Ontwerp en meting van overvulde waterbouwkundige asfaltmengsels voor bodembescherming en breuksteenpenetratie

A4 89.

A4 89.07

Rapportage

Ontwerp en meting van o/ervufde waterbouwkundige astaltmengsela voor bodenbeachermfng en breuk-steenpenetratie

december 1989

1. INLEIDING 1

2. CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN 3

3. ONTWERP VAN OVERVULDE ASFALTMENGSELS 5 3.1 Algemeen _ 5 3.2 Mengselontwerpmethode 6 3.3 De meetmethode 11

4. ONDERZOEK NAAR HET VLOEIGEDRAG IN HET LABORATORIUM 16 4.1 Algemeen 16 4.2 Asfaltmastiek 16 4.3 Gietasfalt 17 5. PRAKTIJKGEDRAG 19 5.1 Algemeen 19 5.2 Penetratiemortels 19 5.3 Mastiek 21

6. TOEPASSING VAN DE MENGSELONTWERPMETHODE 23 6.1 Algemeen 23 6.2 Mengselontwerp en vooronderzoek 23

LITERATUUR 25

BIJLAGEN;

1. Voorschrift voor het bepalen van de holle ruimte van zand-vulstofmengsels (stampvolumemeter van Engelsmann) (II) 2. Bitumen test data chart

3. Berekening van het bitumengehalte van asfaltmastiek (12)

4. Hellingproef voor het bepalen van het vloeigedrag van (waterbouw) gietasfalt en asfaltmastiek

5. Resultaten laboratoriumonderzoek overvulde mengsels 6. Onderzoek bouwstoffen lit. 5 en 6

7. Resultaten vloeionderzoek gietasfalt Oosterschelde (lit. 7) 8. Resultaten praktijkonderzoek gietasfalt (Flaauwe Werk) (lit. 9) 9. Resultaten plotproeven met asfaltmastiek te Opijnen (lit. 8) 10. Onderzoek penetratiegedrag te Westkapelle

11. Resultaten praktijkproeven penetratiemengsels (Opijnen) 12. Vloeionderzoek mastiek/gietasfalt (vervolg proeven Opijnen) 13. Proeven met gietasfalt bij de Breskenspolders (19)

-1-1. INLEIDING

Overvulde asfaltmengsels -dit zijn mengsels waarin meer bitumen aan-wezig is dan de holle ruimte in het mineraalaggregaat- vinden op

gro-te schaal toepassing in de wagro-terbouwkunde. Deze mengsels zijn bij verwerkingstemperatuur gietbaar en na afkoeling goed vervormbaar en waterdicht. Ze worden daarom gebruikt als bodem- en teenbescherming, voor afdichtingen en voor het vastleggen van breuksteenbekledingen.

Het ontwerp van dergelijke mengsels gebeurt over het algemeen met een door Kerkhoven ontwikkelde methode; het meten van de viscositeit in warme toestand van de mengsels geschiedt met behulp van een eveneens door hem ontwikkeld toestel, (1,2).

Praktijkervaringen met deze methode gaven echter wisselende resulta-ten te zien.

Door Gruis is in 1982 een aanvulling op bovengenoemde methode voorge-steld die bij oriënterende toepassingen tijdens het aanbrengen van de asfaltmastiekbodembescherming bij de stormvloedkering in de Ooster-schelde door het asfaltschip "Jan Heymans", goede resultaten bleek op te leveren.

Tevens zijn proefnemingen gedaan met een alternatieve meetmethode waar-bij het vloeigedrag van het asfalt ook waar-bij lagere temperaturen beter kan worden beschreven.

Dit was aanleiding voor werkgroep A van de Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen nader onderzoek hiernaar te verrichten.

Een uitgebreid proefprogramma is uitgevoerd bestaande uit: - onderzoek naar de geschiktheid van de meetmethode;

- onderzoek naar het vloeigedrag van een groot aantal verschillende mengsels;

- onderzoek naar de toepasbaarheid van de ontwerpmethode in de prak-tijk.

De resultaten van het onderzoek dienen als aanvulling op de "Leidraad voor de toepassing van Asfalt in de Waterbouw" van de Technische Ad-viescommissie voor de Waterkeringen (3). Onderhavig rapport dat de huidige stand van zaken betreft moet daarom in combinatie met deze leidraad worden gebruikt.

Hoofdstuk 2 bevat de conclusies en aanbevelingen die uit het onder-zoek naar voren zijn gekomen. In hoofdstuk 3 wordt de ontwikkeling van de mengselontwerpmethode behandeld. De achtergronden en resul-taten van de diverse onderzoeken worden gegeven in de hoofdstukken 4 en 5. Hoofdstuk 6 geeft aan hoe de mengselontwerp- en meetmethode in de praktijk kunnen worden toegepast.

Het laboratoriumonderzoek is grotendeels uitgevoerd door de Dienst Weg- en Waterbouwkunde. De begeleiding van het onderzoek gebeurde door een werkgroep bestaande uit de heren Gruis en Montauban (D.W.W.), Roos (Bitumarin), Wilms (Volker Stevin; gedeeltelijk) en Van Herpen

Deze rapportage is samengesteld door Ir. J.A. van Herpen uit diverse bijdragen van o.a. Ing. C.C. Montauban, H.J.A.J. Gruis en Ir. H. Roos. Medewerking is tevens verleend door TAW-projectgroep A4

"asfalttoepas-singen" die destijds bestond uit:

Dienst Weg- en Waterbouwkunde Technische Universiteit Delft Dienst Weg- en Waterbouwkunde VBW-asfalt

Ir. E.H. Ebbens (voorzitter) Prof. Drs. W. van Dijk

H.J.A.J. Gruis

J.P.J. van der Heide Ir.

Ir. J.A. van Herpen (secretaris) Ingenieursbureau "Oranjewoud" B.V. Ing. C.C. Montauban

Ir. H. Roos

Ir. L.E.B. Saathof

Dienst Weg- en Waterbouwkunde Bitumarin B.V.

-3-2. CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN

. De methode "Gruis" als aanvulling op de methode "Kerkhoven" is een geschikte manier om het bitumenpercentage en de samenstelling van overvulde asfaltmengsels voor toepassing als bodembeschermingsslab-ben en voor het penetreren van breuksteen te bepalen.

Dit geldt voor mengsels met zeer zwakke vulstof. Voor mengsels met andere typen zwakke vulstof kan het bitumen-gehalte enige procenten afwijken van het theoretisch bepaalde. Aanbevolen wordt zeer zwakke vulstof toe te passen. Bij gebruik van zwakke vulstof dient deze uit kalksteen te bestaan.

. De "hellingproef" is een goede methode om het vloeigedrag van over-vulde mengsels te karakteriseren; Aangetoond is dat het een geschikte meetmethode is voor het vooronderzoek. Ook voor de bedrijfscontrole kan hij zeer bruikbaar zijn. Gietasfaltmengsels dienen beproefd te worden bij toepassing van een hoeveelheid van 5 liter; bij asfalt-mastiekmengsels is dit 2 liter.

. Bij het penetreren van breuksteen (5/40;10/60 kg) met gietasfalt bleek dat bij toepassing van gietasfaltmengsels met een lager bitumenpercentage dan het "optimale" een volledige penetratie werd verkregen bij verschillende temperaturen (hoger dan 130°C) en ver-werkingsmethoden. Dit is waarschijnlijk te danken aan de grove sortering van de breuksteen. Wel blijft bij deze lage percentages het mengsel als een deken op de steen liggen geen optimaal gebruik van het materiaal wordt verkregen. Toepassing van de methode Gruis wordt zodoende aanbevolen.

De vloeitijd, bepaald m.b.v. de hellingproef met een testhoeveel-heid van 5 liter dient bij een vloei-afstand van 25 cm tussen 10 en 40 sec. of voor een vloei-afstand van 50 cm tussen 100 en 200 sec. te liggen. Dit geldt voor direct Uereide en niet achteraf opgewarm-de mengsels.

. Bovenstaande conclusies m.b.t. penetratie met gietasfalt hebben be-trekking op toepassingen boven water. Naar verwachting zullen deze ook gelden voor gebruik onder water hoewel dit niet specifiek is onderzocht.

. Bij het toepassen van asfaltmastiek voor bodembeschermingen in de vorm van "plots" zullen mengsels met een bitumenpercentage hoger dan het optimale gehalte a.h.w. uit elkaar spatten. Bij mensels met een te laag bitumenpercentage is een constante dikte van de aan te brengen laag minder goed mogelijk.

Bij toepassing van de hellingproef dient de vloeitijd bij een vloei-af stand van 25 cm ca. 20-30 sec. te bedragen voor een proefvolume van 2 liter.

Bij nacalculatie van de gegevens van de toepassing van asfaltmastiek door het asfaltschip "Jan Heymans" (continue-systeem) blijkt dat

m.b.v. de methode "Gruis" ook een goede mengselsamenstelling en plaat-dikte kunnen worden gerealiseerd.

. Nader onderzoek naar het penetratie-gedrag van gietasfalt bij fijnere breuksteensorteringen is aan te bevelen.

Het werkelijke vervormingsgedrag van asfaltmastiek-bodembeschermin-gen in geval van ontgrondinasfaltmastiek-bodembeschermin-gen dient nog aan de mengselontwerp-methode te worden getoetst.

De relatie tussen vloeigedrag bepaald m.b.v. de hellingproef en de werkelijke viscositeit dient nog te worden vastgesteld.

De bepaling van het optimale bitumengehalte bij mengsels met vul-stof typen anders dan "zeer zwak" dient nog nader te worden beschouwd.

-5-3. ONTWERP VAN OVERVULDE ASFALTMENGSELS 3.1 Algemeen

Asfaltmastiek is een mengsel van zand, vulstof en bltumen. Het is een overvuld mengsel - dat wil zeggen dat er meer bitumen aanwezig is dan de holle ruimte in het minerale mengsel - en gedraagt zich als een hoog viskeuze vloeistof. Het mengselontwerp is dan ook gericht op het verkrijgen van de juiste viskositeit.

Bij asfaltmengsels die worden toegepast voor het penetreren van breuk-steen (gietasfalt) wordt vaak grind aan de mastiek toegevoegd om on-derstaande redenen:

- vermindering van het mortelaandeel en dus van het dure bitumen; - ter afremming van de penetratiesnelheid en -diepte.

