Effekten av rejuvenatorer på aldret bitumen

Abstract

Fokuset har blitt rettet mot en mer miljøvennlig og bærekraftig framtid, derfor er gjenbruk og gjenvinning av asfaltdekke ganske utbredt i Europa. Bruk av resirkulert asfalt har bidratt til store reduksjoner i miljøutslipp og byggekostnader, ved å øke prosentandelen av returasfalt i nye blandinger. Aldring av bituminøse bindemidler er en av de viktigste faktorene som påvirker ytelsen, levetiden og holdbarheten til asfaltdekke. Vanligvis gjør aldring bindemiddelet stivere og sprøtt, og øker dermed risikoen for overbygningsfeil, slik som spordeformasjoner og krakelering. Denne studien har fokusert på effekten av rejuvenator på resirkulert asfalt, og hvordan de kan brukes i returasfalt. Hovedproblemstillingen denne oppgaven tar for seg:  Analysere effekten av rejuvenator blandet i en 50/50-blanding med gjenvunnet bindemiddel fra granulat og ferskt bindemiddel 160/220.  Analysere effekten av et mykere bindemiddel 250/330 i en 50/50-blanding med gjenvunnet bindemiddel fra granulat og ferskt bindemiddel 160/220. Tre ulike typer rejuvenatorer ble undersøkt i studien. De reologiske testene som ble utført på bindemiddelet var mykningspunkt, Fraass bruddpunkt, MSCRT og DSR før og etter korttidsaldring simulering, RTFOT, for å måle deformasjonsmotstanden til de ulike blandingene. For å teste dynamisk vedheftningsforsøk ble rulleflaske og vendskak test utført med og uten amin. Rejuvenatorer modifiserer bitumens kjemiske egenskaper og gjenoppretter de reologiske egenskapene til returasfalt ved å øke bitumens viskøse respons. Rejuvenatorer forsegler asfaltkonstruksjonen mot inntrenging av vann og luft, noe som reduserer oksidasjon og øker holdbarheten og gir en god vedheft på de bindemiddeldekte steinene. Rejuvenatorer har blitt studert og brukt i over 50 år, men likevel er det veldig få som har en god forståelse for produktbruken og hva en rejuvenator er. Oppførselen til et bindemiddel med tilsetning av rejuvenator er avhengig av rejuvenator innholdet, derfor er det viktig å bestemme de optimale mengdene av de forskjellige rejuvenatorene for de ulike bindemiddelene.

The main focus has been directed towards the environmental and sustainable development for the future, therefore the reuse and recycling of asphalt pavement has widely spread in Europe. The use of recycled asphalt has contributed to a large reduction in environmental emissions and building costs by increasing the percentage of recycled asphalt in new mixtures. The ageing of bituminous binders is one of the most significant factors, which affects the performance, lifespan and durability of asphalt pavement. Usually the ageing makes the binders become stiff and brittle and therefore increases the risk of default in superstructure, such as deformation and crackling. This study has investigated the effects of rejuvenators on recycled asphalt and how they can be used in recycled asphalt. The main problem statements of the thesis are:  Analysing the effect of rejuvenators mixed in a 50/50-mixture with recycled binder from granulate and virgin binder 160/220.  Analysing the effect of a softer binder 250/330 in a 50/50-mixture with recycled binder from granulate and virgin binder 160/220. Three different types of rejuvenators were investigated in this study. The rheological tests were completed on the binders at softening point, Fraass breaking point, MSCRT and DSR. The tests were done before and after short-term ageing simulation, RTFOT, to measure the deformation resistance to the different mixtures. To test the dynamic adhesion, roller bottle method and the reversing shackle method were completed, with and without amine. Rejuvenators modifies bitumen chemical properties and recovers the rheological properties of the recycled asphalt by increasing bitumen viscous response. Rejuvenators seal the asphalt construction against intrusion of water and air, which reduces the oxidation, increases the durability, and gives good adhesion to the binding covered stones. Rejuvenators have been studied and used for more than 50 years, but nevertheless there are very few researchers who have a good understanding of the product use and what a rejuvenator is. The behaviour of the binders with addition of a rejuvenator is dependent on rejuvenator concentration, therefore it is very important to determine the optimal amounts of the different rejuvenators for the different binders.