13.07.2015 Views

Missing text /vti/pages/publication/downloadpdf for en

Missing text /vti/pages/publication/downloadpdf for en

Missing text /vti/pages/publication/downloadpdf for en

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

INNEHÅLLSFÖRTECKNINGSAMMANFATTNING........................................................................................... 5INLEDNING OCH SYFTE .................................................................................... 8ASFALTÅTERVINNING – ALLMÄNT............................................................. 10KALL ÅTERVINNING I VERK ......................................................................... 11HALVVARM ÅTERVINNING VID VERK ....................................................... 12RETURASFALT................................................................................................... 13ASFALTGRANULAT.......................................................................................... 14PROVTAGNING 15KARAKTERISERING AV RETURASFALT ELLER ASFALTGRANULAT.. 16KORNKURVA OCH BINDEMEDELSHALT 16ASFALTGRANULATETS SAMMANSÄTTNING OCH VATTENINNEHÅLL 19EGENSKAPER HOS BINDEMEDEL I RETURASFALT 21PACKNINGSEGENSKAPER HOS ASFALTGRANULAT 25Optimal vatt<strong>en</strong>kvot (vätskeinnehåll) 25KONSISTENS OCH BEARBETBARHET HOS GRANULAT OCH MASSA 25Gyratorisk packning 26STENMATERIALKVALITET 36I returasfalt 36Inblandning av st<strong>en</strong>material 36FÖRORENINGAR (STENKOLSTJÄRA) 36PROPORTIONERING, MEKANISKA EGENSKAPER OCH BESTÄNDIGHETHOS KALLA ASFALTMASSOR........................................................................ 37PROPORTIONERING AV ÅTERVINNINGSMASSA - ALLMÄNT 37UPPLÄGGNING AV UNDERSÖKNINGEN 37PROVMATERIAL, BINDEMEDEL, TILLSATSER OCH RECEPT 38PROVPREPARERING 38Materialberedning 38Blandning av massa 39Packning och lagring av provkroppar 40INVERKAN AV BINDEMEDELSTYP SAMT TILLSATTS AV CEMENT OCH STENMATERIAL 61Hårdhet<strong>en</strong> på bindemedlet (basbitum<strong>en</strong>et i emulsion<strong>en</strong>) 61Inblandning av st<strong>en</strong>material 68Tillsats av <strong>en</strong> mindre mängd cem<strong>en</strong>t 71Hålrumshalt 73PRESSDRAGHÅLLFASTHET 76STYVHETSMODUL 79Provning vid 10°C 79Inverkan av provningstemperatur 81Korrelation mellan styvhetsmodul och pressdraghållfasthet 82VTI notat 1-2001


STABILITET 84Inverkan av provningstemperatur<strong>en</strong> 87Inverkan av provkropp<strong>en</strong>s höjd 88BESTÄNDIGHET 90Allmänt 90Vatt<strong>en</strong>känslighet – vidhäftningstal 90Frys-tökänslighet 96SAMMANFATTANDE KOMMENTARER – KALLA MASSOR .................. 103PROVNING AV HALVVARMA ÅTERVINNINGSMASSOR ....................... 106BAKGRUND 106KARAKTERISERING AV ASFALTGRANULAT 106PROVPREPARERING 107PROPORTIONERING AV HALVVARMA ÅTERVINNINGSMASSOR - FÄLTFÖRSÖK 109Asfaltgranulat från Härnösand (Viksjö) 109Provvägsförsök på riksväg 90 110Kontrollsträckor på väg 725, Seskarö (Haparanda) 114SAMMANFATTANDE KOMMENTARER – HALVVARMA MASSOR...... 116LITTERATUR .................................................................................................... 118VTI notat 1-2001


• Granulatkurva• Bindemedelshalt och kornkurva på extraherat material• Variation<strong>en</strong> i mellanupplag• Åldring av bindemedel• Packningseg<strong>en</strong>skaper – tung instampning och gyratorisk packning• Vatt<strong>en</strong>innehåll i asfaltgranulat• Provtagning• Föror<strong>en</strong>ingar (st<strong>en</strong>kolstjära)Proportionering inriktad mot funktionella eg<strong>en</strong>skaperFunktionellt inriktad proportionering innebär att receptet för återvinningsmassantas fram g<strong>en</strong>om jämförande provningar på provkroppar av granulat, bindemedeloch vatt<strong>en</strong> i olika proportioner. Efter det att provkropparna lagrats/härdats testasde med avse<strong>en</strong>de på mekaniska eg<strong>en</strong>skaper och beständighet. D<strong>en</strong> blandning sombäst uppfyller ställda krav väljs.Provningarna görs g<strong>en</strong>om dubbelprov och vid flera olika bindemedelshalter.Bindemedelshalterna väljs utifrån bindemedelsinnehållet och kornkurvan igranulatet samt hur åldrat det gamla bindemedlet är. Det innebär bland annat att<strong>en</strong> större bindemedelstillsats bör eftersträvas vid förhårdnat, åldrat bindemedeloch <strong>en</strong> mindre giva när bindemedlet är mjukare och fräschare. Skillnad<strong>en</strong> ibindemedelshalt bör minst vara 0,4 proc<strong>en</strong>t<strong>en</strong>heter mellan provblandningarna. Ettsamlingsprov av granulat från upplaget ligger till grund för proportionering<strong>en</strong>. Föratt provningarna skall bli jämförbara måste provningsförfarandet styras uppnoggrant med avse<strong>en</strong>de på provberedning, blandning, packning av provkropparoch lagring innan provning utförs. Detta brukar b<strong>en</strong>ämnas provpreparering.Provningarna i d<strong>en</strong>na del av studi<strong>en</strong> behandlar följande:• Provpreparering - blandning, tillverkning av provkroppar, härdning• Inverkan av lagringstid och lagringstemperatur• Packningsmetod – Marshall-, statisk-, knådande- och gyratorisk packning• Proportionering – system, antal prov, receptur, metoder och eg<strong>en</strong>skaper• Massans konsist<strong>en</strong>s och packningsbarhet – gyratorisk packning• Hålrumshalt – inverkan av provningsmetod• Pressdraghållfasthet – torr och våtlagrade prov• Styvhetsmodul – inverkan av provningstemperatur• Marshallstabilitet – inverkan av provningstemperatur och provkropp<strong>en</strong>s höjd• Dynamisk kryptestInblandning av bindemedel, st<strong>en</strong>material, vatt<strong>en</strong>, cem<strong>en</strong>t och vidhäftningsmedelInblandning av ett eller flera bindemedel är nödvändig för att massan skall bindaihop och ibland behövs äv<strong>en</strong> tillsats av vatt<strong>en</strong> eller st<strong>en</strong>material för att fåhanterbarhet och stabilitet. En mindre mängd cem<strong>en</strong>t kan förbättra bådebeständighet och mekaniska eg<strong>en</strong>skaper. När mjukbitum<strong>en</strong> används inblandasvidhäftningsmedel. Följande områd<strong>en</strong> har studerats:6 VTI notat 1-2001


• Typ och mängd av bindemedel – standard och specialbindemedel• Mängd nytt bindemedel (bindemedelshalt)• Inblandning av st<strong>en</strong>material och vatt<strong>en</strong>• Tillsats av cem<strong>en</strong>t och vidhäftningsmedelHålrumshalt och mekaniska eg<strong>en</strong>skaper hos kalla och halvvarmaåtervinningsmassorEn sammanställning över erhållna eg<strong>en</strong>skaper från ett stort antal undersökningarpå återvinningsmassa har gjorts. Provkropparna har tillverkats g<strong>en</strong>om statiskpackning och lagrats vid förhöjd temperatur i 7 dygn innan de testats.Vatt<strong>en</strong>innehållet i granulatet har legat på 3 %. Variabler i provblandningarna ärasfaltgranulat, bindemedelstyp och mängd<strong>en</strong> (halt<strong>en</strong>) nytt bindemedel. Ett brasamband konstaterades bland annat mellan hålrumshalt och totalt bindemedelsinnehållsamt mellan pressdraghållfasthet och styvhetsmodul. Störst spännviddmellan provblandningarna uppvisade styvhetsmodul<strong>en</strong> och minst Marshallstabilitet<strong>en</strong>.Beständighet<strong>en</strong> hos kalla och halvvarma återvinningsmassorBristande beständig är sannolik d<strong>en</strong> vanligaste skadeorsak<strong>en</strong> för kalla ochhalvvarma återvinningsmassor. Om beständighet<strong>en</strong> inte är fullgod hos ettasfaltlager försämras i princip de flesta eg<strong>en</strong>skaperna hos materialet ochbeläggning<strong>en</strong> riskerar att få <strong>en</strong> förkortad livslängd. I svårare fall brukar <strong>en</strong>kombination av brister hos själva materialet/massan, dåligt utförande och fuktigaläg<strong>en</strong> föreligga. Svagheter i underliggande lager, hög andel tung trafik eller rikligsaltning kan också bidra till <strong>en</strong> alltför snabb nedbrytning av asfaltlager. Fukt ochvägsalt blir mycket kritiskt om kalla eller halvvarma beläggningstyper ärfelproportionerade, speciellt om alltför lit<strong>en</strong> mängd nytt bindemedel tillsätts.Därför är det viktigt att beständighet<strong>en</strong> blir fullgod och proportioneringssystemför kalla eller halvvarma massor måste innehålla tester som åtminstone beskrivermaterialets resist<strong>en</strong>s mot vatt<strong>en</strong>. Om förhålland<strong>en</strong>a är svåra bör äv<strong>en</strong> frys-tö ochsaltbeständighet<strong>en</strong> undersökas. De beständighetstester som ingår i studi<strong>en</strong>behandlar:• Vatt<strong>en</strong>känslig - inverkan av vatt<strong>en</strong>lagring och vatt<strong>en</strong>mättning• Frys-töbeständighet• Känslighet för vägsalt och osmotisk konditioneringVTI notat 1-2001 7


Inledning och syfteFör att beläggningar med återvunnet asfaltmaterial skall få acceptabel kvalitet ochfunktion behöver granulatet ha <strong>en</strong> lämplig gradering och återvinningsmassan <strong>en</strong>lämplig sammansättning. Inblandning av ett nytt bindemedel är nödvändig för attmassan skall binda ihop och ibland behövs äv<strong>en</strong> tillsats av st<strong>en</strong>material för att fåhanterbarhet och stabilitet. Granulatets korngradering och vatt<strong>en</strong>innehåll harbetydelse för massans homog<strong>en</strong>itet, bearbet- och packbarhet. Uppgifter ombindemedelshalt och det gamla bindemedlets eg<strong>en</strong>skaper är nödvändigin<strong>for</strong>mation för val av er<strong>for</strong>derlig mängd och typ av nytt bindemedel.Eftersom äldre asfaltbeläggningar kan ha mycket varierande ursprung ochsammansättning bör krav på funktionellt inriktade eg<strong>en</strong>skaper ställas vidproportionering av återvinningsmassa som skall läggas på vägar med stortrafikbelastning. Eg<strong>en</strong>skaper som kan vara viktiga att bestämma på massan ärstyvhetsmodul, pressdraghållfasthet, stabilitet, konsist<strong>en</strong>s och beständighet. Vidprovning<strong>en</strong> måste preparering<strong>en</strong> av provkropparna noggrant styras upp för attrelevanta, jämförbara resultat skall erhållas.När förprovning<strong>en</strong> är klar bör <strong>en</strong> provläggning av massan <strong>en</strong>ligt arbetsreceptetgöras. En provläggning är det bästa sättet för att få svar på om massan går atthantera och lägga ut. Enligt tidigare erfar<strong>en</strong>heter av kalla massor kan, efter det attproduktion<strong>en</strong> kommit igång, <strong>en</strong> viss korrigering av arbetsreceptet bli nödvändig.I d<strong>en</strong>na rapport ges <strong>en</strong> sammanställning över vilka material- och provningsparametrarsom har betydelse vid laboratorieundersökningar av kalla ochhalvvarma återvinningsmassor. Olika provningsmetoder redovisas och förslag påmetodbeskrivningar ges. Relevans<strong>en</strong> mellan laboratorieresultat och erfar<strong>en</strong>heterfrån fält diskuteras också. Viktigt vid provning av kalla massor som innehållervatt<strong>en</strong> är att provberedning<strong>en</strong> styrs upp noggrant. Blandning, packning och lagringav provkroppar har härvidlag stor betydelse. En förprovning på laboratoriet kanomfatta bindemedelshalt och kornkurva på granulat, proportionering av massa,provning av mekaniska eg<strong>en</strong>skaper samt beständighet. Vid produktions- ochkvalitetskontroll kan asfaltmassa eller borrkärnor testas. Innan provning<strong>en</strong> är detviktigt att provtagning<strong>en</strong> styrs upp så att proverna på ett repres<strong>en</strong>tativt sättåterspeglar beläggningsmaterialet som skall återvinnas. En nyutkomm<strong>en</strong>metodbeskrivning (se litteraturlistan) från Vägverket beskriver provtagning avgranulat i upplag eller borrkärnor från beläggning.Det är viktigt att påpeka att materialet till d<strong>en</strong>na rapport kommer från <strong>en</strong> rad olikaundersökningar från 1990-talet. Vissa kompletteringar har dock gjorts under år2000. Syftet är att belysa lämplig provningsmetodik för kalla och halvvarmaåtervinningsmassor. Mycket av det material som pres<strong>en</strong>teras har redanimplem<strong>en</strong>terats i Vägverkets anvisningar, t.ex. TBV-Återvinning och ATB VÄG.Rapport<strong>en</strong> kan därför ses som <strong>en</strong> bakgrund och i viss mån metodhandbok tillVägverkets nya anvisningar. Vissa modifieringar och kompletteringar kan ocksåbli aktuella utifrån resultat<strong>en</strong> i rapport<strong>en</strong>.I VTI notat<strong>en</strong> 62-1999 och 7-2000 behandlas erfar<strong>en</strong>heter från provvägar ochkontrollsträckor. Undersökningarna i d<strong>en</strong>na rapport är till delar framtagna vid8 VTI notat 1-2001


provvägsförsök och därför finns <strong>en</strong> stark koppling mellan dessa rapporter ochd<strong>en</strong>na undersökning. I handbok<strong>en</strong> för återvinning av asfalt som kom ut höst<strong>en</strong>2000 finns utförliga beskrivningar (teknik, provningsmetodik, bindemedel, miljö,prestanda, erfar<strong>en</strong>heter mm) över kall och halvvarm återvinning i verk.VTI notat 1-2001 9


Asfaltåtervinning – allmäntAsfaltbeläggningar kan återvinnas g<strong>en</strong>om kalla, halvvarma eller varmaproduktionsmetoder och inblandning<strong>en</strong> av nytt bindemedel, massa, vatt<strong>en</strong> ellerst<strong>en</strong>material i det gamla asfaltmaterialet kan ske i verk eller på väg<strong>en</strong>.Återvinningsmassor kan användas till slit-, bind- eller bärlager. Kalla ochhalvvarma metoder riktar sig till vägar med låg eller måttlig trafikvolym(ÅDT total


Kall återvinning i verkKall återvinning i verk är <strong>en</strong> resurssnål teknik eftersom materialet inte behövervärmas upp. G<strong>en</strong>om att blandningsverk<strong>en</strong> är lätta att flytta minskar ocksåtransportbehovet. Vid kall återvinning kan massan bestå av upp till 100 %returasfalt m<strong>en</strong> för att få ett bra resultat är det viktigt att returasfalt<strong>en</strong> harförebehandlats på ett riktigt sätt. Vid kall återvinning i verk utgörs det nyabindemedlet av bitum<strong>en</strong>emulsion. I de flesta fall tillsätts dessutom vatt<strong>en</strong> ochst<strong>en</strong>material. Olika varianter av blandningsförfarand<strong>en</strong> har utvecklats för attmassan skall bli så homog<strong>en</strong> som möjligt och för att st<strong>en</strong>materialet skall få <strong>en</strong> bratäckningsgrad. Kalla massor kan ibland bli tröga och därför inblandas vatt<strong>en</strong> somhar <strong>en</strong> smörjande inverkan på massan. Det är dock viktigt att mängd<strong>en</strong> nyttbindemedel, vatt<strong>en</strong> samt ev<strong>en</strong>tuell tillsats av st<strong>en</strong>material tas fram efterförprovning på laboratoriet. Syftet är att ge massan <strong>en</strong> lämplig sammansättning föratt säkerställa att beläggning<strong>en</strong> får god funktion.Kall återvinningsmassa innehåller vatt<strong>en</strong> och bitum<strong>en</strong>emulsion samt granulat ochibland nytt st<strong>en</strong>material. Emulsionsbeläggningar hårdnar med tid<strong>en</strong>, mycketbero<strong>en</strong>de på hur snabbt materialet hinner torka ut. På så sätt har vädret ochårstid<strong>en</strong> vid utförandet stor betydelse för d<strong>en</strong> här typ<strong>en</strong> av beläggningar. Vidblandning<strong>en</strong> i verket klibbar bindemedlet fast vid granulatet och det är ovanligtmed bindemedelsavrinning under tillverkning och transport av massan. Närmassan packas hårdnar d<strong>en</strong>. Vägytan kan dock <strong>for</strong>tfarande vara förhållandevismjuk d<strong>en</strong> första tid<strong>en</strong> m<strong>en</strong> tål ändå normal trafik utan problem. Ytan hårdnarsuccessivt när vattnet avdunstar och g<strong>en</strong>om d<strong>en</strong> nödvändiga efterpackning<strong>en</strong> fråntrafik<strong>en</strong> som slutlig<strong>en</strong> knådar och packar vägytan.Bild 1Modernt blandningsverk för kall återvinning.VTI notat 1-2001 11


Halvvarm återvinning vid verkVid halvvarm återvinning i verk brukar materialet värmas upp till ca 50-80 °C.Uppvärmning<strong>en</strong> medför att massan blir mer lättpackad och att hålrumshalt<strong>en</strong> ibeläggning<strong>en</strong> vanlig<strong>en</strong> blir lägre än vid kall återvinning. Metod<strong>en</strong> kommer till sinfördel på höst<strong>en</strong> eftersom beläggning<strong>en</strong>s prestanda åtminstone till <strong>en</strong> början blirbättre än för kallblandade massor. Halvvarm återvinning fungerar bra medgranulat från halvvarm beläggning med mjukare bindemedel, m<strong>en</strong> ocksååtervinning av kall- eller varmtillverkade massor kan utföras med d<strong>en</strong>na teknik.D<strong>en</strong> här typ<strong>en</strong> av massor kan ibland upplevas som något tröga och svårlagda pågrund av att det gamla bindemedlet aktiveras och blir ”klibbigt”. Förändring avtemperatur<strong>en</strong>, inblandning av st<strong>en</strong>material eller inblandning av mjukarebindemedel kan dock förbättra massans konsist<strong>en</strong>s och läggbarhet. Bindemedletutgörs av mjukbitum<strong>en</strong>. Massan kan sammansättas med <strong>en</strong>bart granulat,bindemedel och vatt<strong>en</strong> m<strong>en</strong> i de flesta fall inblandas 10-30 % st<strong>en</strong>material.Bild 2Modernt blandningsverk för halvvarm återvinning.12 VTI notat 1-2001


ReturasfaltGamla asfaltbeläggningar eller beläggningsmaterial brukar kallas för returasfaltnär de tagits bort från väg<strong>en</strong> och skall återvinnas, mellanlagras eller deponeras.Returasfalt består i huvudsak av bituminöst bindemedel och st<strong>en</strong>material. Därtillkan det finnas tillsatser såsom fibrer, vidhäftningsmedel och däcksgummi.Returasfalt från specialbeläggningar kan innehålla tillsatser som är av okändsammansättning. Vid grävning m<strong>en</strong> ibland äv<strong>en</strong> vid uppgrävning kan obundetst<strong>en</strong>material följa med, speciellt om materialet är tjälat (gäller vid grävning).De bindemedel som förekommer i returasfalt är i regel bitum<strong>en</strong>baserade. Tilld<strong>en</strong>na grupp räknas p<strong>en</strong>etrationsbitum<strong>en</strong>, mjukbitum<strong>en</strong>, emulsioner ochbitum<strong>en</strong>lösning. Vägolja, som är det mjukaste bituminösa bindemedlet somanvänts i modern tid, förekommer också. En annan typ av bituminöst bindemedelsom användes fram till 1973 är st<strong>en</strong>kolstjära. Användning<strong>en</strong> upphörde g<strong>en</strong>om <strong>en</strong>frivillig över<strong>en</strong>skommelse inom asfaltindustrin i Sverige. St<strong>en</strong>kolstjäran användesibland som självständigt bindemedel och ibland utblandad med bitum<strong>en</strong>.De bituminösa bindemedel som återfinns i <strong>en</strong> returasfalt har förändrats iförhållande till sina ursprungliga eg<strong>en</strong>skaper. Process<strong>en</strong> vid framställning, t exuppvärmning och blandning i ett asfaltverk, transport och utläggning, görbindemedlet hårdare. Under d<strong>en</strong> efterföljande brukstid<strong>en</strong> hårdnar bindemedletytterligare g<strong>en</strong>om olika delprocesser som går under d<strong>en</strong> gem<strong>en</strong>sammab<strong>en</strong>ämning<strong>en</strong> ”åldring”. Processerna är:• oxidation g<strong>en</strong>om inverkan av syret i atmosfär<strong>en</strong>• avdunstning av lättare beståndsdelar• fysikalisk hårdnande• hårdnande g<strong>en</strong>om utsöndring.Bild 3Tippning av returasfalt i mellanupplag.VTI notat 1-2001 13


AsfaltgranulatAsfaltgranulat är b<strong>en</strong>ämning<strong>en</strong> på krossad eller fräst asfaltbeläggning (returasfalt).Granulatkorn<strong>en</strong> består huvudsaklig<strong>en</strong> av klumpar av bindemedel och st<strong>en</strong>material(beläggning) av varierande storlek, m<strong>en</strong> äv<strong>en</strong> inslag av st<strong>en</strong>material kanförekomma. För att återvinningsbeläggning<strong>en</strong> skall få <strong>en</strong> jämn och bra kvalitetmåste de gamla asfaltmassorna krossas (sönderdelas) och sorteras. Fräsmassor kanibland ha <strong>en</strong> lämplig sammansättning och behöver då inte krossas.Bild 4Krossning och sortering av returasfalt. Klumpar större än 20 mm tasbort från granulatet.Bild 5Närbild på osorterat asfaltgranulat. Inslag av grus brukar finnas iuppbrutna massor.14 VTI notat 1-2001


ProvtagningProvtagning<strong>en</strong> av d<strong>en</strong> beläggning som ska återvinnas är ett av de viktigastemom<strong>en</strong>t<strong>en</strong> vid <strong>en</strong> karakterisering för återvinning eftersom de prov som tas ut skakunna repress<strong>en</strong>tera hela objektet vid proportionering, val av recept och utförandeav återvinningsbeläggning<strong>en</strong>.Provtagning<strong>en</strong> av asfaltbeläggning<strong>en</strong> som ska återvinnas kan ske g<strong>en</strong>omborrkärnor från det aktuella objektet, krossning av uppgrävda beläggningar ellerprovtagning ur ett upplag med fräsgranulat (eller färdigkrossad uppgrävdbeläggning). Fördelaktigast är att provtagning sker av det färdigbehandladegranulatet så att samma granulat som avses användas vid återvinning<strong>en</strong> är avsamma karaktär som det som används vid framtagande av arbetsreceptet. Det kandock vara svårt att få repres<strong>en</strong>tativa prov på granulatet eftersom prover <strong>en</strong>bart kantas från hög<strong>en</strong>s ytterkanter och därmed finns risk<strong>en</strong> att proverna är separerade pågrund av hög<strong>en</strong>s rasvinklar (om d<strong>en</strong> är för hög).Vid provtagning av borrkärnor är det viktigt att prov tas på hela lagret som skaavlägsnas och återvinnas så att borrkärnan kan anses repres<strong>en</strong>tera det granulatsom erhålls efter avlägsnandet av d<strong>en</strong> befintliga beläggning<strong>en</strong>.I Vägverkets metodbeskrivning ”Provtagning, provning och bedömning avprovningsresultat av asfaltmaterial för återvinning” (se litteraturförteckning) finnsanvisningar för provtagning av returasfalt, asfaltgranulat och borrkärnor påbeläggning.VTI notat 1-2001 15


Karakterisering av returasfalt eller asfaltgranulatInnan återvinning måste asfaltmaterialet undersökas med avse<strong>en</strong>de påmaterialsammansättning och ibland bindemedelseg<strong>en</strong>skaper. Resultatet ligger tillgrund för val av metod, typ och mängd av nytt bindemedel samt behov avst<strong>en</strong>materialinblandning. Repres<strong>en</strong>tativa prov uttas från upplag eller g<strong>en</strong>omborrprov från befintlig väg. Ur prov<strong>en</strong> bestäms:• kornstorleksfördelning på granulat (tvättsiktning)• bindemedelshalt och kornstorleksfördelning på extraherat material• p<strong>en</strong>etration eller mjukpunkt på återvunnet bitum<strong>en</strong> (vid hårdare bitum<strong>en</strong>) eller• kinematisk viskositet (60°C) på återvunnet bindemedel (vid mjukbitum<strong>en</strong>).Vatt<strong>en</strong>innehållet kan variera i granulatet, vilket bör beaktas vid proportioneringoch produktion av massa. Om bindemedelshalt<strong>en</strong> eller kornstorleksfördelning<strong>en</strong>varierar för mycket i upplaget bör materialet i möjligaste mån homog<strong>en</strong>iseras vidlagring och inmatning i verket. Det kan göras g<strong>en</strong>om omblandning av material<strong>en</strong>,g<strong>en</strong>om skiktvis lagring av material<strong>en</strong> i mellanupplaget och g<strong>en</strong>om ett braförfarande när granulatet skall utlastas till kalldoserings<strong>en</strong>heterna. Standardavvikels<strong>en</strong>på bindemedelshalt<strong>en</strong> och kornstorleksfördelning<strong>en</strong> (extraheratmaterial, t.ex. fillerhalt<strong>en</strong> och passerande mängd på sikt 4 mm) kan ligga tillgrund för bedömning av materialets homog<strong>en</strong>itet.I följande avsnitt ges <strong>en</strong> översikt av asfaltgranulat från olika mellanupplag.Kornkurva och bindemedelshaltAsfaltgranulat<strong>en</strong> kommer från mellanupplag i både södra och norra Sverige. Deursprungliga beläggningstyperna är ABT och AG. I några prov finns inslag avdränasfalt, skelettasfalt och asfaltemulsionsbetong. Granulat<strong>en</strong> var av typ<strong>en</strong>samkrossmaterial med gradering 0-16 eller 0-22 mm. Både uppgrävda och frästamassor finns repres<strong>en</strong>terade i material<strong>en</strong>. Endast i några fall har vatt<strong>en</strong>halt<strong>en</strong>kontrollerats.Data om returasfalt<strong>en</strong>s bindemedelshalt och extraherade kornkurva har storbetydelse för valet av er<strong>for</strong>derlig mängd och typ av nytt bindemedel som skalltillsättas asfaltgranulatet.16 VTI notat 1-2001


Passerande mängd, vikt-%1009080706050403020100Figur 2Övre gräns ABT11Undre gräns ABT16Extraherade granulat0,074 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 22,4 31,5Kornstorlek, mmSammanställning av kornkurvor från asfaltgranulat.8Bindemedelshalt, %76543210Borlänge 1Borlänge 3Lunde granulatprov 2Borlänge 2Överum-95 prov 1EskilstunaLunde granulatprov 3Lunde granulatprov 4Borlänge 4Lunde granulatprov 1SeskaröÄngelholmBorlänge 5Lunde förkross 1ByringeRv 40SaxånLunde förkross 2Lunde förkross 3TjäraLjusne 1FLjusne 2FLaholmLjusne 1Bommersvik 1Rv 42Ljusne 2Bommersvik 2MärstaLjusne 3VikanUnderåsÖverum-95 prov 3Överum-95 prov 4ArkösundDalsjö<strong>for</strong>sFigur 3 Sammanställning över bindemedelshalt<strong>en</strong> på asfaltgranulat.Bindemedelshalt<strong>en</strong> och kornkurvan (d<strong>en</strong> extraherade kurvan från returasfalt<strong>en</strong>)kan variera mellan olika upplag m<strong>en</strong> ligger i de flesta inom gränskurvorna förABT16 eller ABT11. Bindemedelshalt<strong>en</strong> ligger mellan 3,5-7,0 %. Debindemedelsfattiga granulat<strong>en</strong> kommer från kommunala mellanlager därmaterial<strong>en</strong> utgjordes av uppgrävda massor. I de fall bindemedelshalt<strong>en</strong>överskrider 5,0 % utgörs massorna av fräsgranulat från slitlagerbeläggningar. Närmassorna överskrider 6,0 % i bindemedelsinnehåll kan st<strong>en</strong>materialinblandningbli nödvändigt.VTI notat 1-2001 17


Faktorer som påverkar bindemedelshalt<strong>en</strong> och kornkurvan är bland annatursprunglig beläggningstyp, förekomst av lagningsmassor, åldring, krossning,avnötning, bindemedelsförluster, materialsläpp med mera. Vid bortgrävning ochfräsning kan <strong>en</strong> sammanslagning av olika beläggningstyper ske samtidigt somobundet material kan komma med i massorna. Trots detta uppvisar mellanupplagibland <strong>en</strong> förvånansvärt homog<strong>en</strong> sammansättning med avse<strong>en</strong>de påbindemedelshalt och kornkurva. Standardavvikels<strong>en</strong> på bindemedelshalt<strong>en</strong> lågmellan 0,4-0,7. I båda fall<strong>en</strong> delades upplaget upp i tårtbitar så att prov<strong>en</strong> spredsut över hela mellanupplaget.Passerande mängd, vikt-%100,090,080,070,060,050,040,030,020,010,00,0Bind.halt: 4,7 %Stdav: 0,7Min: 4,2 %Max: 5,4 %0,08 0,13 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 22,4Kornstorlek, mmFigur 4 Spridning<strong>en</strong> hos kornkurva och bindemedelshalt i ett mellanupplag medfräsmassor från E20.Passerande mängd, vikt-%100,090,080,070,060,050,040,030,020,010,00,0Bindemedelshalt: 4,0 %Stdav: 0,4Min: 3,4 %Max: 4,7 %0,08 0,13 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 22,4 31,5Kornstorlek, mmFigur 5 Spridning<strong>en</strong> hos kornkurva och bindemedelshalt i ett mellanupplag meduppgrävda massor från <strong>en</strong> kommun.18 VTI notat 1-2001


Möjligheterna att förändra bindemedelshalt<strong>en</strong> i granulat g<strong>en</strong>om fraktionsuppdelningkan vara begränsade eftersom bindemedel förekommer både i definare och grövre fraktionerna äv<strong>en</strong> om d<strong>en</strong> finaste fraktion<strong>en</strong> innehåller högsthalt bitum<strong>en</strong>.Bindemedelshalt, %98765432100-4 mm 4-8 mm 8-11,2 mm 11,2-16 mm >16mmFraktionFigur 6 Fördelning<strong>en</strong> i bindemedelshalt mellan olika fraktioner från sammaasfaltgranulat.Asfaltgranulatets sammansättning och vatt<strong>en</strong>innehållAsfaltgranulatets korngradering (granulatkurva) och vatt<strong>en</strong>innehåll har betydelseför massans homog<strong>en</strong>itet, bearbetbarhet och packbarhet. Granulatets kornkurvabestäms g<strong>en</strong>om tvättsiktning. Vid analys<strong>en</strong> torkas materialet vid rumstemperaturför att inte partiklarna skall klibba ihop. I diagrammet har gränskurvorna förgranulat till kall och halvvarm återvinning lagts in (krav i ATB VÄG).VTI notat 1-2001 19


Passerande mängd, vikt-%1009080706050403020100Tvättsiktade granulat0,074 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 22,4 31,5Kornstorlek, mmFigur 7 Sammanställning över kornkurvan på tvättsiktat asfaltgranulat.I de flesta fall uppfyller asfaltgranulat<strong>en</strong> (krossade massor eller fräsgranulat) degränskurvor som satts upp i Vägverkets anvisningar. Materialet får bryta <strong>en</strong> av deinre gränslinjerna. Kornkurvan liknar bärlagergrus m<strong>en</strong> finmaterialhalt<strong>en</strong> är lågoch i regel under 2 %. Det innebär att material<strong>en</strong> är förhållandevis välgraderadevilket är viktigt vid t ex packning<strong>en</strong> av massan.Asfaltgranulat<strong>en</strong> i d<strong>en</strong>na undersökning utgörs av samkrossprodukter där partiklarstörre än 16 eller 22 mm siktats bort. Ibland brukar granulatet delas upp i <strong>en</strong> finresp.grovfraktion som sedan vid återvinning blandas ihop till lämpligtsammansättning.Tabell 1 Vatt<strong>en</strong>innehåll i asfaltgranulat.Granulat Vatt<strong>en</strong>halt, % Väderlek, tidpunktUnderås 5,4 Regn, septemberBommersvik 5,1 Regn, septemberSaxån 1,0-1,6 Värmebölja, juniLinköping (0-18 mm) 5,2-7,5 DecemberLinköping (0-32 mm) 5,0-6,1 DecemberProverna på vatt<strong>en</strong>halt<strong>en</strong> är tagna i upplaget vid mellanlagring. I de flesta fallbrukar vatt<strong>en</strong>halt<strong>en</strong> ligga mellan 2-3 % under sommarhalvåret. De prov somerhöll drygt 5 % vatt<strong>en</strong> togs efter ett kraftigt regn. Vid nederbörd så är det ytlagretsom får det högsta fuktinnehållet m<strong>en</strong> med tid<strong>en</strong> kan vatt<strong>en</strong> tränga ig<strong>en</strong>omupplaget vilket fullskaliga lakförsök visat (Thors<strong>en</strong>ius, 1996). Proverna som togsunder vintern 2000/01 erhöll högst vatt<strong>en</strong>innehåll, 5,0-7,5 % med de högstavärd<strong>en</strong>a för finsortering<strong>en</strong> (0-18 mm).20 VTI notat 1-2001


