1. FÖRYNGRAD RETURASFAALT
FÖR ÖKAD ÅTERVINNIN
FÖR ÖKAD ÅTERVINNIN
NG
Projekt:
Projekt
• samverkan mellan SBUF, Ny Nynäs
och Trafikverket med
referensgrupp från bransch hen
Målsättning:
g
• förenkla tillverkningsproces ssen
• höja gränserna för tillsatt
returasfalt
t f lt
• bredda användningsområd det
som ska resulterar i
• ökad användning av återvu unnen
asfalt.
Transportforum 201
11 Föryngringsprojektet/Per Tyllgren 1
2. • Undersökning av binndemedelsföryngring
med relevans vid as
sfaltåtervinning.
Doktorsavhandling
Robert Karlsson. 2002.
• Eff t of rejuvenati agents on
Effects f j ti
ing
i t
Superpave Mixtures Containing Reclaimed
s
Asphalt P
A h lt Pavement. T i
t Tid
Tidningsartikel
tik l
Junan Shen et al. 20
007.
Transportforum 2011 Föryngring/pty 2
3. UPPLÄGG AV FÖRYN
UPPLÄGG AV FÖRYN NGRINGSPROJEKTET
Allmänna förberedelser:
1. Preliminär arbetsplan som uppdateras efterhand som
Preliminär arbetsplan som uuppdateras efterhand som
u
provningsresultat och ändraade förutsättningar blir kända.
2. Val av asfaltverk och planering tillsammans med personalen
p g p
Förberedande laboratoriearbete:
3. Val av provningsmetoder
4. Anskaffning av provningsma aterial
5. Bestämning av lämplig mängd föryngringsmedel
Fältarbete:
6. Förinblandning av föryngringsmedel i returasfalt
7. Tillverkning och utläggning
ll k h l
Efterarbete på laboratorium:
8. Bitumenprovning
8 Bit i
9. Test av provkroppar
10. Rapportering.
10 Rapportering
Transportforum 2011 Föryngring/pty 3
6. . b.
c. d.
Transportforum 2011 Föryngring/pty
Extraktion, indunstning och viskositet, mjukpun
nkt (K&R) och penetration var viktiga moment i
6
analysa
arbetet.
7. DSR (t v) mätte bitumenmaterialens reolo
ogiska egenskaper i fast och flytande form
medan BBR (t h) provade utmattnning vid de lägsta temperaturerna.
Transportforum 20
011 Föryngring/pty 7
8. ⇒ G* MPa
+ ⇒ sin(δ)
temperatur
+
⇒ St MPa
⇒ m‐value
l
DSR provar bitumens styvhet vid o
olika temperaturer medan BBR
mäter styvheten vid lå
åga temperaturer.
Transportforum 20
011 Föryngring/pty 8
9. RTFOT, Rolling Thin Film Oven Test PAV, Pressure Aging Vessel
Simulerar tillverkningen + RTFOT => Långtidseffekt
DSR och BBR provas efter simulerad m j p
p miljöpåverkan med RTFOT och RTFOT+PAV
Transportforum 20
011 Föryngring/pty 9
12. Heukelomdiagram för mätresultat från Fraa
ass‐test (lågtemperatur), penetration (valfri
temperatur). mjukpunkt (K&R) och olika m
mätmetoder för bitumen i flytande tillstånd
(dynamisk/absolut viskkositet uttryckt i Poise). 12
Transportforum 20
011 Föryngring/pty
13. .
b.
Provburkar med olika fluxmedel. T
Provburkar med olika fluxmedel. T
T110 var arbetsnamn för Nytex 820.
T110 var arbetsnamn för Nytex 820.
Transportforum 20
011 Föryngring/pty 13
19. Transportforum 2011 Föryngring/pty
En tryckhöjd på 10 m i Valinge krävde
e en särskild pump med tryckvakt och
specialslangar för att pumpa upp Nytex 8820 till RA i vågfickan strax före blandaren. 19
22. FRA som legat några månader föll lätt is
sär. Inga tecken på avrunnen olja kunde
observeras. Materialet kändes som ny
observeras Materialet kändes som ny ykrossad asfalt enligt lastmaskinisten.
ykrossad asfalt enligt lastmaskinisten
Transportforum 20
011 Föryngring/pty 22
23. Provytan i Tygelsjö med kalldoser
rad returasfalt (10‐15 %) från
Dalbyverket i ett lager AG
G 16 på bärlagergrus.
