Schuimbitumenstabilisatie

Schuimbitumenstabilisatie

Frits Stas

Technologendagen, Vught 10 maart 2016

Schuimbitumen - sproeiers (nozzles), water + lucht (5 bar) samen met hete bitumen (180 °C) - ontstaan dampexplosie

schuimen bitumen

- verlaging viscositeit bitumen, menging mogelijk met koud en vochtig aggregaat

Samenstelling schuimbitumenstabilisatie

Samenstelling

2,5 – 4,0% schuimbitumen 0,5 – 1,0% cement

- afhankelijk type basismateriaal - toepassing als stabilisatie of immobilisaat

Basismaterialen

-Menggranulaat, hoogovenslakken -asfaltgranulaat -lava -steenkolengruis

Rol cement - deels aanvulling korrelskelet aggregaat - verlaging vochtgehalte aggregaat - verbetering aanvangssterkte stabilisatie - < 2% (i.v.m. brosheid stabilisatie), veelal hoogovencement - mengen voor schuimbitumen

Schuimbitumenstabilisatie

Effect op verhardingsconstructie

Voordelen schuimbitumenstabilisatie

- besparing grondstoffen (duurzaam) - toepassing laagwaardig granulaat mogelijk - beperking bouwverkeer (CO2-uitstoot) - aanvangssterkte - kostenbesparing - reductie aanlegduur

Activiteiten KOAC-NPC

- advisering - civiel-technisch vooronderzoek - kwaliteitszorg (kwaliteitsbegeleiding, laboratoriumonderzoek)

Kennis en ervaring

- Nieuw-Zeeland - Zuid-Afrika The Design and Use of Foamed Bitumen Treated Materials (2002), Asphalt Academy, Pretoria

- België (Standaard Bestek 250, versie 3.1)

Civiel-technisch vooronderzoek

- monstername (boorkernen/sleuven) - controle korrelverdeling basismateriaal -

geschiktheidsonderzoek

Civiel-technisch vooronderzoek - breken basismateriaal tot 0/31.5 - controle korrelverdeling basismateriaal - vervaardiging gyratorverdichte proefstukken - 72 uur bewaren bij 60°C (curing) - retainen: 24 uur in waterbad bij 20°C

Korrelverdeling

min. 5% vulstof (< 63 µm)

Civiel-technisch vooronderzoek

Civiel-technisch vooronderzoek Eisen ITS ITSR

min. 0.15 (MPa) min. 70 (%)

Marshall-stabiliteit retained Marshall-stabiliteit

min. 10 (kN) min. 70 (%)

► bepaling percentage schuimbitumen en percentage cement

Verwerking 11

Verdichting

- voorverdichting onder wielen freesmachine, tussen wielen los materiaal - inzet zware trilwals (eerst tussen, vervolgens op wielpaden) - grader (profileren) - licht naverdichten (bandenwals)

Profileren en verdichten

Kwaliteitszorg Kwaliteitsbegeleiding -weeromstandigheden -vlakheid voor stabilisatie -temperatuur bitumen -dosering schuimbitumen -dosering cement -verwerking (homogeniteit, laagdikte, vlakheid, vochtgehalte) -verdichtingsgraad fundering (nucleair, natte dichtheid, referentiedichtheid, verificatie bedrijfscontrole) Laboratoriumonderzoek - watergevoeligheid kunstmatig verouderde proefstukken (duurzaamheid)

Aandachtspunten tijdens uitvoering - verhogen vochtgehalte voor behalen verdichtingsgraad (inwateren) - Incidenteel problemen met opschuimen bitumen (klodders bitumen) - keuze type wals (statische wals/bandenwals) - aanwezige fundering lokaal te dun

Praktijk - bedrijfscontrole omvat slechts 1 monster - slechts 1 referentiedichtheid bepaling verdichtingsgraad - bepaling vochtgehalte nucleair - laagdikte stabilisatie?

AGREC versus schuimbitumenstabilisatie AGREC

schuimbitumen

E (MPa)

3500

800 - 4200

druksterkte (MPa)

1.5 – 2.0

1.0 – 2.0 (1.5)

treksterkte (MPa)

-

0.25 – 0.75 (0.50)

breukrek (µm/m)

240

100 – 400 (250)

vermoeiing

N=f(εh)

geen of N=f(εh/εb)

Verbeterde lastspreiding Linderesweg Fase I

Fase II

1000 900

Verschildeflectie Df1-Df3 (µm)

800 700 600 500 400 300 200 100 0 0

200

400

600 Afstand vanaf hart Veendijk (m)

800

1000

1200

Samenhang boorkernen vs. stijfheidswaarden Tussen 45 m en 285 m: 5300 MPa

Samenhang boorkernen vs. stijfheidswaarden Tussen 275 en 600 m: 775 MPa

Dimensioneren Ontwerpcriterium -

max. aslast, toetsing max. Ɛh aan breukrek

-

max. aslast, toetsing max. σh aan treksterkte

Stijfheidswaarde Vaste waarde (800 – 3500 MPa) of gevoeligheidsanalyse?

Dimensioneren

- methode Zuid-Afrika - BoundBase (BAM) - OIA (?)