De eisen die tijdens het mengselontwerp aan de viskositeit worden ge-steld zijn:

- Het mengsel moet in de verwerkingsfase gietbaar zijn en kunnen pe-netreren en samenvloeien.

- Onder gebruikstemperaturen moet de vloei binnen bepaalde grenzen blijven.

De grenzen voor de viskositeit staan aangegeven in tabel 1. Voor meer informatie wordt verwezen naar de "Leidraad" (lit. 3 ) .

Tabel 1: vereiste viskositeiten asfaltmastiek

Vereiste viskositeit (Pa.s)

Fase Temp. Min. Max.

In het verwerkingsapparaat: Pijp (mastiek onder water) Kubel/kraan: onder water

boven water 100-170 30 30 50 150 100 200 Tijdens de uitvoering (warme vloei) 100-170 80 150 Gebruiksfase 10 io9-io10

In het algemeen wordt getracht tijdens het ontwerp bij een verwer-kingstemperatuur van 140°C een viskositeit van de mastiek te verkrij-gen die ligt tussen 30 en 80 Pa.s.

In onderstaande paragrafen wordt nader ingegaan op de ontwerpmethode van Kerkhoven, de aanvulling hierop door Gruis en op de bijbehoren-de meetapparatuur.

3.2 Mengselontwerpmethode

Methode Kerkhoven

Ter bepaling van de mengselsamenstelling wordt allereerst de optimale zand-vulstof verhouding gezocht: met behulp van de stampvolumeter van Engelsmann wordt onderzocht bij welke verhouding het zand-vulstof mengsel een minimaal holle ruimtepercentage bezit (fig. 1 ) . In b i j

-lage 1 wordt nader ingegaan op het gebruik van de stampvolumeter.

33- 32-31 • 30- 29-

28-l

O

0 10 20 30 40 50 massaprocenten vulstof in het zand-vulstofmengsel

Figuur 1.: Voorbeeld van een zand-vulstof verdichting volgens Engels-mann.

In de praktijk wordt vaak een vulstofpercentage gekozen dat ca. 7-8% lager ligt dan waarbij de minimale holle ruimte wordt bereikt. Reden-en hiervoor zijn kostReden-enbesparing -in de omgeving van het minimum heb-ben veranderingen in het vulstofpercentage (vulstof is duurder) slechts een geringe invloed op de holle ruimte- en het opvangen van een zeke-re spzeke-reiding in dit gehalte -vulstofgehalten zeke-rechts van het minimum veroorzaken een ongewenst opruimend effect.

De methode Kerkhoven heeft als uitgangspunt dat in een mastiekmengsel een gedeelte van het bitumen gebonden is en een gedeelte vrij is. De hoeveelheid gebonden bitumen wordt bepaald door het holle ruimteper-centage van het zand-vulstofmengsel (1,2).

Het mastiekmengsel bestaat dus als het ware uit een vaste fase gevormd door het mineraal en de gebonden bitumen en een vloeibare fase bestaan-de uit het vrije bitumen (fig. 2 ) .

7 -F+M bitumen zand • vulstof vrij "vast" vloeibare fase vaste fase vsf

Figuur 2: De v e r s c h i l l e n d e fasen in een mastiekmengsel

De vaste fase (Vsf) kan worden bepaald met behulp van:

100 F + M

Vsf =

. 100%

100 - HR F + M + B

Waarin: HR = holle ruimte van het zand-vulstofmengsel F = volumeaandeel van de vulstof

M = volumeaandeel van het zand B = volumeaandeel van het bitumen

Uit proefnemingen door Kerkhoven bleek dat de viskositeit van de mas-tiek in eerste benadering wordt bepaald door de Vsf. In figuur 3 is deze parameter uitgezet tegen de relatieve viskositeit ofwel de ver-houding tussen de viskositeit van het mengsel en die van het bitumen. Door nu veranderingen aan te brengen in het vrije bitumengehalte en dus de Vsf kan de gewenste viskositeit worden verkregen.

De viskositeit van het bitumen dient bij voorkeur te worden bepaald met hiervoor bestemde meetapparatuur zoals een rotoviscometer. Een en ander praktisch hulpmiddel is de zogenaamde Shell Bitumen-Test-Data-Chart (zie bijlage 2 ) .

E

viskositeit bij werktemperatuur (F/B > 0.25)

zand-vulstof verdichting volgens Engelsmann IDURAS 15)

0 vulstof OURAS 15

Q) Oosterschelde bodemverdichting

50

Figuur 3: de invloed van Vsf op de viskositeit van asfaltmastiek-mengsels (2)

De methode Gruis

Praktijkervaringen met de methode Kerkhoven waren zeer wisselend. Met de aldus ontworpen mengsels traden o.a. vaak verwerkingsproblemen op. Dit leidde ertoe dat door Gruis een aanvulling op deze methode is voorgesteld (4) .

-9-Door hem wordt gesteld dat bij de berekening van het theoretische bi-tumenpercentage met behulp van Kerkhoven wordt verwaarloosd dat bij toevoeging van bitumen aan een mineraalskelet van zand en vulstof een opruiming van dit skelet ontstaat. Een mineraalkorrel zal worden voor-zien van een bitumenhuidje en krijgt als het ware iets grotere afme-tingen. De totale op te vullen ruimte en dus de hoeveelheid "vaste bitumen" in de vaste fase Vsf wordt groter (fig. 4 ) .

bitumenfilm

O

litumenfilm

bitumenfilm

Figuur 4: vergroting hoeveelheid bitumen door omhulling van de kor-rels.

Het bitumengehalte nodig voor de omhulling van de korrels kan, uit-gaande van een bitumenfilm van 1 micron dikte, theoretisch worden bepaald met behulp van onderstaande formule (12).

V = (100-HR) {(x)(0,48a+l,73b+4,58c) + (y)(7,41d+16,67e)} c

Waarin:

Vc = vol % bitumenomhulling

percentage ingewogen zand (% m/m) percentage ingewogen vulstof (% m/m) zandfractie 2 mm-500 ym (% m/m) zandfractie 500 ym - 180 ym (% m/m) zandfractie 180 ym - 63 ym (% m/m) vulstoffractie > 63 ym (% m/m) vulstoffractie < 63 ym (% m/m) 10"6 (vol %) x y a b c d e x + y = 100% a + b + c = 100% d + e = 100%

Bij de afleiding van deze formule is uitgegaan van een normale verdeling van de korrelfracties (zie ook (18)).

Een gevoeligheidsanalyse met diverse korrelstapelingen en bitumen-omhullingdiktes geeft afwijkingen van de hierboven berekende omhulling van maximaal 0,1% (17).

Het percentage "vaste bitumen" in het mengsel wordt bepaald met be-hulp van: % bit (HR+ x 100% (HR + V )p, + (100 - HR - V )p eb c ma Waarin:

HR = holle ruimte zand/vulstof volgens Engelsmann

p, = dichtheid bitumen bij gewenste temperatuur (kg/m3) p = dichtheid mineraal aggregaat (kg/m3)

lila

Voor de afleiding van de formules wordt verwezen naar bijlage 3.

-11-Voorbeeld

Een mastiekmengsel wordt samengesteld uit plaatzand en vulstof, Het zandpunt van het zand ligt als volgt:

Zeeffractie Massapercentage

2 mm-500 ym 0,3 500 ym-180 ym 45,1 180 ym-63 ym 54,6 De vulstof: op zeef 63 ym : 17,8%

door zeef 63 ym: 82,2%

De dichtheid van het zand bedraagt 2650 kg/m3 en van de vulstof 2700 kg/m3.

De gekozen zand/vulstofverhouding is 70:30 met een HR volgens Engels-mann van 35%.

De bitumensoort is 80/100 met een dichtheid bij 140°C van 950 kg/m3.

Het volume van de bitumencoating bedraagt dan

Vc = (100 - 35) {(70) (0,48 . 0,3 + 1,73 . 45,1 + 4,58 . 54,6) + (30) (7,41 . 17,8 + 16,67 . 82,2} x 10 = 4,42%

(35 + 4,42)950

% bit = : x 100 = 18,8% (m/m)

(35 + 4,42) x 950 + (100 - 35 - 4,42) x 2665

Het bitumenpercentage volgens Kerkhoven zou bedragen

35 x 950

% bit = x 100 = 16,1% (m/m) 35 x 950 + (100 - 35) 2665

3.3 De meetmethode

Meetopstelling van Kerkhoven

Voor het meten van de vlskositeit van asfaltmastiekmengsels is door Kerkhoven de zogenaamde uitstroomviskosiemeter ontwikkeld.

Deze meter bestaat uit een cilinder waarin de warme mastiek wordt ge-bracht (fig. 5 ) . De tijd wordt nu in seconden gemeten waarin een vo-lume van een liter uitstroomt.

Aangezien de stroming laminair is kan de viskositeit worden berekend met behulp van

43,5 10-5 p.g.t. waarin:

n = de viskositeit (Pa.s)

p = de dichtheid van de mastiek (kg/m3)

g = de versnelling van de zwaartekracht (m/s2) t = de uitstroomtijd (s)

Figuur 5: Uitstroomviskosiemeter van Kerkhoven

Beperkingen van deze methode zijn:

- de viskositeit kan alleen bij hogere temperaturen (100-170°C) wor-den bepaald;

- de invloed van geringe verschillen in mengselsamenstellingen worden niet aangetoond;

- mengsels met grind kunnen niet worden onderzocht.

Om deze beperkingen te ondervangen is, in het kader van het onderzoek naar de aangepaste ontwerpmethodiek een nieuwe methode, de zogenaamde hellingproef getest.

De hellingproef

De standaardopstelling bestaat uit een hellingbaan met een talud van 1:3. Aan de bovenzijde is een rechthoekig bakje bevestigd waarin een volume van 2 liter van het asfaltmengsel wordt gebracht bij de ge-wenste temperatuur (fig. 6 ) . Voor gietasfaltmengsels wordt een volu-me van 5 liter gebruikt (13). In bijlage 4 is een gedetailleerde omschrijving van de hellingproef opgenomen.

Op tijdstip t = 0 wordt het bakje achterover geklapt en stroomt het asfalt uit de vorm. Vervolgens kan worden gemeten op welke tijdstip-pen een bepaalde vloei-afstand over het talud ten opzichte van de onderzijde van de vorm wordt bereikt.

