Meetrapport Vooronderzoek Gyrator deel 1. Rapportnummer IL-R-01.23

Transcriptie

1 - 'Dl :q7c?s / t Meetrapport Vooronderzoek Gyrator deel 1 Rapportnummer IL-R " 7 -. :i - - Di rectoraat-generaal Rijkswaterstaat q

2 Meetrapport Vooronderzoek Gyrator deel 1 Rapportnummer IL-R Afdeling infrastructuur laboratorium Materialen januari- 2001

3 Rapportriummer IL-R Directoraat- Generaal Rijkswaterstaat Titel van het rapport: Intern meetrapport vooronderzoek Gyrator deel 1 Datum van uitgifte: Rapportnummer: ll-r Naam en adres van de opdrachtgever: LUT-project van HK Naam en adres van de opdrachtnemer: Afdeling Laboratorium Materialen IL Naam van de schrijver: F. Sanches/H. Wakkary Naam en paraaf va,çi projectleider: F. Sanche Naam en paraaf van het afdelingshoofd: ir. J.R.K. Smit lyossiernummer: ONDERHOUDDRO De van Rijkswaterstaat heeft de in deze publicatie opgenomen gegevens zorgvuldig verzameld naar de laatste stand van wetenschap en techniek. Desondanks kunnen er onjuistheden in deze publicatie voorkomen. Het Rijk sluit iedere aansprakelijkheid uit voor schade die uit het gebruik van de hierin opgenomen gegevens mocht voortvloeien.

4 Rapportnummer L-R Directoraat- Generaal Rijkswaterstaat Inhoudsopgave Bladzijde: Inleiding Materialen en monsters Uitvoering Resultaten 4 Bij lagen.

5 Rapportnummer JL-R Directoraat- Generaal Rijkswaterstaat 1. Inleiding In het kader van het Project ONDERHOUDDRO, vanaf 1 april 2001 onder het project CEN/TESM/ASF, wordt onderzoek uitgevoerd naar een geschikte laboratoriumverdichtingmethode voor asfalt. In de nieuwe Europese productnorm voor asfalt worden een aantal methoden omschreven om asfalt binnen het laboratorium te verdichten, waaronder de gyrator. De afdeling wil onderzoeken of de gyrator inderdaad een geschikte verdichtingsmethode is. In het onderhavig onderzoek wordt hier een eerste start mee gemaakt. Er wordt onderzoek uitgevoerd naar: De dichtheid bij het zgn. Afslagcriterium, waarbij 0,2 % hoogteafname van het proefstuk vlg RAW-proef 57.2 wordt verkregen met het bijbehorende aantal omwentelin gen. De dichtheidsverschillen die ontstaan ten gevolge van Marshall- en Gyratorverdichting en de verschillende tussen twee dichtheidsmethodieken Bladnummer: 1 van 10

6 Rapportnummer IL-R Directoraat- Generaal Rijkswaterstaat 2. Materialen en monsters Ten behoeve van het vervaardigen van voldoende STAB 0/22-asfaftkernen is in december 2000, materiaal verzameld bij de Asfaltcentraie van de NBM in Rijswijk. Gebruikte materialen: Noorsgraniet 4/8 o Noorsgraniet 8/11,4ç Noorsgraniet 11/16 Schotsgraniet 16/22 o Brekerzand Schotsgr aniet Recal 60 als vulstof Bladnummer: 2 van 10

7 Rapportnummer IL-R Directoraat- Generaal Rijkswaterstaat 3. Uitvoering en Testmethoden Het onderzoek valt uiteen in drie onderdelen: Bij welk aantal omwentelingen van de gyratyor wordt vlg proef 57.2 van de RAW 2000, het criterium van 0,2 % van de afname van de hoogte van de kern bereikt en welke dichtheden worden daarbij verkregen. Vervolgens wordt tot het in bovengenoemde proef beschreven aantal van 200 omwentelingen verdicht. Hieruit kan berekend worden de dichtheid bij 0,2 % hoogte afname. De bereiding van de proefstukken is uitgevoerd vlg proef 57.2 van de RAW 2000 uitgevoerd. De dichtheidsbepalingen zijn uitgevoerd vlg werkvoorschrift WV036 Bepaling van de dichtheden bij het in 1. vastgestelde aantal omwentelingen. De bovengenoemde testmethoden zijn gehanteerd. Dichtheidsverschillen ten gevolge van het verdichten vlg de Marshallhamer en de Gyrator. Daarnaast wordt de zgn 'onderwater- en de opmeetdichtheidsmethode" met elkaar vergeleken, beide vig WV036. Naast de bovengenoemde testmethoden is m.b.t. de Marshallverdichting gebruik gemaakt van proef 57.1 van de RAW 2000 In de bijlagen van 1 t/m 9 wordt een beeld gegeven van de toename van de dichtheid of afname van de proefstukhoogte ten gevolge van omwentelingen in de gyrator Bladnummer: 3 van 10

