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 (CO 2 -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 min. 0.15 (MPa) ITSR min. 70 (%) Marshall-stabiliteit min. 10 (kn) retained Marshall-stabiliteit 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(ε h ) geen of N=f(ε h /ε b )
Verbeterde lastspreiding Linderesweg Fase I Fase II 1000 900 800 Verschildeflectie Df1-Df3 (µm) 700 600 500 400 300 200 100 0 0 200 400 600 800 1000 1200 Afstand vanaf hart Veendijk (m)
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. Ɛ h aan breukrek - max. aslast, toetsing max. σ h aan treksterkte Stijfheidswaarde Vaste waarde (800 3500 MPa) of gevoeligheidsanalyse?
Dimensioneren - methode Zuid-Afrika - BoundBase (BAM) - OIA (?)