Eg<strong>en</strong>skaper hos bindemedel i returasfaltDe bindemedel som förekommer i returasfalt är i regel bitum<strong>en</strong>baserade. Tilld<strong>en</strong>na grupp räknas p<strong>en</strong>etrationsbitum<strong>en</strong>, mjukbitum<strong>en</strong>, emulsioner ochbitum<strong>en</strong>lösning. Vägolja, som är det mjukaste bituminösa bindemedlet somanvänts i modern tid, förekommer också. En annan typ av bituminöst bindemedelsom användes fram till 1973 är st<strong>en</strong>kolstjära. Användning<strong>en</strong> upphörde g<strong>en</strong>om <strong>en</strong>frivillig över<strong>en</strong>skommelse inom asfaltindustrin i Sverige. St<strong>en</strong>kolstjäran användesibland som självständigt bindemedel och ibland utblandad med bitum<strong>en</strong>.De bituminösa bindemedel som återfinns i <strong>en</strong> returasfalt har förändrats iförhållande till sina ursprungliga eg<strong>en</strong>skaper. Process<strong>en</strong> vid framställning, t exuppvärmning och blandning i ett asfaltverk, transport och utläggning, görbindemedlet hårdare. Under d<strong>en</strong> efterföljande brukstid<strong>en</strong> hårdnar bindemedletytterligare g<strong>en</strong>om olika delprocesser som går under d<strong>en</strong> gem<strong>en</strong>sammab<strong>en</strong>ämning<strong>en</strong> ”åldring”. Processerna är:• oxidation g<strong>en</strong>om inverkan av syret i atmosfär<strong>en</strong>• avdunstning av lättare beståndsdelar• fysikalisk hårdnande• hårdnande g<strong>en</strong>om utsöndring.Det är inte fel att påstå att varje beläggningslager utfört vid <strong>en</strong> viss tidpunkt harunika bindemedelseg<strong>en</strong>skaper. Det beror på att olika bindemedel har använts vidframställning<strong>en</strong> och att åldringsprocess<strong>en</strong> därefter varit olika. Vid upptagningg<strong>en</strong>om rivning eller fräsning blandas dessutom i regel lager av olika ursprung ochsammansättning i d<strong>en</strong> borttagna returasfalt<strong>en</strong>.I följande figurer redovisas eg<strong>en</strong>skaper på återvunnet bindemedel från olikareturasfalter med varierande ursprung och ålder. Det handlar huvudsaklig<strong>en</strong> omursprunglig<strong>en</strong> varma beläggningstyper (ABT, ABS, AG) m<strong>en</strong> inslag av kallmassafinns i några fall (IM, AEBÖ, IM). De analyser som utförts är p<strong>en</strong>etration,mjukpunkt, duktilitet och Fraass brytpunkt.VTI notat 1-2001 21


P<strong>en</strong>etration (0,1 mm vid 25°C)12010080604020Figur 8Mjukpunkt ,°C01009080706050403020100AGABT/AGABSABSAGF/B85ABT/AGABSABT/AGABT/B85AEBÖ/ABTABTABT/B180ABT/AGABT/AEBÖIM/OGEn översikt över bindemedlets hårdhet (p<strong>en</strong>etration) i gamlabeläggningar eller granulat från mellanupplag.IM/OGAEBÖ/ABT/ALBABT/AGABTABT/B180ABSABT/B85ABTABS16ABT/AGABT/AGABT/AGAGF/B85AGABT/AGFigur 9 En översikt över bindemedlets hårdhet (mjukpunkt<strong>en</strong>) i gamlabeläggningar eller granulat från mellanupplag.22 VTI notat 1-2001


1009080y = 154,97x -0,2641R 2 = 0,91Mjukpunkt ,°C7060504030201000 100 200 300 400 500P<strong>en</strong>etration , 0.1 mmFigur 10 Korrelation<strong>en</strong> mellan p<strong>en</strong>etration och mjukpunkt på återvunnetbindemedel.120100>100cmDuktilitet ,cm8060402000 20 40 60 80 100 120P<strong>en</strong>etration , 0.1 mmFigur 11 Sambandet mellan p<strong>en</strong>etration och duktilitet (25°C) på återvunnetbindemedel.VTI notat 1-2001 23


Fraass brytpunkt, °C0-5-10-15-20y = -7,2055Ln(x) + 13,172R 2 = 0,70Figur 12-250 20 40 60 80 100P<strong>en</strong>etration , 0.1 mmKorrelation<strong>en</strong> mellan p<strong>en</strong>etration och Fraass brytpunkt på återvunnetbindemedel.Vid varm återvinning har det gamla bindemedlets eg<strong>en</strong>skaper stor betydelse föreg<strong>en</strong>skaperna på d<strong>en</strong> varma massan. Det är dock inte klarlagt hur förhållandet ärvid kall och halvvarm återvinning av ursprunglig<strong>en</strong> varma massor. Mjukpunkt<strong>en</strong>hos bindemedlet bör dock påverka stabilitetseg<strong>en</strong>skaperna, speciellt vid högatemperaturer. I de avsnitt<strong>en</strong> som behandlar mekaniska eg<strong>en</strong>skaper samtbeständighet görs <strong>en</strong> koppling mellan bindemedlets hårdhet (där uppgifter finns)och provningsresultat<strong>en</strong>.P<strong>en</strong>etration är ett mått på bitum<strong>en</strong>ets hårdhet vid 25°C. Mjukpunkt<strong>en</strong> visar vidvilk<strong>en</strong> temperatur bitum<strong>en</strong>et mjuknar. Duktilitet är ett mått på bindemedletskohesion och kan sägas beskriva töj- eller bindförmågan (i viss mån elasticitet<strong>en</strong>)i bitum<strong>en</strong> vid angiv<strong>en</strong> temperatur. I detta fall har temperatur<strong>en</strong> vid analys<strong>en</strong> varit25°C m<strong>en</strong> provning<strong>en</strong> kan äv<strong>en</strong> göras vid 10 eller 0°C. Fraass brytpunkt beskriverlågtemperatureg<strong>en</strong>skaperna och närmare bestämt vid vilk<strong>en</strong> temperatur(minusgrader) bindemedlet spricker. Som det framgår av figurerna finns ettförhållandevis bra samband mellan de olika eg<strong>en</strong>skaperna. När bindemedlet åldrasblir det hårdare och sprödare vilket försämrar elasticitet<strong>en</strong> (töjbarhet<strong>en</strong>) hosbindemedlet och samtidigt gör det mer sprickb<strong>en</strong>äget vid låga temperaturer. Vidkall- och halvvarm återvinning komp<strong>en</strong>seras förhårdning<strong>en</strong> g<strong>en</strong>om att i de flestafall ett mjukt bindemedel inblandas i återvinningsmassan. Äv<strong>en</strong> när inget nyttbindemedel inblandas (<strong>en</strong>dast vatt<strong>en</strong>) kan massan med tid<strong>en</strong> binda ihop m<strong>en</strong> <strong>en</strong>ligtprovväg<strong>en</strong> vid Saxån (VTI notat 62-1999) erhöll lagret dålig beständighet motvatt<strong>en</strong> och blev därför mer känsligt för sprickbildning jämfört med närbindemedel inblandades.24 VTI notat 1-2001


Packningseg<strong>en</strong>skaper hos asfaltgranulatOptimal vatt<strong>en</strong>kvot (vätskeinnehåll)För att massan skall få bästa möjliga packningseg<strong>en</strong>skaper bör optimal vätskekvoteftersträvas. Med vätskekvot m<strong>en</strong>as vatt<strong>en</strong>kvot<strong>en</strong> i granulatet och tillsattemulsionskvot. Emulsion<strong>en</strong> kan i detta skede betraktas som <strong>en</strong> vätska medflytande eg<strong>en</strong>skaper. Packningskurva bestämd vid olika vätske- eller vatt<strong>en</strong>kvoter<strong>en</strong>ligt tung instampning eller Marshallpackning anger lämpligt fuktinnehåll. Påvälgraderade material (fräst eller krossat granulat) brukar optimal vätskekvot ligganära 6-7 % m<strong>en</strong> skillnad<strong>en</strong> i maximal d<strong>en</strong>sitet är ibland inte så stor mellan 4-6 %.Vid 8 % brukar vatt<strong>en</strong>separation uppstå, vilket reducerar massan förmåga att tapackning (materialet blir fjädrande g<strong>en</strong>om porvatt<strong>en</strong>tryck).I figur 13 redovisas packningskurvan från några asfaltgranulat (Saxån,Bommersvik, Underås).Torr skrymd<strong>en</strong>sitet ,g/cm 32,001,951,901,851,801,751,701,651,601,551,500 2 4 6 8 10Vatt<strong>en</strong>kvot ,vikt-%Riklig vatt<strong>en</strong>separationFigur 13Packningskurva på olika asfaltgranulat (tung instampning - Proctor).Konsist<strong>en</strong>s och bearbetbarhet hos granulat och massaKalla och halvvarma massor brukar vara relativt tröga att lägga ut och packa. IRIvärd<strong>en</strong>mellan 1,5-2,5 har uppmätts på relativt nyutlagda beläggningar <strong>en</strong>ligt VTIsprovsträckor (VTI notat 7-2000). Inga normerade metoder finns för att mätakonsist<strong>en</strong>s<strong>en</strong> på asfaltmassa. Nynäs Workability Test (bilaga 1) är framtag<strong>en</strong> förnytillverkade emulsionsmassor m<strong>en</strong> anses inte fungera för återvinningsmassor.Konsist<strong>en</strong>s<strong>en</strong> påverkas markant av brythastighet<strong>en</strong> hos emulsion<strong>en</strong>/massan vilketgör d<strong>en</strong>na parameter svår att bestämma eftersom detta är ett förlopp som påverkasav tid<strong>en</strong>, temperatur<strong>en</strong>, fuktinnehåll med mera. Samma granulat eller massa kandärför uppföra sig olika bero<strong>en</strong>de på omständigheterna.Vid gyratorisk packning mäts packningsförloppet samt moståndet i massan ochd<strong>en</strong>na metod kan ge <strong>en</strong> del relevant in<strong>for</strong>mation om granulatets eller massansVTI notat 1-2001 25


konsist<strong>en</strong> och hanterbarhet. Metod<strong>en</strong> kan användas vid relativa, jämförande testerav olika material eller recept. Inverkan av fukthalt, st<strong>en</strong>materialinblandning ochbindemedelshalt bör kunna studeras g<strong>en</strong>om detta förfarande. Gyratorisk packningkan också användas för preparering av provkroppar.I följande avsnitt redovisas försök där packningsförloppet och skjuvhållfasthet<strong>en</strong> imassan studerats på några granulat eller återvinningsmassor i gyratoriskpackningsutrustning.Gyratorisk packningGyratorisk packningsutrustning har använts i Frankrike sedan början av 1970-taletoch äv<strong>en</strong> i USA under <strong>en</strong> längre tid. Särskilt under s<strong>en</strong>are år i det stora<strong>for</strong>skningsprogrammet SHRP och det däri framtagna proportioneringssystemetSuperpave. Där används gyratorisk packning för att bestämma packningsarbetet.Nya gyratoriska utrustningar har tagits fram på s<strong>en</strong>are år, med möjlighet att följapackningsarbetet under hela packningsprocedur<strong>en</strong>, vilket åter väckt intresset förd<strong>en</strong>na typ av packningsutrustning. Gyratorisk packningsutrustning användsnumera för undersökning av:• Packningseg<strong>en</strong>skaperna• Bearbetbarhet<strong>en</strong>• Stabilitet<strong>en</strong> (skjuvmotståndet)• Preparering av provkropparVTI har sedan 1994 <strong>en</strong> gyratorisk utrustning av finskt fabrikat från Invelop OY.D<strong>en</strong> har möjlighet att packa provkroppar både med 100 och 150 mm diameter ochtill <strong>en</strong> höjd av upp till 150 mm. Till utrustning<strong>en</strong> finns ett dataprogram som styrpackning<strong>en</strong>. Variationsbredd<strong>en</strong> på utrustning<strong>en</strong>s inställningar är:Vinkel: 0-4 % (0-2,5°) Varvtal: 0-40 cykler/minTryck: 0-8 bar Antal varv: max 400Bild 6VTIs gyratoriska packningsutrustning som användes vid försök<strong>en</strong>.26 VTI notat 1-2001


I d<strong>en</strong>na undersökning har gyratorisk packningsutrustning använts vidundersökning av packningseg<strong>en</strong>skaper, bearbetbarhet, stabilitet och prepareringav provkroppar för studier av mekaniska eg<strong>en</strong>skaper eller beständighet. Iundersökningarna har också inverkan av prov<strong>for</strong>m<strong>en</strong>s (burk<strong>en</strong>s) diameter ochtyp<strong>en</strong> av <strong>for</strong>m, slät eller per<strong>for</strong>erad, studerats. Packningsförsök<strong>en</strong> har gjorts vidolika temperaturer och på olika typer av granulat och provblandningar.Tre olika asfaltgranulat har ingått i undersökningarna. Tillsats<strong>en</strong> av vatt<strong>en</strong> harvarit 3 eller 4 %. I de fall bindemedel inblandats har 2,0-4,0 emulsion tillsats. D<strong>en</strong>metod som använts vid packning<strong>en</strong> av provkropparna är:Formar: 100 mm (eller 150mm), slät (eller per<strong>for</strong>erad)Tryck: 6 bar (600 kPa)Antal cykler: 200 (30 varv/min) – 400 varv vid 150mm <strong>for</strong>mVinkel: 1°Provhöjd: 100 mmTemperatur: 10°, 23°, 60°CEtt relativt högt tryck m<strong>en</strong> låg vinkel valdes vid förfarandet. Metod<strong>en</strong> följer detförfarande som används i Norge för packningsstudier och provpreparering avkalla massor. När provkroppar tillverkas väljs packningsinsats<strong>en</strong> (antalet varv) till97,3 % av d<strong>en</strong> uppmätta torra skrymd<strong>en</strong>sitet<strong>en</strong> vid 200 cykler.Bedömning av resultat från gyratorisk packning - allmäntEn kort beskrivning av de erfar<strong>en</strong>heter som erhölls i Norge (Telemarksprojektet)vid packning av kalla massor ges i detta avsnitt. Från packningskurvan somerhålls i gyratorn kan följande definitioner göras:• N initial Antal cykler i gyratorn som er<strong>for</strong>dras för att packa massan till d<strong>en</strong>d<strong>en</strong>sitet d<strong>en</strong> har efter utläggning (ca 10 cykler)• N design Antal cykler i gyratorn som er<strong>for</strong>dras för att packa massan till d<strong>en</strong>d<strong>en</strong>sitet d<strong>en</strong> har efter utläggning och packning (20-110 cykler)• N max Antal cykler i gyratorn som er<strong>for</strong>dras för att packa massan tillmaximal d<strong>en</strong>sitet (200 cykler)För att värdera bearbetbarhet<strong>en</strong> hos materialet brukar kompakteringsgrad<strong>en</strong> (torraskrymd<strong>en</strong>sitet<strong>en</strong>) efter N initial (10 cykler) och skjuvmotståndet (G) användas:• Vid högre skrymd<strong>en</strong>sitet (N initial ) bedöms materialet ha god bearbetningsbarhet• Vid lägre skrymd<strong>en</strong>sitet (N initial ) bedöms materialet ha sämre bearbetningsbarhet• Högt värde på G betyder trögare massa• Lägre värde på G betyder lättare massaOmsatt till förhålland<strong>en</strong>a vid utläggning blir detta; Vid hög kompakteringsgradvid N initial uppnår massan snabbt packning. Lågt skjuvmotstånd (G) ärkarakteristiskt för massor som är lätta att lägga ut pga d<strong>en</strong> låga inre friktion<strong>en</strong> iVTI notat 1-2001 27


Passerande mängd, vikt-%1009080706050403020ByringeBorlängeEskilstuna1000,075 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 22,4 31,5Kornstorlek, mmFigur 14Kornkurva <strong>en</strong>ligt tvättsiktning på granulat.Passerande mängd, vikt-%1009080706050403020100Byringe 4,7%Borlänge 4,0%Eskilstuna 4,3%0,075 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 22,4 31,5Kornstorlek, mmP<strong>en</strong>.KoRFrassDukt.Byringe4257,0-100 cmABT11Borlänge2366,0-9°C28 cmEskilstuna2864,0-13°C70 cmFigur 15Kornkurvan (extraherad) samt bindemedelshalt ochbindemedelseg<strong>en</strong>skaper på granulat.I följande avsnitt ges <strong>en</strong> översikt över erhållna resultat.VTI notat 1-2001 29


Packningskurvan (utveckling<strong>en</strong> av torra skrymd<strong>en</strong>sitet<strong>en</strong>)Skrymd<strong>en</strong>sitet, g/cm 32,52,42,32,22,12,01,91,81,7Eskilstuna10°C, Slät <strong>for</strong>m23°C, Slät <strong>for</strong>m60°C, Slät <strong>for</strong>m10°C, Per<strong>for</strong>erad <strong>for</strong>m23°C, Per<strong>for</strong>erad <strong>for</strong>m60°C, Per<strong>for</strong>erad <strong>for</strong>m1 10 100 1000Antal cyklerSkrymd<strong>en</strong>sitet, g/cm 32,52,42,32,22,12,01,91,81,7Borlänge10°C23°C60°C1 10 100 1000Antal cyklerSkrymd<strong>en</strong>sitet, g/cm 32,52,42,32,22,12,01,91,81,7Byringe10°C23°C60°C1 10 100 1000Antal cyklerHålrumshalt, %1614121086420Eskilstuna Borlänge Byringe10°C23°C60°CFigur 16a-d Packningskurva samt hålrumshalt (torr skrymd<strong>en</strong>sitet) vid olikatemperaturer för asfaltgranulat med tillsatts av 4 % vatt<strong>en</strong>, 100 mmslät <strong>for</strong>m. För granulatet från Eskilstuna undersöktes ocksåper<strong>for</strong>erad <strong>for</strong>m.Skrymd<strong>en</strong>sitet, g/cm 3Skrymd<strong>en</strong>sitet, g/cm32,52,42,32,22,12,01,91,81,72,52,42,32,22,12,01,91,81,7Eskilstuna1,0 % emulsion, 10°C1,0 % emulsion, 23°C1,0 % emulsion, 60°C1 10 100 1000Antal cyklerEskilstuna3,0 % emulsion, 10°C3,0 % emulsion, 23°C3,0 % emulsion, 60°C1 10 100 1000Antal cyklerSkrymd<strong>en</strong>sitet, g/cm 3Skrymd<strong>en</strong>sitet, g/cm 32,52,42,32,22,12,01,91,81,72,52,42,32,22,12,01,91,81,7Eskilstuna2,0 % emulsion, 10°C2,0 % emulsion, 23°C2,0 % emulsion, 60°C1 10 100 1000Antal cyklerEskilstuna4,0 % emulsion, 10°C4,0 % emulsion, 23°C4,0 % emulsion, 60°C1 10 100 1000Antal cyklerFigur 17a-d Packningskurva (skrymd<strong>en</strong>sitet) vid olika temperaturer förgranulatet från Eskilstuna med tillsatts av 3 % vatt<strong>en</strong> och1,0-4,0 % BE60M/2000, 100 mm slät <strong>for</strong>m. Uppdelning efter tillsattmängd emulsion.30 VTI notat 1-2001


Skrymd<strong>en</strong>sitet, g/cm 32,52,42,32,22,12,01,91,81,7Eskilstuna1,0 % emulsion, 60°C2,0 % emulsion, 60°C3,0 % emulsion, 60°C4,0 % emulsion, 60°C1 10 100 1000Antal cyklerSkrymd<strong>en</strong>sitet, g/cm 32,52,42,32,22,12,01,91,81,7Eskilstuna1,0 % emulsion, 23°C2,0 % emulsion, 23°C3,0 % emulsion, 23°C4,0 % emulsion, 23°C1 10 100 1000Antal cyklerSkrymd<strong>en</strong>sitet, g/cm 32,52,42,32,22,12,01,91,81,7Eskilstuna1,0 % emulsion, 10°C2,0 % emulsion, 10°C3,0 % emulsion, 10°C4,0 % emulsion, 10°C1 10 100 1000Antal cyklerHålrumshalt <strong>en</strong>ligtgyratorisk packning, %12,010,08,06,04,02,00,01,0% 2,0% 3,0% 4,0%Tillsatt emulsion, %Figur 18a-d Packningskurva (skrymd<strong>en</strong>sitet) och hålrumshalt vid olikatemperaturer för granulatet från Eskilstuna med tillsatts av 3 %vatt<strong>en</strong> och 1,0-4,0 % BE60M/2000, 100 mm slät <strong>for</strong>m. Uppdelningefter packningstemperatur.10°C23°C60°CSkrymd<strong>en</strong>sitet, g/cm 32,42,32,22,12,0Byringe1,910°C1,823°C1,74% H 2 O 60°C1,61 10 100 1000Antal cyklerSkrymd<strong>en</strong>sitet, g/cm 32,42,32,22,12,01,9Byringe1,83,0 % vatt<strong>en</strong>1,74,0 % vatt<strong>en</strong>1,61 10 100 1000Antal cyklerFigur 19a-b Packningskurva (skrymd<strong>en</strong>sitet) med 150 mm slät <strong>for</strong>m (400 varv)vid olika temperaturer för granulatet från Byringe med tillsatts av3,0 och 4,0 % vatt<strong>en</strong>.+23°CVTI notat 1-2001 31


Skjuvmotståndet i massorna (skärspänning, G)Skjuvmotstånd, kN/m 2Skjuvmotstånd, kN/m 2450400350300250200150100500450400350300250200150100500Eskilstuna10°C, Slät <strong>for</strong>m23°C, Slät <strong>for</strong>m60°C, Slät <strong>for</strong>m10°C, Per<strong>for</strong>erad <strong>for</strong>m23°C, Per<strong>for</strong>erad <strong>for</strong>m60°C, Per<strong>for</strong>erad <strong>for</strong>m1 10 100 1000Antal cyklerByringe10°C23°C60°C1 10 100 1000Antal cyklerSkjuvmotstånd, kN/m 2450400350300250200150100500Borlänge10°C23°C60°C1 10 100 1000Antal cyklerFigur 20a-c Skjuvmotstånd vid olika temperaturer för de undersökta granulat<strong>en</strong>med tillsatts av 4 % vatt<strong>en</strong>, 100 mm slät <strong>for</strong>m. För granulatet frånEskilstuna undersöktes också per<strong>for</strong>erad <strong>for</strong>mSkjuvmotstånd, kN/m 2Skjuvmotstånd, kN/m 2450400350300250200150100500450400350300250200150100500Eskilstuna1,0 % emulsion, 10°C1,0 % emulsion, 23°C1,0 % emulsion, 60°C1 10 100 1000Antal cyklerEskilstuna3,0 % emulsion, 10°C3,0 % emulsion, 23°C3,0 % emulsion, 60°C1 10 100 1000Antal cyklerSkjuvmotstånd, kN/m 2Skjuvmotstånd, kN/m 2450400350300250200150100500450400350300250200150100500Eskilstuna2,0 % emulsion, 10°C2,0 % emulsion, 23°C2,0 % emulsion, 60°C1 10 100 1000Antal cyklerEskilstuna4,0 % emulsion, 10°C4,0 % emulsion, 23°C4,0 % emulsion, 60°C1 10 100 1000Antal cyklerFigur 21a-d Skjuvmotstånd vid olika temperaturer för granulatet frånEskilstuna med tillsatts av 3 % vatt<strong>en</strong> och 1,0-4,0 % BE60M/2000,100 mm slät <strong>for</strong>m. Uppdelning efter tillsatt mängd emulsion.32 VTI notat 1-2001


Skjuvmotstånd, kN/m 2Skjuvmotstånd, kN/m 2450400350300250200150100500450400350300250200150100500Eskilstuna1,0 % emulsion, 60°C2,0 % emulsion, 60°C3,0 % emulsion, 60°C4,0 % emulsion, 60°C1 10 100 1000Antal cyklerEskilstuna1,0 % emulsion, 10°C2,0 % emulsion, 10°C3,0 % emulsion, 10°C4,0 % emulsion, 10°C1 10 100 1000Antal cyklerSkjuvmotstånd, kN/m 2450400350300250200150100500Eskilstuna1,0 % emulsion, 23°C2,0 % emulsion, 23°C3,0 % emulsion, 23°C4,0 % emulsion, 23°C1 10 100 1000Antal cyklerFigur 22a-c Skjuvmotstånd vid olika temperaturer för granulatet frånEskilstuna med tillsatts av 3 % vatt<strong>en</strong> och 1,0-4,0 % BE60M/2000,100 mm slät <strong>for</strong>m. Uppdelning efter packningstemperatur.Skjuvmotstånd, kN/m 2450Byringe10°C40023°C35060°C30025020015010050 4% H 2 O01 10 100 1000Figur 23Antal cyklerSkjuvmotstånd med 150 mm slät <strong>for</strong>m (400 varv) vid olikatemperaturer för granulatet från Byringe med tillsatts med tillsattsav 4,0 % vatt<strong>en</strong>.Komm<strong>en</strong>tarerInverkan av provutrustning (typ av <strong>for</strong>mar)Skillnad<strong>en</strong> mellan slät och per<strong>for</strong>erad <strong>for</strong>m är lit<strong>en</strong> om skrymd<strong>en</strong>sitet<strong>en</strong> studeras.Vid 60°C blev dock skrymd<strong>en</strong>sitet<strong>en</strong> något högre med per<strong>for</strong>erad <strong>for</strong>m.Skjuvmotståndet (skärspänning<strong>en</strong>, G) i materialet blev i två fall (10 och 23°C)något lägre medan det var oförändrat vid 60°C. En viss inverkan på packningsförloppetgav således <strong>for</strong>m med per<strong>for</strong>erad mantelyta. Per<strong>for</strong>erade <strong>for</strong>mar ansesvara lämpliga för emulsionsmassor vilka innehåller vatt<strong>en</strong>. För att förhindrauppkomst av porvatt<strong>en</strong>tryck (som försvårar packning<strong>en</strong>) skall vatt<strong>en</strong> kunnapressas ut g<strong>en</strong>om hål<strong>en</strong> i <strong>for</strong>m<strong>en</strong>.VTI notat 1-2001 33


Anledning<strong>en</strong> till att provningarna gjordes med <strong>for</strong>mar med varierande storlek(100, 150 mm) beror på att från början <strong>en</strong>dast 150 mm fanns på VTIslaboratorium. Eftersom asfaltgranulat normalt inte har grövre partiklarinförskaffades <strong>for</strong>mar med diametern 100 mm. Provmängd<strong>en</strong> blir då mindre ochprovning<strong>en</strong> lättare att utföra. Enligt resultat<strong>en</strong> blev skrymd<strong>en</strong>sitet<strong>en</strong> lägre vid 150mm. Kurvan som beskriver skjuvmotståndet (G) i massan skiljde sig avsevärtmellan de två diametrarna. Vid 150 mm ökade motståndet kontinuerligt underpackningsförloppet (utom vid slutet på ett prov) medan vid 100 mm kurvanbörjade falla redan vid ca 40-50 cykler. G låg överlag på <strong>en</strong> betydligt högre nivåför proverna med diametern 100 mm. Packningsarbetet blev också mer int<strong>en</strong>sivtvid 100 mm eftersom belastning<strong>en</strong> i båda fall<strong>en</strong> var 6 bar. Vid <strong>en</strong> relevantjämförelse mellan olika <strong>for</strong>mar bör trycket anpassas efter provets diameter.Typ<strong>en</strong> av asfaltgranulatPackningskurvornas <strong>for</strong>m skiljde sig inte mycket åt mellan de tre provmaterial<strong>en</strong>.D<strong>en</strong> mesta packning<strong>en</strong> skedde redan efter ca 30 cykler. De tre asfaltgranulat<strong>en</strong> ärockså förhållandevis lika varandra med avse<strong>en</strong>de på kornkurva, bindemedelshaltoch bindemedelsåldring. Skrymd<strong>en</strong>sitet<strong>en</strong> ökade markant vid högre temperatur.Efter 200 cykler låg hålrumshalterna på 11-13 % vid 10°C. Motsvarande värd<strong>en</strong>var vid 23 resp. 60°C var 9-11 resp. 5-8 %. Enligt borrkärnor från utlagt granulatpå väg<strong>en</strong> har hålrumshalterna legat på 8-12 % efter <strong>en</strong> tids trafik. Om granulatskall användas som bärlager rekomm<strong>en</strong>deras <strong>en</strong>ligt danska anvisningar utläggningoch packning under sommar<strong>en</strong> när temperatur<strong>en</strong> är hög. Vid lägre temperaturerblir packningsgrad<strong>en</strong> lägre.Vid tillsatts av 4 % vatt<strong>en</strong> blev skrymd<strong>en</strong>sitet<strong>en</strong> något högre än vid 3 %. Optimalvatt<strong>en</strong>kvot ligger <strong>en</strong>ligt packningskurva från tung instampning på ca 6 %. Flerundersökningar rekomm<strong>en</strong>deras för att studera vatt<strong>en</strong>kvot<strong>en</strong>s inverkan påpackningsförloppet.Form<strong>en</strong> på kurvan som beskriver G var lika mellan de tre granulat<strong>en</strong>. Efter ca 20cykler minskade motståndet (samtidigt som skrymd<strong>en</strong>sitet<strong>en</strong> ökar). De högstavärd<strong>en</strong>a (sett över hela packningsförloppet) erhöll proverna med lägsthålrumshalt. Massans täthet verkar således ha stor betydelse för motståndet imaterialet. Vid högre temperatur blir <strong>en</strong>ligt kurvan motståndet större i massan.Överlag uppvisar massorna vid 23°C lägre G (med något undantag) än de vid 10och 60°C. Jämfört med de norska undersökningarna på nytillverkade kalla massoruppvisar asfaltgranulat<strong>en</strong> större G under packningsförloppet.Återvinningsmassa av granulat, vatt<strong>en</strong> och emulsionEnligt packningskurvorna på prov av asfaltmassa påverkades skrymd<strong>en</strong>sitet<strong>en</strong> avmängd<strong>en</strong> nytt bindemedel och av temperatur<strong>en</strong> vid provning<strong>en</strong>. Framför allt vid60°C blev skrymd<strong>en</strong>sitet<strong>en</strong> markant högre samtidigt som kurvan planade ut meraefter ca 50 cykler. Skillnad<strong>en</strong> i skrymd<strong>en</strong>sitet vid olika temperaturer t<strong>en</strong>deradeockså att minska vid större antal cykler. Skrymd<strong>en</strong>sitet<strong>en</strong> ökade med mängd<strong>en</strong>bindemedel som inblandas m<strong>en</strong> skillnad<strong>en</strong> t<strong>en</strong>derade att bli mindre vid de högrebindemedelshalterna. Störst skillnad förelåg mellan 1 och 2 % emulsionsinblandning.Det innebär att massor med 1 % emulsion kan ha sämre bearbetningsbarhetän mer bindemedelsrika massor (2-4 %).34 VTI notat 1-2001


