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 (?)