Increasing the rate of recycled asphalt: an experimental study

• Autorzy: Tusar M , Avsenik L

Warianty tytułu

PL

Zwiększenie wskaźnika recyklingowego asfaltu: studium eksperymentalne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Asphalt is material that can be recycled. In particular reclaimed asphalt (RA) contains aged binder, which limits the reuse of RA. In this study the rate of recycled asphalt was increased by adding a rejuvenator containing paraffin. The authors investigated the effect of the rejuvenator in laboratory and in plant prepared samples of asphalt mixture. In laboratory samples with different percentage of RA (0%, 10%, 30%, 50%) and rejuvenator were prepared. In asphalt plant only asphalt mixture with highest amount of RA and rejuvenator and control mixture without RA were prepared. On samples were conducted different tests, e.g. determining softening point, Fraass breaking point, penetration, indirect tensile strength. Results on extracted bitumen showed increase in softening point and decrease in Fraass breaking point with increasing percentage of RA and rejuvenator, meaning that service temperature of binders increased. Asphalt samples prepared in asphalt plant were laid on test field. Asphalt with RA and rejuvenator was built in at lower temperature (round 100 °C). Mixtures with RA and rejuvenator have better low temperature properties confirmed with Thermal Stress Restrained Specimen Test (TSRST) method, but are less resistant to compaction and less sensitive to water than control mixture. For comparison of long term behaviour wheel tracking test was performed on mixtures built in test field. A week after paving, the control mixture showed better properties, but one year later the results were opposite, asphalt containing RA and rejuvenator was more resistant to rutting. From the results of this experimental study the following was concluded: the amount of RA can be increased by using rejuvenator and the quality of such asphalt mixture is in most cases equal or even better than asphalt mixture made of virgin materials. By using RA we preserve nature, reduce usage of virgin raw materials, but it is cost effective only if recycling degree is high enough and is a daily practice.

PL

Asfalt jest materiałem, który można poddać recyklingowi. W szczegól-ności destrukt asfaltowy (RA) zawiera stare spoiwo, które ogranicza ponowne wy-korzystanie RA. W badaniu wskaźnik recyklingowy asfaltu zwiększono przez dodanie substancji odmładzających zawierających parafinę. Autorzy badali wpływ substancji odmładzających w laboratorium oraz w warsztacie na przygotowane próbki mieszanin asfaltu. W laboratorium przygotowano próbki z różną procentowo zawartością RA (0%, 10%, 30%, 50%) oraz z substancją odmładzającą. W asfaltowni przygotowano jedynie mieszanki z najwyższą zawartością RA i substancją odmładzającą oraz mieszankę kontrolną bez RA. Na próbkach przeprowadzano różne testy, np. określenie temperatury mięknienia, punktu łamania Fraassa, penetrację, pośrednią wytrzymałość na rozciąganie. Wyniki na wyodrębnionym bituminie pokazały wzrost temperatury mięknienia i zmniejszenie punktu łamania Fraassa wraz ze wzrostem procentowym RA i substancji odmładzającej, co oznacza wzrost temperatury pracy spoiwa. Próbki asfaltu przygotowane w asfaltowni zostały położone na polu testowym. Asfalt z RA oraz substancją odmładzającą został zbudowany w niższej temperaturze (ok. 100°C). Mieszaniny z RA oraz substancją odmładzającą mają lepsze właściwości niskotemperaturowe, co potwierdzono metodą Testu Próby Ograniczonego Naprężenia Termicznego (TSRST), ale są mniej odporne na zagęszczanie i mniej wrażliwe na działanie wody niż mieszanka kontrolna. Dla porównania przeprowadzono test długoterminowego zachowania toru ruchu na mieszaninach zbudowanych na polu testowym. Tydzień po położeniu nawierzchni mieszanka kontrolna wykazywała lepsze właściwości, lecz rok później wyniki były odwrotne − asfalt zawierający RA i substancje odmładzające był bardziej odporny na koleinowanie. Z wyników eksperymentalnego badania wywnioskowano, co następuje: ilość RA może zostać zwiększona przez użycie substancji odmładzających oraz jakość takiej mieszanki asfaltowej jest w większości przypadków nawet lepsza niż mieszaniny z materiałów pierwotnych lub im równa. Dzięki zastosowaniu RA chronimy naturę, redukujemy wykorzystanie surowców pierwotnych, ale jest to opłacalne jedynie w przypadku, jeżeli stopień recyklingu jest wystarczająco wysoki i jest praktykowany codziennie.

Słowa kluczowe

EN

reclaimed asphalt; recycling; rejuvenator; asphalt plant

PL

destrukt asfaltowy; recykling; odmładzacz; asfaltownia

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Transport Problems
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 9, z. 3
• Strony: 31--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz.