Skjuvmotståndet (G) i massan påverkas på samma sätt som granulatet avtemperatur<strong>en</strong> m<strong>en</strong> äv<strong>en</strong> av d<strong>en</strong> mängd emulsion som inblandades. I de flesta fallerhöll massan som packats vid 60°C lägre värd<strong>en</strong> än de vid 10 och 23°C. Vid lågbindemedelsinblandning var dock d<strong>en</strong>na effekt mindre. Kombination<strong>en</strong> högbindemedelshalt och hög temperatur gav efter 10-20 cykler kraftigt minskning avG med fallande kurva som följd. Om låga värd<strong>en</strong> uppnås kan materialet bliinstabilt. Var minvärdet på G för återvinningsmassor ligger är dock okänt ochberor också på om massan skall användas till slit- eller bärlager. I detta fall gavblandningarna med 3-4 % emulsion lägre stabilitet än de med 1-2 % m<strong>en</strong>massorna erhåller samtidigt bättre bearbetbarhet (lägre G-värde).Slutkomm<strong>en</strong>tarResultat<strong>en</strong> från gyratorisk packning visar att framför allt återvinningsmassa kanha varierande eg<strong>en</strong>skaper bero<strong>en</strong>de på mängd<strong>en</strong> inblandad emulsion ochpackningstemperatur<strong>en</strong>. Om hålrumshalterna studeras ger packning<strong>en</strong> vidrumstemperatur de mest realistiska resultat<strong>en</strong> för kall återvinning. Provning vidförhöjd temperatur, 60°C, ger alltför lågt hålrum. Vid halvvarm återvinning kanprovning<strong>en</strong> göras vid 60°C. Vid högre temperatur blir initialpackning<strong>en</strong> bättre,dvs. uppvärmda massor tar packning <strong>for</strong>tare än kalla massor. Det relativt högaskjuvmotståndet i kalla eller halvvarma massor innebär att massan kan blitröglagd och tungbearbetad. Vid höga bindemedelshalter indikerar det snabbtavtagande G-värd<strong>en</strong>a i massan (vid <strong>for</strong>tsatt packning efter N design ) att materialetkan bli instabilt vid lägre hålrumshalter och vid högre temperaturer.Undersökningarna på laboratoriet skall ses som relativa provningar mellan olikamaterial eller recept där syftet kan vara att studera packningsbehov eller massanskonsist<strong>en</strong>s. Vid utläggning och packning på väg<strong>en</strong> påverkas emulsionsmassornaav brytningstid<strong>en</strong> på emulsion<strong>en</strong> som i sin tur bland annat påverkas av tid<strong>en</strong>mellan blandning och utläggning, fuktinnehållet och väderlek<strong>en</strong>. Massor som<strong>en</strong>ligt laboratorieresultat visat sig vara förhållandevis smidiga kan bli mertröglagda om betingelserna är ogynnsamma. I viss mån kan detta styras uppg<strong>en</strong>om inblandning av vatt<strong>en</strong> eller g<strong>en</strong>om tillsatser (t.ex. brytadditiv).Återvinningsmassorna uppvisar i jämförelse med de norska undersökningarna avnytillverkade massor något högre skrymd<strong>en</strong>sitet och därmed högre skjuvmotstånd.I VTI notat 70-1998 (Viman Leif) beskrivs försök med varma massor i gyratoriskpackningsutrustning. Vid 6 bars tryck som är förslaget i CEN-harmonisering<strong>en</strong>rekomm<strong>en</strong>deras <strong>en</strong> vinkel på 1,5° och 150 varv för att tillverka provkroppar förstudier av mekaniska eg<strong>en</strong>skaper och beständighet. Provkropparna bör ej varahögre än 100 mm. Vid större <strong>for</strong>mat riskerar d<strong>en</strong>sitet<strong>en</strong> att variera allt för mycketinom provkropp<strong>en</strong>. Skrymd<strong>en</strong>sitet<strong>en</strong> kan också behövas korrigeras om jämförelsergörs med vatt<strong>en</strong>metod<strong>en</strong> (FAS metod 427, vägning under vatt<strong>en</strong>). I gyratorn mätsavståndet mellan bott<strong>en</strong>plattan och stampfot<strong>en</strong>, dvs. ungefär på samma sätt somvid mätning med skjutmått utan klackar (FAS metod 448). En korrigeringstabellför skrymd<strong>en</strong>sitet finns i VTI notat 70-1998.VTI notat 1-2001 35


St<strong>en</strong>materialkvalitetI returasfaltÄldre beläggningsmaterial kan innehålla st<strong>en</strong>material av sämre kvalitet, framförallt i fråga om slitstyrka och korn<strong>for</strong>m eftersom krav<strong>en</strong> var lägre förr.St<strong>en</strong>materialet kan också till mindre del vara nedslitet eller nedkrossat avdubbtrafik<strong>en</strong>. En viss åverkan sker dessutom vid fräsning, grävning och krossningav returasfalt. Ballast<strong>en</strong> bör dock inte vara så påverkad att d<strong>en</strong> har någon störrebetydelse vid kall eller halvvarm återvinning. I Sverige är de flesta st<strong>en</strong>materialockså av bättre kvalitet äv<strong>en</strong> om skillnader finns.Inblandning av st<strong>en</strong>materialInblandning av st<strong>en</strong>material görs för att höja materialets stabilitet om granulatetinnehåller för hög halt bindemedel (>6 %) eller för att förbättra massanskonsist<strong>en</strong>s och läggbarhet. Om granulatet redan från början innehåller hög andelst<strong>en</strong>material, dvs. om st<strong>en</strong>material har kommit med vid uppgrävning, börinblandning av grövre st<strong>en</strong>material (>8 mm) undvikas, speciellt om massan skallanvändas till slitlager.Om avsikt<strong>en</strong> är att förbättra stabilitet<strong>en</strong> bör helkrossat material tillsättas m<strong>en</strong> omavsikt<strong>en</strong> är att förbättra <strong>en</strong>bart massans bearbetbarhet eller täta upp massan börnaturgrus eller sand (rundat material) tillsättas.I avsnittet som behandlar proportionering redovisas effekt<strong>en</strong> av st<strong>en</strong>materialinblandningpå två typer av asfaltgranulat. på dels ett material med måttligtinnehåll av grovt st<strong>en</strong>material (Vällsta, 6,0 % bitum<strong>en</strong>, ABT) dels ett materialmed förhållandevis hög andel av grövre material (Vikan, 6,1 % bitum<strong>en</strong>, ABS).Det inblandade st<strong>en</strong>materialet utgjordes av 15 % med fraktion<strong>en</strong> 8-16 mm krossatberg (100 % krossytegrad).Föror<strong>en</strong>ingar (st<strong>en</strong>kolstjära)De föror<strong>en</strong>ingar som förknippas med gamla asfaltbeläggningar är bindemedel avst<strong>en</strong>kolstjära som bland annat innehåller giftiga och cancerframkallade ämn<strong>en</strong>.D<strong>en</strong> typ<strong>en</strong> av returasfalt skall förvaras separat och inte blandas med r<strong>en</strong>a massoroch får inte användas till varm återvinning. Tjärhaltiga massor känns ig<strong>en</strong> på sinkarakteriserande lukt m<strong>en</strong> kan äv<strong>en</strong> bestämmas g<strong>en</strong>om UV-lampa + vit färgbaserad på lösningsmedel eller varmluftpistol (VTI notat 49-2000).Vid återvinning av d<strong>en</strong> här typ<strong>en</strong> av material rekomm<strong>en</strong>deras kall återvinningmed emulsion och cem<strong>en</strong>t. På laboratoriet kan materialet förvaras i hink ellerliknande med lock för att undvika lukt och man bör ej komma i hudkontakt medmaterialet. I VTI notat 49-2000 ges rekomm<strong>en</strong>dationer för hantering, mellanlagringoch återvinning av tjärhaltiga beläggningsmaterial.36 VTI notat 1-2001


Proportionering, mekaniska eg<strong>en</strong>skaper ochbeständighet hos kalla asfaltmassorProportionering av återvinningsmassa - allmäntFunktionellt inriktad proportionering innebär att receptet för återvinningsmassantas fram g<strong>en</strong>om relativa, jämförande provningar på provkroppar av granulat,bindemedel och vatt<strong>en</strong> i olika proportioner. Efter det att provkropparnalagrats/härdats testas de med avse<strong>en</strong>de på mekaniska eg<strong>en</strong>skaper ochbeständighet. D<strong>en</strong> blandning som bäst uppfyller ställda krav (t.ex. <strong>en</strong>ligt ATBVÄG) väljs.Provningarna i d<strong>en</strong>na undersökning har gjorts g<strong>en</strong>om dubbelprov och vid fleraolika bindemedelshalter. Bindemedelshalterna väljs utifrån bindemedelsinnehålletoch kornkurvan i granulatet samt hur åldrat det gamla bindemedlet är. Det innebärbland annat att <strong>en</strong> större bindemedelstillsats bör eftersträvas vid förhårdnat, åldratbindemedel och <strong>en</strong> mindre mängd när bindemedlet är mjukare och fräschare.Skillnad<strong>en</strong> i bindemedelshalt (restbitum<strong>en</strong>halt) bör minst vara 0,4 proc<strong>en</strong>t<strong>en</strong>hetermellan provblandningarna. Ett sammanslaget prov av granulat från upplaget harlegat till grund för proportionering<strong>en</strong>. För att provningarna skall bli jämförbaramåste provningsförfarandet styras upp noggrant med avse<strong>en</strong>de på provberedning,blandning, packning av provkroppar och lagring innan provning utförs. En samlatbegrepp för detta brukar b<strong>en</strong>ämnas provpreparering.Uppläggning av undersökning<strong>en</strong>I följande avsnitt ges <strong>en</strong> översikt över olika provningsparametrars betydelse förresultatet vid proportionering. De variabler som studerats är packningsmetod förpreparering av provkroppar, temperaturer vid packning och lagring samtlagringstid<strong>en</strong>. Eftersom det handlar om kallblandade återvinningsmassor har storvikt lagts vid materialets känslighet för vatt<strong>en</strong>, t.ex. vid packning<strong>en</strong> och påvidhäftningseg<strong>en</strong>skaperna hos provkroppar. Mängd<strong>en</strong> nytt bindemedel i granulatetoch typ<strong>en</strong> av bindemedel påverkar också resultatet och ingår därför i studi<strong>en</strong>.Tillsatser såsom cem<strong>en</strong>t, st<strong>en</strong>material och vatt<strong>en</strong> är andra materialparametrar somstuderats.De mekaniska eg<strong>en</strong>skaperna har i d<strong>en</strong>na del av undersökning<strong>en</strong> testats g<strong>en</strong>ompressdragprovning (10°C), styvhetsmodul (10°C) och Marshallstabilitet (25°C).Dessutom har hålrumshalt<strong>en</strong> bestämts g<strong>en</strong>om flera olika metoder. Inverkandefaktorer såsom provningstemperatur och provkropp<strong>en</strong>s storlek ingår i d<strong>en</strong>na del avstudi<strong>en</strong>. Beständighet<strong>en</strong> har testats g<strong>en</strong>om vatt<strong>en</strong>känslighet (flera varianter), frystöbeständighetoch påverkan av vägsalt (vinterkonditionering).Hålrumshalt<strong>en</strong> hos kalla återvinningsmassor samt mekaniska eg<strong>en</strong>skaper ochbeständighet behandlas i separata avsnitt längre fram i rapport<strong>en</strong>. Metod<strong>en</strong> förvatt<strong>en</strong>känslighet<strong>en</strong> finns beskriv<strong>en</strong> i avsnittet som behandlar beständighet<strong>en</strong>.Inverkan av provningstemperatur, belastning vid statisk packning, konditioneringvid beständighetsprovning, tillsats av cem<strong>en</strong>t och st<strong>en</strong>material behandlas i des<strong>en</strong>are avsnitt<strong>en</strong>.VTI notat 1-2001 37


Provmaterial, bindemedel, tillsatser och receptDe asfaltgranulat som ingått i laboratorieundersökningarna framgår av tabell 3.Tabell 3 Asfaltgranulat som ingått i undersökning<strong>en</strong>.Lokal Bindemedelshalt,%P<strong>en</strong>etrationvid 25°CTyp av ursprungligamassorBommersvik 1 5,9 - ABTBommersvik 3 5,8 - ABTUnderås 6,2 - ABTEskilstuna 4,3 28 ABT, AG, inslag avgrusSaxån 4,9 58 ABTLjusne 5,5-6,1 41 ABT, inslag av ABDoch ABSE4, Ångermanland 5,1 59 ABT, AG, IM, AEBÖVällsta 6,0 - ABTVikan 6,1 - ABSAsfaltgranulat<strong>en</strong> kommer från Göteborg, Södermanland, Uppland, Värmland,Gästrikland och Ångermanland.Receptur:• Vatt<strong>en</strong>kvot: 2, 3 och 5 %• Emulsionskvot: 0, 1, 2, 3, 4 %• Cem<strong>en</strong>t: 1, 2 %• St<strong>en</strong>material: 15 % makadamI de inledande testerna testades 2 och 5 % vatt<strong>en</strong>innehåll i granulatet. Vid deprovtagningar som gjordes i fält erhöll granulatet 2 % fukt på sommar<strong>en</strong> undertorr väderlek och 5 % fukt efter <strong>en</strong> regning period. Numera eftersträvas ca 3 %fukt i asfaltgranulatet vid tillverkning av återvinningsmassor. Vid torrare väderlekinblandas, i verket, därför ofta vatt<strong>en</strong> i granulatet.De bitum<strong>en</strong>emulsioner som använts är:• BE60M/2000 eller 2200 (BE60M/V1500 <strong>en</strong>ligt ATB VÄG)• BE60M/5000 (BE60M/V6000)• BE60M/10000 (BE60M/V12000)• Nyrec 240• Nyrec 630ProvprepareringMaterialberedningAsfaltgranulat bör torkas vid rumstemperatur eller g<strong>en</strong>om försiktig uppvärmning itorkskåp. Partiklarna kan annars klumpa ihop sig och materialet kan blisvårbearbetbart. För att påskynda torkning<strong>en</strong> kan materialet läggas på <strong>en</strong> störreplåt. Provmaterialet bör inte lagras i för tunnor eller dylikt eftersom det lätt kan38 VTI notat 1-2001


aka ihop och bli hårt. Klumpar av granulat kan ibland sönderdelas för hand elleri <strong>en</strong> laboratoriekross. Det är lämpligt att handsikta provet över <strong>en</strong> sikt meddiametern av 22 mm. Större partiklar på siktgallret går ofta att sönderdela. Deflesta krossade och siktade granulat innehåller <strong>en</strong>dast ett fåtal större partiklar.Material som inte först krossats och siktats i fält (asfaltkakor, grövre fräsgranulat)kan inte proportioneras g<strong>en</strong>om provning av provkroppar. I de fall<strong>en</strong> fårbindemedelshalt, kornkurva på extraherat material och ev<strong>en</strong>tuellt bindemedelsåldringligga till grund för val av metod eller arbetsrecept. En ord<strong>en</strong>tligförprovning på granulatet bör dock vara målsättning<strong>en</strong>.Bild 7Torkning<strong>en</strong> av granulat bör göras vid högst 50°C för att inte materialetskall klumpa ihop sig.Blandning av massaAsfaltgranulatet (


lagras någon timme innan provkroppar tillverkas. Detta för att emulsion<strong>en</strong> skallhinna ”krypa på” och fastna på materialet.Bild 8Blandning av massa i Hobart.Packning och lagring av provkropparPackningsmetod<strong>en</strong> har stor betydelse för eg<strong>en</strong>skaperna hos kallblandade massor.Det är viktigt att packning<strong>en</strong> på laboratoriet ger motsvarande hålrumshalt somerhålls på väg<strong>en</strong> (i hjulspår<strong>en</strong>) efter <strong>en</strong> tids trafik och värme. Det brukar ta ett tilltvå år innan kalla och halvvarma asfaltmassor härdat och hårdnat ord<strong>en</strong>tligt.Framför allt trafik<strong>en</strong>s efterpackning under varma perioder på sommar<strong>en</strong> medföratt hålrumshalt<strong>en</strong> minskar vilket äv<strong>en</strong> påverkar de mekaniska eg<strong>en</strong>skaperna hosbeläggning<strong>en</strong>. Fyra typer av packningsutrustningar har testats, Marshall, statiskpress, Cali<strong>for</strong>nia Kneading Compactor och gyratorisk packningsutrustning. Ibörjan av provningarna testades uppvärmt granulat (60°C) m<strong>en</strong> på s<strong>en</strong>are år harprovkropparna preparerats vid rumstemperatur (23°C).På laboratoriet studerades packningstid<strong>en</strong> och packningstemperatur<strong>en</strong>.Huvuddel<strong>en</strong> av provkropparna lagrades 7 dygn vid 40°C. Några provseriertestades äv<strong>en</strong> vid 1 och 28 dygns lagring vid 40°C eller efter 7 dygn vid 25°C.Proverna fick vara kvar i <strong>for</strong>m<strong>en</strong> 1 tim – 1 dygn innan de trycktes ut (bero<strong>en</strong>de påpackningsmetod).MarshallpackningMarshallstamp<strong>en</strong> är <strong>en</strong> vanligt förekommande packningsutrustning för varmamassor på laboratoriet. Vid tillverkning av laboratorieprov vid kall eller halvvarmåtervinning används i princip samma metod som vid varmtillverkad massabeläggning.För att provkropparna skall få realistiska hålrum och inte minst hållaihop när de tas ur burk<strong>en</strong> måste massan vara uppvärmd till 60°C.40 VTI notat 1-2001


Tillverkning<strong>en</strong> av prov i marshallutrustning gick till på följande sätt.• Packningstemp.: 60°C• Provmängd: ca 1200 g• Antal slag: 50 slag/sida• Provet lagras någon timme innan det trycks ut ur <strong>for</strong>m<strong>en</strong>.Resultat<strong>en</strong> från undersökning<strong>en</strong> redovisas i figurerna nedan. Initiala vatt<strong>en</strong>kvot<strong>en</strong>var 2,0 och 5,0 %.Pressdraghållfasthet, kPa1400120010008006004002000Bommersvik 32,0% vatt<strong>en</strong>0 1 2 3Emulsionskvot, %28 dygn vått28 dygn torrt7 dygn vått7 dygn torrt1 dygn torrtFigur 24 Pressdraghållfasthet<strong>en</strong> som funktion av emulsionskvot<strong>en</strong> ochlagringsförhålland<strong>en</strong>. Lagring: 1, 7 och 28 dygn vid 40° samt eftervatt<strong>en</strong>mättning.Pressdraghållfasthet, kPa14001200100080060040020002,0% vatt<strong>en</strong>0 1 2 3Emulsionskvot, %UnderåsBommersvik 1Bommersvik 3Figur 25 Pressdraghållfasthet<strong>en</strong> som funktion av emulsionskvot<strong>en</strong>. Lagring: 7vid 40°C.VTI notat 1-2001 41


Styvhetsmodul, MPa5000450040003500300025002000150010005000Bommersvik 32,0% vatt<strong>en</strong>0 1 2 3Emulsionskvot, %28 dygn vått28 dygn torrt7 dygn vått7 dygn torrtFigur 26 Styvhetsmodul<strong>en</strong> som funktion av emulsionskvot<strong>en</strong> ochlagringsförhålland<strong>en</strong>. Lagring: 7 och 28 dygn vid 40° samt eftervatt<strong>en</strong>mättning.4000700Styvhetsmodul, MPa3500300025002000150010005000S-modul våttS-modul torrtPressdragh. våttPressdragh. torrtBommersvik 35,0% vatt<strong>en</strong>0 1 2 3Emulsionskvot, %6005004003002001000Pressdraghållfasthet,kPaFigur 27 Pressdraghållfasthet<strong>en</strong> och styvhetsmodul<strong>en</strong> som funktion avemulsionskvot<strong>en</strong>. Lagring: 7 vid 40° samt efter vatt<strong>en</strong>mättning.Vidhäftningstal, %160140120100806040207 dygn; S-modul28 dygn; S-modul7 dygn; Pressdragh.28 dygn; Pressdragh.Bommersvik 32,0% vatt<strong>en</strong>0Figur 280 1 2 3Emulsionskvot, %Inverkan av emulsionskvot<strong>en</strong> på vidhäftningstalet. Lagring: 7 resp.28 dygn vid 40° + vatt<strong>en</strong>mättning.42 VTI notat 1-2001


Vidhäftningstal, %160140120100806040207 dygn; S-modul7 dygn; Pressdragh.Bommersvik 35,0% vatt<strong>en</strong>0Figur 290 1 2 3Emulsionskvot, %Inverkan av emulsionskvot<strong>en</strong> på vidhäftningstalet. Lagring: 7 dygnvid 40° + vatt<strong>en</strong>mättning.25Hålrumshalt, %20151050Figur 30Bommersvik 3, 28 dygnBommersvik 3, 7 dygnUnderås, 7 dygnBommersvik 1, 7 dygn0 1 2 3Emulsionskvot, %2,0% vatt<strong>en</strong>Hålrumshalt<strong>en</strong> som funktion av emulsionskvot<strong>en</strong> och lagringstid.Lagring: 1, 7 och 28 dygn vid 40°C.Komm<strong>en</strong>tarerSom framgår av figurerna är det komplicerat att testa mekaniska eg<strong>en</strong>skaper påkallblandad asfaltmassa. Resultatet påverkas förutom av bindemedelsinnehålletäv<strong>en</strong> av initialvatt<strong>en</strong>kvot<strong>en</strong>, d<strong>en</strong> tid provkropparna lagras och vid vilk<strong>en</strong>temperatur. De högsta hållfastheterna erhöll blandningarna med 1,0-2,0 %emulsion medan beständighet<strong>en</strong> blir bäst vid 2,0-3,0 % emulsion. Det innebär attreceptet måste bli <strong>en</strong> kompromiss mellan olika eg<strong>en</strong>skaper som står imotsattsförhållande till varandra. Följande noteringar kan göras utifrånprovningarna:• Hållfasthet<strong>en</strong> ökade med lagringstid<strong>en</strong>• När torrlagrade prov testades minskade hållfasthet<strong>en</strong> med ökad mängdbindemedel• När våtlagrade prov testades ökade hållfasthet<strong>en</strong> upp till inblandning av 1-2 %emulsion för att sedan minska med högre mängd bindemedel• Hålrumshalt<strong>en</strong> minskade med ökad bindemedelsmängd• Hålrumshalt<strong>en</strong> t<strong>en</strong>derade också att minska något vid längre lagringstidVTI notat 1-2001 43


• Marshallpackning gav g<strong>en</strong>erellt höga hålrumshalter• Initialvatt<strong>en</strong>kvot<strong>en</strong> i granulatet påverkade resultatet• Efter 7 dygns lufttorkning vid 40°C innehöll proverna ca 0,1-0,2 % vatt<strong>en</strong>.• Vatt<strong>en</strong>mättning<strong>en</strong> medförde att ca 5-10 % vatt<strong>en</strong> trängde in i provet m<strong>en</strong> ändåblev vatt<strong>en</strong>mättnadsgrad<strong>en</strong> måttlig (40 %)De relativt höga hålrumshalterna som erhölls efterliknar sannolikt förhålland<strong>en</strong>apå väg<strong>en</strong> <strong>en</strong> kort tid efter packning<strong>en</strong> m<strong>en</strong> ligger högt jämfört med vad somerhålls efter något års trafikarbete.Resultat<strong>en</strong> visar att ett relevant provningsförfarande för kalltillverkade massormåste ha inslag av både provningar på torr och vatt<strong>en</strong>mättade provkroppar (i fältvarierar också fuktinnehållet med årstid<strong>en</strong>). Innan provet testas måste dettorrlagras <strong>en</strong> tid vid förhöjd temperatur så att <strong>en</strong> ord<strong>en</strong>tlig härdning sker. Testas<strong>en</strong>bart torrlagrade prov riskerar bindemedlets smörjande viskösa eg<strong>en</strong>skaper att geett missvisande resultat samtidigt som materialet får hög kohesion vid lägrebindemedelshalter bero<strong>en</strong>de på större inverkan av det gamla och åldradebindemedlet.En bra packningsmetod bör ge hålrum av ungefär samma storleksordning som utepå väg<strong>en</strong>. Marshallmetod<strong>en</strong> verkar i de avse<strong>en</strong>det ha allvarliga nackdelar och ärkanske d<strong>en</strong> metod som sämst efterliknar verklighet<strong>en</strong> om trafik<strong>en</strong>s efterpackningräknas in. Det höga hålrummet beror på att vattnet och emulsion<strong>en</strong> i materialet gerupphov till porvatt<strong>en</strong>tryck under packning<strong>en</strong>. De hålrumshalter som erhållitsbeskriver sannolikt det första tillståndet hos beläggning<strong>en</strong> innan trafikarbetetknådar till materialet i hjulspår<strong>en</strong>.Statisk packningStatisk packning är d<strong>en</strong> på VTI vanligast förekommande metod<strong>en</strong> för tillverkningav provkroppar till kalla och halvvarma återvinningsbeläggningar. Innan d<strong>en</strong>statiska last<strong>en</strong> läggs på förpackas provet med <strong>en</strong> stav så att materialet kan lagra sigi burk<strong>en</strong>. Statisk packning förekommer t ex i Norge och Frankrike. Tillverkning<strong>en</strong>går till <strong>en</strong>ligt följande:1. Ca 1100 g massa delas ned och placeras i <strong>en</strong> Marshallcylinder.2. Rodding - massan stöts 20 ggr i c<strong>en</strong>trum och 20 ggr i mitt<strong>en</strong> med hjälp av <strong>en</strong>metallstav (9,5 mm i diameter och 40,5mm lång).3. Provet placeras i press<strong>en</strong> och <strong>en</strong> last på 5,6 ton (7,0 MPa) appliceras vid <strong>en</strong>de<strong>for</strong>mationshastighet av 1,3 mm/min. Trycket får vid maximala belastning<strong>en</strong>ligga kvar i 60 sek.4. Provet lagras någon timme innan det trycks ut ur <strong>for</strong>m<strong>en</strong>.Resultat<strong>en</strong> från prov tillverkade g<strong>en</strong>om statisk packning framgår av figurernanedan. Prov framställdes av både varm (60°C) och kall massa (25°C).Initialvatt<strong>en</strong>kvot<strong>en</strong> var 2,0 och 5,0 %.44 VTI notat 1-2001


Bild 9Provpreparering g<strong>en</strong>om statisk packning.Pressdraghållfasthet, kPa1400120010008006004002000Bommersvik 32,0% vatt<strong>en</strong>60°C (tillv.)0 1 2 3Emulsionskvot, %7 dygn vått7 dygn torrt1 dygn torrtFigur 31 Pressdraghållfasthet<strong>en</strong> som funktion av emulsionskvot<strong>en</strong>. Lagring: 1och 7 dygn vid 40° samt efter vatt<strong>en</strong>mättning.VTI notat 1-2001 45


Styvhetsmodul, MPa70006000500040003000200010000Figur 32Bommersvik 32,0% vatt<strong>en</strong>60°C (tillv.)0 1 2 3Emulsionskvot, %7 dygn vått7 dygn torrtStyvhetsmodul<strong>en</strong> som funktion av emulsionskvot<strong>en</strong>. Lagring: 7 dygnvid 40°.Styvhetsmodul, MPa9000800070006000500040003000200010000Bommersvik 35,0% vatt<strong>en</strong>60°C (tillv.)0 1 2 3Emulsionskvot, %S-modul våttS-modul torrtPressdragh. våttPressdragh. torrt16001400120010008006004002000Pressdraghållfasthet,kPaFigur 33Pressdraghållfasthet<strong>en</strong> och styvhetsmodul<strong>en</strong> som funktion avemulsionskvot<strong>en</strong>. Lagring: 7 dygn vid 40° samt efter vatt<strong>en</strong>mättning.Styvhetsmodul, MPa7000600050004000300020001000Bommersvik 32,0% vatt<strong>en</strong>25°C (tillv.)S-modul våttS-modul torrtPressdragh. våttPressdragh. torrt12001000800600400200Pressdraghållfasthet,kPa00 1 2 3Emulsionskvot, %0Figur 34Pressdraghållfasthet<strong>en</strong> och styvhetsmodul<strong>en</strong> som funktion avemulsionskvot<strong>en</strong>. Lagring: 7 dygn vid 40° samt efter vatt<strong>en</strong>mättning.46 VTI notat 1-2001


Vidhäftningstal, %16014012010080604020S-modul (25°C tillv.)S-modul (60°C tillv.)Pressdragh. (25°C tillv.)Pressdragh. (60°C tillv.)Bommersvik 32,0% vatt<strong>en</strong>0Figur 350 1 2 3Emulsionskvot, %Inverkan av emulsionskvot<strong>en</strong> på vidhäftningstalet. Lagring: 7 dygnvid 40° + vatt<strong>en</strong>mättning. Tillverkning vid 25 resp. 60°.Vidhäftningstal, %16014012010080604020S-modulPressdragh.Bommersvik 35,0% vatt<strong>en</strong>60°C (tillv.)0Figur 360 1 2 3Emulsionskvot, %Inverkan av emulsionskvot<strong>en</strong> på vidhäftningstalet. Lagring: 7 dygnvid 40° + vatt<strong>en</strong>mättning.Hålrumshalt, %16141210864207 dygn, 25°C7 dygn, 60°C1 dygn, 60°C0 1 2 3Emulsionskvot, %Bommersvik 32,0% vatt<strong>en</strong>Figur 37 Hålrumshalt<strong>en</strong> som funktion av emulsionskvot<strong>en</strong>. Lagring: 1 och 7dygn vid 40°C.VTI notat 1-2001 47


Komm<strong>en</strong>tarerPressdraghållfasthet<strong>en</strong> påverkades inte lika markant av emulsionskvot<strong>en</strong> som vidMarshallinstampning. Ett svagt optimum konstaterades vid tillsats av 1 %emulsion om provet vatt<strong>en</strong>mättades före provning<strong>en</strong>. Storleksordning<strong>en</strong> påresultat<strong>en</strong> var överlag något högre vid statisk packning än vid Marshall, troligtvisbero<strong>en</strong>de på att packning<strong>en</strong> blivit effektivare. Följande noteringar kunde görasutifrån provningarna:• Styvhesmodul<strong>en</strong> minskade med ökad mängd emulsion• Prov framställda vid 25°C erhöll lägre hållfasthet och högre hålrumshalt änvid 60°C• Hela, provningsbara provkroppar erhölls både vid 25 och 60°C• Initialvatt<strong>en</strong>kvot<strong>en</strong> påverkade storleksordning<strong>en</strong> på resultat<strong>en</strong> m<strong>en</strong> d<strong>en</strong>inbördes ordning<strong>en</strong> mellan provblandningarna påverkades ej• Markant ökad vatt<strong>en</strong>beständighet med högre mängd emulsion• Hålrumshalt<strong>en</strong> minskade med ökad mängd emulsion• Provkropparna innehöll 0,1-0,6 % vatt<strong>en</strong> efter 7 dygns lagring vid 40°CJämförs resultat<strong>en</strong> med Marshallpackning<strong>en</strong> skiljer sig hålrumshalterna mest.Betydligt lägre hålrum erhölls vid statisk packning trots att belastning<strong>en</strong> varitrelativt måttlig (6,9 MPa). Provkropparna blir därmed mindre ömtåliga vidhantering<strong>en</strong>, vilket är speciellt viktigt vid lägre bindemeddelshalter. Noterbart äratt hållfastheterna inte skiljer sig mer mellan de två packningsmetoderna trots destora skillnaderna i hålrumshalt. Bindemedlets smörjande, viskösa eg<strong>en</strong>skaperverkar har större betydelse än hålrumshalt<strong>en</strong>. När materialet pressas ihop mera(medför mer sammanhängande och tjockare bindemedelshinnor) får bindemedletseg<strong>en</strong>skaper <strong>en</strong> större betydelse, vilket framgår tydligt vid de högrebindemedelshalterna. Det positiva resultatet vid 25°C (hela och fina prov) gör attmassan kan prepareras vid rumstemperatur äv<strong>en</strong> om hållfasthet<strong>en</strong> kan bli lägre vidprovning<strong>en</strong>. Proportionering är <strong>en</strong> relativ provning mellan provblandningar, dockmåste <strong>en</strong> stark relevans till erfar<strong>en</strong>heterna från väg<strong>en</strong> finnas. Provning<strong>en</strong> vid 60°Cbedöms kunna ge alltför höga hållfastheter och låga hålrumshalter för kallamassor.Inverkan av last<strong>en</strong> storlek vid statisk packningI detta avsnitt redovisas <strong>en</strong> test på asfaltgranulat från Byringe. Syftet var attstudera inverkan av det packningsarbete som provet utsätts för vid statiskpackning. Proverna som tillverkades vid olika laster (packningsarbete) lagrades<strong>en</strong>ligt standardförfarandet på VTI för kalla återvinningsmassor.Bindemedel• BE60M/2000Recept• vatt<strong>en</strong>: 3,0 %• granulat: 100 %• emulsionskvot: 3,0 vikt-%48 VTI notat 1-2001


