid VTI ett projekt rörande filler för bituminösa beläggningar. I ett par lägesrapporter (l, 2) har uppnådda resultat avrapporterats. I denna lägesrapport, som är den sista inom projektet, ges resultaten av vissa kompletterande undersökningar.

2. LABORATORIEUNDERSÖKNINGAR

2.1 Filler

I ref. 2 beskrevs undersökningar av effekten av olika "extrema" egenfiller på de mekaniska egenskaperna hos marshallprovkroppar av

tät asfaltbetong (MAB lZT). Med extrema filler avsågs filler med

väsentliga olika kornstorleksfördelning eller "Rigdenhålrum".

I denna undersökning har motsvarande bestämningar utförts på 3 olika kommersiella kalkstenfiller nämligen

- Sipernat 93/7

- kalkstenfiller nr 1 - kalkstenfiller nr 2

Sipernat 93/7 är ett blandfiller innehållande 93 vikt-% kalkstenfiller och 7 vikt-% Sipernat 22. Den sistnämnda produkten är ett syntetiskt kiseldioxidfiller, som bl.a. kännetecknas av hög adsorberande förmåga p.g.a. den porösa strukturen. Vid tillverkning av Sipernat 22 bildas först primärpartiklar med storleken ca 20 nanometer (0.00002 mm). Dessa partiklar slår sig sedan ihop till aggregat. Huvuddelen av aggregaten har en storlek i omrâdet 0.05-O.2 mm. Aggregaten är sfäriska till formen

(figur 1). Kornstorleksfördelningen för Sipernat 93/7 ges i figur 2. De

bägge undersökta kalkstensfillren skiljer sig från varandra vad gäller kornstorleksfördelning. Kalkstensfiller nr 1 är mer finkornigt än

kalk-stensfiller nr 2. Exempelvis är andelen material (0.002/0.074)

ca 19 vikt-% i filler nr 1 och ca 9 vikt-% i filler nr 2 (se :figur 2).

(3)

Förutom nämnda kommersiella filler har även ett egenfiller, nämligen Skärlundagranit,

undersökts. Skärlundafillrets kornstorleksfördelning framgår av figur 2.

Hålrumshalten i torrt, packat filler ("Rigdenhålrum") liksom

mjuk-punktsförhöjningen vid inblandning av filler i bitumen (vikt filler/vikt

bitumen = 1.3) framgår av tabell 1.

Tabell 1 Hålrumshalt i torrt, packat filler (enligt BS 812zpart 2) och mjukpunktsförhöjning (enligt VTIs metod) vid inblandning av filler i bitumen.

Filler Hålrumshalt

Mjukpunkts-(vol.- %)

förhöjning (C)

Skärlunda-filler 37 7.8 Sipernat 93/7 49 15.0 Kalkstens-filler nr 1 33 9.1 Kalkstens-filler nr 2 32 8.5 2.2 Marshallprovkroppar

För att få. en uppfattning om de aktuella fillren (avsnitt 2.1) ger olika effekt på en asfaltbetongs mekaniska egenskaper har marshallprovkrop-par av massatyp MAB lZT tillverkats enligt MBB 14. Provkropmarshallprovkrop-parna har undersökts med avseende på följande parametrar:

- Hålrumshalt enligt MBB ll, MBB 12 och MBB 13 - Resilientmodul enligt ref. 2, bilaga 2

(4)

- Plastisk deformation genom s.k. statiska krypförsök enligt ref. 2, bilaga 4

- Marshallstabilitet enligt ASTM D 1559 - Trögerslitage enligt ref. 2, bilaga 5

Resultaten ges i bilaga 1 och sammanfattas i figur 3.

För detaljer rörande tolkningen av figur 4 hänvisas till ref. 2. 3. SLUTSATS

De resultat som presenteras i denna lägesrapport styrker tidigare

erhållna resultat inom det aktuella projektet (2). Ingenting i

undersök-ningen indikerar att olika filler skulle ha signifikant olika effekt på mekaniska egenskaper hos marshallprovkroppar.

4. REFERENSER

l. Ulf Isacsson "Lägesrapport för projekt nr 4231901-2, "Filler för bituminösa beläggningar, 851215"

2. Ulf Isacsson "Filler för bituminösa beläggningar. Lägesrapport nr 2"

VTI Notat nr V 47.

3. "Sipernat-Asphalt" Technical Bulletin Pigments Nr.46, Degussa AG, Frankfurt, Väst-Tyskland.

