& s Statens väg- och trafikinstitut. Uppdragsgivare: Vägverket. Distribution: fri / begränsad / sagt. VTfnotat. Nummer: V 56 - Datum:

Relevanta dokument
& es k Statens väg- och trafikinstitut. Uppdragsgivare: Vägverket. Distribution: begränsad. VPlnotat. Nummer: V 58 Datum:

w:väg-och Trafik: Statens väg- och trafikinstitut VZfnotat Nummer : V 134 Datum:

Egenskap Provningsmetod Utgåva Fält

Laboratoriets kundbilaga Metodnamn Benämning i rapport Metodavsteg

Laboratoriets kundbilaga Metodnamn Benämning i rapport Metodavsteg

Resultat Resultaten från de deltagande laboratorierna framgår av tabell 2 5 och diagrambilaga.

"Kvalitetsuppföljning av bituminösa bindemedel" års prover. Vägavdelningen, Materialsektionen

Nr: Ylva Colldin, Sofi Åström

Bilaga 2. Ackrediteringens omfattning. Fysiska egenskaper. Fysiska egenskaper /2703. NCC Industry AB Ackrediteringsnummer 1523

Framtiden för Kallteknik

Mindre energiförbrukning och bättre miljö med vax som tillsatsmedel i asfalt

Håkan Arvidsson, ,

Vad styr val av bitumen?

Asfaltens gröna framtid Gatukontorsdagarna maj 2013, Sven Fahlström, Produktchef, Bitumen Nordic, Nynas

SVENSK STANDARD SS-EN 12591

Omfattning Asfaltbeläggningar. Utbildning BEUM 27 aug 2015 Göteborg. Johanna Thorsenius, Trafikverket. Kort om asfalt. Regelverk och krav

; Vf i 558 * Laboratorieundersökningar av bitumens. åldringsegenskaper

NABIN 2016 Deformations resistens och Högpresterande beläggningar. Svenska erfarenheter.

Högupplösande vätskekromatografi (HPLC) Niklas Dahrén

Bilaga 2. Ackrediteringens omfattning. Fysiska egenskaper /1071. Peab Asfalt AB Hägersten Ackrediteringsnummer 1723 A

Varför PMB? Michael Langfjell Asfaltdagen Agenda. Polymerer, viktiga år (kort historik). Hur började det hela?

Vagavdelningen Vägverket. Fri

& äe %s Statens väg- och trafikinstitut. VZfnotat. Nummer: V 04 - Datum: Titel: Inledande studier av tvåskiktsläggning av vältbetong

Bestämning av fillers förstyvande inverkan på bitumen. Aggregate. Determination of filler s stiffening effect on bitumen.

Gummiasfalt. Asfaltbeläggning med gummimodifierat bitumen. Treårigt utvecklingsprojekt Dokumentation från Asfaltdagarna 2008

Titel: "Kvalitetsuppföljning av bituminösa bindemedel" 1987 års prover. Författare: Liliane Berglund. Avdelning: Vägavde Iningen

BITUMINÖSA BINDEMEDEL

Avdelning: T Projektnummer: Projektnamn: Bilbältesstudier Uppdragsgivare: _NTF/TSV Distribution: fri / nyförvärv / begränsad /

Polymermodifierade bindemedel i asfaltbeläggning - erfarenheter i Sverige

ASFALTBELÄGGNING OCH -MASSA

skadade och dödade personer.

utvecklar förståelse av sambandet mellan struktur, egenskaper och funktion hos kemiska ämnen samt varför kemiska reaktioner sker,

Typblad, kontrollblad, bindemedel och konstruktionstyper för bitumenbundna lager

VÄGBELÄGGNINGAR PÅ LANDSBYGDENS ALLMÄNNA VÄGAR I SVERIGE DEN i JANUARI 1937

äinstitutet Besök: OlausMagnusväg 37 Linköping

Forskningen vid Polymera material och kompositer, Material och tillverkningsteknik, Chalmers. Antal Boldizar

VÄGBELÄGGNINGAR PÅ LANDSBYGDENS ALLMÄNNA VÄGAR I SVERIGE DEN i JANUARI 1934

SARTBW. Nr Statens väg och trafikinstitut (VTI) linköping National Road & Traffic Research Institute - S Linköping - Sweden

EXAMENSARBETE. Vältning och packning vid asfaltbeläggning

NVF Specialistseminarium 2014

Förslag till "Förkastelsekriterier" av Ulf Isacssonoch Ylva Colldin

Asfaltdag Erik Malmqvist. Vad är vidhäftning? Hur löste man vidhäftningsproblematiken förr? Skador till följd av dålig vidhäftning

Dokumentation från Asfaltdagarna Ola Sandahl, PEAB Asfalt. Varför skall man klistra? Klistring, Skarvar. Typer av klister.