8 Rapportnummer ll-r Directoraat- Generaal Rijkswaterstaat 4 Resultaten 4.1 Dichtheden bij omwentelingen van de gyratorproef vig proef 57.2 van de RAW 2000 en bij het criterium van 0,2 % van de afname van de hoogte van de kern. Gyratorproef - Proefstukken vooronderzoek Tabel Waarnemingen bij 0.2% hoogteafname Proefstuk p 0,2% (kg/m 3 ) Omwentelingen 02% Hoogte 02% (mm) Massa voor (g) Massa na (g) Gyri ,3 1201,1 Gyr , ,4 1204,7 Gyr3 1178,1 1177,2 Gyr4 1213,2 1213,1 Gyr , ,3 1207,0 Gyr , ,5 1203,9 Gyr , ,1 1268,0 Gyr , ,9 1202,5 Tabel Waarnemingen bij einde van de proef Proefstuk P eind (kg/m 3 ) Gyrl 2330 Gyr Gyr Gyr GyrS 2398 Gyr Gyr Gyr Omwentelingen eind , ,47 66,43 64,13 64,26 67,21 63,90 Hoogte eind (mm) Tabel Dichtheid berekent d.m.v. onderwaterwegirig volgens RAW 1995 proef 67 Proefstuk p RAW67 (kg/m3) Gyri 2439 Gyr Gyr Gyr GyrS 2453 Gyr Gyr Gyr Tabel Gecorrigeerde dichtheid voor proefstukken Bladnummer: 4 van 10

9 Rapportnummer ll-r Directoraat- Generaal Rijkswaterstaat Proefstuk P gecor. (kg/m3) Gyri 2424 Gyr Gyr3 Gyr4 Gyr GyrG 2417 Gyr Gyr Gecorrigeerde dichtheid berekent volgens: (Hoogte eind / Hoogte 02%) * P RAWG7 Opmerkingen t.a.v. de tabellen: In tabel 1.2 zijn kernen tot het aangegeven aantal omwentelingen verdicht. In tabel 1.1. is daaruit berekend welk aantal omwentelingen overeenkomt met 0,2 % hoogte afname; dit komt ongeveer overeen met 90 omwentelingen. In tabel 1.3 is van de verdichte kernen vlg WV036 de dichtheid bepaald. Deze dichtheiden (warme dichtheid) mogen vergeleken worden met de dichtheden in tabel 1.2 (beide dichtheden bij het maximaal aantal omwentelingen); de eerst genoemden liggen allen lager dan de dichtheden bepaald vlg WV036. de dichtheden in tabel 1.4 mogen vergeleken worden met de dichtheden uit tabel 1.1 (beide dichtheden bij 0,2 % hoogte afname); hieruit blijkt dat een aantal van de gecorrigeerde dichtheden wat hoger liggen. 4.2 Dichtheden bij het in bovengenoemde proef bij een aantal van 200 omwentelingen ( hieruit kan berekend worden de dichtheid bij 0,2 % hoogte afname). Gyratorproef - Proefstukken verdicht tot 200 omwentelingen Tabel Waarnemingen bij 0.2% hoogteafname Proefstuk p 0,2% (kg/m 3 ) Omwentelingen 02% Hoogte0 2% (mm) Massa voor (g) Massa na (g) Gyr ,0 1201,9 GyrlO ,0 1199,6 Gyrli , ,0 1203,4 Gyr , ,0 1210,1 Gyrl , ,0 1206,3 Gyrl , ,0 1211,5 Tabel Waarnemingen bij einde van de proef (200 omwentelingen) Proefstuk P eind Omwentelingen eind Hoogte eind (mm) (kg/m 3 ) Gyr ,80 GyrlO ,28 Gyril , Bladnummer: 5 van 10

10 Rapportnummer IL-R Directoraat- Generaal Rij kswaterstaat Gyrl Gyrl ,80 Gyrl ,44 Tabel Dichtheid berekent d.m.v. onderwaterweging volgens RAW 1995 proef 67 Proefstuk p RAW67 (kg/m3) Gyr GyrlO 2477 Gyril 2475 Gyrl Gyrl Gyrl Tabel Gecorrigeerde dichtheid voor proefstukken Proefstuk P gecor. (kg/m3) Gyr Gecorrigeerde dichtheid berekent volgens: GyrlO 2431 * (Hoogte eind / Hoogte 021) P RAW67 Gyril 2433 Gyrl Gyrl Gyrl Opmerkingen m.b.t. bovengenoemde tabellen: In tabel 2.1 is nog een keer onderzocht bij welk aantal omwentelingen de 0,2 % hoogte afname wordt verkregen; wederom kwam dit overeen met ca. 90 omwentelingen voor dit mengsel. In tabel 2.2. zijn de omwentelingen doorgezet tot 200 en in tabel 2.4 worden deze dichtheden gecorrigeerd voor 0,2 % hoogte afname; de dichtheden in tabel 2.1 en in tabel 2.4 zijn derhalve vergelijkbaar; de gecorrigeerde dichtheden liggen hoger dan de dichtheden bij het werkelijke aantal van ca. 90 omwentelin gen. De dichtheden bepaald vlg WV036 liggen wederom hoger dan de dichtheden uit tabel 2.2. (warm/koud effect) Bladnummer: 6 van 10

