Filler för bituminösa beläggningar : Lägesrapport nr 2

(1)

V Tfnotat

Nummer: V 47 Datum:

-1987-10-28

Titel: _{Filler för bituminösa beläggningar} Lägesrapport nr 2

Författere: Ulf Isacsson

Avdelning: . Vägavde Iningen Projektnummer: 4231901-2

Pråjektnamn: Filler för bituminösa beläggningar

Uppdragsgivare: Vägverket i V

Distribution: KX / begränsad /

(db f

0 =

Statens väg- och trafikinstitut

]

ii,III;gg;å!?gI af,I" i Pa: 58101 Linköping. Tel. 013-11 52 00. Telex 50125 VTISGI S Besök: Olaus Magnus väg 37, Linköping

(2)

Lägesrapport nr 2 för projekt nr 4231901-2 Filler för bituminösa beläggningar

Av Ulf Isacsson

(3)

(4)

INNEHÅLLSFÖRTECKNING

1 2

INLEDNING

UNDERSÖKNINGAR AV FILLER

Undersökning av "säsongvariationer" hos egenfiller från ett och samma asfaltverk

Undersökningar på olika fillerfraktioner (2)

Jämförande undersökningar i två laboratorier UNDERSÖKNINGAR PÅ MARSHALLPROVKROPPAR

Försöksserie l Försöksserie 2 Försöksserie 3 Försöksserie 4 och 5

Jämförelse mellan olika parametrar

Jämförelse mellan de olika försöksserierna

NÅGRA ALLMÄNNA SLUTSATSER

PLANERAD FORSKNING REFERENSER "ACKNOWLEGDEMENT" Sid \ I O \ \ . n -P -30 30 31 31 32 33 35 3.5 35

(5)

(6)

1 INLEDNING

Sedan 1983 pågår vid VTI ett flerårsprojekt rörande filler för bituminö-sa beläggningar. Med filler avses den stenmaterialfraktion som har den minsta partikelstorleken. I Sverige defineras filler i vägbyggnadssam-manhang som material <0.075 mm.

Syftet med projektet är att belysa "fillerkomplexet" genom litteratur-studier, experimentella undersökningar i laboratoriet samt fältförsök. I föregående lägesrapport (l) ställdes en rad viktiga frågor med anknyt-ning till fillerproblematiken. En av de väsentligaste frågorna var:

- På vilket sätt och i vilken omfattning inverkar fillerkvalitet och mängd på den färdiga beläggningens egenskaper.

I denna lägesrapport presenteras resultat av laboratorieundersökningar som utförts för att försök belysa denna frågeställning.

Inledningsvis presenteras också resultat som illustrerar variationer i "kvalitet" hos det egenfiller som används i ett och samma asfaltverk under en beläggningssäsong.

Vilken fraktion skall väljas vid bestämning av ett fillers hålrumshalt ("Rigdenhålrum") och dess förmåga att förstyva bindemedlet? Resultat som belyser denna frågeställning redovisas också i denna rapport.

2 UNDERSÖKNINGAR AV FILLER

2.1 Undersökning av "säsongvariationer" hos egenfiller från ett

och samma asfaltverk

I föregående lägesrapport (l) redovisades resultat från undersökningar på fillerprov uttagna under en dagsproduktion vid två asfaltverk (Skär-lunda och Styvinge i Norrköping-Linköpingsregionen). 6 prov från varje asfaltverk undersöktes med avseende på "rigdenhålrum" men inga signifikanta differenser mellan prov tagna vid olika tidpunkter under dagsproduktionen kunde påvisas.

(7)

Under beläggningsäsongen 1986 uttogs från asfaltverket i Dyltabruk, T län, med ca 2 veckors mellanrum sammanlagt 9 prov på egenfiller. Det stenmaterial som används vid asfaltverket ifråga är en gnejs.

Proven har analyserats med avseende på - densitet

- hålrumshalt i torrt packat filler ("Rigdenhålrum") - kornstorleksfördelningen hos material <O.18 mm

- mjukpunktsförhöjning ("kula och ring") vid inblandning av filler i bitumen (viktförhållande filler/bitumen 2 1:3), fillerfraktion O-O.18 mm

Resultaten redovisas i tabell 1 och figur 1.

.442. Tv-.-'A'S'S _'J'v1:- 4. H.._;1

.-Av tabell 1 framgår att variationen i kompaktdensitet, hålrumshalt och mjukpunktsförhöjning är "försumbart" små. Som jämförelse kan nämnas att metodbeskrivningen för mjukpunktbestämning (MBB 38) godtar en skillnad i mjukpunkt för 2 analysprov på lOC. Vid bestämning av

hålrumshalt (BS 812:Part 2:1975) accepteras avvikelser på upp till 1%

från medelvärdet vid analys av 3 prov.

Figur 1 visar kornstorleksfördelningen (material <0.18 mm) för prov nr 1

och 9"*(jfr tabell 1). Mellan dessa ligger kornkurvan för de 7 återstående

proven.

Sammanfattningsvis kan sägas att någon "säsongvariation" av praktisk betydelse vad gäller "fillerkvalitet" inte kunnat påvisas i det aktuella

(8)

Resultat från undersökningar av fillerprov uttagna under Tabell 1

1986 vid 9 tillfällen från ett och samma asfaltverk (Dylta-bruk).

Prov Prov- Kompaktdensitet Hålrumshalt Mjukpunktsförhöjning

nr

tagnings-

(g/cm3)

(vol-96)

(OC)

datum A B i A B C 3? A B i 1 860603 2.7036 2.7156 2.710 37.5 37.5 36.9 37.3 10.8 11.2 11.0 2 860617 2.6990 2.7016 2.700 36.6 36.6 36.6 36.6 11.0 11.4 11.2 3 860701 2.6939 2.6986 2.696 37.6 38.0 37.7 37.8 11.8 11.8 11.8 4 860729 2.7035 2.7044 2.704 39.2 39.4 39.2 39.3 11.4 11.4 11.4 5 860805 2.7029 2.7023 2.703 39.3 39.3 38.9 39.1 11.2 12.0 11.6 6 860819 2.7047 2.7058 2.705 38.9 38.8 38.2 38.7 11.6 11.7 11.7 7 860902 2.7433 2.7409 2.742* 37.7 37.5 37.6 37.6 11.1 11.6 11.4 8 860916 2.7207 2.7147 2.718 36.4 36.4 36.4 36.4 11.2 11.3 11.3 9 860930 2.7145 2.7201 2.717 39.2 39.2 39.7 39.4 12.6 12.6 12.6*

Medelvärde (g/cm3)

2.7106

38 .0

11.6 Standardavvikelse (g/cm3)

0.0139

1 . 15

0. 464

Variationskoefficient (96)

0.51

3.0

4.0

*) Extremvärde enligt (3) på risknivån 5% men ej på 1%.

Figur 1

100 77%

/,

;é 8°

I

// /

42 .

3' 60

/I l/

5

e

_å'

_{Prov nr 9\}

/

*a 1.0

\\

ä

m N

5 //\Pr0v nrl

/á/

//ø/

Of

-1 -1.5 2

3 t. 6

a 12 16 21+ 32 68 66 96 128192um

Kornstorleksfördelningen hos två av fillerproven från Dylta-bruk (se text).

(9)

2.2 Undersökningar på olika fillerfraktioner (2)

Man kan fråga sig vilken del av fillerprovet man skall använda vid blandning med bindemedel. Det naturliga svaret på denna fråga är "material <0.075 mm" utifrån definitionen på filler. Att få fram mate-rial <0.075 mm genom siktning är emellertid behäftat med problem. Detta illustreras i tabellZ för fyra olika egenfiller och två olika kalkstensfiller. I kolumnen längst till höger i tabellen anges hur stor del av materialet <0.075 mm som går "förlorat" om enbart torrsiktning utförs. Som framgår kan för vissa prover denna del bli ansenlig. För att vara säker på att allt material <0.075 mm kommer med i filler: bitumenblandningen måste det ursprungliga provet först torrsiktas. Material >0.075 mm får sedan tvättsiktas. Det material som passerar 0.075 mm sikten måste tas till vara och efter indunstning blandas med det som'1* passer ad e >^'*"'s'0;075mm'*" s*ikten torrsiktningen. Ett sådant förfarande är tidskrävande och därmed kostsamt. Det skulle därför vara värdefullt om man kunde använda ursprungsprovet direkt eller en bredare fraktion, tex 0-0.18 mm, som "kvantitativt" kan tas fram enbart genom torrsiktning.

På de sex prover som finns upptagna i tabellZ har därför

filler-bitumenblandningar med ett bindemedel (B 180) och 3-4 olika

"filler-fraktioner" undersökts med avseende på förhöjning i mjukpunkt. Resul-tatenmsammanfattas i figur där också framgår vågräta axeln) vilka de olika "filler-fraktionerna" är. För samtliga filler-bitumenblandningar är viktförhållandet filler-bitumen l.3:l. I figur 9 finns också vid "ytterlighetspunkterna" för varje prov siffervärden angivna inom paren-tes. Dessa värden är "fraktionens" hålrumshalt enligt Rigden.

