PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Effectiveness of a specific Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) rejuvenating agent

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Skuteczność specjalistycznego preparatu chemicznego w odświeżaniu granulatu asfaltowego
Języki publikacji
EN PL
Abstrakty
EN
Contemporary construction materials are expected to be recyclable in a closed-loop system, meaning they should allow reuse, after they have lost their original properties while being part of the original building product. This group of materials should undoubtedly include bituminous mixtures, which may be reclaimed during road renewal or alteration projects, and subsequently reused as Reclaimed Asphalt Pavement (RAP). Noteworthy, RAP performance depends on the properties of the binder it contains, whose visco-elastic behaviour has been affected by the ageing processes. Fortunately enough, these properties of bitumen may be effectively recovered by means of special chemical agents called rejuvenators. This paper presents the results of two-stage research project on this subject. The first stage included testing of the bituminous binder under analysis. It was a 50/70 pen-grade bitumen tested before and after short-term ageing (RTFOT + PAV) and aged binder tested after rejuvenation treatment. Spectroscopic and fractional composition analyses were carried out in addition to determining the basic properties i.e. penetration, softening point, dynamic shear modulus and phase angle. In the second stage of this research project a different material was tested: AC 16 W 50/70 asphalt concrete sourced from a hot-mix asphalt plant. The specimens were made from the fresh mix (control) and the same mix after short- and long-term ageing and after subsequent rejuvenation treatment. The determinations included density, bulk density, water sensitivity, stiffness modulus, resistance to fatigue and low temperature performance determined with the Thermal Stress Restrained Specimen Test (TSRST).The tests of RAP treated with oleyl alcohol ethoxylate phosphate ester carried out as part of this research showed improvement of the performance properties of aged bituminous binders, and thus confirmed the suitability of this agent in road paving applications
PL
Materiały stosowane w budownictwie powinny funkcjonować w obiegu zamkniętym, co oznacza ich ponowne wykorzystanie w momencie utraty właściwości w pierwotnym wyrobie budowlanym. Do tego typu materiałów należy zaliczyć mieszanki mineralno-asfaltowe, które w postaci destruktu asfaltowego pozyskiwane są z remontowanych lub przebudowywanych dróg. Ich funkcjonalność w dużym stopniu zależy od właściwości lepiszcza asfaltowego, które w wyniku procesów starzeniowych utraciło swoje właściwości lepkosprężyste. Poprawę tych właściwości można uzyskać poprzez zastosowanie specjalistycznych preparatów chemicznych zwanych rejuvenatorami. W artykule przedstawiono wyniki badań, które podzielono na dwa etapy. W pierwszym etapie badania wykonywano dla lepiszcza asfaltowego. Wykorzystano asfalt drogowy 50/70 przed i po starzeniu (RTFOT + PAV) oraz postarzone lepiszcze z dodatkiem rejuvenartora. Obok badań podstawowych (penetracji, temperatury mięknienia, zespolonego modułu ścinania i kąta przesunięcia fazowego) oznaczono skład grupowy asfaltów oraz wykonano analizy widmowe. W drugim etapie badania wykonano dla betonu asfaltowego AC 16 W 50/70, pozyskanego z WMB. Oznaczono podstawowe parametry mieszanki referencyjnej, po starzeniu technologicznym oraz eksploatacyjnym oraz z udziałem odświeżacza. W zakresie oznaczeń była gęstość, gęstość objętościowa, odporność na działanie wody, moduł sztywności, trwałość zmęczeniowa oraz parametry niskotemperaturowe mieszanki (TSRST). Przeprowadzone badania granulatu asfaltowego z udziałem esteru fosforowego alkoholu oleilowego, etoksylowanego świadczą, że substancja ta wpływa pozytywnie na zmiany właściwości zestarzonych lepiszczy asfaltowych, co pozwala z powodzeniem stosować ją w technologii drogowej
Rocznik
Strony
447--462
Opis fizyczny
Bibliogr. 70 poz., rys., tab.