Voor gebruik in de praktijk wordt aanbevolen de tijd te meten die na een vloei van 24 cm wordt bereikt (zie par. 4.2.).

Uit proefnemingen, waarop in de volgende hoofdstukken nader wordt ingegaan, blijkt dat met behulp van deze methode geringe verschillen in mengselsamenstelling kunnen worden onderscheiden.

scharnier wortel £ E o 1000mm (werkelijke lengte) multiplex 18mm (1000x500 mm' - H metalen frame I I I I I I I I , I I I ' I I I I '(bovenaanzicht! i i . - . i i i i _{maatverdeling} (interval 50mm)

Door Montauban (1,5) is onder meer het verband onderzocht tussen de methoden van Kerkhoven en Gruis.

Hierbij is gebruik gemaakt van de resultaten van vloeiproeven op een groot aantal mastiekmengsels bij verschillende temperaturen.

Een overzicht hiervan is opgenomen in bijlage 5.

Van elk van deze mengsels is de Vsf berekend waarmee vervolgens met behulp van figuur 3 de viskositeit is bepaald.

-15-Voor een praktische toepassing zijn voor mastiek de volgende gevonden relaties die gelden bij een temperatuur van 140°C van belang:

1. Ontwerpviskositeit (n) als functie van de vloeitijd bij 6 cm vloei (t6)

log (n) = 0,70 log (t6) + 2,49; correlatiecoeff. 0,93

2. Ontwerpviskositeit (n) als functie van de vloeitijd bij 24 cm (t24) vloei

log (n) = 2,34 {log (t24)} ' ; correlatiecoeff. 0,89

3. Vloeitijd bij 6 cm (t6) vloei als functie van de overmaat bitumen (A Bit)

log (t6) = -2,786 log (A Bit + 5,0) + 2,2; correlatiecoeff. 0,92 4. Vloeitijd bij 24 cm vloei (t24) als functie van de overmaat

bitu-men (A Bit) , _.

log (t24) = 5,55 e" U'/ J ^ B l t D j U ;; correlatiecoeff. 0,91

De overmaat bitumen is het verschil tussen het werkelijke bitumenper-centage en het theoretische bitumenperbitumenper-centage volgens de methode Gruis. Combinatie van de relaties 2 en 4 levert de ontwerpviskositeit uitgezet tegen de overmaat bitumen. In figuur 7 is deze weergegeven voor een vloei van respectievelijk 6 en 24 cm. Beide lijnen vallen goed samen in een gebied liggende tussen A Bit - 2,0 en A Bit + 6,0% m/m. Hieruit kan worden geconcludeerd dat de meetnauwkeurigheid van de hellingproef in het betreffende gebied goed is waarbij een kortere of langere vloeitijd geen verschil maakt.

Het optimale theoretische bitumengehalte (A Bit = 0) bevindt zich in het midden van het gebied begrensd door de ontwerpeis dat de viskosi-teit bij 140°C tussen 30 en 80 Pa.s moet liggen, hetgeen de overeen-komst tussen de methoden van Kerkhoven en Gruis aantoont.

— 800 POISE

102- _{vloei 6cm}

vloei 24cm

10

-4.0

Figuur 7: relatie tussen de viskositeit en de overmaat bitumen voor asfaltmastiekmengsels

4. ONDERZOEK NAAR HET VLOEIGEDRAG IN HET LABORATORIUM

4.1 Algemeen

In het kader van het onderzoek naar het vloeigedrag van overvulde as-faltmengsels zijn in de jaren 1983-1987 een groot aantal metingen uit-gevoerd.

Na een aantal oriënterende onderzoeken naar de toepasbaarheid van de hellingproef (6,7) is door Montauban een uitgebreid onderzoek gedaan met een groot aantal mengsels (5). Werd in de eerste onderzoeken de vloeitijd nog eenvoudig met de hand bepaald, in het laatste

onder-zoek is gebruik gemaakt van electronische meetapperatuur.

Overigens bleek uit een later onderzoek (16) dat de meetverschillen tussen handmatige en automatische registratie te verwaarlozen zijn. Tevens zijn oriënterende proefnemingen verricht naar de mogelijke toepassing van een rotatie-viskosiemeter (8). Ofschoon de resultaten van deze laatste proeven positief waren zijn ze nog te onvolledig om een goede uitspraak over de bruikbaarheid van deze methode te doen.

4.2 Asfaltmastiek

In eerste instantie wordt het oriënterend en uitgebreid onderzoek be-handeld. Dit is uitgevoerd met de nodige variaties in bitumengehal-te, zandsoort, zand-vulstof verhoudingen en temperaturen.

Gebruik is gemaakt van respectievelijk plaat- en rivierzand en van zand A (samengesteld uit plaat- en rivierzand).

Met behulp van de stampvolumemeter van Engelsmann is voor verschillen-de zand-vulstofpercentages verschillen-de holle ruimte bepaald. De resultaten hiervan zijn opgenomen in bijlage 6.

Opvallend hierbij is dat de minimale holle ruimte bij toepassing van zand A hoger ligt dan voor het rivierzand. Dit kan veroorzaakt zijn door het verschil in type en gradering van de gebruikte vulstoffen.

Voor het plaatzand is gekozen een zand-vulstof verhouding van 70:30; voor het zand A is dit 75:25. De respectievelijke holle ruimten zijn 35 en 28,6%.

De berekende volumepercentages van de bitumenomhulling en het opti-male bitumenpercentage zijn voor het plaatzand resp. 4,4 en 18,8% en voor zand A: 4,1 en 14,8% (m/m).

Voor de mengsels met plaatzand zijn bij een vast bitumen en zandvul-stofpercentage en bij een temperatuur van 140°C een aantal vloeiproeven uitgevoerd om de herhaalbaarheid van de proef te testen. In b i j -lage 6 zijn de resultaten van de vloeimetingen weergegeven.

Het blijkt dat de vloeiafstand als functie van de vloeitijd op semi-logaritmische schaal uitgezet vrijwel rechtlijnig verloopt. Afwijking-en komAfwijking-en vooral bAfwijking-enedAfwijking-en de vloeiafstand van 14 cm voor. Daarom wordt aanbevolen bij praktijktoepassingen de vloei boven deze waarde te bepalen.

De invloed van het bitumengehalte is onderzocht voor het mengsel met plaatzand (bitumensoort 80/100) en zand A (bitumensoort 80/100;

160/210).

Uit de metingen blijkt dat geringe veranderingen in het bitumenpercen-tage reeds een afwijkende vloei vertonen.

-17-Tevens blijken van invloed op het vloeigedrag van de onderzochte as-faltmastiekmengsels de hardheid van het bitumen, de temperatuur, het vulstofgehalte en de zandsoort.

Bij groter wordende penetratie van het bitumen neemt de vloei bij gelijke vloeitijd toe. Naarmate het bitumenpercentage groter is, is dit verschil geringer.

Tevens zijn proeven uitgevoerd bij verschillende mengseltemperaturen op het referentiemengsel met plaatzand en de mengsels met zand A. Naar mate de temperatuur hoger is, neemt de benodigde vloeitijd bij een be-paalde vloeiafstand sterk af. Onderzoek naar verandering in de omge-vingstemperatuur bij het mengsel met plaatzand geeft binnen een tempe-ratuurtraject van 0-40°C geen significante verschillen te zien tussen een vloeiafstand van 12 tot 27 cm.

Veranderingen in het vulstofgehalte geven eveneens duidelijke verschil-len in het vloeigedrag te zien. Onderzocht is het mengsel met plaat-zand waarbij de plaat-zand-vulstof verhouding is gevarieerd, nl. 90/10; 83/17 en 70/30. Bij wijziging van de zand-vulstofverhouding van 70/30 naar 90/10 neemt de vloeitijd met een factor groter dan 20 toe (bij

17,9%) bitumen. Dit effect neemt af naarmate het bitumenpercentage groter wordt.

De invloed van de zandsoort is eveneens onderzocht. Bij gelijkblij-vend bitumenpercentage blijkt voor mengsels met plaatzand de vloei duidelijk trager te verlopen dan bij rivierzand. Naarmate het bitu-menpercentage hoger is neemt dit verschil af.

De resultaten van bovengenoemde proefnemingen zijn weergegeven in bijlage 6.

Door Montauban (lit. 5) is tevens aan de hand van de meetresultaten onderzocht welke parameter het best het vloeigedrag karakteriseert. Hierbij zijn bekeken de vloeilengte en de vloeisnelheid.

Gezien een gebleken iets grotere nauwkeurigheid bij verwerking van de meetresultaten bestaat een lichte doch niet uitgesproken voorkeur voor de maximale vloeisnelheid als maatgevende parameter. Echter, deze waarde wordt zeer snel bereikt ca. 1 seconwaarde na aanvang vloei zodat m e -ting in de praktijk moeilijk wordt. Aanbevolen wordt daarom voor nor-maal gebruik de vloeitijd als parameter toe te passen gemeten bij een vloeiafstand groter dan 24 cm.

4.3 Gietasfalt

Het onderzoek naar het vloeigedrag van overvulde mengsels is in 1982 aangevangen met gietasfaltmengsels. In het kader van de verwerking hiervan bij de bouw van de stormvloedkering in de Oosterschelde werd namelijk de bitumensoort in het mengsel veranderd. Aangezien de gevol-gen ten aanzien van het vloeigedrag niet met de gebruikelijke uitloop-viskosiemeter van Kerkhoven konden worden bepaald is gezocht naar een andere methode: de hellingproef. De vloeitijd bij een vloeilengte is hierbij voor een aantal verschillende bitumenpercentages die allen lagen boven het theoretische optimale percentage onderzocht. De hoe-veelheid asfalt bedroeg 5 liter; de temperatuur bedroeg 140°C (lit 7 ) .

Duidelijk was de invloed van het bitumengehalte op de vloeitijd te onderkennen.

In het kader van het praktijkonderzoek op het Flaauwe Werk (zie ook hoofdstuk 5) zijn hellingproeven uitgevoerd op het daar toegepaste gietasfaltmengsel waarbij het bitumengehalte werd gevarieerd. De hoe-veelheid gietasfalt in de proefvorm bedroeg 5 liter; de mengseltempe-ratuur varieerde van 130-140°C.