Transportforum 20
011 Föryngring/pty 23
25. AGRA med 40 % oföryngrad asfalt (t.h) lämna ar en rak kant och är svårvältad medan AGFRA
med samma mängd föryngrad returasfalt t (t.v.) känns som nytillverkad massa under
vältningen och har en liten rasvinkel i beläggn
vältningen och har en liten rasvinkel i beläggn
ningskanten, som tyder på en smidigare massa.
ningskanten som tyder på en smidigare massa
Transportforum 20
011 Föryngring/pty 25
26. Ovältad yta direkt efter asfaltläggaren: A
AGRA‐massan (t.h.) med blanka partier av
sammanhållen massa och AGFRA‐massan (t.v v.), som mer påminner om nytillverkad asfalt.
Transportforum 20
011 Föryngring/pty 26
27. Återvunnet bitumen från asfaltpro
over i olika processteg redovisas i
Heukelomdiagrammets del för Penetration och Mjukpunkt.
27
Transportforum 20
011 Föryngring/pty
28. Förändring av bitumen från depå till mass
sa efter asfaltläggare för de olika recepten
och värden för RA och FRA saamt ROD i förekommande fall. 28
Transportforum 2011 Föryngring/pty
30. Ändring av RA/FRA genom parallelltrumman, fö d
Ä d / ll ll förändring under transport, förändring av bitumen
d f d b
från depå till massa efter asfaltlägggare för de recepten med RA och FRA. 30
Transportforum 20
011 Föryngring/pty
31. Förändring av inblandat bitumen i massa med RA/FRA ( ──── , ─ ─ ─ ─) och nytillverkad
Förändring av inblandat bitumen i massa med
d RA/FRA (
d , ) och nytillverkad
massa ( ……..….. , ────). ”70/100” är uppmätt medan ”160/220” är beräknad. 31
Transportforum 20
011 Föryngring/pty
32. BESTÄMNING AV ERFORDERLI BITUMENKVALITET
IG
MED AVSEENDE PÅ KLIMAT E
ENLIGT SUPERPAVE
Högsta lufttemperatur i medeltal under 7 dygn under 20 år: 32 °C
Lägsta lufttemperatur under 20 år:
r -13 °C
Stdavv fö hö
Sd för högsta l f
lufttempe
eratur: 3 °C
Stdavv för lägsta lufttempeeratur: 3 °C
Latitud: 57,7 °
Avstånd till ytan för högtemperatu urberäkning: 20 mm
Avstånd till ytan för lågtemperatu urberäkning: 0 mm
Högsta temperatur i belägg gning: 46,0 °C
Lägsta temperatur i belägg gning: -22 4 °C
22,4 C
Performance Grade (t-hög t-låg): PG 52-22
Testtemperatur för utmattningskrite erium (t-med): 19 °C
KVALITETSBEDÖMNING AV AKTUELLT BITUMEN
G
Gränsvärden
KONTROLLPARAMETRAR ENLIGT SUPERPAVE
T kPa °C
1. G*/sin(δ) bestäms med DSR ≥ 1,00 ≥ t-hög
2. G*/sin(δ) bestäms med DSR efter R
RTFOT ≥ 2,20 ≥ t-hög
3. G*·sin(δ) bestäms med DSR efter R
RTFOT+PAV ≤ 5000 ≤ t-med
4a. St bestäms med BBR*⁾ efter RTFOOT+PAV ≤ 300E3 ≤ t-låg**⁾
4b. m-värdet bestäms med BBR. efter RTFOT+PAV ≥ 300 ≥ t-låg**⁾
*⁾ Om St ligger mellan 300-600 MPa för ett modifierat bit
tumen används DTT **⁾ Av praktiska skäl utförs testet
vid t-låg + 10 °C.