Som framgår av figur 2 erhålls (för fem av sex prov) en viss ökning i ATKOR när fillerprovets maximala stenstorlek minskar. Ökningen är emellertid relativt liten. Om man jämför blandningar där stenmateria-let utgörs av ursprungsprovet resp material <0.075 framtaget genom torrsiktning är ökningen iATKOR l.3-3.3°C (för prov nr 98 erhölls en

minskning med 0.4OC). En ökning i "Rigdenhålrum" innebär ofta också

(10)

Resultaten antyder alltså att man skulle kunna utnyttja någon annan maximal stenstorlek än 0.075 mm hos fillerprover, t ex 0.18 mm, vid blandning med bitumen utan att resultatbilden i väsentlig grad

påver-kas.

Tabell 2 Resultat av torr- och våtsiktning av sex olika fillerprover.

Prov Del av prov som pas- Del av prov som Andel material nr serat sikt 0.075 mm passerat sikt <0.075 mm som

efter 10 min torr- 0.075 mm vid torr- går "förlorad" siktning siktning + tvätt- om enbart

torr-siktning siktning utförs

(vikt-96) (vikt-%) (96) 4 (Uddevalla) 20.7 23.9 13.4 8 (Rutvik) 73.7 79.5 7.3

36 (Tranås)

45.4

53.9

15.8

41 (Stenungssund) 52.8 95.3 44.6 97 (kalkstens-filler 50.3 74.5 32.5 98 (kalkstens-filler 14.4 92.3 84.4

2.3 Jämförande undersökningar i två laboratorier

Sammanlagt 8 fillerprover som analyserats vid VTI har också undersökts vid Nynäs Petroleum (NP). De parametrar som studerats vid NP är kompaktdensitet, hålrumshalt enligt Rigden samt specifik yta bestämd med hjälp av en sk Areameter (kort beskrivning av metodik och

utrustning, se bilaga 1).

Resultaten ges i tabell 3 och illustreras i figur 3a-3c.

I genomsnitt är (absoluta) avvikelsen i kompaktdensitet för de 8 proven 0.006 g/cm3 och för hålrumshalten 1.5 vol-96. Att korrelationen är god mellan resultat erhållna vid VTI resp Nynäs för densitet och hålrumshalt

(11)

framgår också av figur 3a och 3b (angivna R-värden är korrelations-koefficienter). Däremot är överensstämmelsen när det gäller specifik

yta dålig (se tabell 3 och figur 3C).

Tabell 3 Resultat vid bestämning av kompaktdensitet, "rigdenhâlrum" samt specifik yta vid två olika laboratorier (VTI och Nynäs Petroleum).

Prov Densitet Hålrumshalt enl Specifik yta

nr Rigden med enl

Area- Blaine meter

(g/cm3)

(vol-°/o)

(mZ/g)

VTI Nynäs VTI Nynäs Nynäs VTI

8 2.713 2.709 l;3.7 39.5 1.92 0.392 20 2.634 2.642 .. 3.1. -- 0.166 25 2.687 2.686 33.0 32.7 1.17 0.202 61 (talk) 2.745 2.745 52.6 51.7 2.67 0.715 81 2.689 2.681 36.6 34.4 1.91 0.302 87 2.640 2.643 37.1 35.9 1.61 0.361

97 (kalk-

.

sten) 2.756 2.760 30.5 32.3 1.24 0.260 98 (kalk-sten) 2.754 2.739 33.3 33.5 3 UNDERSÖKNINGAR PÅ MARSHALLPROVKROPPAR

För att få en uppfattning om fillertypens och -haltens betydelse för beläggningens mekaniska egenskaper har ett antal bituminösa massor tillverkats i laboratorieblandare. Av varje blandning har 10 marshall-provkroppar instampats enligt MBB 14.

Marshallprovkropparna har analyserats med avseende på följande

para-metrar:

- hâlrumshalt enligt MBB ll, MBB 12 och MBB 13 - resilientmodul enligt bilaga 2

(12)

- plastisk deformation genom s.k. krypförsök enligt bilaga 4 - marshallstabilitet enligt ASTM D 1559

- trögerslitage enligt bilaga 5

4 försöksserier har genomförts.

3.1 Försöksserie l

Vid försöksserie 1 utvaldes 2 "extrema" egenfiller från Tranås resp Rutvik. Med extrema filler menas i detta fall filler med extremt olika

_j'rigdenhålrum" (hålrumshalt i torrt packat filler) och därmed sannolikt

olika bindemedelsbehov. Tranåsfillrets hålrumshalt var 27 vol-96 och rutviksfillrets 44 vol-96. Förutom dessa två filler undersöktes också ett

kalkstensfiller (kalcit GGZSO från Gåsgruvan) med hålrumshalten

30 vol-96.

Vid blandning av massa har som stenmaterial använts VTIs referensma-terial Skärlundagranit (krossat berg) och som bindemedel VTIs referens-bitumen av sort 8180 från Nynäs Petroleum. Före blandningen har stenmaterialet uppsiktats i fraktioner och sammansatts så att en kornstorleksfördelning motsvarande den för MAB 121' enligt BYA erhål-lits.

"Invägd" bindemedelshalt i de 3 massorna var 6.2 vikt-96.

Resultaten ges i bilaga 6 och sammanfattas i figur 4.

Av tabell i i bilaga 6 framgår att stenmaterialets kornstorleksfördel-ning i de tre massorna mycket nära överensstämmer med den "invägda"; fillerhalten har emellertid ökat 1-2 vikt-96 beroende på viss nedkross-ning av stenmaterialet vid blandnedkross-ning av massa och vid instampnedkross-ning av provkroppar.

Figur 4, som sammanfattar resultaten av försöksserie 1, skall tolkas på följande sätt:

(13)

effekten av resp filler. På referenslinjen (streckad) har för varje parameter medelvärdet för provkroppar innehållande rutviksfillret pla-cerats. Om medelvärdet för t ex hålrumshalten hos provkroppar med tranåsfiller (se figur 4) hamnar till vänster om referenslinjen innebär detta att "tranåsfillret i genomsnitt gett högre hålrumshalt än rutviks-fillret". Kring varje medelvärde finns ett intervall angivet i form av vågräta staplar. Inom detta intervall ligger resp medelvärde med 95% sannolikhet. Detta innebär i de fall där staplarna "går om lott" att medelvärdena inom resp parameter inte är signifikant skilda från varandra. Detta innebär i sin tur att de 3 undersökta fillren inte har "signifikant" olika effekt på den undersökta massatypen.

Figur 4 indikerar att tranåsfillret ger signifikant högre hålrumshalt än rutviksfillret. Jämförelse med resultaten från extraherade prover

(ta-bell 1, bilaga 6) visar emellertid att fillerhaltenwärm-?24 vikt-96a och-m -bindemedelshalen 0.2 vikt-96 lägre i "rutviksproven" än i

"tranåspro-ven". Detta förklarar sannolikt skillnaden i hålrumshalt (0.8 vol-96).

Figur 4 antyder också att "tranåsfillret" skulle kunna ge högre draghåll-fasthet hos beläggningen än övriga undersökta filler. Om man åter

jämför resultaten vid "extraktionerna" (tabell i, bilaga 5) finner man

emellertid att filler-bitumenkvoten för rutvik- och kalkstensfillret är ungefär lika (1.76 resp 1.72) medan kvoten är lägre för "tranåsfillret" (1.48). Variation i massans sammansättning skulle alltså liksom för

hålrumshalten kunna tänkas förklara observerade differenser.

För övriga parametrar (resilientmodul, töjning efter 1 h, marshallstabi-litet och trögerslitage) har ingen effekt av fillertyp kunnat påvisas

(14)

ATKoR

Filter i Bitumen=1331 (vikfförhállande)

('C)

Prov

20 d

41 (36.7)

10-*

(31.3)

<O,Ö75.mm <0,675mm <0,T18rnm Hjelm

(few-wat- (Torrsüd- (forrska-

prov

snkfmng) Stkfmng) sikfning)

Figur 2 Förhöjning av mjukpunkten, A TKOR, hos ett bitumen när detta blandas med olika fraktioner av sex fillerprover (se text).

(15)

10 g\ \1 uu I N O\

°|°

De

ns

if

ef

,

Nyn

'd

s

(g

lc

m3

)

I I

2.69

2.74 DensiTeT, VTI (g/cm3)

Figur 3a 2 olika laboratorier.

(16)

11 .r

m

EQ

l 1 p 0 l

Ri

gd

en

hål

rum

,

Nyn

ds

(v'

ol

.-%)

T

36 _

M

46

51 Rxgdenhålrum, VTI (v0l.-°/o)

Samband mellan "rigdenhâlrum" för 8 olika filler uppmätt i två olika laboratorier.