In bijlage 8 staan de resultaten van de proefnemingen en de bijbeho-rende mengselsamenstellingen weergegeven. Duidelijk blijkt de invloed van het bitumenpercentage en wat minder de temperatuur op het vloei-gedrag.

De vloeitijd voor het mengsel met 0,2% minder bitumen dan het "opti-male" bitumengehalte bedroeg voor een vloeiafstand van 25 cm 25-30 sec. en voor een vloeiafstand van 50 cm 200-300 sec. Voor een mengsel met 0,4% meer bitumen bedroeg dit resp. 10 sec. en 60 sec. en voor een mengsel 1,4% minder bitumen resp. 35-60 sec. en meer dan 300 sec. Het vloeigedrag voor de mengsels met minder bitumen en met het optimale gehalte ligt in dezelfde orde van grootte; het gedrag echter,van het mengsel met meer bitumen is significant verschillend. •

-19-5. PRAKTIJKGEDRAG

5.1 Algemeen

Teneinde de bruikbaarheid van de ontwerpmethode na te gaan zijn prak-tijkproeven uitgevoerd.

In het kader van de reconstructies van de zeeweringen "Het Flaauwe Werk" en te Westkapelle is het penetreergedrag onderzocht van gietas-faltmengsels in breuksteen (9,14).

Het vloeigedrag van asfaltmastiek ten behoeve van toepassing als bo-dembescherming onder water is beproefd in de proefput van Bitumarin B.V. te Opijnen (lit. 10).

5.2 Penetratiemortels

Teneinde een standaardproef te ontwikkelen voor het penetratiegedrag in breuksteen zijn bij "Het Flaauwe Werk" kisten (1 x 1 x 1,5 m) ver-vaardigd die zorgvuldig met breuksteen 5/40 zijn gevuld (ca. 2.500 kg breuksteen per kist).

Drie kisten zijn in den droge opgezet; een kist is in een waterbassin geplaatst.

Elke kist is vervolgens van bovenaf met gietasfalt met verschillende bitumengehalten (600 kg) gepenetreerd. Deze proefnemingen verliepen niet geheel volgens wens: het penetreren van het gietasfalt verliep moeizaam (vermoedelijk ten gevolge van de door de zorgvuldige

stape-ling van de breuksteen geringe doorgaande holle ruimte). Slechts ca. 500 kg van de opgebrachte gietasfalt vloeide in de steen; de rest stroomde over de rand.

Het bleek wel dat alle drie de geteste gietasfaltmengsels de bodem van de kist bereikten. De hiervoor benodigde tijd week nogal af: het mengsel met het "optimale" bitumenpercentage had ca. 2 min. nodig;

de mengsels met 1,4% minder en 0,4% meer bitumen respectievelijk 10 en i minuut (de resultaten staan eveneens weergegeven in bijlage 8 ) . Onder water bleek de penetratie bijzonder gering.

Daarnaast zijn met elk gietasfaltmengsel drie vloeiproeven uitgevoerd in een op een talud 1:4 geplaatste breuksteenlaag van ca. 0,5 m dikte

(bijlage 8 ) . Hiertoe zijn hoeveelheden van 1, 2 en 3 kubelvullingen (600, 1200 en 1800 kg) boven in het talud gestort. Gemeten zijn de lengte van de vloei in de tijd en het oppervlak van de vloei bij maxi-mum vloeilengte.

De vloei blijkt zeer grillig te verlopen. In bijlage 8 zijn de gemid-delde resultaten van de metingen weergegeven. Hieruit blijkt duidelijk de invloed van het bitumenpercentage. Opvallend is dat ten opzichte van het mengsel met het "optimale" bitumenpercentage de vloei van het mengsel met 0,4% meer bitumen een factor 2 a 3 groter is dan van het mengsel met 1,4% minder bitumen.

Ook bij het werk te Wèstkapelle zijn penetratieproeven uitgevoerd, op een talud 1:4 met daarop een drietal proefvelden van een 0,5 m dikke laag breuksteen 5/40 kg.

De volgende varianten zijn onderzocht:

. gietasfalt met een verwerkingstemperatuur van 150°C; 165°C en 130°C; . het aanbrengen van het gietasfalt geschiedde vanuit de bak van een

hydraulische kraan resp. op een plaats van het talud waarvan het gietasfalt vervolgens uitvloeide en op een wijze waarbij het asfalt gelijkmatig over het oppervlak van de breuksteen werd verdeeld.

Het resultaat was dat ongeacht de verwerkingswijze en de -tempera-tuur in alle gevallen de breuksteenlaag volledig was gepenetreerd. Geconcludeerd kan worden dat voor de gebruikelijke typen breuksteen

(5/40; 10/60 kg) de methode van aanbrengen en temperatuur mits boven 130°C geen invloed hebben op de penetratiediepte.

Tevens zijn met de z.g. hellingproef vloeimetingen gedaan met het toegepaste gietasfaltmengsel. Een gedeelte van deze mengsels is di-rect bij de asfaltmolen onderzocht; de resterende enige tijd later in het laboratorium van Bitumarin te Opijnen waarbij ze zijn opge-warmd. Uit de vloeimetingen blijkt dat voor een vloei van 25 cm de benodigde tijd over het algemeen tussen de 10 en 40 sec. lag en voor een vloei van 50 cm tussen 70 en 200 sec. Geen eenduidige invloed van variatie in bitumengehalte en -hardheid en grindgehalte op het vloeigedrag kon echter worden onderscheiden. De resultaten van de proefnemingen zijn opgenomen in bijlage 10.

-21-Verdere penetratieproeven zijn uitgevoerd bij Bitumarin te Opijnen (15). Hierbij is getracht de invloed van het bitumengehalte op het penetratiegedrag in een talud 1:4 met breuksteen 5/40 kg te onder-zoeken. In tegenstelling tot de mengsels bij andere proefnemingen is hier zwakke i.p.v. zeer zwakke vulstof toegepast. De gebruikte materialen en mengselsamenstelingen staan weergegeven in bijlage

10 alsmede de proefresultaten. Het theoretische berekende optimale bitumenpercentage herberekend door de DWW bedroeg 15,8% in 100% mortel. De bitumenpercentages van de beproefde mengsels, bepaald na

terugwinning, varieerden tussen 14,8 en 18,3%. Na penetratie zijn de taluds opengebroken. Het bleek dat de breuksteen overal volledig was gepenetreerd. Wel blijven de mengsels met de lagere bitumengehalten

(< 15,3%) als een deken op de breuksteen liggen. De mengsels met de hogere bitumengehalten (> 15,1%) vloeiden wel in de breuksteen; dit effect verliep beter naarmate het bitumenpercentage hoger was.

tri

Tevens zijn de proefmengsels onderworpen aan de hellingproef. Hieruit bleek een grote variatie in vloeigedrag: bij een vloeiafstand van 25 cm lag deze tussen 10 sec. (bit % 18,1) en 160 sec. (bit %15,1); een vloeiafstand van 50 cm werd slechts bereikt bij die mengsels met een bitumenpercentage van minimaal 17,6%.

Ter aanvulling op bovengenoemd onderzoek is bij de DWW de vloei van het gietasfalt uitgebreid gemeten en vergeleken met die van overeen-komstige mengsels mastiek (16). Vloeimetingen zijn uitgevoerd met gietasfaltmengsels met bitumenpercentages variërend van 15 tot en met 20% op 100% mastiek. Het mengsel met 15% bitumen bleek zo stijf te zijn dat dit niet echt vloeide maar meer afschoof op de helling. De mengsels met 16 t/m 20% bitumen vloeiden wel. Een significant verschil

tussen het vloeigedrag van de mengsels met 17 t/m 20% bitumen werd echter bij een vloei van meer dan 22 cm niet geconstateerd: de vloei-tijd voor deze mengsels bij 25 cm vloeiafstand bedroeg ca. 25 sec. en bij een vloeiafstand van 50 cm 120-180 sec. De vloeiafstand van 50 cm werd bij het mengsel met 15% bitumen niet bereikt.

Identieke mengels asfaltmastiek (zonder grind) zijn eveneens m.b.v. de hellingproef onderzocht. Hieruit bleek dat de mengsels met 14 en 15% bitumen geen vloeigedrag vertoonden maar afschoven; een mengsel met 16% bitumen zat tussen vloeien en afschuiven in. De mengsels met

17, 18 en 19% bitumen vloeiden goed, doch de invloed van het bitumen-gehalte was niet aantoonbaar. Overigens bleek dat na opwarmen en op-nieuw beproeven de vloei beter te verlopen bij een lager bitumengehal-te. Voor dit verschijnsel dat tegen de verwachtingen was kon geen af-doende verklaring te worden gevonden.

Een verband tussen de resultaten van de gietasfaltmetingen en die van de mastiek kon echter niet worden aangetoond.

Vergelijking met eerder verricht onderzoek toonde aan dat mengsels met zeer zwakke vulstof bij eenzelfde bitumenpercentage lagere vis-cositeiten vertonen dan mengsels met zwakke vulstof.

De uitgangspunten en resultaten van genoemd onderzoek zijn opgeno-men in bijlage 12.

Geconcludeerd kan worden dat een gietasfalt met een bitumenpercenta-ge berekend met de methode Gruis een goed penetratiebitumenpercenta-gedrag van breuk-steen vertoont zonder "dekenvorming" op het talud. Bij toepassing van "zwakke" i.p.v. "zeer zwakke vulstof" kan het bitumengehalte enigszins hoger dienen te zijn.

Voor de gebruikelijke breuksteensorteringen 5/40 en 10/60 kg zijn geen speciale eisen aan verwerkingsmethode alsmede de temperatuur -mits boven 130°C- te stellen.

Bij het ontwerp en de controle van de gietasfaltmengsels kan worden aangehouden dat de vloeitijd bij toepassing van de hellingproef voor een uitstroomvolume van 5 liter bij een vloeiafstand van 25 cm moet liggen tussen 10 en 40 sec. of voor een afstand van 50 cm tussen 100 en 200 sec. Dit geldt voor direct na bereiding beproefde mengsels.

Penetratieproeven met giesasfalt te Breskens bleken visueel beoordeeld goed verwerkbare resultaten te leveren met het 'optimale' bitumenper-centage.