Packningsinsats• 4, 5, 5,6, 6, 7 och 8 tonHålrumshalt, %141210864204,0 5,0 6,0 7,0 8,0Packning, ton3,0 % BE60M/2000Pressdraghållfasthet, kPa80070060050040030020010004,0 5,0 6,0 7,0 8,0Packning, ton3,0 % BE60M/2000Figur 38a-b Inverkan av packningsinsats<strong>en</strong> på hålrumshalt<strong>en</strong> och pressdraghållfasthet<strong>en</strong>.Granulat från Byringe.Komm<strong>en</strong>tarerHålrumshalt<strong>en</strong> påverkas av last<strong>en</strong>s storlek och minskar med ökad belastning. Vid5,6 ton erhölls ca 9 vol-% i hålrumshalt. Pressdraghållfasthet<strong>en</strong> ökade upp till5,6 ton för att sedan plana ut. I d<strong>en</strong> metod som normalt används på VTI är last<strong>en</strong>maximalt 5,6 ton (7,0 MPa) vid tillverkning av provkroppar med diametern100 mm.Cali<strong>for</strong>nia Kneading CompactorHveem-metod<strong>en</strong> (ASTM 1561) används bl. a i USA vid proportionering avasfaltmassor. Metod<strong>en</strong> som eg<strong>en</strong>tlig<strong>en</strong> består av <strong>en</strong> rad olika provningar (liksomMarshall) innebär att provkroppar framställs med hjälp av <strong>en</strong> mekanisk kompaktor(Cali<strong>for</strong>nia Kneading Compactor, CKC) som utövar <strong>en</strong> ”knådande” packning avmaterialet. Provet efterpackas därefter g<strong>en</strong>om statisk belastning. Metod<strong>en</strong>användes tidigare i Sverige m<strong>en</strong> <strong>en</strong> nackdel är att utrustning<strong>en</strong> numera är relativtkomplicerad, dyr och att d<strong>en</strong> <strong>en</strong>dast finns på några laboratorier.Provkropparna tillverkas <strong>en</strong>ligt följande och följer Asphalts Institute metod förkalla massor:1. Ca 1100-1200 g massa delas ned och placeras i packningscylindern.2. Massan stöts 20 ggr i c<strong>en</strong>trum och 20 ggr i kant<strong>en</strong> av <strong>for</strong>m<strong>en</strong> med <strong>en</strong> stav.3. Provet placeras i CKC och packas med stampfot<strong>en</strong> (1,7 MPa) tills ing<strong>en</strong>nedsjunkning sker (10-50 slag).4. Provet lagras 1 tim i cylindern5. Provet efterpackas statiskt i <strong>en</strong> press. Belastning 17,8 ton ochbelastningshastighet 1,3 mm/min. Trycket får ligga kvar i ca 30 sek.6. Provet trycks ut, lagras och testas.Asfaltgranulatet värmdes upp till 60°C innan det blandades med vatt<strong>en</strong> ochemulsion. Prov<strong>en</strong> lagrades efter packning<strong>en</strong> i 7 dygn vid 40°C. Metod<strong>en</strong> förvatt<strong>en</strong>känslighet<strong>en</strong> finns beskriv<strong>en</strong> i avsnittet beständighet. Resultat<strong>en</strong> redovisas ifigurerna nedan.VTI notat 1-2001 49


Pressdraghållfasthet, kPa2000180016001400120010008006004002000Bommersvik 32,0% vatt<strong>en</strong>60°C (tillv.)0 1 2 3Emulsionskvot, %7 dygn vått7 dygn torrtFigur 39 Pressdraghållfasthet<strong>en</strong> som funktion av emulsionskvot<strong>en</strong>. Lagring: 7dygn vid 40° samt efter vatt<strong>en</strong>mättning.Styvhetsmodul, MPa800070006000500040003000200010000Figur 40Bommersvik 32,0% vatt<strong>en</strong>60°C (tillv.)0 1 2 3Emulsionskvot, %7 dygn vått7 dygn torrtStyvhetsmodul<strong>en</strong> som funktion av emulsionskvot<strong>en</strong>. Lagring: 7 dygnvid 40° samt efter vatt<strong>en</strong>mättning.Vidhäftningstal, %16014012010080604020S-modulPressdragh.Bommersvik 32,0% vatt<strong>en</strong>60°C (tillv.)0Figur 410 1 2 3Emulsionskvot, %Inverkan av emulsionskvot<strong>en</strong> på vidhäftningstalet. Lagring: 7 dygnvid 40° + vatt<strong>en</strong>mättning.50 VTI notat 1-2001


12Hålrumshalt, %1086420Figur 427 dygn0 1 2 3Emulsionskvot, %Bommersvik 32,0% vatt<strong>en</strong>60°C (tillv.)Hålrumshalt<strong>en</strong> som funktion av emulsionskvot<strong>en</strong>. Lagring: 7 dygnvid 40°C.Komm<strong>en</strong>tarerFöljande noteringar kunde göras utifrån provningarna:• Både pressdraghållfasthet<strong>en</strong> och styvhetsmodul<strong>en</strong> minskade med ökad mängdemulsion. Något optimum fanns ej.• Vid 3,0 emulsion uppvisade torr- resp. vatt<strong>en</strong>lagrade prov motsvarandehållfasthet, vid lägre emulsionskvoter var skillnad<strong>en</strong> betydligt större• Vatt<strong>en</strong>känslighet<strong>en</strong> minskade med ökad mängd emulsion• Hålrumshalterna låg mellan 5-7 %• Vatt<strong>en</strong>kvot<strong>en</strong> i torrlagrade prov låg strax under 1 %• Relativt lite vatt<strong>en</strong>Jämfört med statisk packning och framför allt Marshall gav CKC-metod<strong>en</strong> lägrehålrumshalter. Detta gäller speciellt för magra massor. De låga hålrumm<strong>en</strong> gör attbindemedlets eg<strong>en</strong>skaper får <strong>en</strong> större betydelse för hållfasthet<strong>en</strong> hos materialet.Metod<strong>en</strong> bedöms i det här skedet inte ge realistiska prov, framför allt om manjämför med borrkärnor från väg<strong>en</strong> som ofta erhåller högre hålrumshalter.Skillnad<strong>en</strong> är större för magra massor och mindre för bindemedelsrika massorsom på väg<strong>en</strong> kan få hålrumshalter på 2-5 %.Gyratorisk packningD<strong>en</strong> vanligaste metod<strong>en</strong> för tillverkning av provkroppar på laboratoriet har pås<strong>en</strong>are år blivit gyratorisk packning. Ett antal olika utrustningar finns ochmetodvarianterna kan vara många. Metod<strong>en</strong> anses packa massan på ett bra sättm<strong>en</strong> erfar<strong>en</strong>heterna från varmsidan är att laboratoriepackade prov med gyrator ide flesta fall ger högre värd<strong>en</strong> än borrkärnor från väg<strong>en</strong>, åtminstone d<strong>en</strong> förstatid<strong>en</strong> efter utläggning och packning.VTI notat 1-2001 51


Försök<strong>en</strong> utfördes på granulat från Eskilstuna och Byringe vars eg<strong>en</strong>skaper finnsbeskrivna tidigare i rapport<strong>en</strong>. Tillverkning<strong>en</strong> av provkroppar skedde i gyratoriskpackningsutrustning <strong>en</strong>ligt följande förfarande:Fakta om provning<strong>en</strong>:Formar: 100 mmTryck: 6 bar (600 kPa)Antal varv: 200 (30 varv/min)Vinkel: 1°Provhöjd: 100 mmTemperatur: 10°, 23°, 60°CFakta om recept<strong>en</strong>:Granulat: Eskilstuna (<strong>for</strong>m 100 mm), material


Hålrumshalt, %14,012,010,08,06,04,0Överdelar2,0Underdelar0,00 1 2 3 4 5Emulsionskvot, %Packning: 10°CPackning: 23°CPackning: 60°CFigur 44Inverkan av packningstemperatur och emulsionsmängd på hålrumshalt<strong>en</strong>.Initialvatt<strong>en</strong>kvot: 3 % och 1,0-4,0 % emulsion.Hålrumshalt, %14,012,010,08,06,04,02,00,0Figur 45Pressdraghållfasthet, kPa1400120010008006004002001% Emulsion2% Emulsion3% Emulsion4% EmulsionÖverdelarUnderdelar0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65Packningstemperatur, °CInverkan av packningstemperatur och emulsionstillsats påhålrumshalt<strong>en</strong>. Initialvatt<strong>en</strong>kvot: 3 % vatt<strong>en</strong> och 1,0-4,0 %emulsion.Packning: 10°CPackning: 23°CPackning: 60°C00 1 2 3 4 5Emulsionskvot, %ÖverdelarUnderdelarFigur 46Inverkan av packningstemperatur och emulsionstillsats påpressdraghållfasthet<strong>en</strong>. Initialvatt<strong>en</strong>kvot: 3 % och 1,0-4,0 %emulsion.VTI notat 1-2001 53


Pressdraghållfasthet, kPa1400120010008006004002000ÖverdelarUnderdelar1% Emulsion2% Emulsion3% Emulsion4% Emulsion0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65Packningstemperatur, °CFigur 47Inverkan av packningstemperatur och emulsionstillsats påpressdraghållfasthet<strong>en</strong>. Initialvatt<strong>en</strong>kvot: 3 % och 1,0-4,0 %emulsion.Komm<strong>en</strong>tarerFöljande noteringar kunde göras utifrån provningarna:• Hålrumshalt<strong>en</strong> minskade med ökad mängd emulsion och högre packningstemperatur• Vid lägre packningstemperatur påverkades hålrumshalt<strong>en</strong> mer av bindemedelshalt<strong>en</strong>än vid högre temperatur• Övre del<strong>en</strong> av provkropp<strong>en</strong> erhöll lägre hålrumshalt (bättre packning) än d<strong>en</strong>undre del<strong>en</strong>• Pressdraghållfasthet<strong>en</strong> blev lägre (på torrlagrade prov) vid inblandning avhögre mängd emulsion• Inverkan av packningstemperatur<strong>en</strong> på pressdraghållfasthet<strong>en</strong> minskademarkant vid inblandning av högre mängd emulsionGyratorisk packning <strong>en</strong>ligt detta förfarande ger markant lägre hålrumshalter änMarshallpackning och något lägre hålrumshalter än statisk packning. Det innebäräv<strong>en</strong> att pressdraghållfasthet<strong>en</strong> blir (något) högre. Vid lägre antal gyratoriskacykler kan hålrumshalterna stämma väl över<strong>en</strong>s med t ex statisk packning ochborrkärnor från väg<strong>en</strong>. I Norge väljs det antal cykler som fås från 97,3 % * torraskrymd<strong>en</strong>sitet<strong>en</strong> vid N max (200 cykler). Det skulle motsvara ca 100-120 cykler(vid rumstemperatur) bero<strong>en</strong>de på packningskurvans lutning.Packningstemperatur<strong>en</strong> har stor inverkan på resultatet vid inblandning av mindremängd emulsion m<strong>en</strong> får allt mindre betydelse vid högre mängd emulsion.Bindemedlets eg<strong>en</strong>skaper blir således mer utslagsgivande med ökad mängdemulsion. Det innebär att packningsförfarandet och temperatur<strong>en</strong> har mindrebetydelse för bindemedelsrikare massor än bindemedelsfattiga. Enligt packningsstudiernavar också de bindemedelsrikare massor mer lättpackade. Som tidigareframkommit (VTI nota 70-1998, Gyratorisk packning – inledande försök) blirprovkropparna bättre packade i överdel<strong>en</strong> av provet jämfört med undre del<strong>en</strong>.Enligt VTIs studier av varma massor fick provkropparna ungefär 2,5 proc<strong>en</strong>t<strong>en</strong>heterlägre hålrum i d<strong>en</strong> övre del<strong>en</strong> av provet.54 VTI notat 1-2001


Ett metodförfarande för kalla och halvvarma massor bör tas fram för både studierav packningskurvan och motståndet i massan samt för tillverkning avprovkroppar. Det förfarande som beskrivits i d<strong>en</strong>na undersökning (och somanvänds i Norge) verkar vara lämpligt som utgångspunkt för <strong>en</strong> metodbeskrivningav gyratorisk packning. Inom CEN-harmonisering<strong>en</strong> finns förslag för varmamassor som äv<strong>en</strong> bör studeras i detta sammanhang.Jämförelse mellan olika packningsmetoder och borrkärnor, provväg SaxånI samband med provvägsförsöket på väg 63, del<strong>en</strong> Yngshyttan – Saxån i östraVärmland (1992) gjordes <strong>en</strong> del omfattande laboratoriestudier på asfaltgranulatetsom utgjordes av gamla ABT-massor. Kalltillverkade återvinningsmassoranvändes till slit- (MABÅ) och bärlager (AGÅ). Emulsionsinblandning<strong>en</strong> lågmellan 0-4,0 %.En jämförande studie gjordes mellan Marshallinstampning (60°C) och statiskpackning (25°C). Äv<strong>en</strong> CKC ingick i d<strong>en</strong> inledande studi<strong>en</strong>. Proverna blandades iHobartblandare <strong>en</strong>ligt det förfarande som finns beskrivet i rapport<strong>en</strong> ochprovkropparna lagrades i 7 dygn vid 60°C innan de analyserades. Resultat<strong>en</strong>framgår av figurerna som följer.Hålrumshalt ,%24,022,020,018,016,014,012,010,08,06,04,02,00,0Figur 48MarshallStatiskKneading Compactor0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0Emulsionskvot ,vikt-%Hålrumshalt<strong>en</strong> som funktion av emulsionskvot<strong>en</strong>. Rv 63, Saxån.VTI notat 1-2001 55


Pressdraghållfasthet ,kPa2000180016001400120010008006004002000Figur 49Marshall, torrMarshall, våtStatisk, torrStatisk, våt0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0Emulsionskvot ,vikt-%Draghållfasthet<strong>en</strong> som funktion av emulsionskvot<strong>en</strong>. Provning påtorrlagrade resp. vatt<strong>en</strong>mättade prov. Rv 63, Saxån.Styvhetsmodul ,MPa80007000600050004000300020001000Marshall, torrStatisk, torr0Figur 500,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0Emulsionskvot ,vikt-%Styvhetsmodul<strong>en</strong> som funktion av emulsionskvot<strong>en</strong>. Rv 63, Saxån.Marshallstabilitet ,kN252015105Marshall, torrStatisk, torr00,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0Emulsionskvot ,vikt-%Figur 51 Stabilitet<strong>en</strong> <strong>en</strong>ligt Marshall som funktion av emulsionskvot<strong>en</strong>. Rv 63,Saxån.56 VTI notat 1-2001


Komm<strong>en</strong>tarerHålrumshalt<strong>en</strong> påverkades markant av packningsmetod. Marshallinstampade proverhöll hålrum på 10–20 %, med det högsta värdet för blandningar av <strong>en</strong>bartgranulat och vatt<strong>en</strong>. Provkroppar tillverkade <strong>en</strong>ligt statisk packning erhöllbetydligt lägre hålrum, 4–11 %. Hålrumshalt<strong>en</strong> minskade med ökad emulsionskvot.Värd<strong>en</strong>a på pressdraghållfasthet<strong>en</strong> påverkades av packningsmetod<strong>en</strong>,bindemedelshalt<strong>en</strong> och av vatt<strong>en</strong>lagring<strong>en</strong>. Provkroppar med statisk packningerhöll högre värd<strong>en</strong> än Marshalltillverkade. Maximal draghållfasthet erhölls vid1–2 % emulsion för Marshallprov och 0–1 % vid statisk packning. Prokropparmed <strong>en</strong>bart vatt<strong>en</strong> och granulat uppvisade oväntat höga värd<strong>en</strong> trots de högstahålrumm<strong>en</strong>.Styvhetsmodul<strong>en</strong> visade ungefär samma resultat som draghållfasthet<strong>en</strong>. Statiskpackning gav de högsta värd<strong>en</strong>a. Ett maximum förelåg vid 1 % emulsion förMarshallpackade prov. Provning<strong>en</strong> gjordes <strong>en</strong>dast på torrlagrade prov.Stabilitet<strong>en</strong> uppvisade samma mönster som övriga hållfasthetsprovningar. Vidlägre bindemedelshalt erhöll prov tillverkade <strong>en</strong>ligt statisk packning markanthögre värd<strong>en</strong> än prov tillverkade <strong>en</strong>ligt Marshall. Vid högre bindemedelshalter varskillnad<strong>en</strong> lit<strong>en</strong>.Skillnad<strong>en</strong> mellan packningsmetoderna var som störst vid lägre bindemedelsinnehållm<strong>en</strong> minskade markant vid högre mängd nytt bindemedel. Vid fetaremassor verkar bindemedlets smörjande inverkan ha större betydelse än hur välpackad massan är.Jämförelse mellan labprovning och borrkärnorI figurerna nedan jämförs resultat<strong>en</strong> mellan laboratorietillverkade provkroppar avblandningar av asfaltgranulat, emulsion och vatt<strong>en</strong> med borrkärnor från väg<strong>en</strong>.Hålrumshalt ,%242220181614121086420MABÅMarshallStatisk packningBorrkärnor 1992Borrkärnor 1994Borrkärnor 1996Borrkärnor 1999AGÅStr.1(2,0%)Str.2(3,0%)Str.3(4,0%)Str.4(1,5%)Str.5(3,0%)Str.6(0%)Figur 52 Jämförelse av hålrumshalt<strong>en</strong> mellan laboratorietillverkade prov ochborrkärnor från väg<strong>en</strong>. Emulsionstillsats<strong>en</strong> inom par<strong>en</strong>tes.VTI notat 1-2001 57


Pressdraghållfasthet ,kPa16001400120010008006004002000Str.1(2,0%)MABÅStr.2(3,0%)MarshallStatisk packningBorrkärnor 1992Borrkärnor 1994Borrkärnor 1996Borrkärnor 1999Str.3(4,0%)Str.4(1,5%)AGÅStr.5(3,0%)Str.6(0%)Figur 53Jämförelse av pressdraghållfasthet mellan laboratorietillverkade provoch borrkärnor från väg<strong>en</strong>. Emulsionstillsats<strong>en</strong> inom par<strong>en</strong>tes.Styvhetsmodul ,MPa7000600050004000300020001000MABÅMarshallStatisk packningBorrkärnor 1992Borrkärnor 1994Borrkärnor 1996Borrkärnor 1999AGÅ0Str.1(2,0%)Str.2(3,0%)Str.3(4,0%)Str.4(1,5%)Str.5(3,0%)Str.6(0%)Figur 54Jämförelse av styvhetsmodul<strong>en</strong> mellan laboratorietillverkade prov ochborrkärnor från väg<strong>en</strong>. Emulsionstillsats<strong>en</strong> inom par<strong>en</strong>tes.Vidhäftningstal ,%160140120100806040MarshallStatisk packningBorrkärnor 1992Borrkärnor 1994Borrkärnor 1996Borrkärnor 1999MABÅAGÅ200Str.1(2,0%)Str.2(3,0%)Str.3(4,0%)Str.4.(1,5%)Str.5(3,0%)Str.6(0%)Figur 55 Jämförelse av beständighet<strong>en</strong> (vidhäftningstalet) mellan laboratorietillverkadeprov och borrkärnor från väg<strong>en</strong>. Emulsionstillsats<strong>en</strong> inompar<strong>en</strong>tes.58 VTI notat 1-2001


Komm<strong>en</strong>tarerSom det framgår av figurerna stämmer resultat<strong>en</strong> mellan borrkärnorna i de flestafall bättre över<strong>en</strong>s med prov tillverkade <strong>en</strong>ligt statisk press än Marshallinstampadeprov, åtminstone det första år<strong>en</strong> och främst för hålrumshalt<strong>en</strong> och pressdraghållfasthet<strong>en</strong>.Marshalltillverkade prov erhåller höga hålrum, långt från de värd<strong>en</strong>som erhölls för borrkärnorna höst<strong>en</strong> 1994. Det är känt att packning<strong>en</strong> vid Marshallförsämras om materialet innehåller vatt<strong>en</strong> pga. fjädrande inverkan närporvatt<strong>en</strong>tryck byggs upp vid stötbelastning<strong>en</strong>. Marshall kan dock bättre beskrivabeläggning<strong>en</strong>s tillstånd initialt (allra första tid<strong>en</strong>) innan trafik<strong>en</strong> packat tillbeläggning<strong>en</strong>.Eftersom eg<strong>en</strong>skaperna med tid<strong>en</strong> förändras (som borrkärnorna visar), till <strong>en</strong>början (i det här fallet under 4 år) sker <strong>en</strong> tillväxt av hållfasthet som dock kanreduceras g<strong>en</strong>om uppkomst av skador (str. 1) eller åldring, så återspeglar inteförprovning<strong>en</strong> hela förloppet som kan ske på väg<strong>en</strong>. De prov som tillverkadesg<strong>en</strong>om statisk packning verkade beskriva tillståndet i beläggning<strong>en</strong> efter förstasommar<strong>en</strong>. De följande år<strong>en</strong> därefter blev hållfastheterna för framför allt torraremassor högre medan de fetare massorna påverkades mindre. D<strong>en</strong> relativaskillnad<strong>en</strong> mellan sträckorna verkar fångas upp på ett bra sätt redan d<strong>en</strong> förstahöst<strong>en</strong> <strong>en</strong>ligt borrkärnorna från 1992.Hålrumshalterna minskade under hela mätperiod<strong>en</strong> (vilket är <strong>en</strong> orsak till atteg<strong>en</strong>skaperna påverkas) och hamnade på mycket låga nivåer för att vara kallamassor. Trots de låga hålrumm<strong>en</strong> så har plastiska de<strong>for</strong>mationer uppträtt <strong>en</strong>dast påsträckan med högst bindemedelsinnehåll. D<strong>en</strong> stora hålrumsförändring<strong>en</strong> medföratt vidhäftningstalet med tid<strong>en</strong> förändrats, framför allt de bindemedelsrikamassorna som erhållit de lägsta hålrumshalterna. Vidhäftningstalet är för bindemedelsrikamassor efter några år högre för borrkärnorna från väg<strong>en</strong> än vidförprovning<strong>en</strong> medan det är tvärtom för de bindemedelsfattiga massorna somerhåller lägre vidhäftningstal med tid<strong>en</strong>. När det gäller beständighet<strong>en</strong> verkarMarshall (trots de höga hålrumm<strong>en</strong>) efterlikna resultatet från väg<strong>en</strong> (efter förstasommar<strong>en</strong>) något bättre än statisk packning som ger lite för låga värd<strong>en</strong>. Sannoliktgynnas testet av Marshallprov av de höga hålrumshalterna (10-19%) som kan geupphov till ett dränerande porsystem. De bättre värd<strong>en</strong>a för borrproverna frånväg<strong>en</strong> (tagna i hjulspår) kan också ha sin orsak i d<strong>en</strong> knådning ochefterkomprimering som trafik<strong>en</strong> åstadkommer på beläggning<strong>en</strong> med följd attbindemedlet med tid<strong>en</strong> till viss del kan diffundera och samverka (ge tjockarebitum<strong>en</strong>hinnor runt st<strong>en</strong>materialet).Inverkan av lagringstid och lagringstemperatur– kompletterande studierI detta avsnitt har lagringstid<strong>en</strong>s och temperatur<strong>en</strong>s betydelse för hållfasthetsutveckling<strong>en</strong>studerats. Proverna är tillverkade <strong>en</strong>ligt statisk packning.Bindemedl<strong>en</strong> utgörs av BE60M/2000 och BE60M/B180. Emulsionsinblandning<strong>en</strong>var 2,0 och 3,5 % medan 3,0 % vatt<strong>en</strong> tillsattes. Lagring<strong>en</strong> har skett vid 40°C ellervid 20-22°C (rumstemperatur). Granulatet härstammade från Eskilstuna.VTI notat 1-2001 59


Pressdraghållfasthet vid10°C, kPa200018001600140012001000800600400200BE60M/2000(2%)BE60M/2000(3,5%)BE60M/B180(2%)BE60M/B180(3,5%)00 20 40 60 80 100Lagringstid vid rumstemp, dygnPressdraghållfasthet vid10°C, kPa20001800160014001200100080060040020000 20 40 60 80 100Lagringstid vid 40°C, dygnBE60M/2000(2%)BE60M/2000(3,5%)BE60M/B180(2%)BE60M/B180(3,5%)Styvhetsmodul vid 10°C,MPa10000900080007000600050004000300020001000BE60M/2000(2%)BE60M/2000(3,5%)BE60M/B180(2%)BE60M/B180(3,5%)00 20 40 60 80 100Lagringstid vid rumstemp, dygnStyvhetsmodul vid 10°C,MPa1000090008000700060005000400030002000100000 20 40 60 80 100Lagringstid vid 40°C, dygnFigur 56a-d Inverkan av lagringstid<strong>en</strong> på pressdraghållfasthet<strong>en</strong> ochstyvhetsmodul<strong>en</strong> vid 10°C.BE60M/2000(2%)BE60M/2000(3,5%)BE60M/B180(2%)BE60M/B180(3,5%)Pressdraghållfasthet, kPa20001800160014001200100080060040020001 dygn7 dygn28 dygn90 dygn2% BE60M/20003,5% BE60M/20002% BE60M/B18022°C 40°C 22°C 40°C 22°C 40°C 22°C 40°CLagringstemperatur3,5% BE60M/B180Styvhetsmodul, MPa1000090008000700060005000400030002000100001 dygn7 dygn28 dygn90 dygn2% BE60M/20003,5% BE60M/20002% BE60M/B18022°C 40°C 22°C 40°C 22°C 40°C 22°C 40°CLagringstemperatur3,5% BE60M/B180Figur 57a-b Inverkan av lagringstemperatur<strong>en</strong> på pressdraghållfasthet<strong>en</strong> ochstyvhetsmodul<strong>en</strong> vid 10°C.Komm<strong>en</strong>tarerVid rumstemperatur ökade hållfasthet<strong>en</strong> under hela lagringstid<strong>en</strong> fram till 90 dygnäv<strong>en</strong> om d<strong>en</strong> relativt största förändring<strong>en</strong> skedde redan efter 7 dygn. Vid förhöjdtemperatur erhölls i flera fall de högsta värd<strong>en</strong>a efter 7 dygn (speciellt vid 2,0 %emulsion) för att sedan minska efter 28 dygn. Trolig<strong>en</strong> har provkropparna medtid<strong>en</strong> omlagrats och påverkats av värm<strong>en</strong> (sjunkit ihop, de var i viss mån sneda).Lagring i 7 dygn vid 40°C gav ungefär motsvarande värd<strong>en</strong> för pressdraghållfasthet<strong>en</strong>som vid 90 dygns lagring vid rumstemperatur. I de flesta fall blevstyvhetsmodul<strong>en</strong> högre vid 7 dygn i 40°C än 90 dygn vid lagring i rumstemperatur,sannolikt bero<strong>en</strong>de på högre grad av bindemedelsåldring.Emulsion<strong>en</strong> med hårdare bindemedel (BE60M/B180) samt blandningarna medlägre bindemedelshalt (2,0 %) uppvisade markant högre värd<strong>en</strong> än motsvarandeblandningar med emulsion baserad på mjukbitum<strong>en</strong> eller högre bindemedelsmängd.60 VTI notat 1-2001


Försök<strong>en</strong> visar att 7 dygns lagring vid 40°C verkar vara lämpligt för d<strong>en</strong> här typ<strong>en</strong>av material. Vid längre lagringstid riskerar provkropp<strong>en</strong> att de<strong>for</strong>meras vilketpåverkar hållfasthet<strong>en</strong> negativt.Inverkan av bindemedelstyp samt tillsatts av cem<strong>en</strong>t ochst<strong>en</strong>materialHårdhet<strong>en</strong> på bindemedlet (basbitum<strong>en</strong>et i emulsion<strong>en</strong>)Det vanligaste är att bitum<strong>en</strong>emulsion baserade på mjukbitum<strong>en</strong> används vid kallåtervinning. BE60M med kinematiska viskositet<strong>en</strong> 2000 eller 2200 har varit d<strong>en</strong>vanligast förekommande emulsion<strong>en</strong> för kall återvinning under 1990-talet. Därförhar d<strong>en</strong>na emulsion varit d<strong>en</strong> dominerande vid VTIs laboratoriestudier. Iblandanvänds äv<strong>en</strong> något hårdare varianter av mjukbitum<strong>en</strong>, t ex BE60M/5000 ochBE60M/10000. Nyrec 630 (baserad på B180) och Nyrec 240 (baserad på B370)har också börjat användas under slutet av 1990-talet. Nyrec-emulsionerna ärutvecklade för kalltillverkade återvinningsmassor av asfalt och främst förbeläggningar där styvare eg<strong>en</strong>skaper (högre krav) eftersträvas, dvs. där krav<strong>en</strong> påstabilitet och lastfördelande förmåga är speciellt stora. Konceptet bygger på attmassan skall vara obrut<strong>en</strong> under blandning, transport samt utläggning och hårdna(bindemedlet skall bryta) först när packning<strong>en</strong> sker på väg<strong>en</strong>. På så sätt skallmassan (konsist<strong>en</strong>s<strong>en</strong>) vara hanterbar vid utläggning<strong>en</strong> och packning<strong>en</strong>, vilket ärviktigt för emulsionsmassor innehållande hårdare bindemedel som annars riskeraratt bli styva.I följande avsnitt redovisa resultat<strong>en</strong> från förprovningar där hårdare bindemedelän BE60M/2000 eller 2200 använtsProvvägsförsök på väg 583, Ljusne – Sandarne, Hälsingland (1998)Utifrån erhållna granulatprov, st<strong>en</strong>material och bindemedel tillverkades provkropparmed varierande sammansättning (olika recept) som testades <strong>en</strong>ligtföljande:Provberedning• klumpar >22 mm togs bort eller sönderdelades• blandning i Hobart vid rumstemperatur• statisk packning vid rumstemperatur• lagring i 7 dygn vid 40°CBindemedel• BE60M/5000• Nyrec 630Recept• vatt<strong>en</strong>: 3,0 %• st<strong>en</strong>material, 10 % 8-11 mm• granulat, 90 %• emulsionskvot: 2,0, 3,0 och 4,0 vikt-%• antal prov per bindemedelstyp: 3*6 = 18 st (6 prov per blandning)VTI notat 1-2001 61