(17)

12

R=O.65

N N 1 l .. .s C h l

Sp

ec

if

lk

yt

a

me

d

AR

EA

-m

ef

er

,

(m

zl

g)

E]

__

Jx

_E] I I T

0.2 °

0.4

0.6 SpeCIfik yTu enlig]L Blaine, (mZ/g)

Figur 3C _{Samband mellan specifik yta uppmätt med Area-meter (vid}

(18)

13

Bindemedeishaltwé, 2 vikt«%

Filierholtzwiop vikt-%

Trögerslituge

r--If-iK

. i--åi--MT (0 C) i---<l ---iR

l

Marshail-

,

s

m

stabilitet

t

e' _

*T

(4607:) i--t--t R

i

Töjning efter

ri

,

:K

ih (krypförsök)

t

x

it v

MOT)

*T R

indirekt

1,

drughålltusthet I--x--iT

'J K

(+10oC) . I R

i

Resilientmodul

K

(HOT)

*r

+

:R

i

. t--l--t K

Hairumshait i--x-H

l

R

R: Filter från Rutvik I

T=

-N-

Tranås

Relativa värden

K : Kalkstenstiiier

(19)

14 100 90 80 70 60 50 LO 30 Pa ss ar -a t ma te rn ul , vuk f-°/ o 20 10 1 1.5 2 3 1+ 6 8 12 16 ZL 32 48 61. 96 128 192pm

Figur 5 Kornstorleksfördelningen hos filler från Stenungssund (övre kurvan) och Uddevalla (nedre kurvan).

(20)

15

Bindemedelshall:N6,O vlkl-°/o

Fillerhall: NlO,O vikt-98

Marshall-

I lr. lg*

*U

slabililel

r-HKT

(+60°C)

P

är?

I

Töjnlng efter

50-* U

ln (krypfarsök)

L

S 'T

« (+LOOC)

F '

:R I

Ind i r e kl

draghållfaslhel

i

1 V *E

,T

K

(+10 C)

' l-ÖÄ R

1 Resilienlmadul

'Il-4%'-'Us

(+100C) l-åé-TR-KlT l-O-lU

Halrumshall

a

_HHT

_'

-T-l R

R = Filler från Rutvik

T =

"-

Tranås

Relativa varden

K = Kalkslensfiller

S = Filler fran Stenungsund

U = -u- Uddevalla

(21)

BindemedelshulfzrvSÅ vikt-O/o

Fillernahwöo vikt-O/o

.. . F-O--iU

Troogerslz'ruge

H-Qs

(0 C)

>x

:T

.á :R

'I

Mtarsnull; :

GIF-(_45

-Kåu

s nbi i e

'

r

%

(+60°c

,_:fiå

Töjning efter

W? U)

1h (krypförsök) ;

' x '

:T * K

MOT)

%

t

R

In'direkwL

ägg

drughållfusfhef

K T

(+10.) C) -_T--a R

Resilienf-modul

F

4-435

K w

MOT) L * .L 'R x :T

JL

4U

Hålrumshal'r

l

UT ,TH-1x

S

S r

'Hr-m'

R: Filler från Rutvik I T: - n - Tran' . ..

K: Kulks+ensfiller GS Ralühva varden SzFiller från Stenungsund

U: -u- Uddevalla

(22)

MAB 12 T

Blndemedelshallrws, 8 vikt- Yo

(25 slag)

FillerhalerÖD vikt-Wo

U

Trögerslilage

?Ks

(0 C)

'_T-:ERT

Marshall-

-<-ls q U

slabililel

'r

%

_

5 K

(+660

Håål

TOJmng efter

2 i i_

K 4. s

lcindirâmllf lht

rug (1 ms 6

HH

;HS U

(+100C) Pai-*J*

l

. . l--b-l U

Resullenfmodul

*på

(+10 C)

HYR-4 T

9 W S

Halrumshall

R: Filler från Rulvik l-x-l T R T: - u - Tranås l

K: Kalkstensflller

REthVG Valde

S=Filler från Slenungsund

U : -n - Uddevalla

X

1 h (krypförsök)

T

(23)

18

MAB 12T

BindemedelshalfiNSB vikt- 70

(10 slag)

Fillerhalfi N6,O vikT-°/o

u

Trögerslifage

K 5

(OT)

_%

_*

- e-+ T

_{: R}

Mrürbs'rlj'ilu;

' ! :Su

5 a I I e

His-4 K

(+60°C)

. --4

.i

,R T

I

Töjning efter

'Ih(krypförsök)

T

(+l+O°C)

=

>

% R

Indirekt

_I

draghållfasthet

K

(+101)

' TR

i -0-4-| U m

Reáilienfmadul

*_4an

(+10°C)

_:fia

KT

uH-l S

HålrumshahL

EEK

T 4-4 R

R: Filter från Rutvik

1

T: - u - Tranås . ..

K: Kalksfensfiller RElGhVG varden

S: Finer från Sfenungsund

U = - u - Uddevalla

(24)

19

Hölrums-

O

hall

_

/

0 RUTVik

/

o Tranås

10- A K-filler

A. 0

i Stenungsund

2 0 Uddevalla

0

0 O

5-

O/g

7*

EJ»

'1%

20 2%

Trögerslilage vid O°C (cm3)_,.,,.

Figur 10a Hålrumshalt som funktion av trögerslitage vid OOC.

Hålrums-hall

(vol.-%)

10-o Rufvik

0\c

0 __

5'

O Tranås

.

A K-filler

i Stenungsund

?N

0 Uddevalla

.

'

_/\/

4000

6000

Resilienfmod ul vid lO°C (MPa)

(25)

20

Halrurns-halt

0 (v0l.-°/o) R=O-608

e.

0 Rutvik

o Tranås

_/

10'

A K-tiller

I Stenungsund

0 Uddevalla

4

6 8 '

Deformation efter 60 min. belastning

vid 40 °C (0/00)

Figur 10c Hâlrumshalt som funktion av "töjning efter 60 min vid 40°C" (krypförsök).

Hålrums-halt

(very/O)

10 -o Rutvik

O °

5*

o Tranås

B 0

A K-filler

\0\

I Stenungsund

IA '

0 Uddevalla

4»

1:0

iTS

Indirekt draghallfasthet vid 10°C (MPa)

Figur iOd Hålrumshait som funktion av indirekt draghâllfasthet vid 10°C.

(26)

21

Hálrums-hall

(v0l.-%)

R=O.968

10 -0 Rufvik

0.

0 5 -

o Tranås

\A.0

A K-filler

0\

I Stenungsund

A 0 a

0 Uddevalla

\

l i

2,

_{MarshallslalnililelL vid 60°C (kN)}

a . å

Figur 10e Hålrumshalt som funktion av marshailstabilitet vid 60°C.

Troöger-

_

:23395

R=O.9l+1

(crn3)

24 20-

\

0 . Rutvik

A O . o

o Tranås -

4 0A\

I

16-

A K-filler

Slenungsund

I

0 Uddevalla

Figur 10f Trögersiitage vid OOC som funktian av resilientmodul vid lOOC.

4600

6ÖOO

(27)

22

Tiöger-sülage

vid30)°C

R=0.6SO

.

crn

_{_}

_{o Rulvuk}

-

_A

_o

_/

Zl'

o Tranås

O 0

A K-filler

'

0 I Slenun sund

20_

o' Uddeva la

I

.0

16-

_/I

n

i

á

la

Deformalion efter 60 min. belastning

vid LO°C (0/00)

Figur 10g Trögerslitage vid OOC som funktion av "töjning under 60 min,

vid 40°C" (krypförsök). °

Tröger-slilage

.

_

-O°C .

(cm3)

0 24"

A 0 l

0 .

0A

v 0-

_o

20-\ .

A

. Rutvik

o\'\ o

o Tranås

AO.\

16-

A K-filler

.

I Stenungsund

0 Uddevalla

1.0 1i2

11.4 176 .IT80 .

lndirek'r draghallfaslhel Vid 10 C (MPa)

Figur 10h Trögerslitage vid OOC som funktion av indirekt draghâllfast-het vid 10°C.

(28)

23

Trdger-:yngst

.

R = 0963

(cm3)

0 24"

0

E

20-. Rutvik

o Tranås

_2\

16.. A stiller D

-I Stenungsund

0 Uddevalla

å

A

6 Ta

Marshallstabililitet vid 60°C (kN)

Figur lOi Trögersiitage vid OOC som funktion av marshallstabilitet vid

_sooc.

Resilient-

.

modul, ,

.\o

R=0.653

Vld 10 C

_I

(MPa)

6000-o Rutvik

4000

O Tranås

A K-filler

I Stenungsund

ac Uddevalla

2. å

ä

Deforrnatian efter 60 min. belastning

vid 40°C (0/00)

Figur 101' _{Resilientmodul vid lOOC som funktion av "töjning under} 60 min vid LLOOC" (krypförsök).

(29)

20 Resilienf-

'

modul

_

vid mot

R_ 0983

(MPG)

0 Rufvik

o Tranås

6000 '

A K-filler

I Stenungsund

0 Uddevalla

0 4000 -

/0

Figur 10k iiêåiifénøtrnøddui vid iooc som funktion av indirekt

draghâll-fastñet vid 10°C.