-23-Hierbij werd wel getwijfeld aan een blijvende goede verwerkbaarheid indien de temperatuur beneden 100° C zou dalen, zoals in de RAW-standaard wordt toegelaten. Veiligheidshalve wordt het beter geacht een minimale verwerkingstemperatuur van 130° C te hanteren (19). In bijlage 13 wordt nader op dit onderzoek ingegaan.

5.3 Mastiek

De toepassing van asfaltmastiek voor asfaltslabben onder water is ge-test in de proefput van Bitumarin B.V. te Opijnen. Hierbij zijn met behulp van een speciale kubel steeds hoeveelheden van ca. 1000 kg mastiek, z.g. plots, vanaf een afstand van 0,5 tot 0,7 m op de bo-dem van het bassin gebracht (de waterdiepte bedroeg 4,0 m; de water-temperatuur 18°C). Drie mengselsamenstellingen zijn beproefd namelijk een met het "optimale bitumengehalte" en met respectievelijk 1,5 meer en 1,5% minder bitumen.

Van elk mengsel is een onderwaterpiot gemaakt met een kubelvulling. Daarnaast is een test uitgevoerd waarbij 3 kubelvullingen in een drie-hoek zijn aangebracht.

Na uitvoering van de proefnemingen is de put drooggezet en zijn de oppervlakten van de plots gemeten en de laagdikte in de kern bepaald. Tevens is van elk beproefd mengsel een hellingproef uitgevoerd (bij

140°C). De invloed van het bitumenpercentage is weer duidelijk zicht-baar. De resultaten staan weergegeven in bijlage 9.

Het blijkt dat naarmate het bitumenpercentage groter is de oppervlak-te van de plots duidelijk toeneemt. Het mengsel met 1,5% bitumen meer dan het optimale percentage is zo laag viskeus dat het materiaal als het ware uit elkaar is gespat: de randen van de plot zijn dikker dan het hart. Gesteld kan worden dat mengsels met een dergelijk bitumen-percentage ongeschikt zijn voor verwerking onder water.

Tevens blijkt dat bij het mengsel met het optimale bitumenpercentage zowel de dikte als oppervlakte bij de enkelvoudige ten opzichte van de drievoudige plots de minste afwijkingen vertonen.

Op grond van deze proefnemingen kan worden gesteld dat asfaltmastiek-mengsels met een volgens de methode Gruis berekend bitumengehalte goed voldoen voor toepassing als bodembeschermingsslabben onder wa-ter. Bij gebruik van de hellingproef dient de vloeitijd voor een vo-lume van 2 liter bij een afstand van 25 cm 20-30 sec. te bedragen.

6. TOEPASSING VAN DE MENGSELONTWERPMETHODE

6.1 Algemeen

In het onderstaande wordt de praktische toepassing van de methode Gruis en de hellingproef t.b.v. het mengselontwerp, vooronderzoek en bedrijscontrole behandeld.

6.2 Mengselontwerp en vooronderzoek

De onderstaande procedure voor het mengselontwerp en vooronderzoek van mastiek kan nu worden gevolgd (4):

1. Bepaal of de te gebruiken bouwstoffen aan de eisen voldoen. 2. Bepaal de korrelverdeling van het zand en de vulstof.

3. Bepaal met behulp van de methode Engelsmann de holle ruimte voor een aantal zand/vulstofverhoudingen en zet deze gegevens grafisch uit (bijlage 1 ) .

4. Kies die zand-vulstofverhouding waarbij het bitumengehalte het kleinste is. Deze ligt over het algemeen bij een zand-vulstofver-houding van 5 a 10% beneden het minimum.

5. Bepaal met onderstaande formules het volume van de korrelomhul-ling met bitumen en het theoretische bitumenpercentage.

Het volumepercentage van de bitumen voor de omhulling van de mine-raalkorrels wordt verkregen m.b.v.:

V = (100-HR) {(x)(0,48a+l,73b+4,58c) + (y)(7,41d+16,67e)} . 10~6 (vol %)

Waarin:

Vc = vol % bitumenomhulling

x = percentage ingewogen zand (% m/m) y = percentage ingewogen vulstof (% m/m) a = zandfractie 2 mm-500 pm (% m/m) b = zandfractie 500 pm - 180 pm (% m/m) c = zandfractie 180 pm - 63 pm (% m/m) d = vulstoffractie > 63 pm (% m/m) e = vulstoffractie < 63 pm (% m/m) m + y = 100% a + b + c = 100% d + e = 100% ( H R + V ) p % bit = - — - x 100% (HR + V ) p , + (100 - HR - V )p c H> c 'ma Waarin:

HR = holle ruimte zand/vulstof volgens Engelsmann

p, = dichtheid bitumen bij gewenste temperatuur (kg/m3) p = dichtheid mineraal aggregaat (kg/m3)

6. Bepaal afhankelijk van de toepassing het bitumentype.

7. Controleer het vloeigedrag met een van de in paragraaf 3.3 beschre ven meetmethoden. De vloeitijd bepaald m.b.v. de hellingproef dient bij een vloeiafstand van 25 cm ca. 20-30 sec. te bedragen voor een proefvolume van 2 liter.

8. Pas eventueel het bitumenpercentage aan.

Voor mortels t.b.v. gietasfalt zijn deze stappen identiek. Vervolgens wordt uitgevoerd:

-25-9. Kies de korrelafmeting van het toe te voegen grind. Deze is afhan-kelijk van de te penetreren breuksteenafmetingen. Een indicatie hiervoor is:

boven water: D15/d85: 5 tot 10 onder water: D15/d85: 10 tot 20

D15 = de zeefmaat van een theoretische zeef met vierkante opening-en, waardoor 15% (m/m) van de steenstukken van de breuksteen-sortering heengaat (nominale ondermaat).

d85 = nominale bovenmaat van het toe te voegen grind

Bij de gebruikelijke breuksteensorteringen 5/40 en 10/60 kg wordt over het algemeen grind 4/16 mm toegepast.

10. Bepaal het percentage van het toe te voegen grind.

Om een voldoende penetreervermogen te verkrijgen dient in het meng-sel, afhankelijk van korrelgrootte van het grind en korrelverdeling van de zand-vulstof, minimaal 50-55% mastiek aanwezig te zijn. Als "veilige" waarde kan 30% grind worden beschouwd.

11. Bepaal het vloeigedrag van het mengsel m.b.v. de hellingproef (bij-lage 4 ) . De vloeitijd bepaald m.b.v. de hellingproef dient bij een vloeiafstand van 25 cm tussen 10-40 sec. of bij een vloeiafstand van 50 cm tussen 100-200 sec. te liggen bij een proefvolume van 5 liter.

Het aldus ontworpen mengsel dient vervolgens in het werk te worden getoetst, b.v. in het kader van een eerste dagproductie. De toege-stane variaties in mengseltemperatuur en samenstelling kunnen zo-doende worden vastgesteld en de grenzen van het vloeigedrag m.b.v. de hellingproef vastgelegd. Zonodig kan het mengsel worden bijgesteld.

Bedrij fscontrole

Tijdens de uitvoering kan snel worden gecontroleerd of het aangevoerde mengsel voldoet door deze m.b.v. de hellingproef te onderzoeken en te bezien of deze binnen de tijdens het vooronderzoek bepaalde grenzen valt.

LITERATUUR

1. Kerkhoven, R.E., "Viscositeiten van mastiekmengsels voor de water-bouw", Memorandum BR 378, Koninklijke Shell Laboratorium Amsterdam, oktober 1964.

2. Kerkhoven, R.E., "Overvulling Asfaltmastiekmengsels", Notitie 180, Bentveld, oktober 1968.

3. Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen, "Leidraad voor de Toepassing van Asfalt in de Waterbouw", Staatsuitgeverij, 's-Graven-hage, 1984.

4. Gruis, H.J.A.J., "Samenstelling en Ontwerpmethoden van Asfaltmengsels voor Waterbouwkundige Toepassingen", Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Delft, december 1984.

5. Montauban, C C , "Onderzoek naar de bruikbaarheid van de hellingproef voor asfaltmastiek", MAO-R-87047, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Delft, april 1987.

6. Montauban, C C , "Oriënterende vloeiproeven met asfaltmastiek", MAO-R-87027, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Delft, januari 1987.

7. Montauban, C C , "Vloeiproeven met gietasfalt", MA0-N-87016, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Delft, januari 1987.

8. Montauban, C C , "Viskositeitsmetingen van asfaltmastiek met een roer-motor", MAW-R-82083, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Delft, augustus

1982.

9. Montauban, C C , "Praktijkonderzoek met gietasfalt (Flaauwe Werk)", MAO-R-87031, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Delft, april 1987.

10. Montauban, C C , "Plotproeven met asfaltmastiek te Opijnen", MAO-N-87042, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Delft, mei 1987.

11. Montauban, C C . "Voorschrift voor het bepalen van de holle ruimte van zand-vulstof-mengsels" (stampvolumemeter van Engelsmann), MAO-N-87061. Dienst Weg- en Waterbouwkunde, oktober 1987.

12. Montauban, C C . "Berekening van het bitumengehalte van asfaltmastiek", MAO-N-87003, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Delft, januari 1987.

13. Montauban, C C "Hellingproef voor het vaststellen van het vloeigedrag van (waterbouw) gietasfalt", MAO-N-87015, Dienst Weg- en Waterbouw-kunde, februari 1977.

14. Bitumarin B.V. "Penetratieproeven gietasfalt Westkapelle", Opijnen, juni 1988.

15. Bitumarin B.V. "Onderzoeksresultaten TAW/ABG in Opijnen" proj. nr. 7490, Opijnen, juni 1988.

16. Montauban, C C "Gietasfalt/mastiek met zwakke vulstof", MAO-R-88-037, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Delft, mei 1988.

-27-LITERATUUR (vervolg)

17. Mondelinge informatie van de heer Gruis van de DWW, 1989.

18. Kraemer, P. "Ein Verfahren zur Bestimmung der Oberflachegrösse von Mineralkornen", Strassen- und Tiefbau, 12/1961.

19. Montauban, C.C. "Proeven met gietasfalt bij de Breskenspolders", MAO-N-89043, Dienst Weg- en Waterbouwkunde", 18 december 1989.