Twórcy
  • West Pomeranian University of Technology, 17 Piastów AV., 70-310 Szczecin
  • West Pomeranian University of Technology, 17 Piastów AV., 70-310 Szczecin
  • West Pomeranian University of Technology, 17 Piastów AV., 70-310 Szczecin
  • Poznań University of Technology, 5 M. Skłodowska-Curie Square, 60-965 Poznan
Bibliografia
  • 1. Bodin D., Soenen H., Roche C.: Temperature effects in binder fatigue and healing tests. Conference: E&E Conference in Vienna 2004
  • 2. Budziński B., Mieczkowski P., Słowik M., Mielczarek M., Bilski M., Fornalczyk S.: Assessment of the low-temperature performance of asphalt mixtures for bridge pavement. Road Materials Pavement Design, 24, Sup. 1: EATA 2023 Gdansk, 2023, DOI: 10.1080/14680629.2023.2181002
  • 3. Kandhal P.S., Chakraborty S.: Effect of Asphalt Film Thickness on Short – and Long-Term Aging of Asphalt Paving Mixtures. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 1535, 1, 1996, DOI: 10.1177/0361198196153500111
  • 4. Kowalski K., Król J., Bańkowski W., Radziszewski P., Sarnowski M.: Thermal and Fatigue Evaluation of Asphalt Mixtures Containing RAP Treated with a Bio-Agent. Applied Sciences, 7, 3, 216, DOI: 10.3390/app7030216
  • 5. Mannan U., Islam M., Tarefder R.: Fatigue Behavior of Asphalt Containing Reclaimed Asphalt Pavements. TRB Annual Meeting 2015
  • 6. Miró R., Martínez A.H., Pérez-Jiménez F.E., Botella R., Álvarez A.: Effect of filler nature and content on the bituminous mastic behaviour under cyclic loads. Construction and Building Materials, 132, 2017, 33–42, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.11.114
  • 7. Piłat J., Radziszewski P.: Nawierzchnie asfaltowe. Warszawa, WKŁ, 2007
  • 8. Read J., Whiteoak D., Hunter R.N.: The Shell Bitumen handbook – 5th edition. London, Thomas Telford, 2003
  • 9. Stefańczyk B., Mieczkowski P.: Mieszanki mineralno-asfaltowe: wykonawstwo i badania. Warszawa, WKŁ, 2009
  • 10. Petersen J.C.: A Review of the Fundamentals of Asphalt Oxidation: Chemical, Physicochemical, Physical Property, and Durability Relationships. Serial: Transportation Research Circular No E-C140. Publication Date: 2009–10, https://trid.trb.org/view/902386
  • 11. Tauste R., Moreno-Navarro F., Sol-Sánchez M., Rubio-Gámez M.C.: Understanding the bitumen ageing phenomenon: A review. Construction and Building Materials, 192, 2018, 593–609, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.10.169
  • 12. Solanki P., Zaman M., Adje D., Hossain Z.: Effect of Recycled Asphalt Pavement on Thermal Cracking Resistance of Hot-Mix Asphalt. International Journal of Geomechanics, 15, 5,2014, DOI: 10.1061/(ASCE)GM.1943-5622.0000398
  • 13. Abouelsaad A., White G.: The Combined Effect of Ultraviolet Irradiation and Temperature on Hot Mix Asphalt Mixture Aging. Sustainability, 14, 10, 5942, 2022, DOI: 10.3390/su14105942
  • 14. Bocci M., Cerni G.: The ultraviolet radiation in short-term and long-term aging of bitumen. Proceedings of Eurasphalt & Eurobitume Congress, Barcelona, Spain, 20–22 September 2000. Book 1 – Session 1, 49–58, https://trid.trb.org/view/673920
  • 15. Feng Z.-G, Yu J.-Y., Zhang H.-L., Kuang D.-L., Xue L.-H.: Effect of ultraviolet aging on rheology, chemistry and morphology of ultraviolet absorber modified bitumen. Materials and Structures, 46, 7, 2013, 1123–1132, DOI: 10.1617/s11527-012-9958-3
  • 16. Hu J. i in.: The Effect of Ultraviolet Radiation on Bitumen Aging Depth. Materials, 11, 5, 2018, 747–762, DOI: 10.3390/ma11050747
  • 17. Polo-Mendoza R. i in.: Ultraviolet ageing of bituminous materials: A comprehensive literature review from 2011 to 2022. Construction and Building Materials, 350, 2022, 1–32, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2022.128889