Gaskromatografi (GC) Niklas Dahrén

Försegling och Spricklagning

Presentation Kenneth Lind

Nr: Utgivningsår: Krypbenägenhet hos asfaltprov: testparametrar

STENMATERIAL. Bestämning av slipvärde. FAS Metod Sid 1 (7) Mineral aggregates. Determination of abrasion value.*

Kromatografi. Den kromatografiska processen. Fördelar med HPLC - (utförs under högt tryck ca 400 Bar) Vätskekromatografi. Olika former av LC

Statens väg- och trafikinstitut Pa:58101Linköping. Tel Telex50125 VTISGIS. ?Wg-ochTrafik- Besök: OlausMagnus väg37,linköping

Föryngring av asfalt i kretsloppet Mats Wendel, PEAB Asfalt

Analytisk kemi. Kap 1 sid 15-22, Kap 9 sid

Framtida vägkonstruktioner NVF specialistseminarium ton på väg

Arbetsbeskrivning. AVL.UJ 12.1.U1 Datum:

v, Va -och Trafik- Pa:58101 Linköping. Tel Telex50125 VTISGIS. Telefax [ St/.tulet Besök: OlausMagnus väg37linköping VZfnotat

Torbjörn Jacobson. Vägavdelningen Provväg EG Kallebäck-Åbro. Vägverket, region Väst. Fri

VTInotat. w ägna/17mm_ Statens vag- och trafiklnstltut. Titel: Återkallelse av körkort vid hastighetsöverträdelser. Projektnummer:

STOCKHOLM. VÄGBELÄGGNINGAR PÅ LANDSBYGDENS ALLMÄNNA VÄGAR I SVERIGE DEN i JANUARI 1936

Fallstudie: Beständighet hos cellglas i byggtillämpningar - Provning av Foamglas -isolering

Urlakningsmetoder + Miljöanalyser, tjärasfalt (16PAH)

PETROLEUMKEMI Råolja

VTlnotat Nummer : V 102 Datum: Titel: Vintervägsaltets miljöpåverkan - Uppföljning av miljöundersökningar i Skaraborgs län

Grundläggande kemi VT av 6. Beskrivning av arbetsområdet. Syfte. Kopplingar till läroplan. Lerum

Analys av bitumenåldring vid tillverkning- och användningsskedet

VÄGBELÄGGNINGAR PÅ LANDSBYGDENS ALLMÄNNA VÄGAR I SVERIGE DEN I JANUARI 1935

OBS I Finland användes namnet Gilsonite för Uintaite

PRODUKTIONSUTRUSTNING

FÖRELÄSNING 9. YTAKTIVA ÄMNEN OCH SJÄLVASSOCIERANDE SYSTEM.

Samband mellan hastighet och olyckor. Basfakta.

Rapportering från CEN/TC227 & SIS/TK202 Vad händer inom asfaltområdet?

NYTILLVERKAD ASFALT MED PMB OCH ÅTERVUNNEN ASFALT

Nr: Utgivningsår: Funktionsegenskaper hos asfaltbeläggningar, flygfältsbanor vid F21

Seismik. Nils Ryden, Peab / LTH. Nils Rydén, Peab / Lunds Tekniska Högskola

Av: Karl Öhman Datum: Telefon: Erfarenhetsåterföring av halvvarma massor SBUF projekt 12269

Fallstudie: Beständighet hos cellglas i byggtillämpningar - Provning av Foamglas -isolering

VTInatat. (db _ Statens väg- och trafikinstitut. Distribution:

LICENSED 1080 PERFORMANCE SPECIALIST

1. Identifikation av substansen/blandningen och av företagets åtaganden.

Aktuellt från CEN/TC 227 Metoder inom asfaltområdet

TEOM IVL s filtermetod

Social investeringsfond

0. Inledning, motivation

Analysera gifter, droger och andra ämnen med HPLC och GC. Niklas Dahrén

Rapportskrivningsinstruktioner plus Säkerhetsföreskrifter

ASFALTBELÄGGNING OCH -MASSA

Försökssträckor med ökad återvinning (SBUF):

Lab-provning av bullerdämpande asfalt (E4 Rotebro) Dubbeldrän.

Tentamen i KEMI del B för Basåret GU (NBAK10) kl Institutionen för kemi, Göteborgs universitet

Rebetdagen Åke Bjurholm, Grontmij.