1. BENODIGDHEDEN

- Stampvolumeter van Engelsmann, waarmee een maatcHinder over een hoogte van 3,0 ± 0,1 mm vrij kan vallen met een frequentie van 4,0 Hz (± 3 % ) .

- Glazen maatcilinder, inhoud 250 ml. inwendige diameter ca. 37 mm, passend met een schroefring op de stampvolumeter.

- Trechter van roestvrijstaal, bovendiameter inwendig 120 mm, trech-terhoek 60°, uitstroomopening 10,0 ± 0,1 mm.

- Glazen buis, diameter inwendig 10,0 ± 0,1 mm, bevestigd aan de trechteropening, met onderkant die reikt tot op de bodem van de maatcilinder.

- Stempel, passend in de maatcilinder, bestaande uit een cilinder-vormig messing bakje met vlakke onderzijde, diameter ca. 35 mm, bevestigd aan een messing staaf, diameter 4 mm, lengte ca. 200 mm, met een cirkelvormige schijf aan het bovengedeelte van de staaf als centreermogelijkheid in de maatcilinder. De totale massa van de stempel bedraagt 100,0 ± 0 , 1 gram.

- Rondbodemschaal, diameter inwendig ca. 120 mm; - Metalen spatel met ronde punt of lepel;

- Exsiccator;

- Droogstoof 110 ± 5°C;

-2-9- 1-2

2. UITVOERING

Bepaal van de te onderzoeken materialen de dichtheid (proef 60, Ei-sen 1978) en de korrelverdeling (proef 6.0, EiEi-sen 1978). Droog de materialen in de droogstoof tot constante massa. Laat ze afkoelen in

de exsiccator. Weeg voor iedere bepaling een hoeveelheid zand en vul-stof af met een totale massa van 300,0 ± 0,1

gram.

Meng het materiaal gedurende ca. 1 minuut intensief met de spatel of lepel in het rondbodemschaaltje tot een homogeen mengsel is verkre-gen. Plaats de trechter met glazen buis in de maatcilinder. Breng het mengsel over in de trechter en voorkom hierbij ontmenging. Hef de trechter met glazen buis langzaam omhoog waarbij zacht wordt getikt, zodat het materiaal langzaam naar beneden vloeit en in een zeer losse stapeling, zonder ontmenging, de maatcilinder vult. Hier-toe dient tijdens deze bewerking de glazen buis gevuld te blijven. Plaats de stempel voorzichtig op het materiaal en verdicht het met 2000 slagen. Egaliseer het oppervlak van het verdichte zand-vulstof-mengsel voorzichtig met de onderkant van de stempel en lees het volu-me af volu-met een nauwkeurigheid van 0,5 ml.

Voer de bepaling in duplo uit. Indien de afgelezen volumina met meer dan 1,0 m l . verschillen, herhaal dan de proef.

Het gemiddelde van de 4 gemeten volumina geldt dan als het resultaat van de meting.

Voer de bepaling uit met mengsels, waarvan het vulstofgehalte respec-tievelijk 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30 en 35% (m/m) bedraagt.

3. BEREKENINGEN

- Bereken van elk zand-vulstof-mengsel het gehalte kleiner dan 63 ym met een nauwkeurigheid van 0,1% (m/m) als:

_ (Mz l * at) + (Mz 2 * a2) + (My * b)

m 100

Waarin: X = massapercentage < 63 ym van zand-vulstof-mengsel M = massapercentage van zand-1 in zand-vulstof-mengsel M „ = massapercentage van zand-2 in zand-vulstof-mengsel * M = massapercentage van vulstof in zand-vulstof-mengsel

a1 = massapercentage < 63 ym van zand -1 a„ = massapercentage < 63 ym van zand -2 b = massapercentage < 63 ym van vulstof

- Bereken de dichtheid van elk onverdicht mengsel met een nauwkeu-righeid van 1 kg/m3 als:

100

D =

—

-M

zl

\T

Waarin: D V

+

M z 2

+

Dz2 = dichtheid = dichtheid = dichtheid = dichtheid M V

D~

V van van van van het mengsel zand-1 zand-2 vulstof (kg/m3) (kg/m3) (kg/m3) (kg/m3)

Bereken de holle ruimte in elk verdicht zand-vulstof-mengsel met een nauwkeurigheid van 0,1% als:

3 * 1 05 D

H

m = — - * 100 m

Waarin: H = holle ruimte is zand-vulstof-mensel (vol. %) D = dichtheid van het mengsel (kg/m3)

v = gemiddeld afgelezen volume van het verdichte mengsel (ml.)» eventueel gecorrigeerd met een ijktabel.

4. TOELICHTING

1. Voor een juiste classificatie van zand is het noodzakelijk om de volgende serie zeven te gebruiken:

NEN-2560 - 2 mm; 1,4 mm; 1 mm; 710 ym; 500 ym; 355 ym; 250 ym; 180 ym; 125 ym; 90 ym en 63 ym.

2. Iedere maatcilinder dient te worden geijkt met behulp van gedes-tilleerd water bij 25°C.

Bij afwijkingen van het volume, welke groter dan of gelijk zijn aan 0,5 m l . , dient een ijktabel te worden vervaardigd.

De afgelezen volumina van het verdichte zand-vulstof-mengsel die-nen aldus met de ijktabel te worden gecorrigeerd.

ff

l

ïj

k

2 ^ rs»

in

i a . 3 \

ÏÊ

iï

ia j

1 '

S = 0 H ; H D 2

c

i

uapaoA ua Suja U B A ap ua ap U B A ap U B A puBq ap U B V

IHVHD

vxva isax Nawnna

1. INLEIDING

De methode bestaat hieruit, dat een optimale vulling van een mineraal-skelet met bitumen niet alleen de holle ruimte van een verdicht meng-sel betreft, maar dat het skelet door omhulling met bitumen tevens wordt opgeruimd. Hierdoor wordt de feitelijke holle ruimte in het ske-let groter. Deze "opruiming" wordt berekend, door te veronderstellen, dat alle minerale deeltjes zijn omhuld met een bitumenfilm ter dikte van lp.

2. VOLUME BITUMEN-COATING VAN EEN ZEEFFRACTIE

- Gesteld wordt dat alle korrels van één zeeffractie bollen zijn met een gemiddel de diameter = d (mm).

Het volume van één korrel is: 1/6 ir.d3 = V, . ( m m3) .

Stel totaal volume = 1 liter = 10 m m3 (= V (T)' Holle ruimte in korrelskelet = HR (vol. %)

(100-HR) Vol. mineraal = V,M N = . 10 (mm3) (100) 100-HR V, 106 (M) Aantal korrels per liter N = —*—*-(K)

- Alle korrels zijn omhuld met een bitumenfilm van 1 um dikte. De holle ruimte blijft dezelfde, omdat deze niet afhangt van de kor-reldiameter.

De diameter van de met bitumen omhulde korrel = (d+0,002) mm

Het volume van de met bitumen omhulde korrel = l/6ir(d+0,002)3=V(K+B)

= 1/6*.{ d3 + 3.d2.(0,002) + 3.d.(0,002)2 + (0,002)3

= l/6ir.(d3 + 3.d2(0,002) ) (mm3)

(verwaarloosbaar)

100-HR

6 3 Het volume mineraal + bitumen = V ,„_,„» in één liter = . 10 (mm )

OM-B)

10()

Het aantal met bitumen omhulde korrels per liter is

100-HR

106 V

(M

+

B) 1°°

-33-j . 3-2

\

Het volume bitumencoating per korrel = V,_* = V,,,.-. - V,T,S

{ü) \&+D) (K;

= 1/6 TV. { (d+0,002)3 - (d)3} = l/6ir.(3.d2.0,002) = V._, (mm3)

Het volume bitumen coating in één liter = V/TjrpN = V, , *N/¥,,_.

\üi.) \o) (K+B; 100-HR , . 106 100 = 1/6 TT. (3.d2.0,002) * l/6ir.(d3 + 3.d2.0,002) 3.d2.0,002 100-HR , 6 100-HR = * . 10Ö = * . 103 (mm3) (d3+3.d2.0,002) 100 (d+0,006) 100 Het volume bitumen coating in één liter als volume % = V =

x 1O

oz

6 100-HR * * IQ3 V(T) (d+0,006) 100 0,6 100-HR * 102 = * = V (vol.%) c 1 Q6 (d+0,06) 100

3. VOLUME BITUMENCOATING VAN EEN MENGSEL MINERAAL (meerdere zeeffracties)

Zand (2mm - 500 ym) d = 1,25 mm: V. . (c) (500 - 180 pm) d = 0,34 mm: V, N (c) (180 - 63 ym) d = 0,125 mm: V. . = * (Vol%) (c) Vulstof ( > 63 ym) d = 0,075 mm: V, . (c) ( < 63 ym) d = 0,030 mm: V, . {C) (0,030+0,006) 100

Stel: Zand % = X (Uit ingewogen Z.V.mengsel). , v _ .n n„ , * Vulstof % = Y (Uit ingewogen Z.V.mengsel); U + X " 1UU/o m/m)

0,6 (1,25+0,006) 0,6 (0,34+0,006) 0,6 (0,125+0,006) 0,6 (0,075+0,006) 0,6 * * * * 100-HR 100 100-HR 100 100-HR 100 100-HR 100 100-HR

Zandfracties: (2 mm - 500 pm) = a )

(500 - 180 pm) = b ) Zand A (a+b+c = 100% m/m) (180 - 63 jjm) = c )

N.B. Vulstoffractie uit zand wordt verwaarloosd.