  • 18. Liu M., Chaffin J.M., Davison R.R., Glover C.J., Bullin J.A.: Changes in Corbett Fraction Composition During Oxidation of Asphalt Fractions. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 1638, 1, 1998, 40–46, DOI: 10.3141/1638-05
  • 19. Berkowitz M., Filipovich M., Baldi A., Hesp S.A.M., Aguiar-Moya J.P., Lorı́a-Salazar L.G.: Oxidative and Thermoreversible Aging Effects on Performance-Based Rheological Properties of Six Latin American Asphalt Binders. Energy Fuels, 33, 4, 2019, 2604-2613, DOI: 10.1021/acs.energyfuels.8b03265
  • 20. Bocci E., Prosperi E., Mair V., Bocci M.: Ageing and Cooling of Hot-Mix-Asphalt during Hauling and Paving-A Laboratory and Site Study. Sustainability, 12, 8612, 2020, DOI: 10.3390/su12208612
  • 21. Read J., Whiteoak D.: The Shell Bitumen Handbook – 5th Edition. London, United Kingdom, Thomas Telford Limited, 2003, 5, https://trid.trb.org/view/741018
  • 22. Yut I., Zofka A.: Correlation between rheology and chemical composition of aged polymer-modified asphalts. Construction and Building Materials, 62, 2014, 109–117, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2014.03.043
  • 23. Kamali Z., Karimi M.M., Ahmadi Dehaghi E., Jahanbakhsh H.: Using electromagnetic radiation for producing reclaimed asphalt pavement (RAP) Mixtures: Mechanical, induced heating, and sustainability assessments. Construction and Building Materials, 321, 2022, 126315, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2022.126315
  • 24. van de Ven M.F.C., Molenaar A.A.A., Mengiste G.. Development of a Lab Production Method with Recycled Asphalt Pavement in a Double Barrel Drum Mixer. in: The 11th International Conference on Asphalt Pavements, Nagoya, Japan, 2010, 1–9
  • 25. Sorociak W., Grzesik B., Bzówka J., Mieczkowski P.: Asphalt Concrete Produced from Rejuvenated Reclaimed Asphalt Pavement (RAP). Archives Civil Engineering, 2, 2020, DOI: 10.24425/ACE.2020.131812
  • 26. Zaumanis M., Mallick R.B.: Review of very high-content reclaimed asphalt use in plant-produced pavements: State of the art. International Journal of Pavement Engineering, 16, 1, 2015, 39–55, DOI: 10.1080/10298436.2014.893331
  • 27. Sharma B.K. i in.: Modeling the performance properties of RAS and RAP blended asphalt mixes using chemical compositional information. Tech Report FHWA¿ICT¿17¿001, 2017, https://rosap.ntl.bts.gov/view/dot/32024
  • 28. Haddadi S.S., Coleri E., Sreedhar S.: Strategies to improve performance of reclaimed asphalt pavement-recycled asphalt shingle mixtures. International Journal of Pavement Engineering, 22, 2, 2019, 1–12, DOI: 10.1080/10298436.2019.1593411
  • 29. Ahmed R.B., Hossain K.: Waste cooking oil as an asphalt rejuvenator: A state-of-the-art review. Construction and Building Materials, 230, 116985, 2020, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.116985
  • 30. Baghaee Moghaddam T., Baaj H.: The use of rejuvenating agents in production of recycled hot mix asphalt: A systematic review. Construction and Building Materials, 114, 2016, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.04.015
  • 31. Jiang Y.J., Xue H., Xue H., Chen Z.D.: Preventing cracks of asphalt pavement based on pre-cutting crack and paving geotextile at semi-rigid type base. Journal of Chang’an University (Natural Science Edition), 26, 2, 2006, 6–9
  • 32. Zaumanis M., Mallick R.B., Poulikakos L., Frank R.: Influence of six rejuvenators on the performance properties of Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) binder and 100% recycled asphalt mixtures. Construction and Building Materials, 71, 2014, 538–550, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2014.08.073