Hålrumshalt<strong>en</strong> bestämdes g<strong>en</strong>om vatt<strong>en</strong>metod<strong>en</strong> (metod för tät asfalt) och medskjutmått (metod för öpp<strong>en</strong> asfalt). Resultat<strong>en</strong> framgår av figurerna nedan.Hålrumshalt, %20181614121086420Nyrec 240 Nyrec 6302,0 3,0 4,0 2,0 3,0 4,0 2,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %FAS 448FAS 427BE60M/5000Pressdraghållfasthet, kPa1400120010008006004002000Nyrec 240Nyrec 6302,0 3,0 4,0 2,0 3,0 4,0 2,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %Våta proverTorra proverBE60M/5000Vidhäftningstal, %1009080706050403020100Nyrec 240 Nyrec 630 BE60M/50002,0 3,0 4,0 2,0 3,0 4,0 2,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %Styvhetsmodul, MPa100009000800070006000500040003000200010000Nyrec 240 Nyrec 6302,0 3,0 4,0 2,0 3,0 4,0 2,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %BE60M/5000Marshallstabilitet (25°C), kN2824201612840Nyrec 240 Nyrec 630BE60M/50002,0 3,0 4,0 2,0 3,0 4,0 2,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %Figur 58a-e De undersökta eg<strong>en</strong>skaperna hos laboratorietillverkade prov. Väg583, Ljusne. Observera att det inte gick att tillverka prover med 4,0% Nyrec.Komm<strong>en</strong>tarerHålrumshalt<strong>en</strong> påverkades markant av vilk<strong>en</strong> metod som används vidbestämning<strong>en</strong>. Används skjutmått hamnade hålrumshalt<strong>en</strong> ca 4 proc<strong>en</strong>t<strong>en</strong>heteröver vatt<strong>en</strong>metod<strong>en</strong> (proverna vägs i vatt<strong>en</strong>). D<strong>en</strong> verkliga hålrumshalt<strong>en</strong> (halt<strong>en</strong>instängda porer) ligger sannolikt mellan de båda metoderna, i detta fall då på8-12 vol-%. Nyrec-massorna uppvisade något högre hålrumshalter änBE60M/5000 och hålrumshalterna t<strong>en</strong>derar att minska med ökad bindemedelshalt.Studeras hållfasthet<strong>en</strong> erhölls de högsta värd<strong>en</strong>a med Nyrec 630 följt av Nyrec240 och inte oväntat uppvisade BE60M/5000 lägre värd<strong>en</strong> på pressdraghållfasthetoch styvhetsmodul. Blandningarna med 2,0 eller 3,0 % emulsiongav de högsta värd<strong>en</strong>a. I de flesta fall låg hållfastheterna på höga nivåer för attvara kalla återvinningsmassor. Styvhetsmodul<strong>en</strong> för Nyrec 630 låg mellan 7000-8000 MPa och pressdraghållfasthet<strong>en</strong> över 1000 kPa. Det innebär nivåer somnärmar sig AG-massa. Äv<strong>en</strong> BE60M/5000 gav ovanligt höga värd<strong>en</strong>, styvhets-62 VTI notat 1-2001


moduler på 3500-6000 och pressdraghållfastheter på 600-750 kPa bero<strong>en</strong>de påprovblandning. Vid 4,0 % inblandning av Nyrec fick massan flytande eg<strong>en</strong>skaperoch provkroppar gick ej att tillverka.Studeras stabilitet<strong>en</strong> erhölls också höga värd<strong>en</strong>, speciellt för Nyrec-massorna.Nyrec 240 gav ungefär samma resultat som Nyrec 630 med värd<strong>en</strong> på 18-22 kN.BE60M/5000 erhöll lägre stabilitet m<strong>en</strong> värd<strong>en</strong>a var ändå förhållandevis bra,12-18 kN.Beständighet<strong>en</strong> låg på bra nivåer med vidhäftningstal för Nyrec-blandningarna på72-87 % och för BE60M/5000 på 66-83 %. I två fall av tre ökade vidhäftningstaletmed ökad mängd bindemedel. Äv<strong>en</strong> draghållfastheterna bestämda påvatt<strong>en</strong>lagrade prov gav förhållandevis höga värd<strong>en</strong>, i allmänhet över 500 kPa.Provning<strong>en</strong> gav överlag höga hållfastheter och acceptabel beständighet församtliga provblandningar. Hålrumshalterna låg på normala nivåer för kallåtervinning m<strong>en</strong> var oväntat höga för Nyrec-massorna (högre än för konv<strong>en</strong>tionellemulsion) med tanke på att massorna vid blandning<strong>en</strong> visade t<strong>en</strong>d<strong>en</strong>ser tillflytande eg<strong>en</strong>skaper. Vid blandning<strong>en</strong> användes <strong>en</strong> degblandare (Hobart, dockmed kortare blandningstid) och det är möjligt att d<strong>en</strong> bearbetade massan för hårt.En kompletterande provning bör göras med så skonsam blandning som möjligt(lägre blandningstid och varvtal på blandararmarna).Provvägsförsök på väg 90, Lunde – Gustavsvik, Ångermanland (1998)I samband med ombyggnad<strong>en</strong> av E4 och väg 90 i Ångermanland har gamlabeläggningsmassor använts till återvinning i bär- och bindlager på väg 90, etapp<strong>en</strong>Lunde - Gustavsvik. Återvinningsmassorna kom från gamla E4:an, söder och norrom Höga Kust<strong>en</strong>bron. D<strong>en</strong> teknik som valdes för ordinarie beläggning varhalvvarm återvinning i verk. Cirka 2 % bindemedel blandades in i granulatet.I syfte att följa upp återvinningsbeläggningarna på väg 90, m<strong>en</strong> äv<strong>en</strong> studeraalternativa metoder, såsom kall återvinning och nytillverkad varm massa, lades ettantal provsträckor in i vägobjektet.För att bedöma de gamla asfaltmassornas lämplighet och äv<strong>en</strong> ta framarbetsrecept till de olika sträckorna gjordes i flera steg, relativt omfattandelabprovningar.Förprovning<strong>en</strong> visade att det på ett tidigt stadium kan vara svårt att erhållarepres<strong>en</strong>ativa prov på returasfalt som behövs både för karakterisering av de gamlaasfaltmassorna och för proportionering av ny återvinningsmassa. De gamlaasfaltmassorna bestod av <strong>en</strong> rad olika asfaltlager (äv<strong>en</strong> grus) som gav ett materialmed varierande sammansättning, vilket naturligtvis försvårade förutsättningarnaför både labprovning<strong>en</strong> och tillverkning<strong>en</strong> av massor. Trots detta har <strong>en</strong> braöver<strong>en</strong>sstämmelse erhållits mellan de olika förundersökningarna (två styck<strong>en</strong>).Förprovning<strong>en</strong> på laboratoriet omfattade tester av returasfalt (både borrkärnor ochframkrossat granulat), proportionering av återvinningsmassa g<strong>en</strong>om tester avVTI notat 1-2001 63


mekaniska eg<strong>en</strong>skaper och beständighet för både kalla och halvvarmaåtervinningsmassor. I detta avsnitt redovisas resultat<strong>en</strong> från proportionering avkalla återvinningsmassor medan d<strong>en</strong> halvvarma återvinning<strong>en</strong> redovisas under detavsnitt som behandlar halvvarm återvinning.Fakta om provblandningar:Typ av bindemedel: BE60M/2000 Nyrec 630Granulat: Förkrossat FörkrossatTillsats av st<strong>en</strong>material: Nej NejBlandningstemp.: Rumstemp. Rumstemp.Lagring vid 40°C: 7 dygn 7 dygnTillsats av emulsion: 2.0, 2.5, 3.0 % 2.0, 2.5, 3.0 %Tillsats av vatt<strong>en</strong>: 3 % 3 %Resultat<strong>en</strong> redovisas i figur 59.Hålrumshalt, %1614121086420BE 60M/ 2 000 Nyrec 6302,0 2,5 3,0 2,0 2,5 3,0Emulsionstillsats, %Pressdraghållfasthet ,kPa8007006005004003002001000Torra proverVåta proverBE 60M/ 2 000Nyrec 6302,0 2,5 3,0 2,0 2,5 3,0Emulsionstillsats, %Vidhäftningstal, %100908070605040302010BE 60M/ 2 000 Nyrec 630Styvhetsmodul, MPa30002500200015001000500BE 60M/ 2 000 Nyrec 63002,0 2,5 3,0 2,0 2,5 3,002,0 2,5 3,0 2,0 2,5 3,0Emulsionstillsats, %Emulsionstillsats, %1614BE 60M/ 2 000 Nyrec 630M-stabilitet, kN1210864202,0 2,5 3,0 2,0 2,5 3,0Emulsionstillsats, %Figur 59a-e De undersökta eg<strong>en</strong>skaperna hos laboratorietillverkade prov.Väg 90, Lunde - Gustavsvik.Komm<strong>en</strong>tarerHålrumshalterna hamnade för de kallblandade massorna på 9-12 vol-%, med delägsta värd<strong>en</strong>a för blandningarna med högst bindemedelsinnehåll. Ing<strong>en</strong> störreskillnad förelåg i detta avse<strong>en</strong>de mellan BE60M/2000 och Nyrec 630.64 VTI notat 1-2001


Nyrecmassorna erhöll högre stabilitet, styvhetsmodul och pressdraghållfasthet(effekt av det hårdare bindemedlet) och skillnad<strong>en</strong> var som störst vid 2,5-3,0 %emulsionsinblandning (mer än 100 % i vissa fall). Äv<strong>en</strong> i detta fall ökadevidhäftningstalet med högre bindemedelsinblandning. För båda emulsionerna lågvidhäftningstal<strong>en</strong> på <strong>en</strong> bra nivå. Jämfört med halvvarm återvinning lågbeständighet<strong>en</strong> något lägre för de kallblandade massorna.För de kalla emulsionsmassorna erhöll prov<strong>en</strong> av Nyrec bättre hållfasthet än demed BE60M/2000 och av d<strong>en</strong> anledning<strong>en</strong> valdes Nyrec till d<strong>en</strong> kallarefer<strong>en</strong>ssträckan, delvis bero<strong>en</strong>de på d<strong>en</strong> höga trafikmängd<strong>en</strong> på väg 90.Inverkan av bindemedelstyp – Granulat från EskilstunaI detta avsnitt redovisas <strong>en</strong> sammanställning av tester på asfaltgranulat frånEskilstuna. Syftet var att studera inverkan av bitum<strong>en</strong>hårdhet hos emulsion<strong>en</strong>.Proverna är tillverkade och lagrade <strong>en</strong>ligt standardförfarandet på VTI för kallaåtervinningsmassor:Provberedning (normalt förfarande)• klumpar >22 mm togs bort eller sönderdelades• blandning i Hobart vid rumstemperatur• statisk packning vid rumstemperatur• lagring i 7 dygn vid 40°CBindemedel• BE60M/2000• BE60M/B180Recept• vatt<strong>en</strong>: 3,0 %• granulat: 100 %• emulsionskvot: 1,0, 2,0, 3,0 3,5 eller 4,0 vikt-%Hålrumshalt, %20,018,016,014,012,010,08,06,04,02,00,01 2 3 4Emulsionstillsats, %BE 60M / 2000BE 60M / B180Pressdraghållfasthet, kPa120010008006004002000BE 60M / 2000BE 60M / B1801 2 3 4Emulsionstillsats, %Figur 60a-b Inverkan av bindemedelstyp på hålrumshalt och pressdraghållfasthet.Resultat<strong>en</strong> kommer från <strong>en</strong> mer omfattande studie därinverkan av konditionering studeras. Dessa serier är konditioneradeoch provade <strong>en</strong>ligt standardförfarande. Granulat från Eskilstuna.VTI notat 1-2001 65


Hålrumshalt, %201816141210864203,0 % emulsionBE60M/2000BE60M/B180Pressdraghållfasthet, kPa1200100080060040020003,0 % emulsionBE60M/2000BE60M/B180Vidhäftningstal, %10090807060504030201003,0 % emulsionBE60M/2000BE60M/B180Styvhetsmodul, MPa50004500400035003000250020001500100050003,0 % emulsionBE60M/2000BE60M/B180Marshallstabilitet, kN201816141210864203,0 % emulsionBE60M/2000BE60M/B180Figur 61a-e Inverkan av bindemedelstyp på provernas eg<strong>en</strong>skaper vid 3,0%emulsionstillsats. Resultat<strong>en</strong> kommer från <strong>en</strong> mer omfattande studiemed inblandning av cem<strong>en</strong>t där dessa serier är refer<strong>en</strong>sprov.Granulat från Eskilstuna.Marshallstabilitet, kN2220181614121086420Figur 62+25°C1,0 2,0 3,0 4,0 1,0 2,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %BE60M/2000BE60M/B180+40°CInverkan av bindemedelstyp på marshallstabilitet<strong>en</strong> vid två olikaprovningstemperaturer. Resultat<strong>en</strong> kommer från <strong>en</strong> studie därmarshallstabilitet<strong>en</strong>s temperaturbero<strong>en</strong>de studerades. Granulat frånEskilstuna.66 VTI notat 1-2001


Komm<strong>en</strong>tarerHållfastheterna påverkades markant av bindemedlets hårdhet och vid högrebindemedelsinblandning kan skillnad<strong>en</strong> vara stor (mer än 100 %).Vid högre bindemedelsinblandning blev hålrumshalterna något större förprovkropparna innehållande BE60M/B180 jämfört med BE60M/2000. I övrigt varskillnad<strong>en</strong> lit<strong>en</strong>.Vid samma bindemedelshalt erhöll provet med BE60M/B180 lägre vidhäftningstaltrots oförändrat hålrum. När hårdare bitum<strong>en</strong> används kan merbindemedel inblandas utan att stabilitet<strong>en</strong> blir kritisk vilket kan förbättrabeständighet<strong>en</strong> (och utmattningsmotståndet) hos materialet. Det är också viktigtatt tillägga att emulsion innehåller vidhäftningsbefrämjande tillsatser.Inverkan av bindemedelstyp – Granulat från ByringeI detta avsnitt redovisas <strong>en</strong> sammanställning av tester på asfaltgranulat frånByringe. Syftet var att studera skillnad<strong>en</strong> mellan BE60M/2000 ochBE60M/10000, dvs. <strong>en</strong> mjukare och hårdare variant av emulsioner baserade påmjukbitum<strong>en</strong>. Proverna är tillverkade och lagrade <strong>en</strong>ligt standardförfarandet påVTI för kalla återvinningsmassor.Bindemedel• BE60M/2000• BE60M/10000Recept• vatt<strong>en</strong>: 3,0 %• granulat: 100 %• emulsionskvot: 1,0, 2,0, 2,5, 3,0 vikt-%VTI notat 1-2001 67


Hålrumshalt, %201816141210864201,0 2,0 2,5 3,0Emulsionstillsats, %BE60M/2000BE60M/10000Pressdraghållfasthet, kPa100090080070060050040030020010001,0 2,0 2,5 3,0Emulsionstillsats, %BE60m/2000BE60m/10000Vidhäftningstal, %10090807060504030201001,0 2,0 2,5 3,0Emulsionstillsats, %BE60m/2000BE60m/10000Styvhetsmodul, MPa400035003000250020001500100050001,0 2,0 2,5 3,0Emulsionstillsats, %BE60m/2000BE60m/10000Marshallstabilitet, kN30252015105BE60m/2000BE60m/1000001,0 2,0 2,5 3,0Emulsionstillsats, %Figur 63a-e Inverkan av bindemedelshårdhet på eg<strong>en</strong>skaperna pålaboratorietillverkade prov. Granulat från Byringe.Komm<strong>en</strong>tarerDet är främst hållfastheterna som påverkades av bindemedlets hårdhet m<strong>en</strong> i olikagrad bero<strong>en</strong>de på mängd<strong>en</strong> inblandad emulsion. Vid låg inblandning uppvisadeBE60M/2000 högre värd<strong>en</strong> för pressdraghållfasthet<strong>en</strong> och styvhetsmodul<strong>en</strong>. Iövrigt erhöll proverna med BE60M/10000 högre värd<strong>en</strong> än de med d<strong>en</strong> mjukareBE60M/2000. Vid 3,0 % inblandning av emulsion var skillnad<strong>en</strong> som störstmellan de två emulsionerna.Ing<strong>en</strong> tydlig effekt på hålrumshalt<strong>en</strong> eller vidhäftningstalet förelåg i detta fallmellan emulsion baserad på ”mjukare” eller ”hårdare” mjukbitum<strong>en</strong>.Försök<strong>en</strong> visar att vid användning av emulsion baserad på något hårdare bitum<strong>en</strong>kan högre hållfastheter erhållas på beläggning<strong>en</strong> vilket kan vara viktigt på vägarmed högre trafik. Samtidigt blir beläggning<strong>en</strong> styvare och därför mindre flexibeloch därmed mindre lämplig för vägar med låg och ojämn bärighet.Inblandning av st<strong>en</strong>materialEffekt<strong>en</strong> av st<strong>en</strong>materialinblandning på två typer av asfaltgranulat har studerats. Idet <strong>en</strong>a fallet hade granulatet måttligt innehåll av grovt st<strong>en</strong>material (ABT,68 VTI notat 1-2001


Vällsta) medan det andra granulatet (ABS, Vikan) hade förhållandevis hög andelav grövre st<strong>en</strong>material. Det inblandade st<strong>en</strong>materialet, 15 % av fraktion 8-16 mm,utgjordes krossat berg. Bindemedlet utgjordes i båda fall<strong>en</strong> av BE60M/2000 ochproverna tillverkades g<strong>en</strong>om statisk packning. Lagringstid<strong>en</strong> var 7 dygn vid 40°C.Hålrumshalt, %16,014,012,010,08,06,04,02,00,0BE60M/2000+15% st<strong>en</strong> 8-16mmutan st<strong>en</strong>2,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %Pressdraghållfasthet, kPa8007006005004003002001000BE60M/2000+15% st<strong>en</strong> 8-16mmutan st<strong>en</strong>2,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %Styvhetsmodul vid 10°C,MPa40003500300025002000150010005000BE60M/2000+15% st<strong>en</strong> 8-16mmutan st<strong>en</strong>2,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %Marshallstabilitet (25°C), kN2520151050BE60M/2000+15% st<strong>en</strong> 8-16mmutan st<strong>en</strong>2,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %Vidhäftningstal, %12010080604020BE60M/2000+15% st<strong>en</strong> 8-16mmutan st<strong>en</strong>02,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %Figur 64a-e Effekt<strong>en</strong> av st<strong>en</strong>materialinblandning i ett ABT-granulat.VTI notat 1-2001 69


Hålrumshalt, %18,016,014,012,010,08,06,04,02,0BE60M/2000+15% st<strong>en</strong> 8-16mmutan st<strong>en</strong>Pressdraghållfasthet, kPa700600500400300200100BE60M/2000+15% st<strong>en</strong> 8-16mmutan st<strong>en</strong>0,02,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %02,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %Styvhetsmodul vid 10°C,MPa2000180016001400120010008006004002000BE60M/2000+15% st<strong>en</strong> 8-16mmutan st<strong>en</strong>2,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %Marshallstabilitet (25°C), kN121086420BE60M/2000+15% st<strong>en</strong> 8-16mmutan st<strong>en</strong>2,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %120Vidhäftningstal, %100806040200BE60M/2000+15% st<strong>en</strong> 8-16mmutan st<strong>en</strong>2,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %Figur 65a-e Effekt<strong>en</strong> av st<strong>en</strong>materialinblandning i ett ABS-granulat.Komm<strong>en</strong>tarerI båda fall<strong>en</strong> blev hålrumshalterna högre vid st<strong>en</strong>materialinblandning<strong>en</strong>. Störsteffekt erhölls på det st<strong>en</strong>rika granulatet med upp mot 5 proc<strong>en</strong>t<strong>en</strong>heter högrehålrumshalt jämfört med ca 2 proc<strong>en</strong>t<strong>en</strong>heter för ABT-granulatet.Pressdraghållfasthet<strong>en</strong> och styvhetsmodul<strong>en</strong> blev i båda fall<strong>en</strong> lägre g<strong>en</strong>ominblandning<strong>en</strong> av st<strong>en</strong>material och störst effekt erhölls vid lägre bindemedelsinblandning.Äv<strong>en</strong> Marshallstabilitet<strong>en</strong> blev för de flesta provblandningarna lägr<strong>en</strong>är st<strong>en</strong>material blandades in. Vid inblandning av 4,0 % emulsion var skillnad<strong>en</strong>lit<strong>en</strong> (Vällsta) eller omvänd (Vikan), dvs. högre stabilitet erhölls g<strong>en</strong>ommakadaminblandning<strong>en</strong>.I båda fall<strong>en</strong> förbättrades också vatt<strong>en</strong>känslighet<strong>en</strong> g<strong>en</strong>om inblandning<strong>en</strong> avst<strong>en</strong>material i granulatet. Samtliga provblandningar uppvisade högrevidhäftningstal när makadam tillsattes. Det något oväntade resultatet måste vara<strong>en</strong> effekt av de högre hålrumshalterna som uppmättes. Vid högre hålrumshalterbildas sammanhängande och dränerande porsystem som gör att vatt<strong>en</strong> inte blirstå<strong>en</strong>de i materialet. Dränasfalt brukar erhålla bra vidhäftningstal m<strong>en</strong> med tid<strong>en</strong>blir bindemedelsåldring<strong>en</strong> kritisk för öppnare beläggningar som därför får sämrehållbarhet än tätare asfalt. Om hålrumshalterna hamnar på relativt höga nivåer på70 VTI notat 1-2001


väg<strong>en</strong> bör <strong>en</strong> försegling eller ytbehandling övervägas för kalla återvinningsmassor.En annan effekt av st<strong>en</strong>materialinblandning kan vara att bindemedelshalt<strong>en</strong> blirhögre i bruksdel<strong>en</strong> vilket resultat<strong>en</strong> tyder på. Makadam<strong>en</strong> absorberarförhållandevis lite av bindemedlet och emulsion<strong>en</strong> söker sig främst till de finarefraktionerna. Vid okulär besiktning av återvinningsbeläggningar eller påprovkroppar där st<strong>en</strong>material inblandats brukar makadampartiklarna (i ytan) ha <strong>en</strong>låg täckningsgrad av bitum<strong>en</strong> och st<strong>en</strong>lossning kan därför förekomma. Det bästaär om makadam<strong>en</strong> täcks med emulsion (bitum<strong>en</strong>) innan d<strong>en</strong> inblandas i granulateteller massan. Vissa verk har d<strong>en</strong>na möjlighet (inblandning i flera steg). Med tankepå resultat<strong>en</strong> bör makadaminblandning främst användas på bindemedelrikagranulat eller om <strong>en</strong> högre emulsionsinblandning eftersträvas. När flexiblaeg<strong>en</strong>skaper eftersträvas kan makadam inblandas eftersom lagret blir mindre styvtm<strong>en</strong> om hålrumshalterna hamnar högt bör ytan förseglas.Tillsats av <strong>en</strong> mindre mängd cem<strong>en</strong>tI d<strong>en</strong>na undersökning redovisas <strong>en</strong> sammanställning av <strong>en</strong> undersökning somutförts på granulat från Eskilstuna. Undersökning<strong>en</strong> syftade till att undersökainverkan av cem<strong>en</strong>tinblandning i kalla återvinningsmassor.Provberedning• klumpar >22 mm togs bort eller sönderdelades• blandning i Hobart vid rumstemperatur• statisk packning vid rumstemperatur• lagring i 7 dygn vid 40°CBindemedel• BE60M/2000• BE60M/B180• Cem<strong>en</strong>t (Standard Portland Cem<strong>en</strong>t)Recept• vatt<strong>en</strong>: 3,0 %• granulat: 100 %• bindemedelskvot: 3,0 % emulsion, 2,0 % emulsion + 1,5 % cem<strong>en</strong>t eller 3,0 %emulsion + 2,0 % cem<strong>en</strong>t (vikt-%)VTI notat 1-2001 71


Hålrumshalt, %20,018,016,014,012,010,08,06,04,02,00,03,0 BE 2,0 BE + 1,5 C 3,0 BE + 2,0 CBindemedelstillstats (C=cem<strong>en</strong>t), %BE60M/2000BE60M/B180Pressdraghållfasthet, kPa1200100080060040020003,0 BE 2,0 BE + 1,5 C 3,0 BE + 2,0 CBindemedelstillstats (C=cem<strong>en</strong>t), %BE60M/2000BE60M/B180Vidhäftningstal, %1009080706050403020100BE60M/2000BE60M/B1803,0 BE 2,0 BE + 1,5 C 3,0 BE + 2,0 CBindemedelstillstats (C=cem<strong>en</strong>t), %Styvhetsmodul, MPa6000500040003000200010000BE60M/2000BE60M/B1803,0 BE 2,0 BE + 1,5 C 3,0 BE + 2,0 CBindemedelstillstats (C=cem<strong>en</strong>t), %Marshallstabilitet, kN25,020,015,010,05,0Obs! 23,5°CBE60M/2000BE60M/B1800,03,0 BE 2,0 BE + 1,5 C 3,0 BE + 2,0 CBindemedelstillstats (C=cem<strong>en</strong>t), %Figur 66a-e Inverkan av cem<strong>en</strong>tinblandning på eg<strong>en</strong>skaperna hos provkroppar.Granulat från Eskilstuna.Komm<strong>en</strong>tarerCem<strong>en</strong>ttillsats<strong>en</strong> påverkade framför allt styvhetsmodul<strong>en</strong> och vidhäftningstaletm<strong>en</strong> äv<strong>en</strong> stabilitet<strong>en</strong> och detta gällde för de båda typerna av emulsion,BE60M/2000 och BE60M/B180. Skillnad<strong>en</strong> mellan 1,5 och 2,0 % cem<strong>en</strong>tinblandningvar i de flesta fall lit<strong>en</strong>. Vidhäftningstal<strong>en</strong> låg vid 2,0 proc<strong>en</strong>tscem<strong>en</strong>tinblandning på 90 % för de båda emulsionerna jämfört med 58-63 % utaninblandning av cem<strong>en</strong>t. Hålrumshalt<strong>en</strong> och pressdraghållfasthet<strong>en</strong> påverkades int<strong>en</strong>ämnvärt av cem<strong>en</strong>t<strong>en</strong>. Normalt brukar <strong>en</strong> bra korrelation erhållas mellanstyvhetsmodul och pressdraghållfasthet m<strong>en</strong> tydlig<strong>en</strong> inte i detta fall.Provningarna har gjorts på samma provkroppar.Provningarna visar att <strong>en</strong> mindre mängd cem<strong>en</strong>t kan förbättra beständighet<strong>en</strong> hoskalla återvinningsmassor och samtidigt höja d<strong>en</strong> lastfördelande förmågan ochstabilitet<strong>en</strong> hos beläggning<strong>en</strong>.72 VTI notat 1-2001


HålrumshaltI detta avsnitt ges <strong>en</strong> sammanställning över hålrumshalter i provkroppar av kallaåtervinningsmassor tillverkade på laboratoriet g<strong>en</strong>om statisk packning.Lagringstid<strong>en</strong> är 7 dygn vid 40°C. Undersökningarna avser provblandningar medvarierande mängd emulsion och flera olika typer av emulsioner samt ett stort antalgranulat. Resultat<strong>en</strong> har delats upp efter mängd<strong>en</strong> emulsion som inblandats igranulatet och efter det totala bindemedelsinnehållet. I de flesta fall har 3,0 %vatt<strong>en</strong> inblandats i granulatet.Hålrumshalt, %Hålrumshalt, %2018161412108642020181614121086420SaxånBommersvik 3SaxånBommersvik 3Lunde1,0 % EmulsionByringeByringeEskilstunaEskilstunaGranulat3,0 % EmulsionByringeLjusneLundeVällstaByringeVikanEskilstunaGranulat1,7 % Emulsion1,5 % EmulsionByringeByringeLjusneByringeVällstaEskilstunaEskilstunaEskilstunaVikanLjusneHålrumshalt, %Hålrumshalt, %2018161412108642020181614121086420SaxånBommersvik 3VikanByringe3,5 % EmulsionEskilstunaEskilstuna2,0 % Emulsion 2,5 % EmulsionLjusneLundeByringeLundeVällstaByringeLjusneEskilstunaEskilstunaSaxånVikanGranulatVällstaByringeGranulatEskilstunaVällstaLjusneEskilstunaVikanEskilstuna4,0 % EmulsionLjusneVällstaLundeLundeByringeByringeEskilstunaVikanFigur 67a-d Inverkan av emulsionsmängd<strong>en</strong> på hålrumshalt<strong>en</strong>. Olika typer avemulsioner förekommer i provningarna.16,014,0Hålrumshalt, %12,010,08,06,04,02,00,01,0 1,5 1,7 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0Emulsionstillsats, %Figur 68 Inverkan av emulsionsmängd<strong>en</strong> på hålrumshalt<strong>en</strong>. Medelvärd<strong>en</strong> frånsamtliga objekt. Antalet prov per stapel varierar samt olika typer avemulsioner förekommer(med både mjukare och hårdare bitum<strong>en</strong>).VTI notat 1-2001 73


16,014,0Hålrumshalt, %12,010,08,06,04,02,00,05,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0Totalt bindemedelsinnehåll, %Figur 69 Inverkan av det totala bindemedelsinnehållet (gammalt + nytt bitum<strong>en</strong>)på hålrumshalt<strong>en</strong>. Antalet prov per punkt varierar. Spridning<strong>en</strong> förhålrumshalt<strong>en</strong> vid de olika bindemedelshalterna kan också vara stora. Ifigur<strong>en</strong> redovisas medelvärd<strong>en</strong> från 1-18 dubbelprov per punkt.Komm<strong>en</strong>tarerHålrumshalterna påverkas markant av mängd<strong>en</strong> emulsion som inblandas igranulatet och av det totala bindemedelsinnehållet i massan. Vid högre bindemedelsinnehållminskar hålrumshalt<strong>en</strong> och spännvidd<strong>en</strong> i undersökningarna liggermellan 3-17 vol-%. I de flesta fall ligger hålrumshalterna mellan 8-12 vol-%.Som det framgår av figur 69 föreligger ett bra samband mellan totalabindemedelsinnehållet och hålrumshalt<strong>en</strong>. Förutom andel<strong>en</strong> bindemedel i massanverkar hålrumshalt<strong>en</strong> också påverkas av st<strong>en</strong>halt<strong>en</strong>. I de fall höga hålrumuppmätts har andel<strong>en</strong> grövre partiklar (st<strong>en</strong>material eller granulat) varitförhållandevis högt. Försök<strong>en</strong> med st<strong>en</strong>materialinblandning gav också högrehålrumshalter.Förutom massans sammansättning och packning<strong>en</strong> påverkas hålrumshalt<strong>en</strong> avvilk<strong>en</strong> metod som används vid bestämning<strong>en</strong> av skrymd<strong>en</strong>sitet. Valet av metodpåverkas av i vilket intervall hålrumshalt<strong>en</strong> ligger inom. På prov med högrehålrum (>7 vol-%) skall FAS-metod 411 eller 448 användas. I praktik<strong>en</strong> användsmetod 448 mest, dvs. provkropparnas diameter och höjd mäts med skjutmått förberäkning av volym och bestämning av skrymd<strong>en</strong>sitet. Vid paraffinmetod<strong>en</strong> är detmycket svårt att använda provkropparna till andra tester eftersom paraffinet ärsvår att få bort från provet. På prov med lägre hålrum (


Hålrumshalt, %20181614121086420Nyrec 240 Nyrec 6302,0 3,0 4,0 2,0 3,0 4,0 2,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %FAS 448FAS 427BE60M/5000Figur 70 Bestämning av hålrumshalt <strong>en</strong>ligt FAS-metoderna 448 och 427.Asfaltgranulat från Ljusne. Proportionering <strong>en</strong>ligt VTIsstandardförfarande.VTI notat 1-2001 75


PressdraghållfasthetI detta avsnitt ges <strong>en</strong> sammanställning över pressdraghållfasthet<strong>en</strong> (FAS 449,10°C) på provkroppar tillverkade av kalla återvinningsmassor <strong>en</strong>ligt VTIsstandardförfarande. Undersökningarna avser provblandningar med varierandemängd emulsion och flera olika typer av emulsioner samt ett stort antal granulat.Resultat<strong>en</strong> har delats upp efter mängd<strong>en</strong> emulsion som inblandats i granulatet ochefter det totala bindemedelsinnehållet. I de flesta fall har 3,0 % vatt<strong>en</strong> inblandats igranulatet.Bild 10Bestämning av pressdraghållfasthet.Pressdraghållfasthet, kPaPressdraghållfasthet, kPa12001000800600400200012001000800600400200Eskilstuna0LundeByringe1,0 % EmulsionEskilstunaByringeBommersvik 3SaxånGranulat1,5 % EmulsionByringe2,5 % Emulsion 3,0 % EmulsionLundeVikanEskilstunaVällstaByringeBommersvik 3GranulatLunde1,7 % EmulsionByringeEskilstunaByringeLjusnePressdraghållfasthet, kPaPressdraghållfasthet, kPa120010008006004002000120010008006004002000LundeVikanEskilstuna3,5 % EmulsionByringeEskilstunaEskilstunaEskilstunaEskilstuna2,0 % EmulsionEskilstunaEskilstunaVikanVällstaByringeLundeSaxånLjusneGranulatVikanByringeGranulat4,0 % EmulsionVällstaByringeEskilstunaBommersvik 3EskilstunaEskilstunaLjusneLjusneEskilstunaVikanVällstaVällstaSaxånLjusneEskilstunaFigur 71a-d Inverkan av emulsionsmängd<strong>en</strong> på pressdraghållfastheternas(10°C). Olika typer av emulsioner förekommer i provningarna.76 VTI notat 1-2001


Pressdraghållfasthet, kPa90080070060050040030020010001,0 1,5 1,7 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0Emulsionstillsats, %Figur 72 Inverkan av emulsionsmängd<strong>en</strong> på pressdraghållfasthet<strong>en</strong> (10°C).Medelvärd<strong>en</strong> från samtliga objekt. Antalet prov per stapel varierarsamt olika typer av emulsioner förekommer(med både mjukare ochhårdare bitum<strong>en</strong>).Pressdraghållfasthet, kPa90080070060050040030020010005,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0Totalt bindemedelsinnehåll, %Figur 73 Inverkan av det totala bindemedelsinnehållet (gammalt + nytt bitum<strong>en</strong>)på pressdraghållfasthet<strong>en</strong>. Antalet prov per punkt varierar. Spridning<strong>en</strong>för pressdraghållfasthet<strong>en</strong> vid de olika bindemedelshalterna kan varastora. I figur<strong>en</strong> redovisas medelvärd<strong>en</strong> från 1-19 dubbelprov per punkt.1614Hålrumshalt, %121086420400 500 600 700 800Pressdraghållfasthet, kPaFigur 74 Sambandet mellan pressdraghållfasthet och hålrumshalt.VTI notat 1-2001 77


Komm<strong>en</strong>tarerI de flesta fall minskar pressdraghållfasthet<strong>en</strong> med ökande emulsionsmängd. Dehögsta värd<strong>en</strong>a erhölls vid 1,7 % tillsats av emulsion. Resultat<strong>en</strong> påverkas ocksåav bindemedlets hårdhet (viskositet<strong>en</strong> på basbitum<strong>en</strong>et i emulsion<strong>en</strong>) och de högrevärd<strong>en</strong>a vid respektive emulsionskvot har erhållits för de hårdare varianterna somingått i undersökningarna. Spännvidd<strong>en</strong> ligger mellan 300-1100 kPa med dehögsta värd<strong>en</strong>a för Nyrec 630. De lägsta värd<strong>en</strong>a erhölls vid inblandning av 4,0 %emulsion baserad på mjukbitum<strong>en</strong> (visk. 2000). Någon tydlig effekt av det gamlabindemedlets hårdhet (grad<strong>en</strong> av åldring) är dock svår att se.Ett bra samband föreligger mellan totala bindemedelsinnehållet (gammalt + nyttbindemedel) och pressdraghållfasthet<strong>en</strong>. I d<strong>en</strong>na undersökning har ing<strong>en</strong> hänsyntagits till typ<strong>en</strong> av bindemedel utan både hårdare och mjukare bitum<strong>en</strong>förekommer i massorna. Om bara <strong>en</strong> typ av bindemedel ingått i studi<strong>en</strong> skullesannolikt sambandet blivit ännu bättre. Ett bra samband föreligger äv<strong>en</strong> mellanpressdraghållfasthet<strong>en</strong> och hålrumshalt<strong>en</strong> vilket inte är så oväntat med tanke påd<strong>en</strong> starka koppling<strong>en</strong> mellan hålrum och bindemedelsinnehållet.78 VTI notat 1-2001