Vulstoffracties: (> 63 pm ) = d ) + g = ^ (< D J pm ; = e )

0,6 (100-HR) Vol.% (Bit) van één zeeffractie = *

(d+0,006) 100

Vol.% (Bit) van één zeeffractie (bijv. 2 mm - 500 pm) in het zand a 0,6 (100-HR)

= * *

100 (d+0,006) 100

Vol.% (Bit) van één zeeffractie (bijv. 2 mm - 500 pm) in totale Z.V.mengsel

X a 0,6 (100-HR) = * * *

' 100 100 (d+0,006) 100

Voor de 5 zeeffracties in het totale zand-vulstofmengsel kunnen nu de afzonderlijke Vol.% bitumen-coating worden berekend:

0,6 fi ( (2mm - 500 pm) Vc(a) = X.a * (100-HR) . 10 ( (1,25+0,006) 0,6 fi (X) ( (500 - 180 pm) Vc(b) = X.b -* (100-HR) . 10 ( (0,34+0,006) ( ( 0,6 _fi ( (180 - 63 pm) Vc(c) = X.c : }* (100-HR) . 10 (0,125+0,006) 0,6 fi ( (> 63 pm) Vc(d) = Y.d * (100-HR) . 10 (Y) ( (0,075+0,006) ( 0,6 , ( (< 63 pm) Vc(e) = Y.e * (100-HR) . 10 (0,030+0,006) Totaal Vol.% bitumen voor coating =

= Vc = Vc(a) + Vc(b) + Vc(c) + Vc(d) + Vc(e)

Vc=(100-HR).{(x)*(0,48a + 1,73b + 4,58c) + (y)*(7,41*16,67e)}*10"6 (vol.%)

N.B. Dit vol.% (Vc) is in feite de toename van de HR in het korrel-skelet als gevolg van "opruiming" door de bitumenomhulling.

-35-4. MASSAPERCENTAGE BITUMEN ALS FUNCTIE VAN DE HOLLE RUIMTE

Kerkhoven (1) maakt onderscheid tussen een "vloeistoffase" en een "vaste fase V " bij mineraalmengsels, die met bitumen zijn overvuld.

S T.

(Zie ook hoofdstuk 3 ) .

Deze waarde wordt in vol.% als volgt berekend: Vo f _ 100 * (F + M)

S f ~ (100 - HR) (F + M + B) 1 0°

waarin: HR = % holle ruimte in het verdichte zand-vulstofmengsel.

F, M, B = het volume van respectievelijk de vulstof, het zand en het bitumen in het mengsel.

In het DWW rapport MAW-N-82031 wordt uitgegaan van alleen een vulling van de HR van het "opgeruimde" korrelskelet.

Dit betekent dat V f gelijk gesteld kan worden aan 100%.

Dus V = 100 = — — * ( F + M ) * 100. Stel V = F + M S (100-HR) (F + M + B) (100-HR) VM 100 100 VM HR.V-. = M H R-V M = VM + B

= ioo.v

M

+

100.B - HR B (100-HR) 100 .B \ L U I B TV 1 VM - HR. VM. - V.1UV •VM " ,HR 1 0 0 - H R HR.B (100-HR) 100-HR H R " H R (dit klopt uiteraard bij een juist gevuld systeem).

N.B. Er wordt verondersteld dat de niet overvulde mastiek geen rest-holle ruimte bevat (zoals ingesloten luchtbelletjes).

„ „ , . ^ Massa-delen (bitumen) ,„_.„ Massa-%-bitumen = r: T-T: -TT—, r— . -. -r- pr- xl00%

Massa-delen (bitumen)+Massa-delen (zand+vulstor)

Massa-delen (bit) = Vol.% (bit) * dichtheid (bit) Massa-delen (z+v) = Vol.% (z+v) * dichtheid.(z+v) Vol.%(bit) = H.R.

Massa.%(bit) = (Vol.%(bit) * p(bit)) * 100 (Vol.%(bit) * p(bit)) + (Vol.%(z+v) * p(z+v)

Massa f (bit) - ( H R * P(b i t>) ! * 100 Massa /o^bit; ( R R ^ p ( b i t ) ) + (iQO-HR) * P(z4v) i U U

5. VOORBEELD

Gegeven: Zand ( 2 mm - 500 ym) : 2% (m/m) = (a)

(500 - 180 ym) : 46 " = (b)

(180 - 63 ym) : 52 " = (c)

Vulstof (> 63 ym) : 20% (m/m) = (d)

(< 63 ym) : 80 " = (e)

Zand-vulstofverhouding (ingewogen) = 75-25 = (X-Y)

Holle ruimte (Engelsmann): 32 Vol.% (bij Z-V=75-25)

Dichtheid bitumen (140 °C): 950 kg/m

3

Dichtheid zand : 2650 " ) Dichtheid Z/V =

Dichtheid vulstof : 2700 " ) 75/25 = 2662

Vc=(100-32) {(75) (0,48.2+1,73.46+4,58.52) + (25) (7,41.20+16,67.80)}* 10~

6

=(68) {(75) (0,96+79,58+238,16) + (25) (148,20+1333,60)} * 10~

6

=(68) (23903 + 37045) * 10~

6

= 4,14 Vol.%

De te vullen HR wordt daardoor: HR

1

= 32,0 + 4,14 = 36,14 Vol.%

BIJLAGE 4 ~

3 7

~ 1 4-1

HELLINGPROEF VOOR HET BEPALEN VAN HET VLOEIGEDRAG VAN (WATERBOUW) GIETASFALT EN ASFALTMASTIEK

1. Benodigdheden

Hobartmengmachine met een mengkom; inhoud 10 liter (Model A-200), res-pectievelijk inhoud 5 liter (Model N-50).

Handschoenen; Lange spatel. Siliconenpapier, breed 500 mm.

Thermometer, meetbereik 10-200°C, nauwkeurigheid 1°C. Chronometer.

Droogstoof, bereik 200°C, nauwkeurigheid 3°C. Balans, bereik 5 kg, nauwkeurigheid 0,5 g. Bitumenpan.

Meetopstelling hellingproef, bestaande uit: (zie bijlage 1)

een rechthoekig metalen frame op 4 steunpunten, waarvan 2 zodanig verstelbaar zijn, dat een hellend vlak over de lange zijde van het frame wordt verkregen. Het frame wordt aan de bovenzijde voorzien van plaat watervast multiplex, dik 18 mm, lang 1000 mm en breed 500 mm.

De helling moet instelbaar zijn op 1:3 (~ 18,5°).

Aan de bovenzijde van de helling bevindt zich een scharnierend metalen bakje met. De onderen bovenzijde van het bakje zijn open. De inhoud bedraagt 5000 cm3, respectievelijk 2000 cm3.

2. Bereiding van het monster

Verwarm in de droogstof de afgewogen (droge) minerale bouwstoffen tot 15°C boven de gewenste meettemperatuur.

Bereid de benodigde hoeveelheid bitumen voor in de bitumenpan vol-gens NEN 3941, en verwarm deze tot 15°C boven de gewenste meettempe-ratuur. Breng het zand en de vulstof over in de verwarmde mengkom en weeg daarbij de bitumen af met een nauwkeurigheid van 1 g.

Meng de componenten gedurende 2 tot 3 minuten met het laagste toeren-tal, tot een homogene asfaltmastiek is berkregen.

Breng bij de bereiding van gietasfalt het grind over in de mengpan en meng het door de asfaltmastiek met behulp van de spatel. Homogeni-seer het mengsel (gietasfalt of asfaltmastiek) tot een temperatuur is bereikt die 3°C hoger is dan de gewenste meettemperatuur.

In het algemeen zal een monstergrootte van 7 liter (voor gietasfalt) en 4 liter (voor asfaltmastiek) voldoende zijn.

3. Beproeving van het monster

Bespan het oppervlak van de helling met siliconenpapier. Breng op het papier vanaf de voorkant van het metalen bakje een maatverdeling aan van 0 tot 80 cm, met intervallen van 5 cm.

Breng het monster over in het metalen bakje en strijk de bovenkant vlak af. Meet in het hart de mengseltemperatuur. Als deze de gewenste waarde heeft bereikt wordt het bakje achterover gekanteld zodanig, dat het monster uit het bakje kan vloeien. De uitstroomopening moet 100 mm

bedragen, loodrecht gemeten op de helling.

Meet die tijdstippen, waarop het bakje achterover wordt gekanteld en waarop vloeilengtes worden bereikt van 5, 10, 15 .... 80 cm.

4. Nader onderzoek

Indien het mengsel (gietasfalt of asfaltmastiek) niet in het labora-torium is bereid, moet van het uitgevloeide materiaal een represen-tatief deel worden onderzocht op samenstelling (proef 65.2; decan-teer-bekercentrifugemethode).

Regelmatig dient van uitgevloeide mengsels de bitumen te worden terug-gewonnen. Hiervoor moet de zogenaamde "koude" methode worden gebruikt, zoals voorgesteld door de NNI-Commissie 3508001 "Terugwinning" in no-vember 1985.

Na elke terugwinning worden de penetratie, het werwekingspunt en de penetratie-index bepaald volgens NEN-3948, NEN-3949 en NEN-3950. Met deze gegevens wordt de viscositeit van het bitumen bepaald bij de meettemperatuur volgens de Shell Bitumen Test Data Chart, Drawing 69.07.1206/E (bijlage 2 ) .

5. Verslaggeving

Vermeld in tabelvorm de vloeilengten en de daarbij behorende vloei-tijden.

Geef in een grafiek de vloeilengte (= y in cm; lineair) weer als functie van de vloeitijd (= x in s e c ; logarithmisch) .

Vermeld bij elke vloeimeting de bijbehorende mengselsamenstelling en de bitumeneigenschappen (Pen, Verwekingspunt, P.I. en viscositeit).

-39- : 4-3 Meetopstelling Helllngproef scharnier wartel metalen vorm multiplex 18mm (1000x500 metalen frame E E o o LTI 1000mm (werkelijke lengte: I ' • i I I '(bovenaanzicht! i i maatverdeling (interval 50mm)

zijaanzicht zijaanzicht o»

inhoud: 17,1x17,1, 5000 cm3 < 0,51l t t . 2 * 20) = inhoud: 1Z5x 12, 2000 cm 5x 3 0,5(10,7 • 14,9)

Overzicht mengsels, optimum bitumengehalte en ontwerpviskositeit

SR 3 o o E S S 5 3S 2 3 58 CL. CO r-t 3 s g O* O H J5 5 8 O* 00 H

s si

Pt> 00 rH

3 58

o. S S 3 S 3 ^ o £ SS

3 58

3 5s PU C O f 3 08 3 58 0- 00 H

3 58

O. CDH

11

•> * * r- (•"* tfi -» 00

sas

Ut »£ ff» rH ff» «il.». S r* en ff» tn CM rH -* r- ff» H O > . « -, * - CM oo «n r* «ft CM H * . . COr CM 00 00 f* iH CM ff» ff» ff» H r* rH CM O» ff» ff» i-\ * * . 00 rH CM 00 00 f^ H CM ff> ff» ff» H • > • > • > 00 H CM 00 00 r» i-t en ooff» O O gv*s ff» CM ff» O O «"fl0*r-* * H r» rH 1^ -* ff« 33S

«a"s"

«on» o Q

sas

sas

00 M ff» O O_{« • . (—«"•>} *£> -» 00 «nNH "."-•J gS Ift C4 <S| ift es e s | H.°.°-J g S

sas!