Twórcy

autor

Tusar M

• National Institute of Chemistry Slovenia Hajdrihova 19, SI-1000 Ljubljana, Slovenia

autor

Avsenik L

• National Institute of Chemistry Slovenia Hajdrihova 19, SI-1000 Ljubljana, Slovenia

Bibliografia

• 1. SIST EN 13108-8 Bitumenske zmesi – Specifikacije materialov – 8. del: Ponovno uporabljen asfal. 2006.
• 2. Karlsson, R. & Isacsson, U. Material - Related aspects of Asphalt Recycling-State-of-the-Art. Journal of Materials in Civil Engineering. 2006. Vol. 18. No. 1. P. 81-92.
• 3. Al-Qadi, I.L& Elseifi, M. & Carpenter, S.H. Reclaimed Asphalt Pavement - A Literature review. Illinois Center for Transportation. Spriengfield. 2007.
• 4. Lu, X & Isacsson, U. Effect of ageing on bitumen chemistry and rheology. Construction and Building Materials. 2001. Vol. 16. No. 1. P. 15-22.
• 5. Sanders, P. Review of Recycling and Rejuvenation Procedures. Sustainable Road Surfaces for Traffic Noise Control. 2005.
• 6. Shen, J. & Amirkhaniani, S. & Miller, J.A. Effects of rejuvenating agents on superpave mixtures containing reclaimed asphalt pavement. Journal of Materials in Civil Engineering. 2007. Vol. 19. No. 5. P. 376-384.
• 7. Brownridge, J. The Role of an Asphalt Rejuvenator in Pavement Preservation: Use and Need for Asphalt Rejuvenation. In: Compendium of Papers from the First International Conference on Pavement Preservation. Newport Beach. California. USA. 13-15 April 2010.
• 8. European Asphalt Pavement Association. Available at: http://www.eapa.org/usr_img/Asphalt%20in%20figures%20Version%2022-12-2011.pdf.
• 9. Grilli, A. & Bocci, M. & Cardone, F. & Conti, C. & Giorgini, E. Laboratory and In-Plant Validation of Hot Mix Recycling Using a Rejuvenator. International Journal of Pavement Research and Technology. 2013. Vol. 6. No. 4. P. 364-371.
• 10. SIST EN 12697-30:2004+A1:2007 Bitumenske zmesi - Preskusne metode za vroče asfaltne zmesi - 30. del: Priprava preskušancev z udarnim zgoščevalnikom. 2007.
• 11. SIST EN 12697-1 Bitumenske zmesi - Preskusne metode za vroče asfaltne zmesi - 1. del: Topni delež veziva. 2006.
• 12. SIST EN 1427 Bitumen in bitumenska veziva - Določanje zmehčišča - Metoda prstana in kroglice. 2007.
• 13. Slovenski standard SIST EN 1426 Bitumen in bitumenska veziva - Določanje penetracije z iglo. 2007.
• 14. SIST EN 12593 Bitumen in bitumenska veziva - Določanje pretrgališča po Fraassu. 2007.
• 15. SIST EN 12697-8 Bitumenske zmesi – Preskusne metode za vroče asfaltne zmesi – 8. del: Ugotavljanje značilnosti votlin v bitumenskih preskušancih. 2004.
• 16. SIST EN 12697-6 Bitumenske zmesi - Preskusne metode za vroče asfaltne zmesi - 6. del: Ugotavljanje prostorninske gostote bitumenskih preskušancev. 2007.
• 17. SIST EN 12697-5 Bitumenske zmesi - Preskusne metode za vroče asfaltne zmesi - 5. del: Ugotavljanje največje gostote. 2010.
• 18. SIST EN 12697-23 Bitumenske zmesi – Preskusne metode za vroče asfaltne zmesi – 23. del: Ugotavljanje posredne natezne trdnosti bitumenskih preskušancev., 2004.
• 19. SIST EN 12697-34 Bitumenske zmesi - Preskusne metode za vroče asfaltne zmesi - 34. del: Preskus po Marshallu. 2007.
• 20. SIST EN 12697-12 Bitumenske zmesi - Preskusne metode za vroče asfaltne zmesi - 12. del: Ugotavljanje občutljivosti bitumenskih preskušancev na vodo. 2009.
• 21. SIST EN 12697-33 Bitumenske zmesi - Preskusne metode za vroče asfaltne zmesi - 33. del: Preskušanci, pripravljeni z valjastim zgoščevalnikom. 2007.
• 22. SIST EN 12697-46 Bitumenske zmesi - Preskusne metode za vroče asfaltne zmesi - 46. del: Odpornost asfaltne plasti proti razpokam pri nizkih temperaturah z enoosnimi nateznimi preskusi. 2010.
• 23. SIST EN 12697-22 Bitumenske zmesi - Preskusne metode za vroče asfaltne zmesi - 22. del: Preskus nastajanja kolesnic. 2007.
• 24. Shu, X. & Huang, B. & Vukosavljevic, D. Laboratory evaluation of fatigue characteristics of recycled asphalt mixture. Journal of Materials in Civil Engineering. 2007. Vol. 19. No. 5. P. 376-384.
• 25. Su, K. & Hachiya, Y. & Maekawa, R. Effect of Recycling rate and Asphalt Binder on the Performance of Recycled Asphalt concrete for Airport Pavement rehabilitation. Road Materials and Pavement Design. 2009. Vol. 10. No. 2. P. 361-371.
• 26. Valdes Vidal, G. & Perez Jimenez, F. & Miro Recasens, R. & Martinez, A. Experimental study of recycled asphalt mixtures with high percentages of reclaimed asphalt pavement. Construction and building Materials. 2010. Vol. 25. P. 1289-1297.
• 27. Merusi, F. & Giuliani, F. Rheological characterization of wax-modified asphalt binders at high service temperatures. Materials and Structures. 2011. Vol. 44. No. 10. P. 1809-1820.
• 28. Xu, H.P. & Wang, F.L. & Sheen, B.X. & Ling, H. The synthesis and application of a new asphalt hot recycling agent. Transport. 2014. Vol. 32. No. 9. P. 1050-1057.