11 Rapportnummer IL-R Directoraat- Generaal Rijkswaterstaat 4.3 Bepaling van de dichtheden bij het in 4.1 en 4.2 vastgestelde aantal omwentelingen. Gyratorproef - Proefstukken verdicht tot 90 omwentelingen Tabel Waarnemingen bij 0.2% hoogteafname Proefstuk p 0,2% Omwentelingen 02% Hoogte 02% (kg/m 3 ) (mm) Massa voor (g) Massa na (g) GyrlS ,5 1204,8 Gyrl , ,0 1205,9 Gyrl , ,5 1205,5 Gyrl , ,0 1205,1 Tabel Waarnemingen bij einde van de proef (90 omwentelingen) Proefstuk P eind Omwentelingen e,nd Hoogte emd (mm) (kg/m 3 ) GyrlS ,30 Gyrl ,69 Gyrl ,05 Gyr ,86 Tabel Dichtheid berekent d.m.v. onderwaterweging volgens RAW 1995 proef 67 Proefstuk P RAW67 (kg/m 3) GyrlS 2452 Gyrl Gyrl Gyrl Tabel Gecorrigeerde dichtheid voor proef stukken Proefstuk P gecor. (kg/m3) GyrlS 2447 Gecorrigeerde dichtheid berekent volgens: Gyrl (Hoogte eind / Hoogte 021) * P RAW67 Gyrl Gyrl Opmerkingen m.b.t. de tabellen: In tabel 3.2 is verdicht tot het aantal omwentelingen van 90 (boven bepaald); In tabel 3.1 is onderzocht bij welke van deze kernen, het aantal omwentelingen Bladnummer: 7 van 10

12 Rapportnummer IL-R Directoraat- Generaal Rijkswaterstaat overeen kwam met 0,2 % hoogte afname; nu lag de waarde wat onder de 90 omwentelingen! De dichtheden bepaald vlg WV036 (tabel 3.3) liggen wederom hoger dan de dichtheden uit tabel 3.2. (warm/koud effect) De dichtheden in tabel 3.4. mogen vergeleken worden met de dichtheden in tabel 3.1; deze gecorrigeerde dichtheden (tabel 3.4) liggen allen hoger. 4.4 Dichtheidsverschillen ten gevolge van het verdichten m.b.v. de Marshallhamer en de Gyrator, homogeniteit/dichtheidsverdeling kernen, dichtheidsverschillen tussen 11 onderwaterweging en opmeten" vig WV036 en samenstelling kernen: Tabel Dichtheden Marshall-proefstukken Proefstuk P RAW 67 P gemeten P RAW 67 - P gemeten (kg/m 3 ) (kg/m 3 ) (kg/m 3 ) Marsi Mars Mars Mars Mars Mars Opmerking: De gecorrigeerde dichtheid is berekend volgens: (Hoogte emd / Hoogte 02%) * P RAW67 Tabel Dichtheden proefstukschijven (terminatie bij 90 omwentelingen) Proefstuk Hoogte P RAW67 P gemeten Ap IV RAW67 (kg/m3) (mm) (kg/m3) (kg/m3) Gyrl5.1 12, GyrlS.2 10, GyrlS.1/ ,0 GyrlS.3 16, GyrlS.2/15.3 1,5 GyrlS.4 14, GyrlS.3/ ,4 Gyrl6.1 15, Gyrl6.2 11, Gyrl6.1/ ,4 Gyrl6.3 12, Gyrl6.2/16.3 7,7 Gyrl6.4 14, Gyrl6.3/ ,0 Tabel Dichtheden Marshall-proefstukschijven Proefstuk Hoogte P RAW67 P gemeten Ap P RAW67 (kg/m3) (mm) (kg/m 3 ) (kg/m 3 ) Marsl.1 12, Mars1.2 11, Marsl.1/1.2 48,4 Marsl.3 14, Mars1.2/1.3 3,0 Mars1.4 14, Marsl.3/1.4 14,3 Mars2.1 11, Bladnummer: 8 van 10