•".«.•J g S •"•.'.•J g S

sasl

0 0 ^ ff^ O O in o tft 3 »o s O r = f f . r H •£> CM CM *-^ CM 3 O U-» -J sD i r- ff» H <o M M w C* rt I O O O CM CM > ^ en tA O O CM CM v n>ooo momoo *£> r - ff» r-t CM CM ' - '

ssss

r^ ff» i-t SSS5 CM CM *—' O ift ^ r- ff* H M CM - M * -t O oo ö l S r ff« ll n«ooo vO f - ff» H l CM CM 'o^l 5SSS1 \o r» ff« H rt^OO «ft O «ft - * M5 r - ff» r-t CM CM w ( O t O O O «ft O ui • * »O r> fft rH CM CM w ONffrl CM CM • » - ' mom-» tO r * ff» rH CM CM " v~-' 3 * ff» 00 - * 00 sO 00 I -* O « 0 I 4 O ff» CM I CM rH ff» CM I CM rH en | ^- CM ff» CM I CM O r - co I ut « I ri 9. CM en I t n *M «•» 2 5 en I en H O - * S * IR

r|s s

s

5 I

r o ff» o H o» 9» en

3

O •* H «n ff» r» ff» u-v r-CM en en »o r* «n ff» H CM rH O CM en r*-r- en ff. oo t n o 3 r- en ff» o CM H O r^ m o CM CM CM en en CM CM i0 CM en en r*- en 00 CM H t ift o ift 4 CM ff» - CM 0 0 »O 'S 8 ff> ff» 4 M H ff» H ff» O fM CM CM ff» rH ff» O CM CM o oo en CM CM ff» «0 O O * 00* CM* 8 f - H OO H ff» 00 CM M ff» CM 00 - * O ff» rH ff» ff» CM rH ff» O en H s *. S ". ff» en O ff» g ^ 3 ~. g " . ff» ift r*. •3 CM r» 3 SS ft « n » s g «n rH fi 8 S

1 §

§ S S Ü S

s

». s r^ CM ff»

5 aa

S 3 >-.*-* o o r- O oo en *n-r -4 -»

BIJLAGE 6

ONDERZOEK BOUWSTOFFEN LIT. 5 EN 6

•"-}

6-1

6.1

Holle ruimten zand-vulstof bepaald volgens Engelsmann

40- 38- 36-34" 32 § 30-• | 28-26 6.2 meting 1*2 bit.3»plaatzand meting 1*2 bit.3+rivierzand 10 20 30 40 50

»- ingewogen vulstof in procenten

Vloei als functie van de tijd (Fase 6) (lit. 5) (Gemiddeld + betrouwbaarheidsinterval) i1 =3 S 30- 26-24" 22- 20-18" 16. 14. 12- 108 6 4 2 -10"1 / / / / / / 10° /

/'s'

//•

s'//

"'/

10'

//s

///

S'.'

/ / • ' / . / -ibJ ib-vloeitijd (s)

6.3 Vloeitijd als functie van bitumengehalte en vloeilengte

a. Vloeitijd als functie van bitumengehalte en vloeilengte (lit. 5)

22 21- 19-I 18 17-

16-X \

"V V \ ^ _\

\ \ N

\ \ N \ \ \ \ \ \1.5 \6 10° vloeitijd (s) 10' N N \30 ^ 101

b. Vloeitijd als functie van bitumengehalte (160/210) ( l i t . 6)

18.5 17.5 15.5 S 14.5 -12.5

\

x \ \ \

\ \ \ \

\

\\

•-SOcin

\\\

_\

\ \ \ \ \ • 40cm \ \ \ • 75cm

t

1Ó5 vloeitijd (s) 10' 10*

6-3

c. Vloeitijd als functie van bitumengehalte (25 cm) (lit. 6)

18.5 17.5-^ 16.5. a 5? I 15.5" ai en

s

I 14.5" 13.5" 12.5" 80/100 160/210

t

10 vloeitijd (s) 100 1000 10000

6.4 Vloei als functie van tijd en bitumensoort

a. Vloei als functie van tijd en bitumensoort (fase 12) (lit. 5)

f

|

30 2 8 26 2 4 2 2 -2 0 " 18 16 14 -12 • 10 -8 6 4 2 -0 45/60 80/100 160/210 10"1 101 101 10' vloeitijd (s)

b. Vloei als functie van tijd en bitumensoort (fase 12) (lit. 6) 50 40- 30-10 H zand A bit 160/210 bit 80/100 10° vloeitijd (s) 101 103

6.5 Vloeitijd als functie van temperatuur en vloeilengte

a. Vloeitijd als functie van temperatuur en vloeilengte (fase 8) (lit. 5)

180 •

10-' 10°

vloeitijd (s)

-.45- ' 6-5

b. Vloeitijd als functie van de temperatuur (lit. 6)

180 -160 " 100

-so

bit 160/210 bit 80/100 10 vloeitijd (s) 100 1000

6.6 Vloeitijd als functie van tijd en omgevingstemperatuur (fase 14) (lit. 5)

3 0 • 28-26" 24- 22- 20- 18- 16-£ 1 2 .

f »•

O > 8

-! • :

0 -. 20°l = 40° — i — 10» vloeitijd (s) 101 10»

6.7 Vloei als functie van tijd, vulstof- en bitumengehalte (fase 9) (lit. 5) 30 28 26 24 22 20 = 1«

f *

I "

'S 10

I:

4 2 0

4 ,«>

17.9% bit ' 19.9% bit 1 U 1 1 21.9% bit

y

s s s 10° vloeitijd (s)

~v

1Ó2

6-8 Vloeitijd als functie van zandsoort en bitumengehalte (25 cm) (lit. 6)

jó 2"

1 0 1

i -2

-6-~ — ptaatzand 80/100 (S) zand A 80/100 (6) zand A 160/210 (6) 10 vloeitijd (s) 100 1000 10000

BIJLAGE 7 -47-)

7-1

RESULTATEN VLOEIONDERZOEK GIETASFALT OOSTERSCHELDE (LIT. 7)

¥ Bedrijfscontrole bestek DED 1750-60/70

2 Bedrij fscontrole bestek DED 1750-71/84

8.1 Analyseresultaten gietasfalt

1. Gewenste mengsels Roerketel 1 30 70 68,7 16,8 14,5 Roerketel 2 30 70 67,5 16,5 16,0 Roerketel 3 30 70 66,3 16,2 17,5 Grind ( Mortel( 2mm) 2mm) Mortel: 2mm - 63 m 63 m bitumen 160M10

2. Analyse monsters uit roerketel Grind Mortel Mortel: ( 2mm) ( 2mm) 2mm - 63 63 bitumen m m 32,8 67,2 67,4 17,5 15,1 1 29,4 70,6 67,5 17,4 15,1 34,3 65,7 65,4 17.9 16,4 2 33,0 67,0 67,7 16,2 16,1 30,9 69,1 66,6 16,5 16,9 3 30,2 69,8 66,8 16,4 16,8

3. Analyse monsters van he11Ingproeven Grind ( 2mm ) Mortel ( 63 m) Teruggewonnen bitumen* - Penetratie - Verwerkingspunt - Pen Index 30,1 69,9 172 39,5 -0,9 33,3 66,7 172 40,0 -0,7 34,4 65,6 178 39,0 -1,0 36,2 63,8 178 39,5 -0,8 29,7 70,3 192 38,0 -1,1 30,4 69,6 190 38,5 -1,0 * d.m.v. koud oplossen, decanteren, centrifugeren (slinger) en vacuüm-rotatieverdampen

BIJLAGE 8 -49-

_8-2

RESULTATEN PRAKTIJKONDERZOEK GIETASFALT (FLAAUWE WERK) (LIT. 9)

8.2

Hellingproeven 80 " 70- 60- 50-S 40-.E ai

1"

.

20- 10-1 140 ₁₄₂ Roerketel 1: K.SVobitumen Roerketel 2: 16.0%bitumen Roerketel 3: 17.5%bitumen 133= temperatuur —i— 10 8 . 3 — Tijd (s) Penetraties in kisten 100 1000 10000 Roerketel Penetratie: boven/onder water Hoeveelheid gietasfalt (circa) Temperatuur Hoeveelheid gietasfalt in kist gevloeid Vloeitijd tot onderkant kist Penetratiediepte boven 600 139 500 ca. 10 150

boven onder boven

600 600 600 (gedeeltelijk over de rand gevloeid)

138 500 138 500 145 500 (kg) (kg) 2 150 20 30 boven onder --water water*

h

150 (min) (cm)

8.4 Vloei als functie van vloeltljd (taludproeven) ("Gemiddelde" waarden) 400 350 300 - 250-B 200-C <u "o» J 150 -'5 o 100- 50-Roerketel 3 Roerketel 2 Roerketel 1 10 Tijd Is)

"ïoö

10*00 10000

\

BIJLAGE 9 .' -51- 9-1

RESULTATEN PLOTPROEVEN MET ASFALTMASTIEK TE OPIJNEN (LIT. 8)

9.1 Plotresultaten Mengsel: Zand Vulstof Bitumen > 63 ym < 63 ym 160/210 68 16 14 1 , 7 , 8 , 5 67 16 16 2 ,5 , 5 ,0 66 16 17 3 , 3 ,2 , 5 Mengsel 1 2 3 Biturnen-gehalte (% m/m) 14,5 16,0 17,5 Plot nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Piot-temp. (°C) 146 150 155 158 146 140 145 137 142 141 141 155 Piot-massa (kg) 1.150 1.150 1.150 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 Oppervlak plots Enkel 3-voud (m3) (m2) - ) - ) 15 - ) 5,4 - ) - ) 19 - ) 6,2 - ) - ) 25 - ) 8,6 Dikte Enkel (cm) - ) " ) - ) 8 - ) - ) - ) 8 - ) - ) - ) 6 h a r t plot 3-voud (cm) 16 12,5 13 T=18°C 0.50-0.70m