1.11 iii

11.7 Indirekt draghållfasfhe'r vid 10°c (MPa)

Resilien'r-

.

modul

vid 10°C

R:

_{0 6:/}

(MP0)

. Rutvik

O

O Tranås

A

6000 "

A K-filler

I Stenungsund

0 0 Uddevalla .6

0/

4000 _

g

03 ä

L

å

ä

Marshallsiabiliief vid 60°C (kN)

Figur 101 Resilientmodul vid IOOC som funktion av marshallstabilitet vid 60°C.

(30)

25

Deformation

efter 60 min

belastning

vid LO°C

(0/00)

8 ..

0 Rutvik

c

o Tranås '

'

A K-filler

o

I Stenungsund

.

0 Uddevalla

1.72

11 ie

fa

Indirekt draghallfasthet vid 10°C (MPa)

io

Figur 10m "Töjning efter 60 min vid l;000' (krypförsök) som funktion

av indirekt draghållfasthet vid 10°C. °

Deformation

efter 60 min.

belastning

R ?S 0.642

vid AO°C

o

.

-(0/00)

8 _

64 . Rutvik

-

\

0 Tranås

A K-filler

0 I Stenungsund

.

0-? 0 Uddevalla

å

L

å

ä

Marshallstabilitet vid 60°C (kN)

Figur lOn "Töjning efter 60 min vid l+OOC" (krypförsök) som funktian av marshallstabilitet.

(31)

26

Indirekt

drughålb

oo

fasthet R: 0.965

, RIK/I

vid 10°C . Rutvik

_{0 '}

(MP0)

o Tranås

₀

A

1'6"

A K-filler

' äfânungsund

'LL ..

"' WÖJUddevulla O

/.â'

1.2 -

5 1.0 -

A

T

| I I I

2 1+

6

8 Marshallstubilitet vid 60°C (kN)

u M_- 4..

Figur 100 Indirekt draghâlltasthét vid 10° som funktion av marshail-stabilitet vid 60°C.

(32)

27

Hålrums-half

(v0l.-°/o)

nLB

10-nl+8

n20

I I I

5 Müfserie nr

N -J U J _.p

Figur 11a _{Hålrumshalt vid mätserie 2-5.}

Resilien'r-modul

vid 10°C

"

(MPa)

i

7000

-n=20

{

6000

-n15

5000

AOOO

-T

'

n

19

N -J

w.

.

b.

.

:m a H H

dfserie nr

(33)

28

Indirekt

drdghåu-fusihei

vid 10°C

(MPa)

1.61.3 -T

_å

_å-

_Å

_{5, .}

Maiserie nr

,_M- ...M-.IA

Figur llc Indirekt draghâllfasthet (10°C) vid mätserie 2-5.

Deformaiion

efter 60 min.

belastning

(sidiiski

krypförsökL

vid 40° C

(0/00)

7-4

n

₂₀

' IK

_{n 3.5 17}

i I T

2

3 L

5 Mdiserie nr

Figur lld Deformatiøn efter 60 min belastning (40°C) vid mätserie

2-5.

(34)

29

Marshall-stabilitet

(kN)

8 _ Figur He --1

Marshallstabilitet (60°C) vid mätserie 2-5.

n=l9

i

5 Matserie nr

Tröger-slitage

vid 0 C

mm

24'

22-

20-

18-t

Figur llf Trögerslitage (OOC) vid mätserie 2-5.

n=12

N 4 .-4 1 r

n=l9

T

5 Matserie nr

(35)

30

3.2 Försöksserie 2

4.

I försöksomgång 2 användes förutom de 3 filler som beskrivits i föregående avsnitt ytterligare två "extrema" egenfiller, från Stenung-sund resp Uddevalla. De sistnämnda materialen är "extrema" vad gäller/M kornstorleksfördelning. I figur 5 finns resp fillers kornkurva bestämd med lasergranulometer angiven.

5 massor innehållande olika filler blandades och provkroppar instampa-des på det sätt som beskrivits i avsnitt 3.1. Stenmaterialets kornstor-leksfördelning var densamma som i försöksserie l och massans "inväg-da" bindemedelshalt 5.8 vikt-96.

Samma parametrar som i försöksserie l studerades.

Resultaten ges i bilaga 7 och sammanfattas i figur 6. Resultatet av trögerprovningen har inte medtagits i figur 6 då endast två enskilda mätvärden (l provkropp) förelåg.

Figur 6 antyder att marshallprovkroppar tillverkade av massa innehål-lande tranås- re5p uddevallafiller skulle ha högre hålrumshalt än prov-kroppar innehållande övriga fillersorter. Vad som tidigare sagts (avsnitt 3.1) om anledningen till den högre hålrumshalten hos provkroppar med tranâsfiller är även i det aktuella fallet delvis tillämpbart (fillerhalten är klart lägst med tranâsfiller, se tabell 1, bilaga 7). För uddevallafiller är inte denna förklaring plausibel. Anledningen till hög hâlrumshalt kan

i detta fall eventuellt ligga i fillrets kornstorleksfördelning (figur 5).

För övriga parametrar kan inga signifikanta skillnader mellan provkrop-par innehållande olika filler iakttas i figur 6 med ett undantag: marshallstabilitet hos provkroppar med kalkstens- resp stenungsundsfil-ler. Någon förklaring till denna "skillnad" kan ej ges; t.v. får därför detta resultat tillskrivas slumpen.

3.3 Försöksserie 3

(36)

31

fillerbitumenkvoten (i vikt-96) är lägre. I försöksserie 2 var kvoten 1.6-1.7 (ca 1.4 för tranåsfiller pga viss ökning av filler vid blandning) medan kvoten i försöksserie 3 är l.l-l.2 (även här är värdet för tranåsfiller något lägre än för övriga filler).

Resultaten framgår av bilaga 8 och figur 7.

Inte heller i denna försöksserie kan någon trend iakttas, dvs filler med "extremt" olika "rigdenhålrum" och kornstorleksfördelning ger inte signifikant olika resultat vid analys av marshallprovkroppar, åtminstone ej vad gäller beskrivna parametrar.

3A Försöksserie 4 och 5

För att få en uppfattning om olika filler kan påverka packningsbenägen-heten hos en beläggning utfördes försöksserie 3 på nytt. Denna gång packades emellertid provkropparna inte genom 50 slag på varje sida, vilket är standardförfarandet, utan endast med 10 resp 25 slag.

Resultaten ges i bilaga 9 och 10 och sammanfattas i figurerna 8 och 9. Någon effekt av fillertyp på den aktuella massatypens packningsbe-nägenhet kan ej utläsas av dessa försök.

3.5 Jämförelse mellan olika parametrar

Undersökta parametrar har jämförts genom korrelationsberäkningar. Resultaten sammanfattas i figurerna lO a-lO o. I dessa figurer repre-senterar varje punkt medelvärdet för aktuella parametrar i en given massablandning. I figurerna har blandningarna från försöksserierna 2-5 medtagits (totalt 20 blandningar). Försöksserie 1 har utelämnats då uppmätta värden på marshallstabilitet, indirekt draghållfasthet och resilientmodul är "misstänkt avvikande" från resultaten i de 4 övriga försöksserierna. Försöksserie 1 och 2 borde utifrån massornas samman-sättning ge ungefär samma resultat. Så är inte fallet. l försöksserie 1 har t ex dubbla stabilitets- och draghållfasthetsvärden uppmätts jäm-fört med serie 2 (se bilaga 6 och 7). Samtidigt är resilientmodulvärdena lägre i serie i än i serie 2, vilket är svårt att förstå utifrån vad som

(37)

32

nyss sagts. När marshallstabiliteten och draghållfastheten ökar borde resilientmodulen samtidigt öka (se figur 10 k och 10 1). Någon hållbar förklaring till beskriven anomali har hittills ej framkommit. Tänkbara skäl till de "oväntade" resultaten i serie i är felaktigheter när det gäller registreringsutrustning, provningstemperatur eller bindemedel (885 kan ha använts istället för 5180 som avsetts).

Som framgår av figurerna lO a-lO 0 och tabell 4 erhålls god korrelation mellan de olika parametrarna om man undantar "töjning efter 60 min" (krypförsök).

När hålrumshallten ökar erhålls försämrade "mekaniska" egenskaper

(stabilitet, draghållfasthet och resilientmodul minskar), trögerslitaget

ökar liksom "benägenheten för plastisk deformation". Bättre "meka-niska" egenskaper (t ex stabilitet) innebär bättre nötn'rngsresistens (läg-re trögerslitage). God kor(läg-relation mellan de "mekaniska" egenskaperna

föreligger (se t ex figur 10 0 för draghållfasthet/marshallstabilitet).

3.6 Jämförelse mellan de olika försöksserierna

Som framgått av avsnitt 3.4 har i de flesta fall ingen signifikant effekt av olika filler kunnat påvisas. Om man antar att detta gäller generellt kan för varje parameter samtliga resultat i samma försöksserie slås samman och medelvärden med konfidensintervall (risknivå 5%) beräk-nas. Dessa beräkningar har utförts och redovisas i figurerna lla-l lf.