13 Rapportnummer IL-R Directoraat- Generaal Rij kswaterstaat Mars2.2 11, Mars2.1/2.2 63,3 Mars2.3 12, Mars2.2/2.3 38,2 Mars2.4 16, Mars2.3/2.4 39,2 Mars3.1 14, Mars3.2 14, Mars3.1/3.2 21,8 Mars3.3 8, Mars3.2/3.3 13,9 Mars3.4 15, Mars3.3/3.4 14,1 Mars4.1 13, Mars4.2 10, Mars4.1/4.2 12,8 Mars4.3 13, Mars4.2/4.3 10,6 Mars4.4 15, Mars4.3/4.4 11,4 Mars5.1 15, Mars5.2 14, Mars5.1/5.2 21,3 Mars5.3 11, Mars5.2/5.3 9,0 Mars5.4 11, Mars5.3/5.4 16,6 Mars6.1 14, Mars6.2 10, Mars6.1/6.2 17,5 Mars6.3 14, Mars6.2/6.3 6,6 Mars6.4 13, Mars6.3/6.4 3,6 Tabel Korrelverdelimg (niet cumulatief) van de geëxtraheerde monsters Uitgangsmateriaal Korrelverdeling na extractie Stab 0/22 berekend RAW Mars 5 Mars 6 Gyrl2 Gyr13 Gyrl4 standaard op zeef % (m/m) C 22, ,0 0,0 0,0 0,0 0,0 C 11, ,0 20,1 23,6 28,1 26,3 2 mm ,9 58,3 59,7 61,4 60,3 63 um ,7 92,1 93,1 93,7 93,4 <63 um ,3 7,9 6,9 6,3 6,4 bit. 50/60 4, ,2 4,4 4,5 4,2 4,3 Opmerking m.b.t. de tabellen: Uit de vergelijking tussen tabel 4.1 en bv. tabel 3.4 blijkt dat gyratorverdichte proefstukken een grotere dichtheid hebben verkregen dan Marshallverdichte proefstukken; vergeleken met de dichtheden in tabel 3.2 is dit verschil niet meer aanwezig. De dichtheid van opgemeten" Marshall- en Gyratorproefstukken ligt gemiddeld lager dan van 'onder water bepaalde" proefstukken (tabel 4.2 en 4.3). Uit tabel 4.2 blijkt dat de dichtheden van Gyrator-proefstukschijfjes (vier schijfjes uit een kern) uit het midden van de kern het grootst zijn; uit tabel 4.3 blijkt dit verschil ook aanwezig te zijn bij de Marshall-proefstukschijfjes maar minder sterk, behalve bij kernen 1.1 t/m 1.4 en 2.1 t/m 2.4 In tabel 4.4. is van een aantal kernen de samenstelling weergegeven Bladnummer: 9 van 10

14 Rapportnummer IL-R-0123 Di rectoraat- Generaal Rijkswaterstaat Bijlagen 1 t/m Bladnummer: 10 van 10

15 Hoogteafname vs Omwentelingen 67 E E 4, cu 65 bn Omwentelingen

16 Hoogteafname vs Omwentelingen M. 67 E E tj 65 bn Omwentelingen

17 Hoogteaf name vs Omwentelingen 1,0% 0,9% 0,8% 0,7% 0,6% Q) E ,5% 0,4% Gyr9 Gyrl3 Gyrl4 0,3% 0,2% A I MZI 0,1% 0,0% Omwentelingen

18 Hoogteafname vs Omwentelingen 10% 0,9% 0,8% 0,7% q) E 0,6% 0,5% t) 4-. to 0 0,4% Gyrl5 Gyrl6 Gyrl7 Gyrl8 0,3% 0,2% 0,1% 0,0% Omwentelingen 70 III

19 Hoogteafname vs Omwentetingen 50% 4,5% 4,0% 3,5% E 3,0% 2,5% Gyrl4 2,0% 1 1,IZ) O/ /0 1,0% 0,5% 0,0% Omwentel i ngen

20 Dichtheid vs Omwentelingen bd 2250 o ) -c -c e Gyri Gyr2 Gyr3 Gyr4 Gyr5 Gyr6 Gyr7 Gyr i Omwentelingen

21 Dichtheid vs Omwentelingen E b.o Gyr9 GyrlO Gyril Gyrl2 Gyrl3 Gyrl Omwentel 1 ngen

22 Dichtheid vs Omwentelingen en E cu GyrlS Gyrl6 Gyrl7 Gyrl Omwentel i ngen

23 Dichtheid vs Omwentelingen G yr9 Gyr10 Gyr E S Gyrl2 Gyrl3 Gyrl4 Gyrl eind Gyr2 eind Gyr3 eind Gyr4 eind Gyr5 eind Gyr6 eind IW Gyr7 eind Gyr8 eind Gyri 0.2% Gyr2 0.2% o Gyr5O.2% Gyr6 0.2% 2050 Gyr7 0.2% Gyr8O.2% Omweritelingen

24