  • 33. Zaumanis M., Mallick R.B., Frank R.: Determining optimum rejuvenator dose for asphalt recycling based on Superpave performance grade specifications. Construction and Building Materials, 69, 2014, 159–166, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2014.07.035
  • 34. De Bock L., Piérard N., Vansteenkiste S., Vanelstraete A.: Categorisation and analysis of rejuvenators for asphalt recycling. Report number: Dossier 21, 2020
  • 35. Oliver J.W.H.: Diffusion of oils in asphalts. in: ARR Report, no. 9. Vermont South, Vic.: Australian Road Research Board, 1975
  • 36. Karlsson R., Isacsson U.: Investigations on bitumen rejuvenator diffusion and structural stability. Asphalt Paving Technology, 72, 2003, 463–501
  • 37. Loise V., Caputo P., Porto M., Calandra P., Angelico R., Oliviero C.: A Review on Bitumen Rejuvenation: Mechanisms. Materials, Methods and Perspectives. Applied Sciences, 9, 20, 4316, 2019, DOI: 10.3390/app9204316
  • 38. Porto M., Caputo P., Loise V., Eskandarsefat S., Teltayev B., Oliviero Rossi C.: Bitumen and Bitumen Modification: A Review on Latest Advances. Applied Sciences, 9, 4, 742, 2019, DOI: 10.3390/app9040742
  • 39. Fernández-Gómez W.D., Rondón Quintana H., Reyes-Lizcano F.: A review of asphalt and asphalt mixture aging. Ingeniería e Investigación, 33, 1, 2013, 5–12, DOI: 10.15446/ing.investig.v33n1.37659
  • 40. Lesueur D.: The colloidal structure of bitumen: Consequences on the rheology and on the mechanisms of bitumen modification. Advances in Colloid and Interface Science, 145, 1, 2009, 42–82, DOI: 10.1016/j.cis.2008.08.011
  • 41. Dony A., Colin J., Bruneau D., Drouadaine I., Navaro J.: Reclaimed asphalt concretes with high recycling rates: Changes in reclaimed binder properties according to rejuvenating agent. Construction and Building Materials, 41, 2013, 175–181, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2012.11.031
  • 42. Radenberg M., Boetcher S., Sedaghat N.: Effect and efficiency of rejuvenators on aged asphalt binder – German experiences. in: 6th Eurasphalt & Eurobitume Congress, 1–3 June 2016, Prague, Czech Republic, DOI: 10.14311/EE.2016.051
  • 43. Ji J. i in.: Effectiveness of Vegetable Oils as Rejuvenators for Aged Asphalt Binders. Journal of Materials in Civil Engineering, 29, 3, 2017, DOI: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0001769
  • 44. Gong M., Yang J., Zhang J., Zhu H., Tong T.: Physical-chemical properties of aged asphalt rejuvenated by bio-oil derived from biodiesel residue. Construction and Building Materials, 105, 2016, 35–45, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2015.12.025
  • 45. Grzesik B., Bzówka J., Sorociak W., Mieczkowski P.: Asphalt Concrete Produced from Rejuvenated Reclaimed Asphalt Pavement (RAP). Archives of Civil Engineering, 66, 2, 2020, 321–337, DOI: 10.24425/ace.2020.131812
  • 46. https://www.products.pcc.eu/pl/numer-cas/39464-69-2
  • 47. PN-EN 1097-6:2022-07 Badania mechanicznych i fizycznych właściwości kruszyw – Część 6: Oznaczanie gęstości ziarn i nasiąkliwości
  • 48. PN-EN 1097-7:2023-04 Badania mechanicznych i fizycznych właściwości kruszyw – Część 7: Oznaczanie gęstości wypełniacza – Metoda piknometryczna
  • 49. WT-2 2014 – część I. Mieszanki mineralno-asfaltowe. Wymagania Techniczne. Warszawa, Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, 2014
  • 50. PN-EN 12697-6:2020-07 Mieszanki mineralno-asfaltowe – Metody badań – Część 6: Oznaczanie gęstości objętościowej próbek mieszanki mineralno-asfaltowej