32
Transportforum 20
011 Föryngring/pty
33. Temperatur vid angivet krav
Mätmetod: DSR BBR
Kontrollparametrar G*/sin(δ) G*/sin(δ) G*sin(δ) St m-value
ave
Enligt Superpa vid 10 rad/s i kPa: ≥ 1,000 ≥ 2,200 ≤ 5000 ≤ 300.103 ≥ 300
RTFOT +
Föreskriven behandling: - RTFOT RTFOT + PAV
PAV
Spårbild- Utmatt-
Senare Lågtemperatur-
g p
Kontrollsyfte:
K t ll ft ning i
i nings-
i
spårbildning sprickor
nylagt sprickor
Dimensionerande
beläggningstemperaturer
gg g p ≥ 52 ≤ 19 ≤ - 22
i södra Sverige :
Bitumen
Kalldosering i Dalby °C
Depå 70/100 62 56 10 - -
Upp- RA 83 76 19 -16 -19
lag FRA 66 60 6 -28 -30
1.
1 AG 16 4 8 % 70/100
4,8 75 68 13 -19
19 -19
19
2. 1. med 15 % FRA 68 61 10 -23 -24
Väg 3 .2. med 0,13 % ROD 63 57 8 - -
4.
4 1.
1 med 10 % RA 68 62 11 -22
22 -23
23
5. 4. med 0,13 % ROD 67 60 10 - -
Siffervärden från DSR‐ och BBR‐mätningar r på bitumen i fältförsökmassorna från Dalby.
I kolumnerna anges temperaturer för
I kolumnerna anges temperaturer för bedömningsparametrarna i Superpave
r bedömningsparametrarna i Superpave.
r
De rödfärgade rutorna visar effekten av f
föryngring på utmattning och lågtemperatur.
34
Transportforum 20
011 Föryngring/pty
34. Temperatur vid angivet krav
Mätmetod: DSR BBR
Kontrollparametrar G*/sin(δ) G*/sin(δ) G*sin(δ) St m-value
ave
Enligt Superpa vid 10 rad/s i kPa: ≥ 1,000 ≥ 2,200 ≤ 5000 ≤ 300.103 ≥ 300
RTFOT +
Föreskriven behandling: - RTFOT RTFOT + PAV
PAV
Spårbild- Utmatt-
Senare Lågtemperatur-
g p
Kontrollsyfte:
K t ll ft ning i
i nings-
i
spårbildning sprickor
nylagt sprickor
Dimensionerande
beläggningstemperaturer
gg g p ≥ 52 ≤ 19 ≤ - 22
i södra Sverige :
Bitumen
Varmdosering i Valinge °C
160/220 55 49 8 - -
Depå
70/100 64 58 11 - -
Upp- RA 82 76 15 -16 -18
lag FRA 67 61 6 -28
28 -33
33
AGRA 40 % RA 160/220 71 65 11 -21 -23
Väg AGFRA 40 % FRA 160/220 64 58 9 -25 -27
AG 4 8 % 70/100
4,8 72 66 11 -19
19 -20
20
Siffervärden från DSR‐ och BBR‐mätningar på å bitumen i fältförsökmassorna från Valinge.
I kolumnerna anges temperaturer för b bedömningsparametrarna i Superpave.
De rödfärgade rutorna visar effekten av för
De rödfärgade rutorna visar effekten av för
ryngring på utmattning och lågtemperatur.
ryngring på utmattning och lågtemperatur
Transportforum 20
011 Föryngring/pty 35
35. Temperatur
p
-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60
1
2
Penettration Heukelomdiagram
Fraass (°C) 4
(0,1 mm)
6
10
20
40
60
100
200
400
600
Mjukpunkt (°C) 10 000
4000
2000
1000
400
200
oises)
100
60
Vältning 40
skositet (Po
20
Utläggning 10
6
4
Vis
3
Blandning 2
1
60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250
Temperatur
Heukelomdiagram med temperaturnivåer
Heukelomdiagram med temperaturnivåer för blandning, utläggning och vältning.
r för blandning, utläggning och vältning.
r
Transportforum 20
011 Föryngring/pty 36
36. Behövl temperatur för olika
lig
arbetsmoment
Blandning
g Utläggning Vältning
Bitumenviskositet, Poise
Bitumen 2,00 10,00 50,00
Dalby °C
Depå 70/100 149 118 93
Upp- RA 170 139 115
lag FRA 150 120 97
1. AG 16 4,8 % 70/100
, 164 132 108 Temperaturer för
p
2. 1. med 15 % FRA 156 124 100 givna värden på
Väg 3. 2. med 0,13 % ROD 150 119 95 dynamisk viskositet
4. 1. med 10 % RA 154 124 100 hos bitumen från
5. 4. med 0,13 % ROD 153 122 98 fältförsöken i Dalby
Valinge °C och Valinge.