I mätserie 2 innehåller massorna ca 6 vikt-96 bindemedel och 10 vikt-96 filler. Om man jämför massorna i serie 2 med massorna i serie 3 är skillnaden väsentligen lägre fillerhalt i serie 3 (ca 6 vikt-96). Massorna i serie 4 och serie 5 är identiska med massorna i serie 3 vad gäller sammansättning. Provkropparna har emellertid i serie 4 och 5 instam-pats med 2x25 slag resp 2xlO slag medan packningen i serie 3 är "normenlig" (2x50 slag).

Figurerna 12 a-12 f visar att sänkning av fillerhalten och minskning av packningsinsatsen som väntat leder till ökad hålrumshalt men också till försämrade egenskaper (stabilitet, draghållfasthet, elasticitet, plastisk

(38)

33

deformation och nötningsresistens). Det Skall betonas att de slutsatser som kan dras av figurerna ll a-ll ö baseras på resultat med en enda massatyp, MAB 12T.

Tabell 4 Korrelationskoefficienter (se text).

"Beroende "Oberoende

Korrelations-variabel" variabel" koefficient

Hâlrumshalt Tröger 0.962 -"- Resilientmodul 0.966 "- "Kryptest" 0.608 "- Draghållfasthet 0.970 -"- Marshallstabilitet 0.968 Trögerslitage Resilientmodul 0.941 -"- "Kryptest" 0.650 -"- Draghâllfasthet 0.932 -"- Marshallstabilitet 0.963 Resilientmodul "Kryptest" 0.653 -"- Draghâllfasthet 0.983 -"- MarshallStabilitet 0.948 "Kryptest" Draghållfasthet 0.586 -"- Marshallstabilitet 0.642 Draghâllfasthet Marshallstabilitet 0.965

4 NÅGRA ALLMÄNNA SLUTSATSER

Baserat på hittills uppnådda resultat i det aktuella fillerprojektet kan

följande slutsatser dras: \

- Variationen i "kvalitet" hos undersökta egenfiller är stor. Kvaliteten har bedömts utifrån mätningar av fillerparametrar som specifik yta, hâlrumshalt enligt Rigden, kornstorleksfördelning och fuktkänslighet

(l).

- Någon signifikant variation i "fillerkvalitet" har inte kunnat påvisas vid en dagsproduktion i två olika asfaltverk (l).

(39)

stude-34

rats i ett asfaltverk (Dyltabruk). Någon variation av praktisk bety-delse har härvid inte kunnat påvisas.

Ett fillers förstyvande effekt på bindemedlet varierar kraftigt från filler till filler. Fillrets hålrumshalt enligt Rigden tycks härvid spela en väsentlig roll (i).

Betydelsen av fraktionens maximala stenstorlek vid inblandning av filler i bitumen har studerats. Den uppmätta effekten (t ex skillna-den i mjukpunktsförhöjning) är relativt liten. Som provningsfraktion har O-O.18 mm föreslagits då denna fraktion lätt kan tas fram genom torrsiktning.

En jämförande undersökning på 8 filler har utförts vid Nynäs Petroleum och VTI. Härvid har fillrens densitet, "rigdenhålrum" och... specifika yta undersökts. Överensstämmelsen är god när det gäller densitet och "rigdenhålrum" men dålig för specifik yta. I det sistnämnda fallet är en huvudanledning till diskrepansen att två

olika testmetoder använts.

Beläggningsmassor av typ MAB 12T har tillverkats. Massorna har haft "identisk" sammansättning så när som på fillerhalt och -typ. De filler (5 st) som undersökts är "extrema" filler med avseende på "rigdenhålrum" och kornstorleksfördelning. Vidare har ett kalkstens-filler ingått i undersökningen. Den slutsats som kan dras av dessa försök är att olika filler inte i väsentlig grad påverkar beläggningens egenskaper.

Av det som ovan sagts framgår alltså att variationen i "fillerkvali-tet" karakteriserad med hjälp av "rigdenhålrum" och kornstorleks-fördelning kan vara väsentlig utan att detta behöver betyda väsent-lig variation i beläggningskvalitet. En rad "reservationer" är nödvän-diga i detta sammanhang. Endast ett stenmaterial (bortsett från fillerfraktionen) och ett bitumen liksom en beläggningstyp (MAB lZT) har undersökts. Vidare kan andra parametrar än de undersökta vara väsentliga för karakterisering av fillers och belägg-ningars egenskaper. Till sist bör också påpekas att en svag

(40)

"filler-35

effekt" i laboratoriet inte nödvändigtvis behöver innebära att

för-hållandet är detsamma i fält. 5 PLANERAD FORSKNING/ A

Det aktuella fillerprojektet kommer under 1987 att omfatta studier av fillrets betydelse för beläggningsmassans vattenkänslighet och separa-tionsbenägenhet. Vidare kommer egenskaper hos marshallprovkroppar innehållande vissa kommersiella filler, t ex "Sipernatfiller", att stude-ras.

6 REFERENSER

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

2. Ulf Isacsson "Filler för bituminösa beläggningar" VTI Meddelande 474 (1986) 86.

3. "Statistisk behandling av provningdata" SCAN-G 2:63. 7 "ACKNOWLEGDEMENT"

Författaren vill tacka följande kolleger som på ett eller annat sätt medverkat i det experimentella arbetet inom det aktuella projektet: Nils-Gunnar Göransson, Martin Isacsson, P-O Ohlsson, Karl-Axel

(41)

(42)

Büagal $d1(3)

Bestämning av spec. yta med hjälp av AREA-meter

Bestämning av specifika ytor genom gasadsorption är baserad på antagandet att gaser (adsorbat) anordnas i monomole-kylära lager på ytor av fasta ämnen (adsorbent).

Tekniken har utvecklats av Brunauer, Emmett och Teller (BET). Metoden har förenklats av Haul och Dümbgen, som har konstruerat ett mätinstrument, AREA-metern Fig. 1 för

bestämning av specifika ytor hos finfördelade och porösa fasta ämnen. AREA-metern har antagits som DIN-standard 66132.

üäfpriacip_

Två adsorptionskärl av glas med noggrant lika stor volym, varav det ena kärlet innehåller provet och det andra är till jämförelse, fyllas med Nz-gas av atmosfärstryck vid rumstemperatur. Efter fyllning med Ng tempereras adsorp-tionskärlen vid -1950C i flytande kväve. Adsorptionen av N2 på provet (+ kärlets yta) orsakar en tryckdifferens mellan adsorptionskärlet (provet) och kärlet till

jäm-förelse, en tryckdifferens som uppmätes med en differential-manometer (differential-manometerolja = dibutylphtalat).

Ur den uppkomna tryckdifferensen och ursprungligt fyllningstryck (atmosfärstryck) kan Nz-gasmängden

beräknas. Jämviktstrycket i adsorptionskärlet (provet) uppnår genom nerkylningen automatiskt EET-området och kan bestämmas utan andra tryckmätningar.

Ur jämviktstrycket bestämda mängden adsorberad Ng kan, utan att några empiriska konstanter behöver införas, provets totala yta beräknas enligt EET-teorin, varvid en-punkts utvärderingen på adsorptionsisotermen får ligga till grund. Ytan för en adsorberad Ng-molekyl ingår i beräkningen.

Brsvêeäeénånsz.

Vid ytbestämning enligt EET-metoden måste före mätningarnas genomförande främmande molekyler (02, H20 etc)

avlägs-nas från provet och ersättas av N2 molekyler. Det sker

hos AREA-metoden genom avgasning i en termostatkontrollerad ugn, steglöst reglerbar mellan 30 och 3300C, samtidigt

med en Nz-gasström genom adsorptionskärlen. Ugnen har samtidigt plats för åtta adsorptionskärl.

(43)

Bilaga 1 Sid 2 (3)

För att bestämma spec. yta erfordras följande data:

Invägd provmängd m (g)

Påfyllningstryck (atm-tryck) p (Torr)

Tryckdifferens h (mm olja)

(44)

Bilaga 1

Sid 3 (3)

Fig. 1

Principschema över AREA-meter

* G O O D -* W O W

QOQOOOOOOOQOOOQ .4

Utloppsventil (kärl för jämförelse) - " - (adsorptionskärl) Inloppsventil Manometerventil Spärrventil Torkrör Strömmingsmätare Inställningsskruv för volymutjämning Differentialmanometer

Övertryckskärl

Tomt adsorbtionskärl Adsorptionskärl för prov

(45)

(46)

Bilaga 2

Sid 1 (3)

Bestämning av resilientmodul

Ett materials mekaniska egenskaper karakteriseras normalt genom dess elasticitetsmodul (E-modul). Bituminösa material uppför sig dock ej enbart elastisktmtan uppvisar även viskösa och plastiska egenskaper. De viskösa och plastiska egenskaperna är till stor del beroende av tempera-tur och belastningshastighet. Vid låg temperatempera-tur och/eller hog belast-ningshastighet överväger de elastiska egenskaperna.

Vid Chevron Research Company i Kalifornien har utvecklats en icke förstörande laboratoriemetod för bestämning av resilientmodulen (MR) för cylindriska provkroppar av bituminösa massor. Resilientmodulen är ett mått på materialets elasticitet. i den aktuella undersökningen har i stort sett Chevrons metodik följts.