VÄGBELÄGGNIN GAR PÅ LANDSBYGDENS ALLMÄNNA VÄGAR I SVERIGE DEN i JANUARI 1941

ASFALTBELÄGGNING OCH -MASSA

Lärdomar från nyligen genomförda projekt där LCCanalys. LCA/klimat kalkyl är genomförd. Mohammed SAFI FOLKBRO AB. CIR-seminarium

Keramiska plattor. Keramiska egenskaper

ASFALTBELÄGGNING OCH -MASSA

Analysera gifter, droger och läkemedel med högupplösande vätskekromatografi (HPLC) Niklas Dahrén

ProduktÖversikt DST-DEGREEZ DERUST DST-PAS DST-DEBURR.

Undervisningen i de naturorienterande ämnena ska behandla följande centrala innehåll

STENMATERIAL. Bestämning av kulkvarnsvärde. FAS Metod Sid 1 (5)

Tätskikt forskning, utveckling och regler

VTlnotat Nummer: V 112 Datum: Titel: Analysmetoder för fingerprinting av bitumen Författare: Liliane Berglund

Transkript:

VTfnotat Nummer: V 56 - Datum: 1987-12-02 Titel: Bitumen och dess kemi: Analysmetoder och tillämpningar. Minnesanteckningar från ett studiebesök på LCPC i Frankrike. Författare: Liliane Berglund Avdelning: Vägavdelningen (Materialsektionen) Projektnummer: 42352-5 Projektnamn: I Planprojekt - kemisk a_nalys av bitumen Uppdragsgivare: Vägverket Distribution: fri / begränsad / sagt & s Statens väg- och trafikinstitut ä'[ggg/it'll]???al;/(. Pa: 58101 Linköping. Tel. 013-11 52 00. Telex 50125 VTISGI S Besök: Olaus Magnus väg 37, Linköping

Bitumen och dess kemi: Analysmetcder och tillämpningar. Minnesanteckningar från ett studiebesök på LCPC i Frankrike av Liliane Berglund

Vägverket och VTI är intresserade av att veta mer om bitumen, dess kemiska sammansättning, struktur, egenskaper, förhållandet mellan dessa och åldringen, livslängd m/m. Den l9 och 20 november 1987 gjorde jag en studieresa till Paris, och besökte det franska bro- och väglaboratoriet, laboratoire Central des Ponts et Chaussées (L.C.P.C). De personer jag mötte var: - Monsieur B. Brulé Sektionschef för Bituminösa bindemedel - Monsieur G. Ramond Ingenjör - Monsieur C. Such Biträdande chef för organisk kemiska sektionen - Monsieur Bononi Forskare på Kemiska sektionen Med M. Brulé pratade jag i ungefär 5-6 timmar, med M. Ramond i 4 timmar plus att han var med när jag diskuterade med M. Such (3 timmar) och M. Bononi (2 timmar).

INNEHÅLLSFÖRTECKNING Sid BAKGRUND BITUMEN 2.1 2.2 3.1 3.2 Terminologi Bitumens kolloidala egenskaper FORSKNING INOM BITUMEN PÅ LCPC Allmänt Målsättning ANALYSMETODER OCH UTRUSTNING 4.1 Traditionella metoder - specifikationer - icke specifikationer.5: N Icke traditionella metoder 0\ 4.2.1 4.2.2 Provningsutrustning för rheologi - pelage (skalning) - mikroviskometer (Shell's "sliding plate") prototyp - cone - plate - coaxid cylinder (prototyp LCPC) - viskoelasticimeter Provningsutrustning för den generiska kompositionen - Corbett - högtrycksvätskekromatografi - Tunnskiktskromatografi - gel filtrering kromatografi CPC BITUMENEMULSION FÖR YTBEHANDLING SAMMANFATTNING OCH PERSONLIGA INTRYCK REFERENSER 14 15 17