  • 51. PN-EN 12697-5:2019-01 Mieszanki mineralno-asfaltowe – Metody badań – Część 5: Oznaczanie gęstości
  • 52. PN-EN 12697-8:2019-01 Mieszanki mineralno-asfaltowe – Metody badań – Część 8: Oznaczanie zawartości wolnej przestrzeni próbek mineralno-asfaltowych
  • 53. PN-EN 12697-12:2018-08 Mieszanki mineralno-asfaltowe – Metody badań – Część 12: Określanie wrażliwości na wodę próbek mineralno-asfaltowych
  • 54. PN-EN 12697-22:2020-07 Mieszanki mineralno-asfaltowe – Metody badań – Część 22: Koleinowanie
  • 55. Howard I.L., Doyle J.D.: Durability Indexes via Cantabro Testing for Unaged, Laboratory-Conditioned, and One-Year Outdoor-Aged Asphalt Concrete. Transportation Research Board, 94th Annual Meeting, Washington DC, United States, 11-15.01.2015, https://trid.trb.org/view/1337071
  • 56. Newcomb D. i in.: Short-Term Laboratory Conditioning of Asphalt Mixtures. NCHRP Report 815, 2015
  • 57. Islam M., Hossain I., Tarefder R.: A study of asphalt aging using Indirect Tensile Strength test. Construction and Building Materials, 95, 2015, 218–223, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2015.07.159
  • 58. Bonaquist R.F.: Mix design practices for warm mix asphalt. NCHRP Report no. 691. Washington, D.C., Transportation Research Board, 2011
  • 59. Moraes R., Yin F., Chen C., Andriescu A., Mensching D.J., Tran N.: Evaluation of long-term oven aging protocols on field cracking performance of asphalt binders containing reclaimed asphaltic materials (RAP/RAS). Road Materials and Pavement Design, 24, sup. 1, 2023, 437–450, DOI: 10.1080/14680629.2023.2181004
  • 60. PN-EN 1426:2015-08 Asfalty i lepiszcza asfaltowe – Oznaczanie penetracji igłą
  • 61. PN-EN 1427:2015-08 Asfalty i lepiszcza asfaltowe – Oznaczanie temperatury mięknienia – Metoda Pierścień i Kula
  • 62. PN-EN 12591:2010 Asfalty i lepiszcza asfaltowe – Wymagania dla asfaltów drogowych
  • 63. AASHTO T 315 – Standard Method of Test for Determining the Rheological Properties of Asphalt Binder Using a Dynamic Shear Rheometer (DSR)
  • 64. Ranny M.: Thin-Layer Chromatography with Flame Ionization Detection. Dordrecht , Boston , Norwell, MA, U.S.A, Springer, 1987
  • 65. Porot L., Mouillet V., Margaritis A., Haghshenas H.F., Elwardany M., Apostolidis P.: Fourier-transform infrared analysis and interpretation for bituminous binders. Road Materials and Pavement Design, 24, 132, 2022, DOI: 10.1080/14680629.2021.2020681
  • 66. PN-EN 12697-26 Mieszanki mineralno-asfaltowe – Metody badań – Część 26: Sztywność”
  • 67. PN-EN 12697-30:2019-01 Mieszanki mineralno-asfaltowe – Metody badań – Część 30: Przygotowanie próbek zagęszczonych przez ubijanie
  • 68. PN-EN 12697-24 Mieszanki mineralno-asfaltowe – Metody badań mieszanek mineralno-asfaltowych na gorąco – Część 24: Odporność na zmęczenie
  • 69. Pszczoła M., Szydłowski C., Jaczewski M.: Influence of cooling rate and additives on low-temperature properties of asphalt mixtures in the TSRST. Construction Building Materials, 204, 2019, 399–409, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.01.148
  • 70. Teltayev B., Radovskiy B.: Predicting thermal cracking of asphalt pavements from bitumen and mix properties. Road Materials and Pavement Design, 19, 8, 2018, 1832–1847, DOI: 10.1080/14680629.2017.1350598
Uwagi
An extended version of the article from the Conference ‟Modern Road Pavements – MRP’2023” – Recycling in road pavement structures co-edited by Martins Zaumanis and Marcin Gajewski, published in frame of the Ministry of Education and Science project No. RCN/SP/0569/2021/1.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-1fe803f6-6579-4c93-a175-7c2578ae8e46
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.