Resilientmodulen bestäms ?institutets'MTS-utrustning. För att kunna mäta de mycket små deformationerna har en speciellt utformad mät-rigg tillverkats. Denna monteras direkt på provkropparna. Provkroppen utsätts för en mindre, ej förstörande, vertikal belastningspuls med riktningen längs en godtycklig vald diameter (se figur 1). Den mot belastningen hörande horisontella elastiska deformationen mäts. Prov-kroppen vrids därefter ett kvarts varv och mätförfarandet upprepas. Om avvikelsen mellan mätvärdena överstiger 15% görs en ny bestäm-ning. Medelvärdet av mätningarna i de båda riktningarna används för att beräkna provkroppens resilientmodul (MR). Bestämningen utförs företrädesvis vid tre olika temperaturer: +10, +21 och +280C. Tempera-turberoendet kan då enkelt visas i diagramform.

Den dynamiska belastningspulsens storlek (P) väljs så att den horisontel-la ehorisontel-lastiska deformationen (Ad) blir 130.5 Lasten verkar under 0.] s och vilotiden mellan varje belastningspuls är 2.9 5. För att fixera provkroppen i rätt läge och för att undvika att belastningscylindern lättar från provkroppen påläggs en mindre statisk grundlast på 10% av

(47)

Bilaga 2

Sid 2 (3)

Resilientmodulen (MR) beräknas enligt formeln:

4

P(VI+-ñ- 1)

NR

h - aa

(hPa)

dar

P = dynamisk last i N

v = Poissons tal (antas i regel vara 0.35 vid rumstemperatur) h = provkroppens höjd i mm

Ad = horiscntella dynamiska delormationen i mm

Vid noggranna mätningar bör även Poissons tal bestämmas. Detta :förutsätter att även den vertikala elastiska deformationen mäts. Poissons tal beräknas då enligt:

Ad 4

V = 3.59 'Ek-7 - "7; + 1

där

Ad = horisontella dynamiska deformationen Ay = vertikala dynamiska detormationen

(48)

Bilaga 2

Sid 3 (3)

KRt-.T 'l bax-'ARE lÃGYSBWLPE

Figur 1 Provningsutrusming.

(49)

(50)

Bilaga 3 Sid 1 (2)

Bestämning av draghâllfasthet genomyressdragprovning

Marshallprovkmppar framställs enligt MBB 14 och tempereras till +lOOC. '

ProvkrOppen placeras sedan mellan två stålbommar (figur 1) och

belas-tas med en hastighet av 50mm/min (figur 2).

_ ._

Ur last-töjningskurvan (figur 2) uppmäts brottlasten, Pbrott, som an_ vänds för beräkning av draghållfastheten, 51, hos provkroppaen enligt:

S = 2 . Pbrott _ 10 (kN/mz)

TT-d-h

där d = provkrOppens diameter i cm h = provkroppens höjd i cm

(51)

...au-_ap-Bilaga 3 Sid 2 (2) R= 50.5 MM - _L L_ 7:5'i_1 4b4 rt _ \\\\\ ii.7't<3.1hdh1

Figur 1 Schematisk bild av stålbom

FÖRE _

UNDER

EFTER_

BELASTmNG BELLSTNlNC-g BELAs-rman

E :3

- _

III III III III

LAST AL - . db\

Pbu-O'Li

(52)

Bilaga 4

Sid 1 (2)

Bestämning av asialtlagers stabilitetsegenskaper genom statiskt

kryp-försök

Vid bedömning av ett asialtlagers känslighet för plastiska deformatio-ner (spar) kan man använda krypdata från belastade provkroppar. Krypiorsöket visar massans deformationslörIOpp under given tid och vid en given konstant axiell last.

Vid den aktuella undersökningen har i'oliande metodik använts:

MarshallprovkrOppar/borrkärnor (03100 mm, höjd 60 15 mm) med väl avja'mnade och parallella ändytor, belastas med konstant tryckspänning 0.1 MN/mz.

Provningstemperaturen är 00 i1°C.

Den pâlagda lasten får verka under 1 timme. Därefter avlastas prov-kroppen och får sedan ligga under ytterligare 1 timme för att de . viskoelastiska delarna av töjningen till största delen skall hinna återgå. En tids-deformationskurva registreras under hela förloppet (se figur 1).

6,20 / g: ' 1655,' 6,20

A 7

120 Jc [min]

(53)

Bilaga 4

Sid 2 (2)

För att undvika störningar vid lastpâläggningen är det viktigt att de belastade ändytorna är plana och parallella samt att lasten påiöres

momentant utan stöt.

Vid utvärdering av kryplörs'ol: används en reologisk iemparametermo-dell som delar upp den totala deiormationen i olika delar (iigur l). Storleken på de ingående delarna i denna modell är olika för olika

bituminösa blandningar. Parametrarna är:

C1 = A

: Delormation i ?weiter 1 min belastning (initial)

850 = Delormation i äeiter 60 min belastning (maximal)

:120 = Deiormation i så.: efter 60 min belastning och 60 min

återhämtning (avlastning)

560-512 0 :.- Återgående deformation 1 *Bo

'B

= Lutning pâ deformationskurvan enligt

109 '§1

B = _-"_

visar massans viskösa (kryp-) egenskaper

log 60

lågt B-värde = stabil massa

Den totala delormationens storlek och delarnas inbördes förhållande ändras även vid upprepad belastning av en och samma asfaltmassa.

(54)

Bilaga 5 Sid 1 (l)

Bestämnini av bituminösa belåggningars slitageegenskaper med

Tröger-8298781

Omkring 1970 utvecklades i Västtyskland en laboratorieutrustning för bedömning av bitumin'osa beläggningars slitageresistens. Provning med denna utrustning går vid VTI i korthet till på följande sätt (jämför figur

1):

Provkroppen (borrkärna eller en "halv" marshallprovkropp) placeras på ett roterande bord. Ett knippe av nålar (51 st) slår med hög frekvens mot provkroppen samtidigt som denna roterar. Provningstemperaturen är normalt OOC. Under en provning utsätts provkroppen för nötning under 16 perioder om 140 s vardera. Provkroppen vägs efter 4, 8, 12 och 16 perioder. Med hjälp av provkroppens skrymdensitet beräknas volymen bortsliten massa eller medelspârdjupet i mm.

13)_...2 l lI I i *l I

Trycklufl' för

.'

c'n'vning av pstol /

7 @

0 C Koll luft för termostntering Målar av pmvyl'or *3,811 * .. S' ddskå o Prcvkropp

A_ i Ky *0 Roterande bord

(55)

(56)

Bilaga 6 Sid 1 (4)

Tabell 1 Bindemedelshalt och komkurva. Angivna värden för binde-medelshalt och kcrnkurva är medelvärdet av resultat erhåll-na vid extraktion av 4 marshllprovkroppar.

Sikt Passerande mängd i 96

Rutvik Tranås K-filler "Önskad"

mm kurva 16 100.0 100.0 100.0 11.3 99.4 99.1 98.8 100 8.0 78.9 78.8 77.9 79 5.6 68.0 67.5 66.5 66 4.0 60.2 59.6 59.1 58 2.0 45.4 44.5 44.4 43 1.0 35.3 34.5 34.4 33 0.5 26.3 25.6 25.7 24 0.25 18.8 18.2 18.5 16 0.125 13.4 12.2 13.2 11 0.074 11.1 9.0 10.5 8 Bindemedelshalt 6 . 3 6 . l 6 . l "Invägd" bindemedelshalt 6.2

Tabell 2 Skrymdensitet, kompaktdensitet och hålrumshalt. Skrymden-sitetsvärdena är medelvärdet av 10 provkroppar. Kompakt-densiteten är medelvärdet av 4 provkroppar.

Blandning med filler

Rutvik Tranås K-filler

skrymdensitet (g/cm3)

Medelvärde: 2.367 2.353 2.375 5: 0.003 0.005 0.004 Kompaktdensitet (g/cm3) MV: 2.406 2.411 2.423 5: 0.004 0.003 0.003 Hâlrumshalt (vol-96) MV: 1.70 2.25 1.93 5: 0.1 . 0.13 0.2 s = standardavvikelse

(57)

Bilaga 6 Sid 2 (4)

Tabell 3

Resilientmodul och indirekt draghållfasthet. Angivna värden

är medelvärdet av 4 provkroppar. Resilientmodul och indi-rekt draghâllfasthet har bestämts på samma provkroppar.

Resilientmodul (MPa) MV: 5520 5680 5490 s: 250 190 180 Indirekt draghâll-fasthet (MPa)* MV: 3.06 3.40 3.09 5: 0.09 0.06 0.05

*) Vid jämförelse med resultat från senare genomförda mätserier (bilaga 7-10) verkar draghâllfasthetsvärdena vara onormalt höga. Sannolikt skall värdena halveras pga "felaktigt" mätområde på skrivaren.

(58)

Bilaga 6 Sid 3 (4)

Tabell 4 Kryptest samt marshallstabilitet och -flytvärde. Angivna värden är medelvärdet av 4 provkrOppar. Kryptest samt bestämning av stabilitet och flytvärde harutförts på samma provkroppar.