l BAKGRUND Monsieur Brulé började med att säga några ord om LCPC (Centrallaboratoriet i Paris). LCPC är ett statligt, forskningslaboratorium och är underställt "le Ministêre de l'urbanisme, du logements et des Transports" (bostads- och transportminiseriet). LCPC sysslar med vetenskapliga och tekniska problem rörande vägar, broar och till viss del miljöfrågor. LCPC är organiserat i ett antal serviceenheter och divisioner. Serviceenheterna omfattar bl a fysik, ADB, mekanik, kemi, materialmatematik och arbetar med grundforskning. Divisionerna arbetar däremot med mera tillämpad forskning, anpassad till konkreta behov. M. Brulé arbetar själv inom "division des matinaux de chaussées" (vägmaterial) och är chef för bindemedelssektionen. Med bindemedel menas - bindemedel för vägändamål - tjära - isoleringsmaterial för broar Ungefär 600 personer arbetar på LCPC och i Frankrike arbetar omkring 20 personer med bituminösa bindemedel. Dessutom finns det ett antal regionala laboratorier som mer sköter rutinkontroll. 2 BITUMEN LCPC har forskat inom bitumen sedan 25 år tillbaka. Trots varierande resultat innebär detta en stor mängd kunskap och erfarenheter. Allt finns dokumenterat i deras "Rapports des Laboratoires" och "Bulletin de liaison des laboratoires". 2.1 Terminologi M. Brulé berättade om hur komplicerat bitumen är. Den består av ett mycket stort antal kemiska föreningar och ämnen. För att studera den ur kemisk synvinkel brukar man fraktionisera den i mindre enheter. Pâ LCPC använder man sig av Corbetts benämning: asfaltener, resiner, aromatiska oljor, mättade. Resiner, aromatiska oljor, mättade kallas även för malten.

BITU MEN asfaltener Resiner Aromatiska mättade oljor oljor 2.2 Bitum ens kolloidala egenskaper Ur kemisk synpunkt är bitumen en kolloidal lösning. Asfaltenerna är inte lösta i oljorna i fysikalisk mening utan är kolloidalt dispergerade tack vare resinerna. Resinerna bildar ett "skyddande skal" runt asfaltenerna och håller dem svävande i oljulascn, Resinerna och asfaltenerna bildar s k "miceller". R """ V Q.J \ <7/ w. x- ". x *- OLJEPRSE^J t 'z /9' T" " -._._ ø-' /- 'I I AGGLDHEZR' HlC ElLEQ. '--n *--.1. ' Asmueu Eeswe...- Kolloidal struktur av bitumen (schematiskt). På grund av dess kemiska sammansättning attraherar asfaltenerna varandra mer eller mindre. Detta resulterar i olika typer av kolloidala lösningar. De mest extrema tillstånden är: en "sol", där man har en låg halt asfaltener. De är väl skyddade av resinerna. Attraktionskraften mellan dem är liten. en "gel" där koncentrationen i miceller är hög. De attraherar varandra och bildar en kontinuerlig struktur av kedjor (agglomerat). Den typen av struktur bildas vid t ex oxidation.

Ett vanligt vagbitumen befinner sig i regel någonstans mellan dessa tillstånd. Attraktionskraften mellan molekylerna är beroende av temperaturen och koncentrationen. Denna kolloidala modell av bitumen är grundläggande för att kunna förstå och tolka dessa kemiska och mekaniska egenskaper. 3 FORSKNING INOM BITUMEN (bitumenskemi) PÅ LCPC 3.1 Allmänt Forskningen görs på 2 nivåer: a) grundforskning b) tillämpad forskning M. Brulé betonade Vikten av att inte skilja den ena från den andra. Det är de problem man möter Vid den tillämpade forskningen, som utför incitament till och som motiverar grundforskningen. Han skiljer dock mellan grundforskning och fundamental forskning då den ena har större anknytning till konkreta problem medan den andra är mer teoretisk. 3.2 Målsättning Forskningen om bitumen och dess kemi kan sammanfattas på följande sätt: bygga upp kunskap, hitta samband och tillämpa. a) Man Vill fördjupa Sln kunskap om bitumen och veta mer om dess: - komposition (sammansattning) - struktur - egenskaper (mekaniska, fysiska, kemiska) b) När man har byggt upp en kunskapsbas Vill man hitta samband mellan komp05ition, struktur och egenskaper och deras påverkan på åldringen.

komposmon : struktur_ ;_-3 egenskaper c) de samband man hittar eller misstänker tillämpar man sedan för att: * öka bitumens prestationsförmåga och hållbarhet på vägen * förutse de förändringar bitumen genomgår i tiden * kontrollera, analysera och tolka beläggningsskador, förebygga dem och ge förslag till åtgärder * "skräddarsy" bitumen så den bäst passar sitt ändamål, t ex o välja rätt bitumen till rätt tillsats eller rätt polymer eller vice versa - hitta rätt proportion vid blandning av olika bitumen - anpassa bitumen och stenmaterial för att förbättra vidhäftningen, optimera deras egenskaper genom val av rätt tillsats och rätt modifiering * bättre förstå varför en bitumen tjänar bättre eller sämre sitt syfte än en annan * förbättra normerna och specifikationerna och genom dem ge en bättre information till "konsumenten". 4 ANALYSMETODER OCH UTRUSTNING De metoder man använder för att analysera bitumen kan delas i 2 grupper - de traditionella - de icke-traditionella 4.1 Traditionella metoder De traditionella provningsmetoder man använder är:

a) de som hör till specifikationerna O O O O O O O O penetration kula och ring duktilitet densitet viktändring flampunkt lösligheter i koltetraklorid paraffinhalten Obs! Viktändringen fås genom att väga en viss mängd bitumen i en vanlig pen-burk värma den i 5 timmar vid 1630 och väga på nytt. Ej jämförbart med TFOT. TABLEAU IV - Norme française de spéciñcations des bitumes purs (NFT 65-001),., Classes Caraclenstnq ues 180-220 80-100 60-70 40-50 20-30 Pénétrabilité á 25 C. 100 g, 53 (1310 mm)........... 180 :i 220 80 á 100 60 a 70 40 el 50 20 a 30 Point de ramollissement Bille et Anneau ( C)......... 34 a 43 41 á 51 43 a 56 47 21 60 52 a 68 Densité relativa á 25 C (au pycnométre)...... g...... 1.00 á 1.07 1.00 51 1.07 1.00 1.10 1.00 :i 1.10 100 a 1.10 Perte de masse au chauñage (163 C pendant 5h)(%) < 2 < 2 < 1 < 1 < 1 Pourcentage de pénétrabilité restante aprés perte de masse au chauñage par rapport á.la pénétrabilité initiale.............................................. > 70 > 70 > 70 > 70 > 70 Point d éclair (vase ouvert) ( C)....................... > 230 > 230 > 230 > 250 > 250 Ductilité á 25 C (cm)................................ > 100 > 100 > 80 > 60 > 25 Solubilité dans lc tétrachlorélhyléne (CZCL) ( /o)...... > 99.5 > 99,5 > 99.5 > 99.5 > 99.5 Teneur en parañines (9/0)........................... < 4.5 < 4.5 < 4.5 <.5 < 45 H...,._.'..._._... En annan skillnad mot våra specifikationer är att fransmännen har inget krav på viskositet i deras specifikationer. Monseur Brulé ifrågasätter värdet av viskositetsmätning på ASTM-vis (kapillärviskosimeter) som mått på bitumens konsistens vid temperaturer som ligger nära värden som på vägen orsakar spårbildning. Mjukpunkten skulle ge en bättre bild. Ett pågående arbete handlar om förhållandet mellan mjukpunkt, temperatur och bitumens benägenhet att be beläggningar som deformeras plastiskt. Redan nästa år kommer troligen deras specifikationer att kompletteras med ett mått på åldring, RTFOT, med brytpunkt bestämd "efter". Dessutom ska kraven på kula. 9 ring skärpas något.

b) de som ligger utanför specifikationerna Man kan nämna: - brytpunkt (lågtemp. egenskaper) - viskositet: i Frankrike använder man "sliding plate microviscometer" typ Shell (endast företaget Elf använder kapillärviskosimetrar). En bitumenfilm av känd tjocklek, 50/4, klistras mellan 2 glasskivor. Den ena hålls sedan fast, den andra dras med känd hastighet. 4.2 Icke traditionella metoder 4.2.1 Provningsutrustning för reologiska mätningar a) "Pelage" (skalning) Man applicerar bitumen (1 mm tjocklek) på en stålplatta (4,5 x 12cm) och klistrar ett bomullsband (2,5 cm brett) över bitumenhinnan. Man värmer lätt för att bandet ska fästa sig. Man drar sedan bandet med bestämd hastighet och temperatur och i 90 graders vinkel. Man registrerar den alstrade kraften. Brytningen sker antingen på bitumen, man får då ett mått på kohesionen, eller mellan bitumen och stålplattan, man får då ett mått på vidhäftningen (adhesionen). Detta försök ger en bra bild av bitumen ur rheologisk synpunkt, men är tidskrävande. b) Mikroviskometer Då bitumentjocklek i aggregaten varierar mellan 0 och 50%., är det viktigt att kunna mäta bitumens viskositet vid en tjocklek som är mindre än 50/U.. LCPC har utvecklat "Shell sliding plate microviscometer" för att kunna göra mätningar på en bitumenfilm med en tjocklek på lel.