StyvhetsmodulProvning vid 10°CI detta avsnitt ges <strong>en</strong> sammanställning över styvhetsmodul<strong>en</strong> på provkroppartillverkade av kalla återvinningsmassor <strong>en</strong>ligt VTIs standardförfarande (i principFAS 454 m<strong>en</strong> med några avvikelser; färre prov, <strong>en</strong> kraftnivå och testkriteriet förH-värdet blir annorlunda för mjukasfalt). Normalt bestäms styvhetsmodul<strong>en</strong> vid10°C med några jämförande mätningar har gjorts vid andra temperaturer. Enjämförelse görs också mellan de båda hållfasthetsmått<strong>en</strong> pressdraghållfasthet ochstyvhetsmodul.Undersökningarna avser provblandningar med varierande mängd emulsion ochflera olika typer av emulsioner samt ett stort antal granulat. Resultat<strong>en</strong> har delatsupp efter mängd<strong>en</strong> emulsion som inblandats i granulatet och efter det totalabindemedelsinnehållet. I de flesta fall har 3,0 % vatt<strong>en</strong> inblandats i granulatet.Bild 11Bestämning av styvhetsmodul.Styvhetsmodul, MPaStyvhetsmodul, MPa800070006000500040003000200010000800070006000500040003000200010000Byringe1,0 % EmulsionByringeBommersvik 32,5 % EmulsionLundeLundeByringeByringeSaxånGranulatLundeVikanByringeVällstaBommersvik 3VikanGranulat1,5 % EmulsionByringe3,0 % Emulsion1,7 % EmulsionByringeSaxånVällstaLundeEskilstunaByringeLjusneEskilstunaLjusneLjusneStyvhetsmodul, MPaStyvhetsmodul, MPa800070006000500040003000200010000800070006000500040003000200010000LundeVikanVikan3,5 % EmulsionByringeEskilstuna2,0 % EmulsionLundeByringeVällstaSaxånEskilstunaBommersvik 3ByringeVällstaEskilstunaEskilstunaEskilstunaEskilstunaEskilstunaGranulatGranulatEskilstunaEskilstunaEskilstunaEskilstunaEskilstunaLjusneLjusneLjusne4,0 % EmulsionByringeVikanVällstaVällstaVikanSaxånLjusneFigur 75a-d Inverkan av emulsionsmängd<strong>en</strong> på styvhetsmodul<strong>en</strong> (10°C). Olikatyper av emulsioner förekommer i provningarna.VTI notat 1-2001 79


Styvhetsmodul, MPa4500400035003000250020001500100050001,0 1,5 1,7 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0Emulsionstillsats, %Figur 76 Inverkan av emulsionsmängd<strong>en</strong> på styvhetsmodul<strong>en</strong> (10°C).Medelvärd<strong>en</strong> från samtliga objekt. Antalet prov per stapel varierarsamt olika typer av emulsioner förekommer(med både mjukare ochhårdare bitum<strong>en</strong>).Styvhetsmodul, MPa4500400035003000250020001500100050005,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0Totalt bindemedelsinnehåll, %Figur 77 Inverkan av det totala bindemedelsinnehållet (gammalt + nytt bitum<strong>en</strong>)på styvhetsmodul<strong>en</strong>. Antalet prov per punkt varierar. Spridning<strong>en</strong> förstyvhetsmodul<strong>en</strong> vid de olika bindemedelshalterna kan vara stora. Ifigur<strong>en</strong> redovisas medelvärd<strong>en</strong> från 1-19 dubbelprov per punkt.6000Styvhetsmodul, MPa5000400030002000100002000 2200 5000 10000 24000 63000Viskositet på emulsion<strong>en</strong>s bindemedel,mm 2 /s 2Figur 78 Inverkan av bitum<strong>en</strong>ets viskositet på styvhetsmodul<strong>en</strong> (10°C).Medelvärd<strong>en</strong> från samtliga objekt. Antalet prov per stapel liksomemulsionsmängd<strong>en</strong> kan variera.80 VTI notat 1-2001


Komm<strong>en</strong>tarerDet finns <strong>en</strong> svag t<strong>en</strong>d<strong>en</strong>s till minskande styvhetsmodul med ökande mängdemulsion eller när totala bindemedelsinnehållet ökar m<strong>en</strong> det är inte lika tydligtsom för pressdraghållfasthet<strong>en</strong>. Styvhetsmodul<strong>en</strong> anses vara mycket känslig förbindemedlets hårdhet, homog<strong>en</strong>itet<strong>en</strong> hos provkropp<strong>en</strong>, fukt, temperatur mm.Äv<strong>en</strong> typ av utrustning (utrustning<strong>en</strong> måste vara kalibrerad, olika utrustningar kange olika resultat, det är små töjningar som skall registreras etc.) samt kondition<strong>en</strong>och temperatur<strong>en</strong> hos provkropp<strong>en</strong> påverkar resultatet. De provkroppar somerhålls för kalla massor kanske inte alltid har d<strong>en</strong> höga kvalitet som eg<strong>en</strong>tlig<strong>en</strong>krävs vid d<strong>en</strong>na metod och därför skall undersökning<strong>en</strong> mer ses som <strong>en</strong>ori<strong>en</strong>terade studie i syfte att studera storleksordning<strong>en</strong> hos d<strong>en</strong>na fundam<strong>en</strong>talaeg<strong>en</strong>skap.Spännvidd<strong>en</strong> i resultat<strong>en</strong> ligger mellan 1000-8000 MPa, dvs. <strong>en</strong> faktor 8 mellanlägsta och högsta styvhetsmodul. De markant högsta värd<strong>en</strong>a erhåller provinnehållande BE60M/B180 eller Nyrec 630 (baserad på B180). De lägsta värd<strong>en</strong>aerhöll vid inblandning av 3,5-4,0 emulsion baserad på mjukbitum<strong>en</strong>. De storaskillnad<strong>en</strong> i styvhetsmodul innebär samtidigt att kalltillverkade återvinningsbeläggningarkan få stor skillnad i flexibilitet bero<strong>en</strong>de på bindemedelsmängd ochtyp<strong>en</strong> av basbitum<strong>en</strong> i emulsion<strong>en</strong>.Inverkan av provningstemperaturI följande avsnitt redovisas <strong>en</strong> undersökning på granulat från Eskilstuna där syftetvarit att studera temperatur<strong>en</strong>s inverkan på styvhetsmodul<strong>en</strong>.Provberedning• klumpar >22 mm togs bort eller sönderdelades• blandning i Hobart vid rumstemperatur• statisk packning vid rumstemperatur• lagring i 7 dygn vid 40°CBindemedel• BE60M/2000• BE60M/B180Recept• vatt<strong>en</strong>: 3,0 %• granulat: 100 %• emulsionskvot: 2,0 och 3,5 vikt-%VTI notat 1-2001 81


Styvhetsmodul, MPa90008000700060005000400030002000100000 5 10 15 20 25Provningstemperatur, °CBE60M/2000 (2,0%)BE60M/2000 (3,5%)BE60M/B180 (2,0%)BE60M/B180 (3,5%)Figur 79 Provningstemperatur<strong>en</strong>s inverkan på styvhetsmodul<strong>en</strong> vid olikaemulsionsmängd. Emulsion: BE60M/2000 och BE60M/B180. Granulatfrån Eskilstuna.Komm<strong>en</strong>tarerStyvhetsmodul<strong>en</strong> ökar med lägre temperatur och är ungefär dubbelt så hög vidfryspunkt<strong>en</strong> som vid 10°C. Båda emulsionerna påverkas markant av temperatur<strong>en</strong>m<strong>en</strong> d<strong>en</strong> proc<strong>en</strong>tuella skillnad<strong>en</strong> mellan de olika temperaturerna är något högreför emulsion<strong>en</strong> baserad på mjukbitum<strong>en</strong>. Återvinningsmassan innehållandeBE60M/2000 påverkas också mera av emulsionsmängd<strong>en</strong> än d<strong>en</strong> medBE60M/B180 där skillnad<strong>en</strong> mellan 2,0 och 3,5 % emulsion är lit<strong>en</strong>. Figur<strong>en</strong> visarpå ett åskådligt sätt hur styvhet<strong>en</strong> och d<strong>en</strong> lastfördelande förmågan påverkas avbitum<strong>en</strong>ets hårdhet. Om flexibilitet och lågtemperatureg<strong>en</strong>skaper eftersträvas börmjukbitum<strong>en</strong> väljas m<strong>en</strong> om väg<strong>en</strong> t.ex. ligger i södra Sverige och har relativtmycket tunga <strong>for</strong>don kan ett styvare bindemedel vara mera lämpligt. Enförutsättning för emulsionsmassor tillverkade med styvare bindemedel är att degår att lägga ut och packa på ett acceptabelt sätt och att täckningsgrad<strong>en</strong> påst<strong>en</strong>materialet också blir bra så att inte allt bindemedel hamnar i bruket.Korrelation mellan styvhetsmodul och pressdraghållfasthetI följande figurer redovisas korrelation<strong>en</strong> mellan styvhetsmodul<strong>en</strong> ochpressdraghållfasthet<strong>en</strong>. Analyserna har gjorts på samma provkroppar.Provningarna har delats upp mellan olika granulat och bindemedelstyper.82 VTI notat 1-2001


Styvhetsmodul, MPaStyvhetsmodul, MPa900080007000600050004000300020001000900080007000600050004000300020001000ByringeLjusney ljusne = 6,8x - 119R 2 = 0,72y byringe = 6,3x - 1587R 2 = 0,9200 200 400 600 800 1000 1200VällstaVikany vikan = 2,9x + 157R 2 = 0,88Pressdraghållfasthet, kPay vällsta = 6,4x - 1593R 2 = 0,9600 200 400 600 800 1000 1200Pressdraghållfasthet, kPaStyvhetsmodul, MPaStyvhetsmodul, MPa900080007000600050004000300020001000900080007000600050004000300020001000LundeSaxåny lunde = 2,5x + 212R 2 = 0,95y saxån = 5,3x - 1225R 2 = 0,9800 200 400 600 800 1000 1200BommersvikPressdraghållfasthet, kPay bommersvik = 5,6x - 1554R 2 = 0,9900 200 400 600 800 1000 1200Pressdraghållfasthet, kPaFigur 80a-d Korrelation<strong>en</strong> (linjär) mellan styvhetsmodul och pressdraghållfasthetKomm<strong>en</strong>tarerEn bra korrelation föreligger i de flesta fall (R 2 =0,88-0,99). Vid Ljusne (R 2 =0,77)kan resultat<strong>en</strong> påverkas av att bindemedelstyperna skiljer sig åt (Nyrec resp.BE60M/2000) i de båda provserierna.VTI notat 1-2001 83


StabilitetI detta avsnitt ges <strong>en</strong> sammanställning över Marshallstabilitet<strong>en</strong> på provkroppartillverkade av kalla återvinningsmassor <strong>en</strong>ligt VTIs standardförfarande. Enbeskrivning över metod<strong>en</strong> ges i bilaga 2. På kalla massor innehållandemjukbitum<strong>en</strong> görs provning<strong>en</strong> vid 25°C. En jämförande studie har också gjortsvid förhöjd temperatur, 40°C. När hårdare bindemedel används kan det vararelevant att utföra provning<strong>en</strong> vid förhöjd temperatur. Mjukbitum<strong>en</strong>baseradeprovkroppar får mycket låga värd<strong>en</strong> om de testas vid höga temperaturer om inteprovet har ett sidostöd vid provning<strong>en</strong> vilket kräver <strong>en</strong> modifiering av de metodersom för närvarande finns på asfaltlaboratorierna. På tjockare borrkärnor (60 mm)av bra kvalitet går det bra att testa dynamisk krypstabilitet. Diametern skall dåvara 150 mm jämfört med 100 mm för Marshallstabilitet. Laboratorietillverkadeprovkroppar är ofta för ömtåliga för dynamisk kryptest, speciellt vid lägrebindemedelshalter och i de flesta fall blir äv<strong>en</strong> borrkärnor i praktik<strong>en</strong> alltför tunnaför d<strong>en</strong>na test.Inverkan av provkropp<strong>en</strong>s höjd på Marshallstabilitet<strong>en</strong> har också studerats ochresultat<strong>en</strong> redovisas inom detta avsnitt. Provkroppar tillverkade på laboratoriet fårungefär samma höjd m<strong>en</strong> om borrkärnor skall analyseras kan tjocklek<strong>en</strong> varieraoch <strong>en</strong> korrigering måste därför göras. Enligt metod<strong>en</strong> (ASTM D1559-76) fårprovkropp<strong>en</strong>s höjd ligga mellan 25-75 mm.Undersökningarna avser provblandningar med varierande mängd emulsion ochflera olika typer av emulsioner samt ett stort antal granulat. Resultat<strong>en</strong> har delatsupp efter mängd<strong>en</strong> emulsion som inblandats i granulatet och efter det totalabindemedelsinnehållet. I de flesta fall har 3,0 % vatt<strong>en</strong> inblandats i granulatet.Provkropparnas höjd har legat på drygt 60 mm.Bild 12Bestämning av Marshallstabilitet.84 VTI notat 1-2001


Marshallstabilitet, kNMarshallstabilitet, kN25201510502520151051,0 % Emulsion1,5 % EmulsionSaxånByringeByringeByringeByringe1,7 % EmulsionGranulat2,0 % Emulsion3,5 % Emulsion 4,0 % EmulsionVikanLundeSaxånVikanLundeByringeVällstaLjusneByringeVällstaLjusneLjusneMarshallstabilitet, kN25201510502,5 % Emulsion 3,0 % EmulsionLundeByringeLundeByringeGranulatLundeSaxånVikanVikanByringeLundeEskilstunaVällstaLjusneVällstaByringeEskilstunaLjusneLjusne0ByringeSaxånByringeVikanGranulatVikanVällstaVällstaLjusneFigur 81a-c Inverkan av emulsionsmängd<strong>en</strong> på Marshallstabilitet (25°C). Olikatyper av emulsioner förekommer i provningarna.25,0Marshallstabilitet, kN20,015,010,05,00,01,0 1,5 1,7 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0Emulsionstillsats, %Figur 82 Inverkan av emulsionsmängd<strong>en</strong> på Marshallstabilitet<strong>en</strong> (25°C).Medelvärd<strong>en</strong> från samtliga objekt. Antalet prov per stapel varierarsamt olika typer av emulsioner förekommer(med både mjukare ochhårdare bitum<strong>en</strong>).VTI notat 1-2001 85


25,0Marshallstabilitet, kN20,015,010,05,00,05,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0Totalt bindemedelsinnehåll, %Figur 83 Inverkan av det totala bindemedelsinnehållet (gammalt + nytt bitum<strong>en</strong>)på Marshallstabilitet<strong>en</strong>. Antalet prov per punkt varierar. Spridning<strong>en</strong>för Marshallstabilitet<strong>en</strong> vid de olika bindemedelshalterna kan varastora. I figur<strong>en</strong> redovisas medelvärd<strong>en</strong> från 1-14 dubbelprov per punkt.Figur 84 Försök med dynamisk kryptest på borrkärnor av bra kvalitet frånprovvägsförsöket i Saxån (VTI notat 62-1999).Komm<strong>en</strong>tarerDet finns <strong>en</strong> tydlig t<strong>en</strong>d<strong>en</strong>s till minskande stabilitet med ökande mängd emulsioneller totalt bindemedelsinnehåll. Ett optimum erhölls dock vid 1,7 % emulsion(resultat<strong>en</strong> kan i viss mån vara påverkade av att bindemedelshårdhet<strong>en</strong> hosemulsionerna varierar inom försök<strong>en</strong>).Spännvidd<strong>en</strong> i resultat<strong>en</strong> ligger mellan 8-20 kN. Metod<strong>en</strong> är tydlig<strong>en</strong> inte likakänslig för bindemedelsinnehållet (faktor 2) som pressdraghållfasthet<strong>en</strong> (faktor 4)och styvhetsmodul<strong>en</strong> (faktor 8). De högsta värd<strong>en</strong>a (medelvärd<strong>en</strong>) erhåller prov86 VTI notat 1-2001


innehållande BE60M/10000 eller Nyrec-emulsion och vid låg mängd emulsion.De lägsta värd<strong>en</strong>a erhölls vid inblandning av 3,5-4,0 % emulsion baserad påmjukbitum<strong>en</strong>. Vid samma emulsionsinblandning t<strong>en</strong>derar de bindemedelsfattigaregranulat<strong>en</strong> att få de högsta värd<strong>en</strong>a. Om emulsioner baserade på hårdarebindemedel blir allt vanligare i framtid<strong>en</strong> vid återvinning rekomm<strong>en</strong>deras <strong>en</strong>högre provningstemperatur, t.ex. 60°C.En mycket bra över<strong>en</strong>sstämmelse mellan dynamisk kryptest på borrkärnor ochuppmätta spårdjup erhölls vid provvägsförsöket i Saxån. I detta fall uppvisadeprovsträckan med 4,0 % BE60M/2200 plastiska de<strong>for</strong>mationer. På övriga sträckor(2,0-3,0 % emulsion) blev spårtillväxt<strong>en</strong> låg trots relativt hög trafikvolym.Borrkärnorna togs (i hjulspår<strong>en</strong>) efter något års trafik och hade <strong>en</strong> mycket brakvalitet g<strong>en</strong>om låga hålrumshalter och relativt högt bindemedelsinnehåll.I de fall plastiska de<strong>for</strong>mationer uppstått på väg<strong>en</strong> har <strong>en</strong>ligt VTIs erfar<strong>en</strong>heterfrån skadeutredningar orsak<strong>en</strong> varit för stor mängd nytt bindemedel med hänsyntill bindemedlets viskositet eller bindemedelsinnehållet i granulatet. Vidåtervinning av mjukbitum<strong>en</strong>beläggning blir behovet av nytt bindemedel mindre änför återvinning av ursprunglig<strong>en</strong> varmtillverkad asfaltbetong.Inverkan av provningstemperatur<strong>en</strong>Inverkan av provningstemperatur<strong>en</strong> (25 och 40°C) på Marshallstabilitet<strong>en</strong> harstuderats på provkroppar med granulat från Eskilstuna. Både ett mjukare ochhårdare bindemedel ingick i undersökning<strong>en</strong>. Proverna har konditionerats <strong>en</strong>ligtVTIs standardförfarande för kalla massor.Provberedning• klumpar >22 mm togs bort eller sönderdelades• blandning i Hobart vid rumstemperatur• statisk packning vid rumstemperatur• lagring i 7 dygn vid 40°CBindemedel• BE60M/2000• BE60M/B180Recept• vatt<strong>en</strong>: 3,0 %• granulat: 100 %• emulsionskvot: 1,0, 2,0, 3,0 och 4,0 vikt-%VTI notat 1-2001 87


Marshallstabilitet, kN222018161412108642025°C40°CBE60M/2000BE60M/B1801,0 2,0 3,0 4,0 1,0 2,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %Figur 85 Provningstemperatur<strong>en</strong>s inverkan på marshallstabilitet<strong>en</strong> för två olikabindemedelstyper. Granulat från Eskilstuna.Komm<strong>en</strong>tarerVid förhöjd temperatur, 40°C, mer än halveras stabilitet<strong>en</strong> jämfört med provningvid 25°C. I de flesta fall så var förhållandet mellan de olika provblandningarnaoförändrat vid d<strong>en</strong> högre provningstemperatur<strong>en</strong>. Provning<strong>en</strong> visade också attåtervinningsmassa som inblandats med det hårdare BE60M/B180 blir mindrekänslig för variationer i bindemedelsmängd än d<strong>en</strong> med inblandning av detmjukare BE60M/2000. Emulsion med hårdare bitum<strong>en</strong> ger som väntat högrevärd<strong>en</strong> än mjukbitum<strong>en</strong> m<strong>en</strong> skillnad<strong>en</strong> mellan de två bindemedl<strong>en</strong> är inte likastor (<strong>en</strong> ökning med ca 30-40 %) som för styvhetsmodul eller pressdraghållfasthet.Enligt erfar<strong>en</strong>heterna från provvägar kan stabilitet<strong>en</strong> bli kritisk vid 4,0 % ellerhögre inblandning av emulsion baserad på mjukbitum<strong>en</strong>. I återvinnings-ATBligger minvärd<strong>en</strong>a för Marshallstabilitet<strong>en</strong> på 5-7 kN bero<strong>en</strong>de på om det ärslitlager eller bärlager kravet gäller.Inverkan av provkropp<strong>en</strong>s höjdProvkroppar med varierande höjd har tillverkats och undersökts med avse<strong>en</strong>de påMarshallstabilitet och flytvärde vid 25°C. Granulatet kommer från d<strong>en</strong>kommunala mellanlagret i Eskilstuna. Proverna har preparerats <strong>en</strong>ligt VTIsstandardförfarande för kalla massor. Försöket skall se som <strong>en</strong> ori<strong>en</strong>terande studieoch avser <strong>en</strong>dast <strong>en</strong> mixtyp.Bindemedel• BE60M/2000Recept• vatt<strong>en</strong>: 3,0 %• granulat: 100 %• emulsionskvot: 3,0 vikt-%• provtjocklekar: ca 30, 40, 50, 60 mm88 VTI notat 1-2001


Marshallstabilitet, kN141210864M-stabFlytvärdey M-stab = 0,0381x 1,3569R 2 = 0,95y Flytvärde = 0,0515x 1,11212R 2 = 0,9800 20 40 60 80Provhöjd, mmFigur 86 Provtjocklek<strong>en</strong>s inverkan på marshallstabilitet<strong>en</strong> vid 25°C. Granulatfrån Eskilstuna.Komm<strong>en</strong>tarerMarshallstabilitet<strong>en</strong> och flytvärdet påverkas markant av provkropp<strong>en</strong>s höjd. Vidlaboratorieprovning <strong>en</strong>ligt VTIs proportioneringsförfarande brukar ca 1100 grmassa packas in i <strong>en</strong> cylinder med diametern 100 mm. Det ger <strong>en</strong> höjd på ca 64mm. Spridning<strong>en</strong> kan ligga på ±2 mm. Borrkärnor ligger dock normalt på 35-50mm och behöver därför korrigeras om de skall jämföras mot förprovning.VTI notat 1-2001 89


BeständighetAllmäntBristande beständig är sannolik d<strong>en</strong> vanligaste skadeorsak<strong>en</strong> för kalla ochhalvvarma återvinningsmassor. Skadorna kan vara av typ<strong>en</strong> st<strong>en</strong>- ochmaterialsläpp eller potthål. Kalla och halvvarma återvinningsmassor ger relativtöppna beläggningstyper vilket medför att vatt<strong>en</strong> kan tränga in i lagr<strong>en</strong>. Vidtillverkning<strong>en</strong> av massan innehåller också material<strong>en</strong> fukt som med tid<strong>en</strong>avdunstar och medför att beläggning<strong>en</strong> hårdnar m<strong>en</strong> d<strong>en</strong> här typ<strong>en</strong> avasfaltmaterial kommer, i varierande grad, att innehålla fukt under hela sinlivslängd.Om beständighet<strong>en</strong> inte är fullgod hos ett asfaltlager försämras i princip de flestaeg<strong>en</strong>skaperna och beläggning<strong>en</strong> riskerar att få <strong>en</strong> förkortad livslängd. Eg<strong>en</strong>skapersom påverkas är framför allt resist<strong>en</strong>s<strong>en</strong> mot vatt<strong>en</strong>/salt och utmattningshållfasthet<strong>en</strong>m<strong>en</strong> äv<strong>en</strong> stabilitet<strong>en</strong> och bärförmågan kan försämras. I svårare fallbrukar <strong>en</strong> kombination av brister hos själva materialet/massan, dåligt utförandeoch fuktiga läg<strong>en</strong> föreligga. Svagheter i underliggande lager, hög andel tung trafikoch riklig saltning kan också bidra till <strong>en</strong> alltför snabb nedbrytning av asfaltlageroch framför allt vägsalt har visat sig kunna vara skadligt för beläggningar av kallaåtervinningsmassor, speciellt om de innehåller för lit<strong>en</strong> mängd nytt bindemedel.Mot d<strong>en</strong>na bakgrund är det viktigt att återvinningsmassor får <strong>en</strong> bra beständighetoch proportioneringssystem för kalla eller halvvarma massor måste innehållatester som beskriver materialets resist<strong>en</strong>s mot vatt<strong>en</strong>. Om förhålland<strong>en</strong>a är svårabör äv<strong>en</strong> frys-töresist<strong>en</strong>s<strong>en</strong> och saltbeständighet<strong>en</strong> undersökas. Separerade ytor ärsärskilt utsatta för tidiga skador vilket måste beaktas vid utförandet. Förseglingbör utföras i ett tidigt skede om beläggning<strong>en</strong> uppvisar t<strong>en</strong>d<strong>en</strong>ser till dåligbeständighet.Vatt<strong>en</strong>känslighet – vidhäftningstalI detta avsnitt ges <strong>en</strong> sammanställning över vatt<strong>en</strong>känslighet<strong>en</strong> hos kallaåtervinningsmassor tillverkade <strong>en</strong>ligt VTIs standardförfarande. En särskildmetodik för bestämning av vidhäftningstal har tagits fram och liknar FAS-metod446-95 m<strong>en</strong> provkropparna vatt<strong>en</strong>mättas och lagras vid undertryck under kortaretid jämfört med FAS-metod<strong>en</strong>.Vatt<strong>en</strong>känslighet<strong>en</strong> hos kalltillverkade prov undersöktes <strong>en</strong>ligt följande :A. Förbehandling1. Provet torrlagras i 7 dygn vid 40°C2. Provet vägs3. Pressdraghållfasthet<strong>en</strong> bestäms vid 10°C (i samband med d<strong>en</strong> våta grupp<strong>en</strong>)90 VTI notat 1-2001


B. Vatt<strong>en</strong>lagring (vacuummättning) – Våta grupp<strong>en</strong>4. Provet vacuummättas i 1 tim vid 40 mbars undertryck följt av 23 timmarsvatt<strong>en</strong>lagring vid atmosfäriskt tryck vid rumstemperatur5. Provet vägdes6. Pressdraghållfasthet<strong>en</strong> bestäms vid 10°CC. Utvärdering7. Vatt<strong>en</strong>upptagning<strong>en</strong> (absorption) och vatt<strong>en</strong>mättnadsgrad<strong>en</strong> beräknas8. Vidhäftningstalet beräknas som förhållandet mellan vatt<strong>en</strong>lagrat ochtorrlagrat prov i proc<strong>en</strong>t (bibehåll<strong>en</strong> hållfasthet efter vatt<strong>en</strong>lagring)Undersökningarna avser provblandningar med varierande mängd emulsion ochflera olika typer av emulsioner samt ett stort antal granulat. Resultat<strong>en</strong> har delatsupp efter mängd<strong>en</strong> emulsion som inblandats i granulatet och efter det totalabindemedelsinnehållet. I de flesta fall har 3,0 % vatt<strong>en</strong> inblandats i granulatet.Bild 13Vacuummättning och vatt<strong>en</strong>lagring av provkroppar för bestämning avvatt<strong>en</strong>känslighet.VTI notat 1-2001 91


Vidhäftningstal, %Vidhäftningstal, %10090807060504030201001009080706050403020100EskilstunaEskilstunaEskilstunaEskilstuna1,0 % EmulsionByringeBommersvik 3ByringeSaxånGranulat3,0 % EmulsionVällstaByringeEskilstunaVällstaLjusneByringeEskilstunaLjusneGranulat1,5 % EmulsionByringe1,7 % EmulsionByringeVikanLjusneLundeLundeSaxånBommersvik 3VikanVidhäftningstal, %Vidhäftningstal, %10090807060504030201001009080706050403020100VällstaByringeEskilstunaByringeSaxån2,0 % EmulsionEskilstunaVällstaEskilstunaBommersvik 3LjusneByringeLundeVikanLundeLjusneGranulat3,5 % Emulsion 4,0 % EmulsionByringeVikanGranulatLjusneVikanSaxånLjusneVällstaEskilstuna2,5 % EmulsionByringeByringeLundeLundeFigur 87a-d Inverkan av emulsionsmängd<strong>en</strong> på vidhäftningstalet. Olika typer avemulsioner förekommer i provningarna.VikanVällstaPressdraghållfasthet,kPa120010008006004002000Torra provVåta provVidhäftningstal1,0 2,0 2,5 3,0 4,0Emulsionstillsats, %Figur 88 Jämförelse av pressdraghållfasthet<strong>en</strong> på torr respektive våtlagradeprov. Varje stapel är medelvärde av 4-17 dubbelprov.100,090,080,070,060,050,040,030,020,010,00,0Vidhäftningstal, %Vidhäftningstal, %10090807060504030201001,0 1,5 1,7 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0Emulsionstillsats, %Figur 89 Inverkan av emulsionsmängd<strong>en</strong> på vidhäftningstalet (vatt<strong>en</strong>känslighet<strong>en</strong>).Medelvärd<strong>en</strong> från samtliga objekt. Antalet prov perstapel varierar samt olika typer av emulsioner förekommer(med bådemjukare och hårdare bitum<strong>en</strong>).92 VTI notat 1-2001


Vidhäftningstal, %10090807060504030201005,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0Totalt bindemedelsinnehåll, %Figur 90 Inverkan av det totala bindemedelsinnehållet (gammalt + nytt bitum<strong>en</strong>)på vidhäftningstalet. Antalet prov per punkt varierar. Spridning<strong>en</strong> förvidhäftningstalet vid de olika bindemedelshalterna kan vara stora. Ifigur<strong>en</strong> redovisas medelvärd<strong>en</strong> från 1-17 dubbelprov per punkt.1614Hålrumshalt, %12108642040 50 60 70 80 90Vidhäftningstal, %Figur 91 Inverkan av hålrumshalt<strong>en</strong> på vidhäftningstalet. Antalet prov per punktvarierar. Spridning<strong>en</strong> för vidhäftningstalet vid de olika hålrumshalternakan vara stora. I figur<strong>en</strong> redovisas medelvärd<strong>en</strong> från 4-17dubbelprov per punkt. Punkterna avspeglar indirekt också det tillsattabindemedlet då de höga vidhäftningstal<strong>en</strong> härstammar ur hög mängdtillsatt emulsion.VTI notat 1-2001 93


Vatt<strong>en</strong>absorption, %8765432100,0 5,0 10,0 15,0 20,0Hålrumshalt, %Vatt<strong>en</strong>absorption, %87654321y = 0,0017x 2 + 0,4624x - 0,9065R 2 = 0,9400,0 5,0 10,0 15,0 20,0Hålrumshalt, %Granulat: ByringeFigur 92a-b Hålrumshalt<strong>en</strong>s inverkan på ett provs förmåga att absorbera vatt<strong>en</strong>vid undersökning av vidhäftningstal. I figur<strong>en</strong> till vänster redovisasmedelvärd<strong>en</strong> från 47 dubbelprov där olika granulat ochbindemedelstyper ingår. Figur<strong>en</strong> till höger visar samma jämförelsem<strong>en</strong> samtliga resultat med granulat från Byringe med två olikaemulsionstyper.Komm<strong>en</strong>tarerDet finns ett starkt samband mellan mängd<strong>en</strong> emulsion som inblandats i massan(eller totala bindemedelsinnehållet) och vatt<strong>en</strong>känslighet<strong>en</strong>. Resist<strong>en</strong>s<strong>en</strong> motvatt<strong>en</strong> förbättras kontinuerligt med ökad mängd emulsion m<strong>en</strong> effekt<strong>en</strong> avtarnågot vid allt högre halter. Vid 1,0 % emulsionsinblandning ligger vidhäftningstaletpå 50 % i medeltal medan vidhäftningstalet är 85 % vid 4,0 % emulsion. Detfinns dock exempel på höga vidhäftningstal vid lägre inblandning av emulsion. Ide fall<strong>en</strong> har hålrumshalterna hamnat relativt lågt vilket tätar asfaltprovkropp<strong>en</strong>.Vid högre emulsionshalter finns inga låga värd<strong>en</strong> på vidhäftningstalet.Inverkande faktorer är bindemedelsmängd<strong>en</strong> som är avgörande för bitum<strong>en</strong>hinnornastjocklek (samt täckningsgrad<strong>en</strong>) som har betydelse för vidhäftning<strong>en</strong>och kohesion<strong>en</strong> i materialet samt äv<strong>en</strong> hålrumshalt<strong>en</strong>s storlek. Som tidigareframgått minskar hålrumshalt<strong>en</strong> med ökad bindemedelsmängd. Inom de aktuellahålrumsintervall<strong>en</strong> (9-14 vol-%) kan vatt<strong>en</strong>mättnadsgrad<strong>en</strong> och vatt<strong>en</strong>absorption<strong>en</strong>variera och vid högre hålrumshalt kan mer vatt<strong>en</strong> absorberas i porernavilket gör asfalt<strong>en</strong> mjuk. Vid ännu högre hålrumshalter kan ett sammanhängande,dränerande porsyst<strong>en</strong> uppstå vilket minskar d<strong>en</strong> vatt<strong>en</strong>hållande förmågan hosasfalt<strong>en</strong> vilket medför mindre påkänningar av kvarstå<strong>en</strong>de vatt<strong>en</strong> m<strong>en</strong> samtidigtblir effekterna av bindemedelsåldring<strong>en</strong> större (oxidering).Pressdraghållfasthet<strong>en</strong> på våtlagrade prov bör också redovisas vid bestämning avvatt<strong>en</strong>känslighet. I vissa fall kan pressdraghållfasthet<strong>en</strong> på vatt<strong>en</strong>mättade provvara relativt höga äv<strong>en</strong> om förhållandet mellan våt- och torrlagrade prov(vidhäftningstalet) kan bli lågt. Ett minvärde för pressdraghållfasthet<strong>en</strong> påvatt<strong>en</strong>mättade prov kan i vissa fall vara relevant (dim<strong>en</strong>sionering) m<strong>en</strong> det är ändåförhållandet mellan våt- och torrlagrade (vatt<strong>en</strong>mättade) prov som beskrivermaterialets relativa känslighet för vatt<strong>en</strong>påkänning och hur mycket hållfasthet<strong>en</strong>reduceras.94 VTI notat 1-2001