.. \

max (0/00) MV: 5.8 6.9 6.3 S: 0 6 1.4 1.3

A (96)

MV: 0.49 0.56 0.55 8: 0.05 0.09 0.12 B MV: 4.1 5.0 3.2 3: 0.2 1.9 0.6

Stabilitet (kN)*

MV: 15.9 16.2 15.6 5: 0.3 0.7 0.6 Flytvärde (mm) MV: 3.9 3.1 3.6 5: 0.1 0.2 0.1

Styvhet (kN/mm)

MV: 4.1 5.3 4.4 5: 0.1 0.3 0.2

max 2 maximala töjningen

A = beskriver massans initialtöjning B = indikerar massans viskösa egenskaper 5 = standardavvikelse

*) Vid jämförelse med resultat från senare genomförda mätserier (se bilaga 7-10) verkar stabilitetsvärdena vara onormalt höga. Sannolikt skall värdena halveras pga "felaktigt" mätområde på skrivaren.

(59)

Bilaga 6

Sid 4 (4)

Tabell 5 Trögertest. Trögerslitage har utförts på 2

marshallprcvkrop-par (som delats så att bestämningen kommit att utföras på 4

"halvor"). Angivna vården är alltså medelvärdet av 4 prov.

Trögervärde (cm 3)

MV: 14.4 15.6 14.4

5: 1.1 0. 7 O .8

(60)

Bilaga 7 Sid 1 (3)

Tabelll Kornkurva och bindemedelshalt. Medelvärden av resultat

erhållna efter extraktion av fyra marshallprovkroppar. Kornkurva:

mm Recept Rutvik Tranås Kalksten Stenungs. Uddevalla

8 36 97 41 4 16 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 11.3 100 96.2 98.1 96.4 97.1 97.4 8.0 79 80.0 80.2 79.2 79.1 79.7 5.6 66 67.3 67.2 67.2 66.6 67.3 4.0 58 59.7 60.1 60.0 59.6 60.1 2.0 43 44.7 45.0 44.8 44.4 44.9 1.0 33 34.6 34.9 34.6 34.5 34.6 0.5 24 25.2 25.6 25.5 25.4 25.4 0.25 16 18.2 18.2 18.2 18.0 18.1 0.125 ll 12.5 11.9 12.7 12.7 12.8 0.074 8 9.7 8.5 9.8 9.8 9.9

Bindemedelshalt (96):

Mv: 5.8 6.01 5.95 5.97 5.91 ' 5.93 5: 0.19 0.07 0.13 0.18 0.14

Tabell 2 Skrymdensitet, kompaktdensitet och hålrumshalt.

Medelvär-den och standardavvikelser (antal prov inom parentes).

Analys, Fillertyp

undersökning Rutvik Tranås Kalksten Stenungs. Uddevalla

8 36 97 41 4

Skrymdensitet (g/cm3)

Mv(lO) 2.343 2.322 2.347 2.349 2.309 3 0.007 0.004 0.010 0.006 0.004

Kompaktdens. (g/cm3)

Mv(4)

2.422

2.419

2.432

2.424

2.429

5 0.007 0.004 0.004 0.003 0.006 Hålrumshalt (96) MV (4) s 0 -? - | -o m 0 0 -P O C U ! O O W O O D . ) . 0 U C o m 0 o U h

(61)

-Bilaga 7

Sid 2 (3)

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

tester-na (antal inom parentes).

Analys, Fillertyp

8 36 97 41 4

Resilient (MPa)

+10°C Mv (4) 7670 6890 6990 7010 7330 s 610 400 330 340 350 +10°C Mv (2)* 7550 7060 6980 6930 7180 s 490 90 250 80 20 +18°C MV (2)* 3380 3220 3020 2880 3340 s 200 190 50 110 230 +28°C Mv (2)* 1170 1100 1040 960 1270 s 40 80 20 60 70 +21°C** (2)* 2450 2310 2180 2080 2480 Temperatur- . känslighet (96) 11.0 10.9 11.1 11.7 10.1 Indirekt draghåll-fasthet (MPa) +lO°C MV (4) 1.89 1.86 1.82 1.79 5 0.04 0.08 0.10 0.04 .89 .07 O h

-*) Proven med det största resp minsta värdet på resilientmodulen vid +10°C har tagits bort.

(62)

Bilaga 7 Sid 3 (3)

Tabell 4 Kryptest (+4OOC) samt stabilitet, flytvärde och styvhet

(+60°C). Medelvärden och standardavvikelser av fyra prov

som använts tillbåda testerna.

Analys, Fillertyp

8 36 97 41 4 60 (96) Mv 7.5 7.6 6.6 4.3 5.0 5 2.6 3.9 0.9 0.6 0.9

A (96)

Mv 6.8 7.0 6.1 4.1 4.8 3 2.5 3.4 0.8 0.6 1.0

B (96)

Mv 24 17 20 13 10 s 5 8 7 6 5

Stabilitet (kN)

Mv 8.0 7 4 7.3 8 6 7.7 5 0.8 0 4 0.1 0 4 0.7 Flytvärde (mm) Mv ' 2.9 2.2 2 6 3.2 2.0 5' 0.4 0.1 0 0.2 0.1 Styvhet (kN/mm) Mv 2.8 3.3 2.8 2.7 3.9 5 0.1 0.2 0 0.2 0.4

60 Deformation efter 60 minuters belastning (maximal)

A

Deformation efter 1 minuts belastning (initial)

B Lutning på detormationskurvan

Tabell 5 Trögertest. Medelvärden och standardavvikelser av 2 prov (1 halverad marshallprovkropp).

Analys, Fillertyp

8 36 97 41 4

Trögerslitage (cm3)

Mv 16.9 17 4 16 7 15.9 18.2 5 1.3 l 0 O 0 0.3 0.8

Skrymdensitet (g/cm3)

MV 2.334 2.317 2.332 2.342 2.308 5 0.005 0.004 0.007 0.005 0.010

(63)

(64)

Bilaga 8 Sid 1 (3)

Tabelll 'Kornkurva och bindemedelshalt. Medelvärden av resultat erhållna efter extraktion av marshallprovkroppar (antal

inom parentes).

Kornkurva:

(3)

(4)

8 36 97 41 4 16 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 11.3 100 97.9 97.9 97.4 97.5 97.5 8.0 79 78.6 80.2 80.6 79.5 79.9 5.6 66 68.6 69.0 69.3 68.1 69.0 4.0 57 58.2 59.2 60.2 59.7 59.4 2.0 41 42.8 43.2 43.8 43.4 43.1 1.0 30 32.9 33.1 33.6 33.4 33.2 0.5 20 22.9 23.2 23.4 23.7 23.3 0.25 12 14.4 14.7 15.0 15.1 15.1 0.125 7 9.2 9.0 9.7 9.7 9.8 0.074 4 6.0 5.5 6.5 6.6 6.6

Bindemedelshalt (96):

(3)

(4)

Mv 5 8 5 77 5 81 5.83 5 88 5 75 s 016 013 0.11 0 05 012

Tabell 2 Skrymdensitet, kompaktdensitet och hålrumshalt. Medelvär-den och standardavvikelser (antal prov inom parentes).

Analys, Fillertyp

8 36 97 41 4

Skrymdensitet (g/cm3) (9)

(9)

(10)

Mv 2.275 2.271 2.294 2.305 2.281 5 0.007 0.005 0.006 0.004 0.010

Kompaktdens. (g/cm3) (3)

(3)

(4)

Mv 2.421 2.418 2.421 2.416 2.421 3 0.004 0.002 0.005 0.003 0.010 Hålrumshalt (96) (3) (3) (3) (4) (4) Mv 5.9 6.1 5.4 4.6 5.9 5 0.1 0.2 0.1 0.2 0.3

(65)

Bilaga 8

Sid 2 (3)

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

Analys, Fillertyp

8 36 97 41 4 Resilientmodul (MPa) +10°C Mv 7100 5440 6170 6730 6430 s 480 590 g 300 130 660 +18°C ' Mv 3430 2420 2780 3080 3000 s 280 340 170 120 440 +28°C « Mv 1330 880 990 1120 1160 s 130 110 70 60 240

210c*

1 W" M; 2570

1790

1990

2270

s 220 230 80 100 370 Temperatur- Mv 9.8 10.7 10.7 10.5 10.0 känslighet (96) 5 0.2 0.2 0.1 0.2 0.7 Indirekt draghåll-fasthet (MPa) +10°C Mv 1.80 1.63 1.70 1.80** 1.73** 5 0.12 0.13 0.06 0.07 0.10

*) Efter interpolering

**) Fyra prov

(66)

Bilaga 8 Sid 3 (3)

Tabell 4

Kryptest (+40°C) samt stabilitet, flytvärde och styvhet

(+60°C). Medelvärden och standardavvikelser av fyra prov som använts till båda testerna.