Siv/M l_ 3 I.33,0% GLAS L \ O 'i 41/ SkU/A 51 A L LLPC SHELL SkiVR Vid 10)4 tjocklek kan man observera en träskel för den plastiska deformationen (seuil de deformation plastique) vilket man inte gör vid SO/L. Förklaringen finns i bitumens struktur. Vid 10/4 är enheterna (agglomerat) inom bitumen stora nog för att bygga en bro mellan plaketterna. Denna observation är mycket viktig vid studier av spåroch vågbildning på vägar. Denna viskometer är en prototyp. LCPC är ensam om att kunna mäta viskositet på så tunna bitumenskikt. c) Annan viskometer (rheometer) = "Gone-plate" och "rotational coaxial cylinder". Den är en vanlig utrustning, men LCPC har förbättrat den för att kunna göra observationer vid låg skjuvspänning. Det är viktigt att kunna karakterisera bitumens rehologi när den är nära jämvikt, dvs man deformerar den så lite som möjligt. Med dessa förbättringar är denna apparat också en prototyp. LCPC har gjort en hel del studier beträffande viskositet. Många parametrar kan påverka resultaten: provtagningen, dess termiska historia m m. Vi diskuterade en studie de har gjort om påverkan av fillerhalten på bitumen-viskositet; kalkstensfiller användes. De kom fram till intressanta resultat beträffande bitumen-filler:s rheologi. De misstänker ett visst samband mellan fillerhalten och tendensen till spår- eller sprickbildning i vägbeläggningar. d) Viscoelasticimeter typ Metravid det är en apparat för mätning av komplexmodulen.

F19 1 - Dusposmf de cusaullement 2r_ ZR : I? = rayon exténeur I = rayon nnténeur h = hauteur de lanneau Man applicerar en sinusformad belastning med en given temperatur och frekvens och registrerar den kraft, som går genom provet. Man får ett mått på den elastiska komponenten av ett visko-elastiskt prov. Denna är en bra apparat ur mekanisk synpunkt. Enda problemet är den termiska stabiliteten. Det finns en klar korrelation mellan bitumens komplexmodul och dess kemiska sammansättning mätt med gelfiltreringskromatografi. Då gelfiltreringskromatografin (GPC) ger en bild av bitumens struktur, får man här ett bevis på sambandet mellan struktur och rheologi. Även ett samband struktur - rheologi - kemi - och beteende på vägar kan etableras. De bitumen som i vägbeläggningar ger tendenser att bilda spår och de som bildar sprickor kan var för sig karakteriseras med viskosimetern och GPC. Dessa resultat från laboratoriestudier stämmer mycket bra överens med provvägsförsöken. 4.2.2 Provningsutrustning för den generiska kompositionen Med generisk komposition menas % asfalt, % mättade oljor, O/o % anomatiska oljor i bitumen. resiner, a) Corbetts metod Den här metoden kallas för adsorptionskromatografi. Den innebär en uppdelning av ett provs komponenter genom påverkan av såväl en rörlig

som en stationär fas. Den kromografiska processen är resultaten av en upprepad adsorption/desorption som sker medan provet rinner genom den stationära fasen. /..2"n\ '- A0 i??? c I -. JT".JJ l _ U 0' A r. _ jo Hi-w I sin metod använder Corbett en vanlig kolonnkromatografi. Trots otaliga försök med olika kolonnlängd, diameter, packning etc, har LCPC aldrig kunnat bemästra denna metod. Repeterbarheten har ställt till problem och forskarna på LCPC slår vad om att ingen har lyckats med den. (Pâ förslag av Ulf Isacsson har jag, våren 1987 testat Corbetts metod med en kolonnlängd på 1 m - utan större framgång). Förutom dålig metod tidskrävande. repeterbarhet (och därmed reproducerbarhet) är denna b) Högtryckvätskekromatografi (HPLC) Det är en adsorptionskromatografi som pågår undertryck för att påskynda förloppet. LCPC har arbetat i 2år med den och gjort intressanta iakttagelser: t ex betydelsen av den temperatur vid vilken man kör försöket, korrelationen mellan % polära komponenter och resultatet med HPLC. De har hittat ett snabbt sätt att mäta bitumens kolloidala stabilitet och kunnat följa de förändringar en serie bitumen genomgår efter RTFOT.

10 Den största kritiken mot HPLC är att den har dålig reproducerbarhet. c) Tunnskiktskromatografi (Iatroscan) Tunnskiktskromatografi är en form av adsorptionskromatografi. I den här metoden kopplas den till en flamionisationsdetektor, för att få en kvantitativ analys. Metoden används för att bestämma bitumens generiska komposition. Man får fyra fraktioner: mättade, resina, anomatiska oljor, asfaltener och därmed ett "fingerprint" på, bitumen. Metoden går ganska snabbt, 4 analyser hinner man med per dag. LCPC använder den sedan 3 år tillbaka. d) Gel filtreringskromatografi GPC GPC står för gel permeation chromatografi. Princip: gelfiltrering separerar molekyler på grund av olikheter i storlek och form. Molekylerna rinner genom en kolonn och kommer att retarderas olika mycket beroende på i vilken utsträckning de kan tränga sig in i gelkornen man packar kolonnen med. GPC anänds på LCPC för att göra strukturstudier av bitumen. Man kör försöket med hög koncentration, max-flöde och lågt antal kolonner. De kromatogram man får ger mycket bra information om bitumen. - GPC visar karakteristiska kromatogram för bitumen ur struktursynpunkt - Den visar skillnaden mellan de olika tekniska framställningarna av bitumen, destillerat, blåst, fluxat, blandat etc. - Man kan göra en skillnad mellan det oxiderade bitumenet (RTFOT, TFOT) och det ursprungliga. - Man kan se skillnader mellan bitumen med samma specifikation. - Den ger bra information även för studier av modifierade bitumen.