160/220 138 108 84 Viskositeterna
Depå representerar
70/100 151 120 96
Upp- RA 169 138 114 schablonmässigt
lag FRA 149 119 97 lämplig bitumen‐
AGRA 40 % RA 160/220 156 125 102 konsistens för olika
arbetsmoment.
Väg AGFRA 40 % FRA 160/220 149 119 95
Värden i färgade
AG 4,8 % 70/100
48 159 128 104
rutor är tillämpliga.
37
Transportforum 20
011 Föryngring/pty
37. Tabellen visar massatemperatur
r som resultat av stenmaterialets
temperatur, mängden kalldoserad RA/FRA och fuktinnehållet.
Transportforum 20
011 Föryngring/pty 38
38. I tabellen kan utläsas hur mycket stenm
materialet måste värmas för att önskad
sluttemperatur ska uppnnås med 138 °C i RA/FRA.
Transportforum 20
011 Föryngring/pty 39
40. 500 Utmattnings
U i stest AGFRA‐b
AGRA‐b
AG‐b
g, µstrain AGFRA‐m
AGRA‐m
AG‐m
al töjning
Initia
50
10000 100
0000 1000000
Antal belastnings
scykler till brott
Utmattningstest på uppborrade (‐b) och M
Utmattningstest på uppborrade (‐b) och Marshallinstampade (‐m) provkroppar från
Marshallinstampade (‐m) provkroppar från
M
fältförsök i Stafsinge. Antal belastningsc
cykler till brott kan avläsas vid en given
starttö
öjning.
Transportforum 20
011 Föryngring/pty 41
41. ärnor
Borrkä Marshall
Parameter AGRA AGF
FRA AG AGRA AGFRA AG
Styvhet vid 10 °C i
6700 550
00 8700 14900 10700 16200
utmattningstestet, MPa
Horisontell dragtöjning
0,294 0,316 0,156 0,045 0,069 0,035
i underkant beläggning, msa*⁾
Vertikal trycktöjning
6,408
6 408 6,07
6 07
74 6,897
6 897 8,029
8 029 7,286
7 286 8,240
8 240
på terrassen, msa*⁾⁾
*⁾ Millioner standardaxelpassager
Beräkningsresultat enligt PMS Objekt fö
ör 50 mm AG 16 på obundet grusunderlag
enligt VV TBT. Maximal trafikbelastn
ning avgörs av horisontell dragtöjning i
underkant beläggning. AG med föryng grad returasfalt (rosa rutor) klarar större
trafikbelastning än AG med obehan ndlad returasfalt och nytillverkad AG.
Transportforum 20
011 Föryngring/pty 42
42. SLUTSATSER FRÅN FÖR
RYNGRINGSPROJEKTET
1. Upplag med returasfalt som föryngrats med y
pp g y g d Nytex 820 hade inga problem med
g p
sammanbakning eller avrinning.
2. Förhårdningen av RA/FRA genom parallelltrumman i Valinge var måttlig.
3. Asfalt med 40 % varmåtervunnen föryngrad t
3 A f lt d 40 % åt fö d returasfalt påminner om nytillverkad asfalt
d f lt å i till k d f lt
i hanteringen medan oföryngrad returasfalt t ger en stum och livlös konsistens.
4. Behovet av övertemperatur minskar med fö öryngrad returasfalt.
5. Kalldoserad returasfalt kyler av asfaltmassa an redan vid låga doseringar på 10‐15 %,
särskilt om returasfalten är fuktig. Torrt gra
anulat, föryngring och en extra dos temporär
mjukgörare är bättre åtgärder än överhetta
mjukgörare är bättre åtgärder än överhetta stenmaterial
at stenmaterial.
at
6. Föryngringsmedel motverkar utmattning oc ch sprickor vid låg temperatur.
7. Med föryngrad returasfalt behövs inget kom mpenserande mjukare bitumen .
8. Gränserna för inblandad returasfalt kan höj jas efter föryngring.
9. Föryngring har alla möjligheter att bli en fra
amgångsrik teknik efter intrimning av recept
och arbetssätt.
och arbetssätt
Transportforum 2011 Föryn
ngringsprojektet/Per Tyllgren 43