Inverkan av vatt<strong>en</strong>mättning och vatt<strong>en</strong>lagringEn jämförelse mellan VTIs metod för vatt<strong>en</strong>känslighet och FAS-metod 446(bestämning av vatt<strong>en</strong>känslighet g<strong>en</strong>om pressdragprovning) har utförts pååtervinningsmassor. Granulat kommer från Eskilstuna.Bindemedel• BE60M/2000• BE60M/B180Recept• vatt<strong>en</strong>: 3,0 %• granulat: 100 %• emulsionskvot: 1,0, 2,0, 3,0 och 4,0 vikt-%I tabell 4 framgår skillnaderna mellan de två metoderna.Tabell 4Skillnaderna med avse<strong>en</strong>de på vatt<strong>en</strong>konditionering<strong>en</strong> mellan FAS446 och VTIs metod för kalla beläggningar.FAS 446VTIs metodUndertryck, kPa 6,7 4,0Tid i vacuum, timmar 3 1Vatt<strong>en</strong>lagring efter mättning 68 timmar, 40°C 23 timmar, rumstemperaturPressdraghållfasthet, kPa120010008006004002000BE60M/20001 2 3 4 1 2 3 4Emulsionstillsats, %Normal kalla massorFAS 446TorraBE60M/B180Vidhäftningstal, %1009080706050403020100Q normal kalla massorBE60M/2000Q Fas 446BE60M/B1801 2 3 4 1 2 3 4Emulsionstillsats, %Figur 93a-b Inverkan av konditioneringsförfarande på vatt<strong>en</strong>känslighet<strong>en</strong>(vidhäftningstalet). Jämförelse mellan VTIs metod för kalla massoroch FAS 446. Granulat från Eskilstuna.Komm<strong>en</strong>tarerVTIs metod är lindrigare än FAS 446 vilket också varit avsikt<strong>en</strong> när metod<strong>en</strong>utvecklades. Kalla asfaltmassor tål inte lika stora påkänningar som varmtillverkadmassa vid laboratorieprovning och därför måste konditioneringsförfarandetanpassas efter prov<strong>en</strong>s prestanda. Prov av mjukgjord asfalt riskerar t ex attde<strong>for</strong>meras under vatt<strong>en</strong>lagring vid förhöjd temperatur. Kalla återvinningsmassorhamnar också inom det kritiska området för hålrumshalt<strong>en</strong> (5-13 vol-%) därpåkänningarna av vatt<strong>en</strong>mättning kan bli stora.Över<strong>en</strong>sstämmels<strong>en</strong> mellan de två metoderna är mycket bra om de inbördesförhålland<strong>en</strong>a mellan de olika provmixarna studeras. Äv<strong>en</strong> med FAS 446 erhållsVTI notat 1-2001 95


högre vidhäftningstal med ökad emulsionsmängd. En intressant iakttagelse är attäv<strong>en</strong> vid d<strong>en</strong>na undersökning erhöll provblandningarna med emulsion<strong>en</strong> baseradpå mjukbitum<strong>en</strong> högre vidhäftningstal än de som innehåller hårdare bindemedel.När hårdare bindemedel används kan dock mer emulsion inblandas vilket kankomp<strong>en</strong>sera d<strong>en</strong> något reducerade beständighet<strong>en</strong>. Det är också viktigt att påpekaatt BE60M/B180 är <strong>en</strong> emulsion som inte i första hand lämpar sig förverksblandade återvinningsmassor (mer för markinblandning). Massorna riskeraratt bli tröglagda och bindemedlet har också svårt att fördela sig homog<strong>en</strong>t övermaterialet. D<strong>en</strong> här typ<strong>en</strong> av bindemedel bör därför användas främst för bärlager.Nyrec-emulsionerna baserade på B180 eller B370 är framtagna för verksblandadeåtervinningsmassor. De massorna blir smidigare g<strong>en</strong>om tillsatser som fördröjerbrytning<strong>en</strong> av emulsion<strong>en</strong>.Frys-tökänslighetI detta avsnitt ges <strong>en</strong> sammanställning över frys-tökänslighet<strong>en</strong> hos kallaåtervinningsmassor tillverkade <strong>en</strong>ligt VTIs standardförfarande. En metodik försimulering av frys-töpåkänningar på provkroppar av asfalt har utvecklats på VTI.Efter vatt<strong>en</strong>mättning (samma förfarande som vid vatt<strong>en</strong>känslighet) förvarasprovkropparna i <strong>en</strong> fryslåda i fuktig sand och utsätts för frys-töcykler i ettklimatskåp. Fryslådan är isolerade i bott<strong>en</strong> och utmed sidorna för att i- ochurtjälning<strong>en</strong> skall ske från ytan och på så sätt efterlikna verkliga förhålland<strong>en</strong> påväg<strong>en</strong>.Frys-töbeständighet<strong>en</strong> hos kalltillverkade prover undersöktes <strong>en</strong>ligt följande :A. Förbehandling1. Provet torrlagras 7 dygn i torkskåp vid 40°C2. Provet vägs och höjd<strong>en</strong> mäts med skjutmått (4 mätningar)3. Pressdraghållfasthet<strong>en</strong> resp. styvhetsmodul<strong>en</strong> bestäms vid 10°CB. Vacuummättning i vatt<strong>en</strong>4. Provet placeras i exsickator och täcks med dest.vatt<strong>en</strong>5. Vatt<strong>en</strong>mättning i <strong>en</strong> timme under vakuum, 40 mbars undertryck6. Provet lagras ytterligare 23 timmar i vatt<strong>en</strong> under atmosfäriskt tryck vidrumstemperatur7. Provet vägsC. Frys-töbehandling8. Provkropparna placeras i fryslådan och täcks med våt sand (Baskarp nr 6,vatt<strong>en</strong>kvot: 20 vikt-%)9. Fryslådan placeras i klimatskåpet som är inställt på 10 frys-töcykler. Encykel omfattar 12 tim vid 23°C och 12 tim vid -23°C10. Efter avslutad frys-töväxling vägds provet och höjd<strong>en</strong> mäts11. Pressdraghållfasthet<strong>en</strong> och styvhetsmodul<strong>en</strong> bestäms vid 10°C96 VTI notat 1-2001


D. Utvärdering11. Vatt<strong>en</strong>upptagning<strong>en</strong> (absorption<strong>en</strong>) och ev<strong>en</strong>tuell svällning beräknas efterfrys-töbehandling<strong>en</strong>12. Beständighet<strong>en</strong> beräknas som förhållandet mellan frys-töbehandlat ochtorrlagrat prov i proc<strong>en</strong>t (på motsvarande sätt som vid vatt<strong>en</strong>känslighet)Bild 14Fryslåda i klimatskåp för frys-töförsök på asfaltprov.Frys-töförsök – granulat från ByringeI d<strong>en</strong>na undersökning<strong>en</strong> har överblivna provkroppar (lagrade i ca 6 månader vidrumstemperatur) undersökts med avse<strong>en</strong>de på frys-töbeständighet. Hållfasthet<strong>en</strong>hos proverna har trolig<strong>en</strong> blivit högre g<strong>en</strong>om d<strong>en</strong> långvariga lagring<strong>en</strong>. Allt vatt<strong>en</strong>har torkat ut och <strong>en</strong> viss förhårdning av bitum<strong>en</strong>et har sannolikt skett samt <strong>en</strong> vissefterpackning av provernas eg<strong>en</strong>vikt (dock ej i lika hög grad som på väg<strong>en</strong>).Provberedning• klumpar >22 mm togs bort eller sönderdelades• blandning i Hobart vid rumstemperatur• statisk packning vid rumstemperatur• lagring i 7 dygn vid 40°C+ 6 månader vid rumstemperaturBindemedel• BE60M/10000Recept• vatt<strong>en</strong>: 3,0 %• granulat: 100 %• emulsionskvot: 1,0, 1,7, 2,0, 2,5, 3,0 vikt-%VTI notat 1-2001 97


Pressdraghållfasthet, kPa10009008007006005004003002001000BE60M/100001,0 1,7 2,0 2,5 3,0Emulsionstillsats, %torrvåtfrys/tö (våt)Vidhäftningstal, %1009080706050403020100BE60M/100001,0 1,7 2,0 2,5 3,0Emulsionstillsats, %Q normalQ frys/töHålrumshalt, %1816141210864201,0 1,7 2,0 2,5 3,0Emulsionstillsats, %BE60M/10000Figur 94a-c Inverkan av emulsionskvot<strong>en</strong> på frys-töbeständighet<strong>en</strong>. Somjämförelse har äv<strong>en</strong> vidhäftningstalet (Q) för vatt<strong>en</strong>mättade provtagits med liksom hålrumshalterna. Proverna var i d<strong>en</strong>naundersökning lagrade ca 6 månader i rumstemperatur. Granulatfrån Byringe.Komm<strong>en</strong>tarerFrys-töpåkänningarna reducerar pressdraghållfasthet<strong>en</strong> ytterligare jämfört med<strong>en</strong>bart vatt<strong>en</strong>mättade prov. Äv<strong>en</strong> vidhäftningstal<strong>en</strong> blir lägre och hamnar efter 10frys-töcykler mellan 35-48 % jämfört med 47-74 % efter <strong>en</strong>bart vatt<strong>en</strong>mättning.De lägsta värd<strong>en</strong>a erhöll provblandningarna med minst mängd emulsion.Förhålland<strong>en</strong>a mellan de olika provblandningarna är i stort sätt oförändrade vidfrys-töprovning<strong>en</strong> jämfört med vatt<strong>en</strong>känslighet<strong>en</strong> m<strong>en</strong> värd<strong>en</strong>a påpressdraghållfasthet<strong>en</strong> eller vidhäftningstalet är lägre. Undersökning<strong>en</strong> visar attom provkropparna utsätts för frys-töcykler blir provning<strong>en</strong> strängare än <strong>en</strong>bartvatt<strong>en</strong>mättning i vacuum.Frys-töförsök – granulat från SaxånVid provvägsförsöket vid Saxån (väg 63) undersöktes vatt<strong>en</strong>känslighet<strong>en</strong> ochfrys-töbeständighet<strong>en</strong> på laboratorietillverkade prov av kall återvinningsmassa.Bindemedelshalt<strong>en</strong> i granulatet var 4,9 % och emulsionstillsatserna var 0, 1,0, 2,0,3,0. Emulsion<strong>en</strong> som användes var av typ<strong>en</strong> BE60M/2200. Tre proc<strong>en</strong>t vatt<strong>en</strong>inblandades i granulatet. De prover som undersöktes med avse<strong>en</strong>de på frys-tö vartillverkade i marshallutrustning (vid 60°C) varvid resultat<strong>en</strong> från undersökning<strong>en</strong>inte är direkt jämförbar mot andra undersökningar där statisk packning vidrumstemperatur har tillämpats (proverna får något högre hålrumshalt vidMarshallpackning). Provkropparna lagrades i 7 dygn vid 40°C.98 VTI notat 1-2001


Pressdraghållfasthet, kPa10009008007006005004003002001000BE60M/2200torrvåtfrys/tö (våt)0 1 2 3Emulsionstillsats, %Vidhäftningstal, %1009080706050403020100frys/tö (pressdrag)frys/tö (S-modul)ej frys/tö, PressragBE60M/22000,0 1,0 2,0 3,0Emulsionstillsats, %Hålrumshalt, %201816141210864200 1 2 3Emulsionstillsats, %BE60M/2200Figur 95a-c Inverkan av frys/tö-behandling vid analys av vatt<strong>en</strong>känslighetg<strong>en</strong>om pressdraghållfasthet och styvhetsmodul. Proverna var id<strong>en</strong>na undersökning tillverkade i marshallutrustning vid 60°C.Granulat från Saxån.Komm<strong>en</strong>tarerÄv<strong>en</strong> vid d<strong>en</strong>na undersökning reducerades pressdraghållfasthet<strong>en</strong> och vidhäftningstal<strong>en</strong>av frys-töbehandling<strong>en</strong>. När ing<strong>en</strong> emulsion inblandades erhölls lågavidhäftningstal efter frys-tö (25-35 %). Beständighet<strong>en</strong> ökade med högreemulsionskvot m<strong>en</strong> skillnad<strong>en</strong> blev inte så stor mellan inblandning av 2,0 och3,0 % emulsion. Granulatet från Saxån innehåll relativt fräscht (B180 som inte varalltför åldrat) och mycket bindemedel och var därför särskilt lämpligt för kallåtervinning. En bidragande orsak till de relativt höga vidhäftningstal<strong>en</strong> vid lågtbindemedelsinnehåll var också de höga hålrumshalterna som erhölls vidMarshallinstampning<strong>en</strong> av proverna samt att granulatet varit uppvärmt vilket kanaktivera <strong>en</strong> del av det gamla bindemedlet och därför förbättra vidhäftning<strong>en</strong> imaterialet. När emulsion inblandas gav styvhetsmodul<strong>en</strong> något högre vidhäftningstalän pressdraghållfasthet<strong>en</strong>. Om ett porvatt<strong>en</strong>tryck uppstår i provet kanstyvhetsmodul<strong>en</strong> påverkas och bli (sk<strong>en</strong>bart) högre än vid lägre vatt<strong>en</strong>innehåll.Därför kan styvhetsmodul<strong>en</strong> bli missvisande i sådana fall. Noterbart är också attökad mängd emulsion har större effekt på frys-töbeständighet<strong>en</strong> än påvatt<strong>en</strong>känslighet<strong>en</strong>. Vid svåra klimatförhålland<strong>en</strong>, bl.a. i mellersta Sverige medstora temperatursvängningar under vintern är det befogat med frys-töförsök somkomplem<strong>en</strong>t till d<strong>en</strong> ordinarie förprovning<strong>en</strong>.Inverkan av osmotisk konditioneringFör att simulera svåra väg- och klimatförhålland<strong>en</strong> har <strong>en</strong> strängare variant avkonditionering tagits fram för beständighetsstudier. I metod<strong>en</strong> förekommer bådemättning i vatt<strong>en</strong> och konc<strong>en</strong>trerad saltlösning följt av frys-töcykler i klimatskåp.Provningsmetodik<strong>en</strong> har tagits fram för beständighetsstudier av asfaltbeläggningar(Peet Höbeda, VTI notat 54-1999) och har visat <strong>en</strong> över<strong>en</strong>sstämmelse medVTI notat 1-2001 99


vägskador (vågbildning och stripping) orsakade av vägsalt. Effekt<strong>en</strong> av tillsatsersåsom vidhäftningsbefrämjande medel eller inverkan av dåligt st<strong>en</strong>material vidolika hålrumshalter framgår tydligt av d<strong>en</strong>na provningsmetodik. Äv<strong>en</strong> saltetsbetydelse kommer med i provning<strong>en</strong>.Mot d<strong>en</strong>na bakgrund har några provserier med kalla återvinningsmassor testats.Proverna har preparerats <strong>en</strong>ligt VTIs standardförfarande för kalla och halvvarmamassor. Granulatet kom från Vällsta (liknande ABT) och hade <strong>en</strong> bindemedelshaltpå 5,6 %. Ing<strong>en</strong> st<strong>en</strong>materialinblandning förekom vid tillverkning<strong>en</strong> av massan.Emulsion<strong>en</strong> som användes var BE60M/2000 och d<strong>en</strong> tillsatta mängd<strong>en</strong> var 2,0,3,0 och 4,0 vikt-% emulsion. D<strong>en</strong> totala bindemedelshalt<strong>en</strong> i prov<strong>en</strong> var således6,8, 7,4 och 8,0 vikt-%. Bindemedelshalterna var alltså relativt höga.Det konditioneringsförfarande som användes följer i princip ett nyutvecklatkonditioneringsförfarande kallat ”osmotisk konditionering”. Avsikt<strong>en</strong> med deinledande studierna var att se om <strong>en</strong> liknande konditionering var möjlig att utförapå prover av kall återvinningsbeläggning. Konditionering<strong>en</strong> vid detta försök gicktill <strong>en</strong>ligt följande.1. Vakuummättning i mättad NaCl-lösning, 3 timmar vid 6,7 kPa2. Lagring i mättad NaCl-lösning, 2 dygn vid 40°C.3. Vakuummättning i avjoniserat vatt<strong>en</strong>, 3 timmar vid 6,7 kPa4. Lagring i avjoniserat vatt<strong>en</strong>, 2 dygn vid 40°C5. 7 frys-töcykler i klimatskåp, temperaturväxlingar –20/+20°C6. Temperering till 10°C och undersökning av pressdraghållfasthet<strong>en</strong> (vått)På prov från samma serie undersöktes också pressdraghållfasthet<strong>en</strong> ochvatt<strong>en</strong>känslighet<strong>en</strong> <strong>en</strong>ligt det förfarande som normalt används vid kallaåtervinningsmassor (VTIs metod).100 VTI notat 1-2001


Pressdraghållfasthet, kPa8007006005004003002001000BE60M/2000Torra proverVåta proverVåta prover (osm.)2,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %Vidhäftningstal, %1009080706050403020100Normal kond.Osmotisk kond.BE60M/20002,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %16,014,0BE60M/2000Hålrumshalt, %12,010,08,06,04,02,00,02,0 3,0 4,0Emulsionstillsats, %Figur 96a-c Inverkan av emulsionskvot<strong>en</strong> på beständighet<strong>en</strong> bestämd g<strong>en</strong>om”osmotisk” konditionering på provkroppar av kalla återvinningsmassor.Som jämförelse har vidhäftningstalet <strong>en</strong>ligt VTIs standardmetodför kalla massor tagits med. Granulat från Vällsta.Komm<strong>en</strong>tarerSamtliga provkroppar höll ihop under testet m<strong>en</strong> de var mjuka och ömtåliga efterfrys-töcyklerna m<strong>en</strong> ändå provningsbara. Av de olika konditioneringsförfarand<strong>en</strong>som ingått i undersökningarna är d<strong>en</strong>na variant d<strong>en</strong> strängaste. Ett tydligt resultatär att beständighet<strong>en</strong> förbättras med ökad bindemedelsinblandning m<strong>en</strong> justrängare test<strong>en</strong> är desto relativt större effekt får mängd<strong>en</strong> emulsion förhållbarhet<strong>en</strong> hos provet. Vid svåra förhålland<strong>en</strong>, t.ex. mycket saltning, fuktigt lägeoch mycket frys-töväxlingar bör extra mycket bindemedel inblandas. För att klarastabilitet<strong>en</strong> kan st<strong>en</strong>material och/eller <strong>en</strong> mindre mängd cem<strong>en</strong>t tillsättas.Enligt resultat<strong>en</strong> erhölls låga värd<strong>en</strong> på pressdraghållfasthet<strong>en</strong> (80-170 kPa) ochvidhäftningstalet, 11-40 % och markant lägre än vid bestämning av vatt<strong>en</strong>känslighet<strong>en</strong>.Förhållandet mellan provblandningarna stämmer <strong>for</strong>tfarande välöver<strong>en</strong>s äv<strong>en</strong> om betydels<strong>en</strong> av högre bindemedelinblandning blir större vidosmotisk konditionering.För att särskilja på effekterna (påverkan) från salt- och vatt<strong>en</strong>mättning<strong>en</strong> samtfrys-töcyklerna bör <strong>en</strong> förnyad provning göras där hållfasthet<strong>en</strong> bestäms eftervarje delmom<strong>en</strong>t i konditionering<strong>en</strong> (kräver fler provkroppar). Enligt resultat<strong>en</strong>verkar saltet ytterligare ha reducerat pressdraghållfasthet<strong>en</strong> hos provkropparna.Sammanfattningsvis har konditioneringsförfarandet stor betydelse för provningsresultatetm<strong>en</strong> förhållandet mellan de olika provblandningarna påverkas inte såmycket utom vid strängare konditionering där prov<strong>en</strong> med högst mängd emulsionrelativt sett erhåller det bästa resultatet. Följande rekomm<strong>en</strong>dationer kan ges förde metoderna:VTI notat 1-2001 101


• Vatt<strong>en</strong>känslighet <strong>en</strong>ligt VTIs förfarande – ej så sträng metod m<strong>en</strong> ändåutslagsgivande för jämförande provningar (bör kunna användas i normalfallet)• FAS 446 –strängare än VTI-metod<strong>en</strong> – kan användas för vägar i fuktiga läg<strong>en</strong>• Frys-töförsök – <strong>en</strong> sträng metod lämpligt för vägar som utsätts för omväxlandemilda och kalla perioder• Osmotisk konditionering – mycket sträng metod – lämplig för vägar medextrema förhålland<strong>en</strong>, t.ex. kombination<strong>en</strong> mycket saltning, hög andel tunga<strong>for</strong>don, fuktiga läg<strong>en</strong> och många frys-töperioder.102 VTI notat 1-2001


Sammanfattande komm<strong>en</strong>tarer – kalla massorUndersökning<strong>en</strong> visar att det är komplicerat m<strong>en</strong> möjligt att testa kallaåtervinningsmassor på ett realistiskt sätt. Ett relevant provningsförfarande måsteta hänsyn till materialets packningsbarhet, härdningsförlopp och inte minstvatt<strong>en</strong>innehållet i massan. Provkroppar tillverkade <strong>en</strong>ligt statisk packning ochlagrade i 7 dygn vid förhöjd temperatur, 40°, har visat sig erhålla eg<strong>en</strong>skaperlikvärdiga med borrkärnor från ca ett år gammal beläggning. Om gyratoriskpackning används för preparering av provkroppar är det viktigt att ett förfarandeväljs som ger realistiska hålrumshalter. På VTI används i första hand statiskpackning (med förpackning) när kalla och halvvarma massor testas.Ett starkt samband finns mellan bindemedelsmängd<strong>en</strong> i massan och hålrumshalt<strong>en</strong>på provkroppar. Magrare granulat/massor får därför högre hålrumshalter änbindemedelsrikare. I de flesta fall erhölls också ett samband mellan hålrumshalt<strong>en</strong>eller bindemedelsinnehållet och de mekaniska eg<strong>en</strong>skaperna som t<strong>en</strong>derar attförsämras vid lägre hålrumshalter eller vid högre bindemedelsmängder. Ett brasamband erhölls mellan pressdraghållfasthet och styvhetsmodul. Mot d<strong>en</strong>bakgrund<strong>en</strong> skulle krav<strong>en</strong> på mekaniska eg<strong>en</strong>skaper kunna begränsas till att <strong>en</strong>bartomfatta pressdraghållfasthet och stabilitet. Styvhetsmodul<strong>en</strong> kan beräknas (t.ex.vid dim<strong>en</strong>sionering) från de regressionsekvationer som finns angivna i rapport<strong>en</strong>eller tas fram på eg<strong>en</strong> hand. Styvhetsmodul<strong>en</strong> var också d<strong>en</strong> eg<strong>en</strong>skap som haded<strong>en</strong> största variation<strong>en</strong> av samtliga. Skillnad<strong>en</strong> mellan lägsta och högsta värd<strong>en</strong>inom provseri<strong>en</strong> (många provblandningar) låg på <strong>en</strong> faktor 8 jämfört med <strong>en</strong>faktor 4 för pressdraghållfasthet<strong>en</strong> och <strong>en</strong> faktor 2,5 för Marshallstabilitet<strong>en</strong>. Enorsak till d<strong>en</strong> stora variation<strong>en</strong> i styvhetsmodul kan vara inverkan från de relativtöppna och skrovliga provkropparna som inte alltid har d<strong>en</strong> kvalitet som metod<strong>en</strong>förutsätter. Prov<strong>en</strong> kan också innehålla något fukt eller vara alltför inhomog<strong>en</strong>a,vilket har stor betydelse när små töjningar skall mätas. Mjukbitum<strong>en</strong> påverkarockså styvhetseg<strong>en</strong>skaperna markant och vid återvinning av gamla asfaltmaterialmed förhårdnat bindemedel kan fördelning<strong>en</strong> av det nya bindemedlet samtdiffusion<strong>en</strong> mellan nytt och gammalt bindemedel påverka resultatet.Marshallstabilitet<strong>en</strong> påverkades av provkropp<strong>en</strong>s höjd och av provningstemperatur<strong>en</strong>.Kalla återvinningsmassor testas normalt vid 25°C eftersom deinnehåller mjukbitum<strong>en</strong>baserad emulsion. Om styvare bindemedel används kanprovning<strong>en</strong> göras vid 40°C m<strong>en</strong> i så fall måste specifikationerna i ATB VÄGanpassas till d<strong>en</strong>na temperatur vilket inte är fallet idag.Förutom mängd<strong>en</strong> inblandat bindemedel påverkas eg<strong>en</strong>skaperna också avbindemedelstyp<strong>en</strong>. De emulsioner som var baserade på hårdare bitum<strong>en</strong> har givitasfaltprov<strong>en</strong> relativt höga hållfastheter och markant högre än vad som erhållitsmed mjukbitum<strong>en</strong>baserade emulsioner. Kalla återvinningsmassor innehållandeemulsioner baserade på hårdare bindemedel kan således öka prestandan hos kallaåtervinningsbeläggningar och därmed kan d<strong>en</strong> här typ<strong>en</strong> av asfalt användas påvägar med högre trafik. Fältförsök har visat att det tar lång tid (åtminstone <strong>en</strong>sommar) innan kallproducerad beläggning styvnat till ord<strong>en</strong>tligt. Det innebär attde värd<strong>en</strong> som redovisats i d<strong>en</strong>na undersökning inte bör betraktas somsluthållfastheter. En förutsättning för att kunna använda massor innehållandestyvare bitum<strong>en</strong> är att de går att lägga ut och packa på ett acceptabelt sätt. EnligtVTI notat 1-2001 103


packningsförsök<strong>en</strong> i gyratorn blir massorna mer lättbearbetbara vid högrebindemedelsinnehåll (och tillsats av vatt<strong>en</strong>).I princip ökar resist<strong>en</strong>s<strong>en</strong> mot vatt<strong>en</strong> (ibland markant) vid högre bindemedelsinblandning.Vid större påkänningar såsom upprepade frys-töväxlingar ochlagring i mättad saltlösning erhöll blandningarna med högsta bindemedelsinnehålldet bästa resultatet (4,0 % emulsion). D<strong>en</strong> relativa skillnad<strong>en</strong> mellan de olikablandningarna ökade vid de strängare beständighetsprovningarna. Vid ”tuffa”förhålland<strong>en</strong> på väg<strong>en</strong> bör således så mycket nytt bindemedel som möjligt blandasin, förutsatt att stabilitet<strong>en</strong> inte blir för låg.St<strong>en</strong>materialinblandning och tillsats av cem<strong>en</strong>t påverkar också eg<strong>en</strong>skaperna hosprovkropparna. Vid högt bindemedelsinnehåll gav tillsats<strong>en</strong> av makadam <strong>en</strong>positiv effekt på stabilitet<strong>en</strong>. I de flesta fall förbättrades också vatt<strong>en</strong>känslighet<strong>en</strong>av makadaminblandning<strong>en</strong>. Vid oförändrad mängd emulsion bör bruksdel<strong>en</strong> blimer mättat av bindemedel vilket kan vara förklaring<strong>en</strong>. Av samma anledninguppvisade blandningarna med makadam och granulat något lägre pressdraghållfasthetoch framför allt lägre styvhetsmodul trots högre hålrumshalter jämförtmed blandningarna utan makadam. Om ett st<strong>en</strong>skelett uppstår i materialetförbättras stabilitet<strong>en</strong> annars så får brukets styrka avgörande betydelse förresist<strong>en</strong>s<strong>en</strong> mot de<strong>for</strong>mationer.En mindre giva cem<strong>en</strong>t styvade i viss mån upp materialet (främst styvhetsmodul<strong>en</strong>påverkades) m<strong>en</strong> d<strong>en</strong> största effekt<strong>en</strong> av cem<strong>en</strong>t<strong>en</strong> erhölls påvidhäftningstal<strong>en</strong> som förbättras g<strong>en</strong>om tillsats<strong>en</strong> av 1,5-2,0 % cem<strong>en</strong>t. På s<strong>en</strong>aretid har cem<strong>en</strong>t äv<strong>en</strong> börjat användas som vidhäftningsmedel i varmblandad asfalt.Inv<strong>en</strong>tering<strong>en</strong> av olika asfaltgranulat från hela Sverige har givit <strong>en</strong> bra bild överspännvidd<strong>en</strong> i materialsammansättning och eg<strong>en</strong>skaperna hos bindemedlet.Granulat<strong>en</strong> var i de flesta fall krossade och sorterade till 0-16 eller 0-22 mm, dvs.de grövre klumparna hade siktats bort från massorna. I några fall ingick äv<strong>en</strong>fräsgranulat som inte hade krossats m<strong>en</strong> väl sorterats. Asfaltgranulat<strong>en</strong> kom frånolika slag av mellanupplag (kommunala eller från Vägverket, temporära ellerstationära upplag). Bindemedelshalterna låg mellan 3,5-6,5 %. I de flesta fall låggranulatkurvan inom de gränsvärd<strong>en</strong> som finns i ATB VÄG. De extraheradekurvorna liknade ABT-massor, vilket pekar mot att massorna huvudsaklig<strong>en</strong>härstammade från d<strong>en</strong> typ<strong>en</strong> av beläggningar. Inslag av ABS- och AEBÖ-massorfanns också med i granulat<strong>en</strong>. Spännvidd<strong>en</strong> i bindemedelseg<strong>en</strong>skaperna var storabero<strong>en</strong>de på grad<strong>en</strong> av åldring och ursprunglig massatyp. De flesta av bindemedl<strong>en</strong>(granulat<strong>en</strong>) uppfyllde dock Vägverkets krav på p<strong>en</strong>etration som förnärvarande är > 25. Ett mycket bra samband förelåg mellan p<strong>en</strong>etration ochmjukpunkt på återvunnet bindemedel. Vid p<strong>en</strong>etration mindre än 25-30försämrades duktilitet<strong>en</strong> hos bindemedlet markant. En samband förelåg äv<strong>en</strong>mellan p<strong>en</strong>etration och Fraass brytpunkt. Mot d<strong>en</strong>na bakgrund verkar kravet på 25i p<strong>en</strong>etration relevant. Vid lägre värd<strong>en</strong> riskerar bitum<strong>en</strong>et att få alltför dåligalågtemperatureg<strong>en</strong>skaper och töjbarhet (elasticitet).Vatt<strong>en</strong>innehållet i mellanupplag varierade mellan 2,0-7,5 % bero<strong>en</strong>de på årstidoch väderlek. Optimal vatt<strong>en</strong>halt låg mellan 4,0-6,0 % m<strong>en</strong> packningskurvan varrelativt flack. Om fuktinnehållet överstiger 6,0 % (eller vätskan som är emulsion +104 VTI notat 1-2001


vatt<strong>en</strong>) riskerar massan av få vatt<strong>en</strong>separation vid packning<strong>en</strong> på väg<strong>en</strong>. Omuppehållsväder råder (på sommar<strong>en</strong>) kan massan vid blandning<strong>en</strong> i verket ligga på<strong>en</strong> högre nivå eftersom d<strong>en</strong> torkar något under lagring och transport.I de fall där flera prov tagits ut från mellanupplag har spridning<strong>en</strong> i bindemedelshaltoch kornkurva varit förvånansvärt lit<strong>en</strong>. Under bearbetning<strong>en</strong> avreturasfalt<strong>en</strong> och granulatet sker <strong>en</strong> homog<strong>en</strong>isering av massorna som gör attvariation<strong>en</strong> i upplag<strong>en</strong> inte behöver bli alltför stor. Massorna bör dock ändå imöjligaste mån sorteras och mellanlagras efter ursprung och kvalitet. Högvärdigamassor som ABS med porfyr och kvartsit bör förvaras separat. Tjärhaltiga massorskall också förvaras åtskiljt och ev<strong>en</strong>tuellt täckas om tjärinnehållet bedöms varahögt. En god ordning på mellanupplaget underlättar således förutsättningarna förasfaltåtervinning både ur miljö- och kvalitetssynpunkt.VTI notat 1-2001 105