ll Analyserna går mycket snabbt, 15 om dagen. Repeterbarheten och reproducerbarheten är god. GPC är intressant ur en annan synpunkt. Den kan komblneras med rheologlska studier och resultaten stämmer mycket bra överens. Detta är en länk mellan bitumens struktur och dess uppförande (beteende) på vägar. Vi pratade länge om GPC om både teoretiska, kemlska och teknlska problem. Vi tlttade på programmet de har bearbetat för att tolka kromatogram men. Det ar en av deanalysmetoder forskarna på LCPC varmt rekommenderar på grund av sin enkelhet, sin snabbhet och den informatlon den ger. Dessutom kräver den ytterst lite provmaterial.

A 12 Fvg (\ +0 re.. Chromatogrammes GPC des bnumes avant (tract fort) et aprés (Han fan) RTFOT Güe r Volume d'exclusion _...- Fåee_ etçor EFTEQ u Volume :meme A - d_--., T.,1i! 4 i E 7--.. 8-1... Ö- ;_' : g : J J w ** _Tñ _- fp_ C g ^ * 5 K i "--:-1 L_L L_ ; Massa moleculaare än: acw F59. 10. - Chromatogrammes des bitumes avant et aprés RTFOT dans des conditions de GPC «ultra rapnde» 5%.,,I /Nå W *X çgm Anréa HTFOT,' 4/ '.Avan!RTFOT.I /x l/':l,'// w /; ' ;ny. _, -_42 \. j :li \\\ I /1/ a //I' lu., M _ MM I! ' /ln' B i,i I 3 7 /./ /1 E : /r' /1 i,z/ 1 lf, '1.- A I' I ' 2 /, z' 0 i I l : //,, h i i /X/ / ///, '.'/I/ l/i'i/ C i

&[\\ 13 A Détecteur UV 350 nm,i 0 /. \\.ä C I \ / l_\\ g / i :U ' E ' > 2 / å ä ' g _ 'E2 _L_ r Tallle molecuiaure (Å) F19 3 a - -- bøtume de distullataon duecte, -- - buume souffle.b \30.f- A Détecteur UV 350 nm OJ C. L. 93.5 c 0.) O c '2 _.J -3 g > / \--/ _m. U 6) E 2 O >l M L 7 Taulle moleculanre (Å) Fug 3 b - asphaltenes de batume de dustlllanon directe. -- asphaltênes de butume soufflé F19 3 --- Chromatogrammes de bnumes e! d'asphaitenes Figur

14 A 9920:qu uv ' 350hm Fig 8 - Chromatogrammes GPC des A asphalténes avant (tralt fort) et aprês --> rj (trast fm) RTFOT i i,i t -r ET? i l x å l l m 1_ Fate. QTF'Ol :3. E E 1, 1 1 f_-»g å' T 9 l 2 l ;._.. etçe ' - ;I v.2 ;2 :E i 3 g 5 i 5 1 1 5 i : i $ 5 3.0_ r..c > i 2 D 5 2 Ti? i? I 3 i l ; 1 I. ; ' I I. ; I 1 ; /ø :? I i // g ; l i s i ;, l l. z 3 = z \ I : z 2 2 T'l l 5 l ä s /j/ C l 2 1 I i 3 l 1 l i 1 l 2 5 ' l l i, i 5 f, ' \ 2 l l l i l l Masse moleculaare Figur 5 BITUMENEMULSION FÖR YTBEHANDLING Slutligen på Lars Johanssons begäran tog jag upp emulsionsproblemen. LCPC har forskat intensivt om emulsioner för ung 10-12 år sedan. De har studerat de parametrar, som påverkar emulsionen såsom temperatur, tillsats, bitumens polaritet, ytspänning, vidhäftning etc. De tyckte sig ha uttömt ämnet då, och har därefter icke mer studerat detta. Resultaten av den forskningen är fortfarande giltiga. Nyligen aktualiserades problemen med emulsionsbindemedel igen och ett projekt om dess brytningsegenskaper har startats.