Analys, Fillertyp

8 36 , 97 41 4

60 (96 )

Mv 6.0 8.3 7.0 7.7 6.5 5 1.8 2.2 1.8 1.1 0.9

A (96 )

MV v 5.6 7.7 6.1 6.9 5.9 5 1.2 2.0 1.4 0.9 0.7

B (96 )

Mv 18 23 35 25 23 s 9 10 ll 6 2

Stabilitet (kN)

Mv 6.7 6.4 7.4 7.6 7 9 5 0.5 0.3 0.6 0.2 l 2 Flytvärde (mm) Mv 1.9 1.8 2 1 2.2 1.9 5 0.1 0.1 0 l 0 O Styvhet (kN/mm) Mv 3.5 3.6 3.6 3.4 4.1 5 0.2 0.1 0.3 0 1 0.5

A

Deformation efter 1 minuts belastning (initial)

B Lutning på deformationskurvan

Tabell 5 Trögertest. Medelvärden och standardavvikelser av fyra prov (två halverade marshallprovkroppar).

Analys, Fillertyp

8 36 97 41 4

Trögerslitage (cm3)

Mv 19.8 21.1 18.9 18.2 18.0 5 1.7 1.6 0 6 O 3 1.1

Skrymdensitet (g/cm3)

MV '2.266 2.265 2.273 2.281 2.280 5 0.005 0.005 0.010 0.017 0.016

(67)

(68)

Bilaga 9 Sid 1 (3)

Tabelll Kornkurva och bindemedelshalt. Medelvärden av resultat erhållna efter extraktion av fyra marshallprovkmppar. Kornkurva:

Sikt Passerande mängd (96)

8 36 97 41 4 16 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 11.3 100 97.0 97.3 97.2 97.8 96.8 8.0 79 77.9 78.2 79.5 79.1 80.2 5.6 66 66.2 65.5 67.7 67.0 68.7 4.0 57 57.9 57.1 59.2 59.2 60.5 2.0 41 42.6 41.8 43.5 43.4 44.0 1.0 30 31.6 31.0 32.3 32.3 32.5 0.5 20 22.4 22.5 22.9 22.9 23.0 0.25 12 14.2 14.2 14.5 14.6 14.7 0.125 7 9.0 8.4 9.2 9.4 9.3 0.074 4 6.5 5.7 6.6 6.8 6.9

Bindemedelshalt (96):

MV 5.8 5.78 5.74 5.83 5.79 5.89 5 0.16 0.07 0.05 0.13 0.16

Medelvär-den och standardavvikelser (antal prov inom parentes).

Analys, Fillertyp

8 36 97 41 4

Skrymdensitet (g/cm3) (10)

(10)

(8)

(10)

MV 2.198 2.193 2.199 2.209 2.204 3 0.008 0.008 0.004 0.003 0.006 Kompaktdens. (g/cm3) (4) (4) (4) (4) (4) Mv 2.423 2.422 2.422 2.419 2.419 5 0.004 0.004 0.002 0.004 0.006

Hâlrumshalt (96)

(10)

Mv 9.4 10.1 9.4 8.8 9.2 5 0.3 0.4 0.2 0.3 0.3

(69)

Bilaga 9 Sid 2 (3)

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

Analys, Fillertyp

8 36 97 41 4 Resilientmodul (MPa) +10°C Mv 5110 4880 5030 4980 - 4940 s 60 610 380 340 420 +18°C Mv 2270 2190 2340 2170 2070 s 50 230 310 240 220 +28°C Mv 830 760 860 780' 740 s 40 120 110 60 80 +21°C* Mv 1690 1570 1720 1600 1540 s 40 200 200 130 160 Temperatur- Mv 10.7 11.0 10.4 10.8 11.2 känslighet (96) 5 0.3 0.4 0.5 0.2 0.6 Indirekt draghåll-fasthet (MPa) +10°C Mv 1.33 1.44** 1.37** 1.36 1.33 5 0.03 0.02 0.02 0.04 0.05

*)

Efter interpolering.

**) Tre prov.

(70)

Bilaga 9

Sid 3 (3)

Tabell 4

Kryptest (+4OOC) samt stabilitet, flytvärde och styvhet

(+60°C). Medelvärden och standardavvikelser av fyra prov som använts tillbâda testerna.

Analys, Fillertyp

8 36 97 41 4 -X-60 (96) MV 7.3 8.6 7.3 8.3 6.6 5 1.1 1.6 1.4 2.1 0.4

A (96 )

MV 6.6 7.7 6 4 7.4 5.9 5 0.9 1.3 l 0 1.4 0.3

B (96 )

Mv 25 29 32 26 28 s 4 4 4 7 l

Stabilitet (kN)

MV 3.6 3.4 4.0 4.1 3.9 5 0.2 0 1 0.3 0.1 0.3 Flytvärde (mm) MV 2.1 2.0 2.2 2.2 2.0 5 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1

Styvhet (kN/mm)

MV 1.7 1.7 1.9 1.8 2.0 s 0 O ' 0.2 0.1 0.1

A

Deformation efter 1 minuts belastning (initial)

B Lutning på deforma'tionskurvan *) Tre prov

Tabe115 Trögertest. Medelvärden och standardavvikelser av fyra prov (två halverad marshallprovkroppar).

Analys, Fillertyp

8 36 97 41 4

Trögerslitage (cm3)

Mv 22.8 23.7 22 3 21.8 21.7 5 1.5 2.9 l 4 1.6 2.0

Skrymdensitet (g/cm3)

MV 2.202 2.191 2.207 2.212 2.203 5 0.007 0.004 0.004 0.007 0.01

(71)

(72)

Bilaga 10 Sid 1 (3)

Tabelll Kornkurva och bindemedelshalt. Medelvärden av resultat erhållna efter extraktion av fyra marshallprovkroppar. Kornk'urva:

Sikt

a

Passerande mängd (96)

mm Recept Rutvik* Tranås Kalksten Stenungs. Uddevalla

8 36 97 41 4 16 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 11.3 100 97.9 97.6 97.9 98.2 98.0* 8.0 79 79.9 77.8 79.1 78.5 79.0 5.6 66 68.8 67.0 68.7 67.7 68.1 4.0 57 60.7 58.6 59.5 59.7 59.0 2.0 41 44.2 42.9 43.4 43.4 43.0 1.0 30 32.3 31.6 31.8 32.2 31.7 0.5 20 22.7 22.2 22.1 22.8 22.1 0.25 12 14.7 14.1 14.5 14.4 14.4 0.125 7 9.1 8.5 8.9 9.1 8.8 0.074 4 6.7 5.7 6.5 6.8 6.3 Bindemedelshalt (%): Mv: 5.8 5.87 5.67 5.83 5.82 5.69 3: 0.03 0.15 0.12 0.04 0.15

*) 3 provkroppar.

Medelvär-den OCh standardavvikelser (antal prov inom parentes).

Analys, Fillertyp

8 36 97 41 4

Skrymdensitet (g/cm3) (8)

(10)

MV 2.119 2.106 2.114 2.125 2.118 5 0.008 0.009 0.010 0.004 0.007

Kompaktdens. (g/cm3) (3)

(4)

MV 2.423 2.427 2.429 2.427 2.431 5 0.004 0.009 0.007 0.007 0.01

Hâlrumshalt(%)

(8)

(10)

MV 12.7 13.7 12.9 12.2 12.8 5 0.3 0.4 0.4 0.2 0.3

(73)

Bilaga 10 Sid 2 (3)

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

Analys, Fillertyp

undersökning Rutvik* * Tranås Kalksten Stenungs. Uddevalla

8 36 97 41 4 Resilientmødul (MPa) +10°C MV 3570 3500 3440 4220 3970 s 150 230 160 310 320 +18°C MV 1520 1480 1400 1830 1760 s 70 100 120 160 110 +28°C MV 530 520 492 670 640 s 40 40 38 72 90 +210C* MV 1110 1090 1040 1360 1290 s 60 80 70 120 120 Temperatur- Mv 11.2 11.2 11.4 10.8 10.7 känslighet (96) 5 0.2 0.2 0.2 0.2 0.4 Indirekt draghåll-fasthet (MPa) +10°C MV 1.08 1.09 1.03 1.20 1.18 5 0.01 0.05 0.05 0.04 0.05

*)

Efter interpolering.

**) Tre prov.

(74)

Bilaga 10 Sid 3 (3)

Tabell 4 Kryptest (+400C) samt stabilitet, flytvärde och styvhet (+60°C). Medelvärden och standardavvikelser av fyra prov som använts tillbåda testerna.

Analys, Fillertyp

8 36 97 41 4 * -x--x- i'

60 (96 )

Mv 8.1 9.1 7.8 8.3 7.8 3 0.9 1.8 0.3 1.8 1.6

A (% )

Mv 7.2 8 4 7.1 7 4 7.0 3 0.4 1 0.3 1 1.2

B (96 )

Mv 27 25 25 28 25 s 6 3 3 6 7 Stabilitet (kN) Mv 2 5 A223______-__-2.-5 2 9 2 . 9 s 0 2 0.4 0.3 0 3 0.3 Flytvärde (mm) MV, 2.4 2.2 2.4 2.5 2.5 5 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 Styvhet (kN/mm) Mv 1.1 1.0 1.1 1.2 1.1 5 > 0.1 0.2 0.1 0.1 0.1