Bestämning av vidhäftningen mellan sten och bitumen i närvaro av vatten enligt rullflaskemetoden.

Bestämning av vidhäftningen mellan sten och bitumen i närvaro av vatten enligt rullflaskemetoden. Determination of adhesion between aggregate and bitumen in the presence of water according to the rolling bottle method. Fredrik Karlsson Richard Johansson 2005 Examensarbete 10p

Förord När det var dags att välja examensarbete hade vi precis avslutat en kurs i asfaltsteknik där man berörde vidhäftningen mellan sten och bitumen. Detta gjorde att vi blev nyfikna på att forska vidare inom ämnet. Vi ville se vilka bergarter som besitter de bästa vidhäftningsegenskaperna och även kritiskt granska den metod som man idag använder för att bestämma vidhäftningen på en ren sten utan att först behöva tillverka en asfaltsmassa. Arbetet med vårt examensarbete har varit mycket intressant och givande, vi vill här också passa på att tacka de personer och företag som hjälpt oss i arbetet. Ett stort tack till VTI i Linköping och Leif Wiman (labchef) som gjorde det möjligt för oss att där kunna utföra våra tester. Vi vill också tacka dem som ställde upp med att ta fram bergartsprover åt oss, Skanska Skövde, Vägverkets täkt i Berg och Befab Kimme bergtäkt. Richard Johansson Fredrik Karlsson 2

Sammanfattning Arbetets huvudsakliga syfte har varit att jämföra ett antal olika bergarters förmåga att binda till sig bitumen. I dag levereras stora mängder makadam till tillverkning av asfalt. Ett av de krav som ställs på materialet är just vidhäftningsförmågan vilken har stor betydelse för beläggningens funktion. Eftersom detta är en så pass viktig fråga, om en viss sten lämpar sig till asfaltstillverkning har vi valt att titta närmare på en metod som tillåter att testas på en ren sten. Detta möjliggör att man inte behöver tillverka en asfaltsmassa först. Denna teknik gör det möjligt att redan i prospekteringsarbetet vid nyöppnandet av en täkt, kunna se om stenen kvalificerar sig för tillverkning av asfalt, eller om man blir tvungen att tillsätta vidhäftningsmedel. Detta kan då komma att resultera i högre kostnader och miljöproblem. Den metod som idag tillåter detta är rullflaskemetoden (Fas metod 455-01) och den innebär i korthet att ensartade stenmaterial blandas med bitumen. De bitumenklädda stenarna lagras över natten vid rumstemperatur och placeras sedan i speciella glasflaskor fyllda med vatten. Flaskorna med prov rullas vid rumstemperatur, normalt 24 timmar. Efter bestämda tidsperioder utvärderas täckningsgraden visuellt. Ett underliggande syfte i arbetet har varit att granska rullflaskemetoden för att lyfta fram för- och nackdelar med den typen av metod. Efter avslutade tester kunde vi konstatera vilken bergart som lämpade sig bäst för asfaltstillverkning då det gäller vidhäftningen, man kunde här se att Diabasen gav det bästa värdet medan Skärlunda Graniten visade sig besitta de sämsta egenskaperna. De slutsatser man kan dra av dessa tester är att en stor andel av Kvarts samt en hög andel av släta ytor inte är positivt för att erhålla ett bra vidhäftningsvärde. Något som visade sig vara av intresse är att bra kulkvarnsvärde och ett bra vidhäftningstal inte alltid går hand i hand. 3

Summary The principal thing in this work has been to compare a different of rocks adhesion capacity to bitumen. Today is a large amount of macadam delivered for manufacturing of asphalt. One of the demands for the function of paving is adhesion.since this is an important thing, if a special kind of rock is adapted for asphalt manufacturing, have we decided to look att a method that permits to tested on an clean rock, which do not makes you manufacturate asphalt in the beginning. This makes it possible already in the prospect of a new opening of a gravel pit to see if the rock is qualified for asphalt manufacturing or if you have to add adhesion material that results in higher costs an environmental problems. The method that allows this today is rolling bottle method ( Fas metod 455-01) and it means that similar rockmaterial is mixed with bitumen. The bitumen dressed rocks is loaded during the night at room temperature and is then placed in special glass bottles filled with water. The bottles with the test are rolled at room temperature, normally 24 hours. After determined timeschedules will the grade of covering be shown visual. A minor part of this work has also been to examine rolling bottle method in order to show the pros and cons in this type of testeing. After the conclusion of our tests we could establish which kind of rock were the best in manufacturing of asphalt when it comes to the ability of adhesion, we find that a good resistance to wear by abrasion from studded tyres (Nordic test) and a good grade of adhesion not always depend of each other. 4