15 6 SAMMANFATNING OCH PERSONLIGA INTRYCK Besöket har varit intensivt och lärorikt. Att jag är franskspråkig var av stor betydelse enligt forskarna där. Vi kunde diskutera detaljer och nyanser. Denna skrift sammanfattar bara en del av våra diskussioner. Vissa teoretiska och tekniska detaljer har jag U be. lämnat. Jag blev imponerad av LCPC:s kompetens, kunskapsnivå, och påhittiighet. De har kommit långt, inte bara inom forskningen om den rena bitumen, utan även om samspelet bitumen bitumen och stenmaterial. På LCPC arbetar samma människor med båda dessa områden, vilket inte ses som en splittring, utan som något berikande och som ger en helhetssyn på bitumens problem. Man ser inte bara på bitumen som sådan utan även på vad den ska användas till. En "bra" bitumen kan ge en "dålig" asfaltbetong och en "dålig" bitumen kan ge en "bra" asfaltbetong. Samma tanke finns bakom deras sätt att närma sig bitumenskemi. De studerar inte kemin för sig, utan kopplar den till ett problemområde. Man får hitta direkta tillämpningar, relatera den till beteende, hållbarhet, åldring, modifierng etc... Det synsättet är också det jag vill göra gällande, då vi ska börja studera bitumens kemi. Metoder och utrustning finns tillgängliga på marknaden för analys av kompositon, struktur och rheologi. - den generiska kompositionen får vi med Iatroscan - den kolloidala strukturen sol-gel med GPC - det rheologiska beteendet med viscosimetern " kopplingen mellan GCP och rheologin ger möjligheten att finna samband mellan den kemiska kompositionen och beteendet på vägar. LCPC är mycket intresserat av ett samarbete med VTI/VV. Gemensamma problemområden skulle kunna vara: - bitumens kemiska sammansättning och åldringsegenskaper bitumens rheologi vid låg temperatur - polymermodifierade bitumen Andra förslag kan även diskuteras.

16 Till slut kan Jag namna beträffande bltumen och dess kemiska sammansattning att 1 USA satsas 50 miljoner dollar inom SHRP-prOJektet på detta område, ett tecken på att man anser detta vara Viktigt. MonSieur Brulé är SjälV involverad 1 det projektet då han sitter med i den tekniska rådgivmngsgruppen om bitumen och är en av dem (10 stycken) som granskar de förslag (anbud) på testprogram som ska genomföras inom SHRP. LCPC är ett av de laboratorier som deltar l SHRP. Då, M. Brulé och LCPC finns Vld forskningsfronten torde ett samarbete med dem vara givande för både VV och VTI. (Även övriga nordiska länder har börjat intressera sig för detta område).

7 REFERENSER Laboratmre des Ponts et chaussées. Prmcxpaux renselgnements (1987). Butumes et normalisation (1987). C0ntr1but1pn á la chromatographle sur gel perméable (G.P.C) á la 101da1e(1978). Application de la chromatographle liqu1de å hautes performances (CLHP) á la déterminornon rapide de la compomtion génénque des b1tumes (1984). Cpmposition, structure et comportement des- bitumes routlers (1986). Application de la chromatographte sur gel permáble (CPC) á la caractéå risation de bitumes rputlers et de leurs susceptibuité au vicillissement artlfimel (1983). La caractérlsatlon des huues lourdes et de desrédidus pétr011ers (1984). Relatlons comppsnnon - structures - proprietés des b1tumes routlers. Etat des recherches du LCPC (1987). Eurobxtume 85 Contrlbutlon å. l'étude de la. cohésmn des liants b1tum1neux (1982). Eurobrtume 82 Structure collmdale des bltumes. Relatlons entre compos1t10n - structure - comportement (1984). caractér1sat10n qualitatwe et quantltatlve des' bltumes. Structure col- Llants m0d1f1és par des polymées pour endu1ts et enrobés SpéClaUX (1986).

Cycle, conception. construction et entreteien des routes. SeSSion de formation continue "enduits superficiels 1985. Caractérisation des liants modifiés pour enduits superficiels (1987) Etude des mélanges bitumes - polyméres Comp051tion - structure - proprietés (1986). Characterization of polymer modified binders for special surface dressmgs (TRB annual meeting 1987). Pavmg asphalt polymer blends: relationships between composition, structure and properties (paper prepared for presentation at the Annual Meeting of the AAPT, Feb-March 19.88). Test d'efficacité du dopage des liants anhydres pour enduits superficiels (1984). Bitumes et enrobés bitumineux (1.977).