Provning av halvvarma återvinningsmassorBakgrundD<strong>en</strong>na del av rapport<strong>en</strong> behandlar halvvarma återvinningsmassor tillverkade iasfaltverk. Antalet studier är dock betydligt mindre för d<strong>en</strong>na teknik jämfört medkall återvinning och därför är undersökningarna inte lika omfattande.I princip måste halvvarma återvinningsmassor provas och proportioneras påsamma sätt som kalla återvinningsmassor. D<strong>en</strong> här typ<strong>en</strong> av massor innehållervatt<strong>en</strong> i varierande grad och därför måste provningsförfarandet vid proportionering<strong>en</strong>styras upp noggrant. Förprovning<strong>en</strong> skiljer sig således inte mycketfrån kall återvinning m<strong>en</strong> vid preparering<strong>en</strong> av provkroppar värms materialet uppmåttligt. Normalt används mjukbitum<strong>en</strong> vid halvvarm återvinning m<strong>en</strong> vid<strong>en</strong>staka tillfäll<strong>en</strong> kan också emulsion komma ifråga.Karakterisering av asfaltgranulatHalvvarm återvinning görs ofta på ursprunglig<strong>en</strong> kalla eller halvvarmabeläggningstyper m<strong>en</strong> ibland äv<strong>en</strong> på varma beläggningstyper. Vid förprovning<strong>en</strong>är det därför viktigt att beakta granulatets ursprung och välja bindemedelstyp ochbindemedelsmängd efter detta. En beskrivning över de asfaltgranulat som haranvänds i de undersökningar som pres<strong>en</strong>teras i kommande avsnitt ges i tabell 5.Kornkurvorna finns beskrivna i avsnittet som behandlar karakterisering avreturasfalt och asfaltgranulat, kall återvinning.Tabell 5 Asfaltgranulat som ingått i undersökning<strong>en</strong>.LokalBindemedels- P<strong>en</strong>etration Typ av ursprungliga massorhalt, %Viksjö4,0-4,3 56 AEBÖ med inslag av ABT(Härnösand)Haparanda 4,4 - ABTE4, Ångermanland 4,9-5,1 59 ABT, AG, IM, AEBÖE4, Ångermanland 4,2 59 ABT, AG, IM, AEBÖ + inslagav grusReceptur:• Vatt<strong>en</strong>kvot: 3 %• Bindemedelskvot: 0- 2,5 %• St<strong>en</strong>material: 10 % makadamDe mjukbitum<strong>en</strong> som använts är:• MB 1.000• MB 5.000• MB 10.000Blandning har skett i Hobart degblandare samt i ett fall i tvångsblandare.Packning har skett g<strong>en</strong>om statisk packning eller i ett fall med marshallpackning.106 VTI notat 1-2001


ProvprepareringTemperatur på massanI princip följer provpreparering<strong>en</strong> samma förfarande som vid kall återvinning m<strong>en</strong>vid halvvarm återvinning måste asfaltgranulatet värmas upp innan det blandasmed bindemedel och tillverkning<strong>en</strong> av provkroppar sker. D<strong>en</strong> temperatur som kanförväntas vid massatillverkning<strong>en</strong> i fält bör väljas vid proportionering<strong>en</strong> pålaboratoriet. Typ<strong>en</strong> av verk, bindemedel och tidpunkt<strong>en</strong> på året för åtgärd<strong>en</strong>påverkar valet av temperatur. I de flesta fall ligger massatemperatur<strong>en</strong> mellan 60-80°C m<strong>en</strong> vid kall väderlek kan temperatur<strong>en</strong> hamna omkring 50°C. I deundersökningar som gjorts på VTI har temperatur<strong>en</strong> på massan vid instampningav provkroppar legat på 50, 60 eller 80°C bero<strong>en</strong>de på objekt.Inblandning av vatt<strong>en</strong>Normalt inblandas inte vatt<strong>en</strong> för att optimera packningseg<strong>en</strong>skaperna på sammasätt som vid kall återvinning. Fuktinnehållet i massan påverkas dock av <strong>en</strong> radfaktorer såsom vatt<strong>en</strong>kvot<strong>en</strong> i granulatet och st<strong>en</strong>materialet, på vilket sätt massanvärmts upp samt massans sluttemperatur. Ånguppvärmning innebär att massanerhåller <strong>en</strong> förhöjd fuktkvot. Vid torrare processer (uppvärmning i torktrumma)ligger fuktinnehållet på <strong>en</strong> lägre nivå. Det är svårt att ange <strong>en</strong> optimal vatt<strong>en</strong>kvotför halvvarma massor m<strong>en</strong> erfar<strong>en</strong>heterna har visat att utläggnings- ochpackningseg<strong>en</strong>skaperna blir bra vid ca 4 % vatt<strong>en</strong>innehåll. I vissa fall kansannolikt vatt<strong>en</strong>inblandning göra massan smidigare.Inblandning av bindemedelDet är viktigt att skilja på halvvarm återvinning av asfaltbetong och asfaltgrus(varm massa typ ABT, AG) och de beläggningar som är gjorda med mjukarebindemedel såsom asfaltemulsionsbetong (AEB, AEOG, AEG), mjukgjordasfaltbetong (MJAB, MJAG, MJOG) och av oljegrus (OG). De s<strong>en</strong>are typerna avasfaltbeläggningar, som betecknas som kalla eller halvvarma massor, innehållerlägre bindemedelshalt samt mjukare bindemedel än varmtillverkad asfalt ochbehöver därför mindre mängd nytt bindemedel vid återvinning. En annan skillnadär att bindemedelsåldring<strong>en</strong> är mindre för kalla och halvvarma beläggningar pågrund av att de inte upphettats på samma sätt som varmtillverkade massor görs iasfaltverket och därför är bindemedlet mindre påverkat (åldrat).Tabell 6 Mjukbitum<strong>en</strong> för halvvarm återvinning.Enligt äldre Enligt CENstandardAnmärkningspecifikationMB2.000 V1 500 Mjukaste variant<strong>en</strong>V3 000MB5.000 V6 000MB10.000 V12 000 Hårdaste variant<strong>en</strong>De mjukaste varianterna riktar sig mot återvinning av mjukgjorda beläggningar,typ OG och MJOG eller där flexibla eg<strong>en</strong>skaper hos beläggning<strong>en</strong> eftersträvas,medan de hårdare varianterna riktar sig mot återvinning av beläggningar därstyvare och stabilare eg<strong>en</strong>skaper åberopas. Ibland används äv<strong>en</strong> ett mjukarebindemedel för att komp<strong>en</strong>sera bindemedelsåldring hos d<strong>en</strong> gamla asfalt<strong>en</strong> och föratt förbättra läggbarhet<strong>en</strong>.VTI notat 1-2001 107


VidhäftningsmedelEn mindre mängd vidhäftningsmedel (aminer) måste tillsättas bindemedlet för attmassan skall få <strong>en</strong> bra motståndsförmåga mot vatt<strong>en</strong>. Figur 97 visar betydels<strong>en</strong> avvidhäftningsmedel för resist<strong>en</strong>s<strong>en</strong> mot vatt<strong>en</strong> vid olika bindemedelshalter. Somvanligt förbättrades också beständighet<strong>en</strong> med ökande mängd nytt bindemedel.Vidhäftningstal, %12010080604020Utan vidhäftningsmedel (50°C massa)Med vidhäftningsmedel (60°C massa)MB 500001,0 1,5 2,0Tillsatt bindemedel, %Figur 97 Betydels<strong>en</strong> av vidhäftningsmedel i bindemedlet på mjukgjord, halvvarmåtervinningsbeläggning.108 VTI notat 1-2001


Proportionering av halvvarma återvinningsmassor -fältförsökAsfaltgranulat från Härnösand (Viksjö)Asfaltgranulatet bestod av AEBÖ- och <strong>en</strong> mindre del ABT-massor. Ca 15.000 tonfanns i upplaget. Målsättning<strong>en</strong> var att granulatet skulle återvinnas som MJOG.Bindemedelshalt<strong>en</strong> i granulatet låg mellan 4,0-4,3 % och d<strong>en</strong> extraheradekornkurvan liknade mer <strong>en</strong> ABT än <strong>en</strong> AEBÖ. Det ur granulatet återvunnabindemedlets eg<strong>en</strong>skaper var:• P<strong>en</strong>etration: 56 (0,1mm)• Mjukpunkt: 53 °C• Duktilitet: >100cm• Fraass brytpunkt: -16°CSom det framgår av resultatet var inte bindemedlet speciellt mycket åldrat utanförhållandevis fräscht och därmed lämpligt för halvvarm återvinning. Behovet avmängd<strong>en</strong> nytt bindemedel blir därmed också mindre än om det är mer åldrat.Provberedning• Klumpar >16 mm togs bort eller sönderdelades• Asfaltgranulatet värmdes upp till 60°C• Blandning i Hobart• Statisk packning• Lagring 7 dygn vid 40°CBindemedelMjukbitum<strong>en</strong> MB5.000 (100°C)Recept:• Vatt<strong>en</strong>: 3,0 %• Bindemedelskvot: 0, 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 och 2,5 vikt-%VTI notat 1-2001 109


Hålrumshalt,%20181614121086420MB 50000,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5Tillsatt bindemedel, %Pressdraghållfasthet, kPa8007006005004003002001000MB 50000,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5Tillsatt bindemedel, %torra grupp<strong>en</strong>våta grupp<strong>en</strong>Vidhäftningstal,%1009080706050403020100MB 50000,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5Tillsatt bindemedel, %Marshallstabilitet, kN25201510500,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5Tillsatt bindemedel, %MB 5000Figur 98a-d Resultat från proportionering med granulat från Viksjö(Härnösand). Halvvarm återvinning (60°C).Komm<strong>en</strong>tarerOväntat höga hålrumshalter erhölls som till viss del berodde på inslaget avAEBÖ-massor (öppna massor med hög andel av grövre st<strong>en</strong>material).Hålrumshalterna minskade dock med ökad bindemedelsinblandning. Vid lågbindemedelsinblandning (0,5 %) erhölls ett maximum på pressdraghållfasthet<strong>en</strong>.Våtlagrade prov var mindre känsliga för bindemedelsinnehållet än torrlagradeprov. Mjukbitum<strong>en</strong>et hade <strong>en</strong> stor inverkan på Marshallstabilitet<strong>en</strong> som ocksåminskade med ökad bindemedelsmängd m<strong>en</strong> låg ändå på <strong>en</strong> acceptabel nivå vidhögre tillsats av bindemedel.Resist<strong>en</strong>s<strong>en</strong> mot vatt<strong>en</strong> ökade markant med högre bindemedelstillsats ochvidhäftningstalet hamnade på 97 % vid inblandning av 2,5 % mjukbitum<strong>en</strong>jämfört med 54 % för 0,5 % mjukbitum<strong>en</strong>.Resultat<strong>en</strong> från provning<strong>en</strong> påminner mycket om de som erhölls vid kallåtervinning. D<strong>en</strong> höga Marshallstabilitet<strong>en</strong> och hålrumshalterna berodde på vissdel på st<strong>en</strong>skelettet äv<strong>en</strong> om massorna inte helt liknade AEBÖ. Hållfasthet<strong>en</strong>påverkas av mjukbitum<strong>en</strong>et och därför kommer eg<strong>en</strong>skaperna hos halvvarmamassor att i betydlig högre grad efterlikna kalla (som också är baserade på mjukabindemedel) än varma asfaltmassor.Provvägsförsök på riksväg 90Förprovning 1Provning<strong>en</strong> utfördes på asfaltgranulat från gamla E4:an som s<strong>en</strong>are användes vidbyggandet av riksväg 90, etapp<strong>en</strong> Veda - Lunde. Till förprovning<strong>en</strong> krossades ochsiktades i fält, <strong>en</strong> mindre mängd asfaltmaterial (förprovning 1) separat.Bindemedelshalt<strong>en</strong> i granulatet var 4,9-5,1 % och liknande <strong>en</strong> ABT i110 VTI notat 1-2001


kornstorleksfördelning<strong>en</strong>. Som vidhäftningsbefrämjande medel användes flytandediamin. Tillverkning av prov skedde <strong>en</strong>ligt statisk packning och lagringstid<strong>en</strong> var7 dygn vid 40°C.Provberedning• Klumpar >16 mm togs bort eller sönderdelades• Asfaltgranulatet värmdes upp till 60°C• Blandning i Hobart• Statisk packning• Lagring 7 dygn vid 40°CBindemedel• Mjukbitum<strong>en</strong> MB5.000 (105°C) från Nynäs.VidhäftningsmedelDiamin (flytande), 1 % av bindemedletRecept:• Vatt<strong>en</strong>: 3,0 %• Bindemedelskvot: 1,0, 1,5, och 2,0 vikt-% (beräknat på torrt granulat)Hålrumshalt, %20181614121086420MB 5000 med vidhäftningsmedel!1,0 1,5 2,0Tillsatt bindemedel, %Pressdraghållfasthet, kPa10009008007006005004003002001000Torra proverVåta proverMB 5000 med vidhäftningsmedel!1,0 1,5 2,0Tillsatt bindemedel, %Vidhäftningstal, %1009080706050403020100MB 5000 med vidhäftningsmedel!1,0 1,5 2,0Tillsatt bindemedel, %Styvhetsmodul, MPa40003500300025002000150010005000MB 5000 med vidhäftningsmedel!1,0 1,5 2,0Tillsatt bindemedel, %Marshallstabilitet, kN20181614121086420MB 5000 med vidhäftningsmedel!1,0 1,5 2,0Tillsatt bindemedel, %Figur 99a-e Resultat från proportionering med granulat från riksväg 90, Veda -Lunde. Halvvarm återvinning (60°C).VTI notat 1-2001 111


Förprovning 2Försöket utfördes på granulat som togs i samband med läggning<strong>en</strong> av bärlagret påriksväg 90, etapp<strong>en</strong> Veda - Lunde. Detta granulat innehöll mera grus än dettidigare (förprovning 1). Makadam tillsattes i verket och vid uppgrävning<strong>en</strong> frånväg<strong>en</strong> kom också bärlagergrus med. Bindemedelshalt<strong>en</strong> i granulatet var 4,2 % ochliknande bärlager (AG) i kornstorleksfördelning<strong>en</strong>.Vid proportionering<strong>en</strong> inblandades flytande diamin som vidhäftningsbefrämjandemedel. Dessutom tillsattes 10 % st<strong>en</strong>material av samma typ (6-25 mm) som vidtillverkning<strong>en</strong> av massa i verket.Provberedning• Klumpar >16 mm togs bort eller sönderdelades• Asfaltgranulatet värmdes upp till 60°C• Blandning i Hobart• Statisk packning• Lagring 7 dygn vid 40°CBindemedel• Mjukbitum<strong>en</strong> MB5.000 (105°C) från Nynäs.• Mjukbitum<strong>en</strong> MB10.000 (105°C) från Nynäs.VidhäftningsmedelDiamin (flytande), 1 % av bindemedletRecept:• Vatt<strong>en</strong>: 3,0 %• 10 % st<strong>en</strong>materialinblandning (6-25mm från utförandet)• Bindemedelskvot: 1,0, 1,5, och 2,0 vikt-% (beräknat på torrt granulat)112 VTI notat 1-2001


Hålrumshalt, %20181614121086420MB 5000 MB 100001,0 1,5 2,0 1,0 1,5 2,0Tillsatt bindemedel, %Pressdraghållfasthet, kPa10009008007006005004003002001000Torra proverVåta proverMB 5000 MB 100001,0 1,5 2,0 1,0 1,5 2,0Tillsatt bindemedel, %Vidhäftningstal, %1009080706050403020100MB 5000 MB 100001,0 1,5 2,0 1,0 1,5 2,0Tillsatt bindemedel, %Styvhetsmodul, MPa40003500300025002000150010005000MB 5000 MB 100001,0 1,5 2,0 1,0 1,5 2,0Tillsatt bindemedel, %Marshallstabilitet, kN20181614121086420MB 5000 MB 100001,0 1,5 2,0 1,0 1,5 2,0Tillsatt bindemedel, %Figur 99a-e Resultat från proportionering med granulat från väg 90, Veda -Lunde. Halvvarm återvinning (60°C). Inverkan av bindemedelstyp.Komm<strong>en</strong>tarer till förprovning 1 och 2Vid förprovning 2 var korngradering<strong>en</strong> mer harmonisk och repres<strong>en</strong>tativ förkrossat och sorterat granulat än vid förprovning 1. Bindemedelshalt<strong>en</strong> låg 0,7-0,9proc<strong>en</strong>t<strong>en</strong>heter lägre g<strong>en</strong>om inblandning<strong>en</strong> av grusbärlagret och makadam<strong>en</strong>vilket innebar att kornkurvan mer liknade AG. Finmaterialhalt<strong>en</strong> låg dock påoförändrad nivå trots d<strong>en</strong> högre st<strong>en</strong>halt<strong>en</strong>.G<strong>en</strong>om inblandning<strong>en</strong> av st<strong>en</strong>material blev hålrumshalterna något högre äv<strong>en</strong> omskillnad<strong>en</strong> inte blev så stor. Som vanligt minskade hålrumshalt<strong>en</strong> med ökadmängd bindemedel och var lägst (9-10 vol-%) vid tillsats av 2,0 % bindemedel.D<strong>en</strong> mjukare variant<strong>en</strong> av mjukbitum<strong>en</strong>, MB5.000 gav också något lägrehålrumshalter jämfört med MB10.000I båda fall<strong>en</strong> påverkades hållfastheterna bindemedelsmängd<strong>en</strong> och det gällerframför allt styvhetsmodul<strong>en</strong>. I princip blir beläggning<strong>en</strong> mjukare med ökandemängd bindemedel vilket återspeglas av provresultat<strong>en</strong>. Vid d<strong>en</strong> högstabindemedelsinblandning<strong>en</strong> erhölls dock inga riktigt låga Marshallvärd<strong>en</strong>, vilketvisar att massan inte är kritisk ur stabilitetssynpunkt (hög st<strong>en</strong>halt). Skillnad<strong>en</strong> iVTI notat 1-2001 113


hållfasthet mellan MB5.000 och MB10.000 var lit<strong>en</strong> äv<strong>en</strong> om t<strong>en</strong>d<strong>en</strong>s till högrevärd<strong>en</strong> fanns för massorna baserade på det hårdare bindemedlet.Om blandningarna innehållande 2,0 % bitum<strong>en</strong> jämförs mellan de provningarnaerhöll förprovning 2 g<strong>en</strong>omgå<strong>en</strong>de något högre hållfastheter, vilket är logiskt medtanke på att granulat<strong>en</strong> skiljer sig åt (lägre bind.halt och mer grövre material vidförprovning 2).Vidhäftningstal<strong>en</strong> låg i allmänhet över 70 % och skillnad<strong>en</strong> var inte så stor mellande olika provblandningarna eller bindemedelstyperna. Resultat<strong>en</strong> skiljde sig intemycket åt mellan de två provningarna och i båda fall<strong>en</strong> ökade beständighet<strong>en</strong> medhögre bindemedelsinnehåll.Kontrollsträckor på väg 725, Seskarö (Haparanda)Asfaltgranulatet kom från E4:an, Haparanda och utgjordes av ABT-massor.Bindemedelshalt<strong>en</strong> i granulatet var 4,4 % och kornstorleksfördelning<strong>en</strong> liknadeABT-beläggning. I detta fall användes ett mycket mjukt bindemedel medviskositet<strong>en</strong> 1.000.Provberedning• Klumpar >16 mm togs bort eller sönderdelades• Asfaltgranulatet värmdes upp till 80°C• Blandning i tvångsblandare• Marshallpackning• Lagring 7 dygn vid 40°CBindemedelMjukbitum<strong>en</strong> MB1.000 (100°C)Recept:• Vatt<strong>en</strong>: 3,0 %• Bindemedelskvot: 0, 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 2,5 vikt-% (beräknat på torrt granulat)114 VTI notat 1-2001


Hålrumshalt, %1098765432100,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5Tillsatt bindemedel, %MB 1000Pressdraghållfasthet, kPa1400120010008006004002000MB 10000,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5Tillsatt bindemedel, %Torra proverVåta proverStyvhetsmodul, MPa600050004000300020001000MB 1000Torra proverVåta proverVidhäftningstal, %12010080604020PressdraghållfasthetStyvhetsmodulMB 100000,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5Tillsatt bindemedel, %00,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5Tillsatt bindemedel, %Marshallstabilitet, kN1098765432100,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5Tillsatt bindemedel, %MB 1000Figur 100a-e Resultat från proportionering med granulat från Haparanda.Halvvarm återvinning (80°C). Bindemedel: MB1000.Komm<strong>en</strong>tarerVid d<strong>en</strong>na proportionering erhölls betydligt lägre hålrumshalter (3,5-8,1 vol-%)än tidigare bero<strong>en</strong>de på högre massatemperatur och tätare gradering på materialet.Om proverna hade tillverkats g<strong>en</strong>om statisk packning kan hålrumshalterna hablivit ytterligare något lägre. Framför allt vid högre bindemedelstillsats blevhålrumshalterna låga (< 4 vol-%). Hållfasthet<strong>en</strong> påverkades markant av det nyabindemedlet som hade låg viskositet (MB1.000) och minskade med tillsatt mängdbindemedel. Skillnad<strong>en</strong> var påfallande mellan 0,5-1,5 % mjukbitum<strong>en</strong>. Eg<strong>en</strong>skapersom styvhetsmodul, flexibilitet och stabilitet påverkades således i myckethög grad av bindemedelsmängd<strong>en</strong> när mjukt bitum<strong>en</strong> används. MB1.000 ärmjukare än de varianter som fanns i VÄG 94 och närmar sig vägolja i viskositet.När granulatet uppvärms till så hög temperatur som 80°C aktiveras också detgamla bindemedlet (mjuknar rejält) och <strong>en</strong> diffusion (samgå<strong>en</strong>de) mellan de tvåbindemedl<strong>en</strong> sker sannolikt.Äv<strong>en</strong> vid d<strong>en</strong>na provning ökade vidhäftningstalet med ökad mängd bindemedel.Vidhäftningstalet för <strong>en</strong>bart granulat och vatt<strong>en</strong> var ca 50 % medan tillsats av2,5 % mjukbitum<strong>en</strong> gav närmare 100 %. D<strong>en</strong> största effekt<strong>en</strong> skedde redan eftertillsats av 0,5 % bindemedel. D<strong>en</strong> höga temperatur<strong>en</strong> och det mjuka bindemedlet ikombination med bra packning är sannolikt <strong>en</strong> förklaring till att skillnad<strong>en</strong> blev såstor vid så låg inblandning.VTI notat 1-2001 115


Sammanfattande komm<strong>en</strong>tarer – halvvarma massorResultat<strong>en</strong> från laboratorieprovning av halvvarma massor liknar mycket de somerhölls vid kall återvinning. I både fall<strong>en</strong> utgörs det nya bindemedlet avmjukbitum<strong>en</strong> äv<strong>en</strong> om det vid kall återvinning är emulgerat. Typ<strong>en</strong> av bindemedeloch bindemedelsmängd<strong>en</strong> är de parametrar som främst påverkar eg<strong>en</strong>skaperna hosasfaltprovkropparna. Kalla och halvvarma beläggningstyper får på grund av demjukare bindemedl<strong>en</strong> lägre hållfasthet än varmtillverkad massa m<strong>en</strong> har samtidigtbättre flexibilitet, vilket är viktigt om de används på vägar med svag bärighet.Hålrumshalterna ligger på motsvarande nivåer som vid kall återvinning äv<strong>en</strong> omlägre hålrumshalter ibland kan förekomma om beläggning<strong>en</strong> har <strong>en</strong> tätaregradering eller högre bindemedelsinnehåll. Asfaltgranulatets ursprung får därförstörre betydelse vid halvvarm återvinning jämfört med kall återvinning. Massanstemperatur har också <strong>en</strong> mycket stor inverkan på packningsbarhet<strong>en</strong> och därmedhålrumshalt<strong>en</strong> vid halvvarm återvinning. Skillnad<strong>en</strong> mellan t ex 50 och 80°C kanvara stor i packningsbarhet och konsist<strong>en</strong>s hos massan, vilket påverkar resultatet. Ivissa fall kan massan bli svårhanterlig och trög att lägga ut vid högre temperaturerm<strong>en</strong> samtidigt lättare att packa till lägre hålrum.Vid förprovning vore det bäst om <strong>en</strong> refer<strong>en</strong>stemperatur sattes för massan, t ex60°C i stället för som idag avsedd temperatur på massan i fält. Det underlättarjämförelser mellan olika massor och ger <strong>en</strong> mer objektiv bild avprovningsresultat<strong>en</strong>, speciellt i förhållande till de krav som finns i Vägverketsanvisningar, ATB VÄG. Fältförsök har visat att temperatur<strong>en</strong> i massan i hög gradkan variera bero<strong>en</strong>de på väderlek, årstid med mera. Om effekt<strong>en</strong> av massanstemperatur skall studeras kan förprovning<strong>en</strong> göras vid flera olika temperaturer.Enligt VTI notat 7-2000 uppvisade borrkärnor från relativt nylagd beläggninghålrumshalter på 6-13 vol-%. Med tid<strong>en</strong> reducerades dock hålrumshalt<strong>en</strong> ochhamnade för slitlager mellan 2-7 vol-% i hjulspår<strong>en</strong>. De resultat som erhålls frånförprovning på laboratoriet återspeglar således eg<strong>en</strong>skaperna på relativt nylagdbeläggning (kanske ett år gammal). Trafik<strong>en</strong>s efterpackning<strong>en</strong> i kombination med<strong>en</strong> viss förhårdning av bindemedlet samt uttorkning av asfalt<strong>en</strong> gör att halvvarmaåtervinningsbeläggningar erhåller <strong>en</strong> hållfasthetsutveckling som kan varabetydande och pågå i flera år. Provvägsförsöket på rv 90 har visat på <strong>en</strong> markantförändring av styvhet och stabilitet i bitum<strong>en</strong>bundet bärlager under de första år<strong>en</strong>och speciellt de massor som hade något lägre bindemedelsinnehåll påverkadesmest.Som försök<strong>en</strong> visar är det stor skillnad i eg<strong>en</strong>skaper mellan bindemedelsfattigaoch bindemedelsrika återvinningsmassor. Vid högt bindemedelsinnehåll harpackningsinsats<strong>en</strong> mindre betydelse (mer flytande eg<strong>en</strong>skaper m<strong>en</strong> massan kanvara klibbig) samtidigt som beläggning<strong>en</strong> blir mindre känslig för vatt<strong>en</strong>, åldringsalt mm. Eftersom bindemedelsinnehållet är <strong>en</strong> av de parameter som påverkarhålrumshalt<strong>en</strong> mest blir asfalt<strong>en</strong> tätare och mycket bitum<strong>en</strong> ger äv<strong>en</strong> tjockarebitum<strong>en</strong>hinnor mellan st<strong>en</strong>materialpartiklarna. Å andra sidan blir främststyvhetsmodul<strong>en</strong> m<strong>en</strong> äv<strong>en</strong> pressdraghållfasthet<strong>en</strong> och stabilitet<strong>en</strong> lägre på grundav bindemedlets viskösa, smörjande eg<strong>en</strong>skaper vid högre innehåll av mjukarebitum<strong>en</strong>. Ett arbetsrecept blir därför <strong>en</strong> kompromiss mellan olika eg<strong>en</strong>skaper som116 VTI notat 1-2001


står i motsattförhållande till varandra. Med tanke på de stränga påkänningarna vidsv<strong>en</strong>ska förhålland<strong>en</strong> bör relativt höga bindemedelshalter eftersträvas: Om väg<strong>en</strong>dessutom har bristfällig bärighet eller ligger i områd<strong>en</strong> med stränga vintrar bör demjukaste bindemedelsvarianterna användas för att premiera flexibla eg<strong>en</strong>skaperhos beläggning<strong>en</strong>. Det är dock viktigt att massan inte blir alltför fet så att risk förplastiska de<strong>for</strong>mationer eller blödningar uppstår. Därför måste stabilitet<strong>en</strong> vidsidan av beständighet<strong>en</strong> hållas under noggrann uppsikt under proportioneringsarbetet.Halvvarma återvinningsmassor kan behöva <strong>en</strong> provläggning innan produktion<strong>en</strong>startas upp i full skala. Om det gamla bindemedlet aktiveras g<strong>en</strong>omuppvärmning<strong>en</strong> kan massan bli trög och svårlagd. Inblandning av st<strong>en</strong>material,vatt<strong>en</strong> eller <strong>en</strong> höjning alternativt sänkning av temperatur<strong>en</strong> på granulatet kanförbättra massans konsist<strong>en</strong>s. Det är också mycket viktigt att proportionering<strong>en</strong> tarhänsyn till d<strong>en</strong> ursprungliga massatyp<strong>en</strong> samt mängd<strong>en</strong> och typ<strong>en</strong> av bindemedel ireturasfalt<strong>en</strong>. Halvvarm återvinning har visat sig särskilt lämpligt för mjukgjordabeläggningstyper. D<strong>en</strong> typ<strong>en</strong> av asfalt innehåller lägre bindemedelshalt än t exvarm massa och detta måste beaktas vid valet av bindemedelsmängd.Sammanfattningsvis så skiljer sig inte kall och halvvarma återvinningsmassor såmycket åt utan d<strong>en</strong> provningsmetodik som finns beskriv<strong>en</strong> i avsnitt<strong>en</strong> sombehandlar kall återvinning kan också tillämpas för halvvarma massor. Vidproportionering av halvvarma massor måste dock granulatet värmas upp måttligtinnan provkroppar tillverkas. Äv<strong>en</strong> halvvarma asfaltprov måste härda <strong>en</strong> tid för attde skall hårdna till på grund av fuktinnehållet. På väg<strong>en</strong> tar det flera år innansluthållfasthet<strong>en</strong> uppnås. Både kall och halvvarm återvinning finns beskrivna iVägverkets regelverk ATB VÄG. På vägar med ÅDT total > 500 <strong>for</strong>don per dygnställs förutom krav på bindemedelshalt och granulatkurva äv<strong>en</strong> krav på mekaniskaeg<strong>en</strong>skaper och vatt<strong>en</strong>känslighet.VTI notat 1-2001 117


LitteraturFAS Metoder 1995Höbeda P. & Chytla J. Undersökning av beständighet<strong>en</strong> hos AG16 <strong>en</strong>ligt nymetod och effekt av vidhäftningsbefrämjande tillsatser. VTI notat 54-1999.Jacobson T. Prov med kall återvinning av asfaltgranulat. Väg P615.Lägesrapport 92-02. VTI notat V-169, 1992.Jacobson T. Prov med kall återvinning av asfaltgranulat. Väg P615.Lägesrapport 1993-03”. VTI notat V-220, 1993.Jacobson T. Kall återvinning av asfaltbetong. Laboratorieprovningar ochprovvägar. Reviderad version av VTI notat V168. VTI notat 44-1994.Jacobson T. & Höbeda P. Frostbeständighet hos asfaltbeläggningar, VTI notat45-1995.Jacobson T. Återvinning av asfaltbeläggningar - sv<strong>en</strong>ska erfar<strong>en</strong>heter. VTIsärtryck 255, 1996.Jacobson T. & Hornwall F. Kall återvinning av asfaltbeläggning.Provvägsförsök i Värmland - sju års erfar<strong>en</strong>heter. VTI notat 62-1999.Jacobson T. & Hornwall F. Kall och halvvarm återvinning vid verk.Uppföljning av provvägar och kontrollsträckor. Lägesrapport 1999. VTInotat 7-2000.Jacobson T. & Hornwall F. Försök med kall återvinning och bindemedletNyrec. Väg 583, Ljusne - Sandarne, Hälsingland. Slutrapport 1999. VTInotat 21-1999.Jacobson T. & Hornwall F. Försök med kall och halvvarm återvinning. Väg90, Lunde - Gustavsvik. Lägesrapport 1999-12. VTI notat 11-1999.Jacobson, Torbjörn & Hornwall, Fredrik: Kall och halvvarm återvinning vidverk. Uppföljning av provvägar och kontrollsträckor. Lägesrapport 1999.VTI notat 7-2000.Jacobson T. & Hornwall F. Återvinning av asfaltbeläggning. Varm återvinningi verk. Kall och halvvarm återvinning i verk. Kall återvinning på väg.Lägesrapport 2000. VTI notat 3-2001Larsson L. & Jacobson T. & Bäckman L. Mellanlagring av asfalt. Delrapport 4– Utlakning från vägbeläggningsmaterial innehållande st<strong>en</strong>kolstjära. VTInotat 49-2000.Konfer<strong>en</strong>sdokum<strong>en</strong>tation Vegdekker, bruk av kalde masser. Rica Park<strong>en</strong> Hotel,Ålesund, 1997.Ruopp F. Cold asphalt recycling. An economical and <strong>en</strong>vironm<strong>en</strong>tal method<strong>for</strong> the construction of low volyme roads. VTI notat 71-1997Sv<strong>en</strong>ska Kommunförbundet. Sunt & tunt. Återvinning av asfalt med kallteknikpå lågtrafikerade gator. 1999Said S. & Viman L. Tjocklek<strong>en</strong>s betydelse hos asfaltprovkroppar vidbestämning av draghållfasthet och styvhetsmodul. VTI notat 6-93, 1993.118 VTI notat 1-2001


Viman L. Gyratorisk packning. Inledande försök. VTI notat 70-1998.Vägverket. Allmän Teknisk Beskrivning för vägkonstruktion, ATB VÄG.2000.Vägverket. Provtagning, provning och bedömning av provningsresultat avasfaltmaterial för återvinning. Metodbeskrivning 620:2000.Vägverket: Handbok för återvinning av asfalt, 2000.VTI notat 1-2001 119

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!