(5)

(6)

100 90 80 70 60 50 40 Her nr 2 30 Pus se ra t ma teri al , va kt -* 70 20 Sk nda 10 i 1.5 2 3 4 5 8 12 15 24 32 48 64 96 128 192 um

(7)

MAB 12T '

Bindemedelshullw 6.2 vikl-°/o

'

Fillerhalh N10 vikl-°/o

'

Halrumshalf

'L

t-+-x-t Sk

% Si

Marshall-

t-ö-t Sk_

stabilitet

_{. '-*2-'5' .m}

(+60OC) .

I-I--ü-:I K2

'

To'jning efter'

Sk _

1 h (krypförsök)

.

5'

K]

(+40°C)

I-T-ü--v KZ

s

Indirekt

l-O-i k _

?raggâfü-

.

A *Sum

ms 9

'

V

'

t+10°ct

' D (2

Resilienf-

:

§

: Sk_

modul

SI

(+10°C)

_{I-D-I KZ}

Trögersli'rage

:

.+v

_tSk

(0°c

\

_t

;Lai-.tå

_s

_{: KZ}

Reluhva vdrden

Figur 3 Sammanställning av resultat erhållna vid provning av mars-hallprcvkroppar

(8)

Bilaga 1

Sid 1(4)

Tabell 1 Kornkurva och bindemedelshalt. Medelvärden av resultat erhållna efter extraktion av fyra marshallprovkroppar.

Kornkurva:

Sikt

Passerande mängd (96)

mm Recept Skärlunda Sipernat Kalksten Kalksten

nr 1 nr 2 16 11.3 lOO 100.0 100.0 100.0 100.0 8.0 79 80.1 80.6 81.4 80.4 5.6 66 67.3 67.4 67.4 67.1 4.0 58 59.3 59.2 59.6 58.8 2.0 43 45.3 45.3 45.6 44.6 1.0 33 35.1 35.4 35.4 34.6 0.5 24 26.6 26.9 26.7 26.0 0.25 16 19.3 - 19.0 19.3 18.1 0.125 ll 14.3 14.2 14.3 13.2 0.074 10 11.8 11.9 11.6 10.8

Bindemedelhalt (%):

MV

46 2

6.33

6.29 6 15

6.20

5 0.07 0.07 0 09 0.19

Tabell 2 Skrymdensitet, kompaktdensitet och hälrumshalt. Medelvärden och standardavvikelser (antal prov inom

parentes).

Analys, Fillertyp

undersökning Skärlunda Sipernat Kalksten Kalksten

nr 1 nr 2

Skrymdens. (g/cm3)

(10)

MV 2.365 2.362 2.381 2.370 5 0.002 0.004 0.003 0.003

Kompaktdens. (g/cm3)

(4)

Mv 2.412 2.408 2.423 2.417 5 0.003 0.007 0.003 0.006

Hålrumshalt (%)

(4)

MV 2.0 2.1 1.8 2.0 5 0.1 0.4 0.1 0.2

(9)

Bilaga 1 Sid 2(4)

Tabell 3 Resilientmodul och indirekt draghållfasthet. Medelvärden och standardavvikelser av fyra prov som använts till båda testerna.

Analys, Fillertyp

nr 1 nr 2

Resilientmodul (MPa)

+10°C Mv 5470 5990 5120 4840 s 750 470 290 280 +230C MV 1490 1780 1420 1240 s 140 40 110 220 +280C Mv 970 1120 810 760 s 220 70 40 80 +21°C Mv 1830 2190 1670 1590 s 160 90 80 150 Temperatur- *4 känslighet (°/o) 10-11 10-11 10-11 10-11 Indirekt draghåll-fasthet (MPa) + 10°C MV 1.67 1.71 1.64 1.54 5 0.01 0.01 0.09 0.04 * Efter interpolering

(10)

Bilaga 1 Sid 3(4)

Tabell 4 Kryptest (+40°C) samt stabilitet, flytvärde och styvhet (+600C). Medelvärden och standardavvikelser av fyra prov som använts till båda testerna.

Analys, Fillertyp

nr 1 nr 2 60 (°/o) Mv 8.8 9.5 i .2 10.3 3 0.5 0.5 2.2 1.6 A (%) Mv 7.8 8.4 8.6 9.0 5 0.5 0.4 1.9 1.2 B (%) Mv 31 29 41 34 s 3 3 7 4 Stabilitet (kN) Mv 8.7 * 8.5 8.6 * 8.1 5 0.1 0.3 0.4 0.4 Flytvärde (mm) Mv 3.9 4.6 4.4 4.3 5 0.1 0.4 0.3 0.3 Styvhet (kN/mm) MV 2.3 1.9 1.9 1.9 5 0.1 0.1 0.1 0.1

60 Deformation efter 60 minuters belastning (maximal) A Deformation efter 1 minuts belastning (initial)

B Lutning på deformationskurvan

(11)

Bilaga 1 Sid 4(4)

Tabell5 Trögertest. Medelvärden och standardavvikelser av fyra