Innehållsförteckning 1 INLEDNING...7 1.1 SYFTE...7 1.2 BAKGRUND...7 2 METODBESKRIVNING...8 2.1 ORIENTERING...8 2.2 SAMMANFATTNING...8 2.3 UTRUSTNING...8 2.3.1 Siktar...8 2.3.2 Värmeskåp...8 2.3.3 Våg...8 2.3.4 Rullbord...9 2.3.5 Rullflaskor...9 2.3.6 Glaserade skålar...10 2.3.7 Spatel...10 2.3.8 Plåtlock...10 2.3.9 Bägare...10 2.3.10 Skrivbordslampa...10 2.3.11 Kylskåp...10 2.3.12 Behållare...10 2.4 PROVBEREDNING...10 2.4.1 Stenmaterial...10 2.4.2 Bindemedel...11 2.5 BLANDNING AV STEN OCH BITUMEN...11 2.6 RULLFÖRSÖK...12 2.7 UTVÄRDERING AV TÄCKNINGSGRAD...12 2.8 BERÄKNING...13 2.9 RAPPORT...13 3 MATERIALBESKRIVNING...14 3.1 GRANIT...14 3.2 KVARTSIT...14 3.3 ORTOGNEJS...14 3.4 RYOLIT...15 3.5 DIABAS...15 3.6 KVARTSPORFYR...15 4 ANALYS AV RESULTAT...16 4.1 PRESENTATION AV RESULTAT...16 4.1.1 Diabas...16 4.1.2 Ryolit...16 4.1.3 Granit...17 4.1.4 Ortognejs...17 4.1.5 Kvartsporfyr...18 4.1.6 Kvartsit...18 4.2 STATISTIK...19 4.3 UTVÄRDERING AV RESULTAT FÖR VARJE BERGART...20 4.3.1 Diabas...20 4.3.2 Ortognejs...20 4.3.3 Kvartsporfyr...21 4.3.4 Ryolit...21 4.3.5 Kvartsit...21 4.3.6 Granit...21 5

5 SLUTSATSER...23 5.1 SLUTSATSER LABBRESULTAT...23 5.2 SYNPUNKTER FAS METOD 455-01...23 6. REFERENSLISTA...25 BILAGOR...26-33 6

1 Inledning 1.1 Syfte Syftet med projektet är att undersöka olika bergarters vidhäftningsförmåga mellan sten och bitumen i närvaro av vatten enligt rullflakemetoden (Fas metod 455-01). Detta för att se vilken sten som lämpar sig bäst för asfaltstillverkning då vidhäftningen mellan sten och bitumen fyller en stor funktion. Vi har till detta projekt valt att arbeta med sex stycken olika bergarter som vi anser är de mest vanligt förekommande vid tillverkning av asfaltmassa i Sverige idag. Syftet har också varit att kritiskt granska metoden för att se om den innehåller några brister och samtidigt ge förslag på förbättringar. 1.2 Bakgrund När det var dags att välja examensarbete hade vi precis avslutat en kurs i asfaltteknik där man berörde vidhäftningen mellan sten och bitumen. Detta gjorde att vi blev nyfikna på att forska vidare inom detta ämne, både för att se vilka bergarter som faktiskt besitter de bästa egenskaperna och även för att granska metoden som vi senare förstod har blivit väldigt omdiskuterad. Man har pratat om svårigheten med att bedöma stenens täckninsgrad, då man menar på att mörka bergarter har visat bättre värden än en ljusa eftersom bedömningen görs visuellt. Varför vi valde just denna metod var att det faktiskt är den enda metod som tillåter att testas på en ren sten utan att först tillverka en asfalts massa. 7

2 Metodbeskrivning 2.1 ORIENTERING Metoden innebär dynamisk behandling av bitumenklädda stenar i vatten under väldefinierade betingelser. Efter bestämda tidsintervall bedöms täckningsgraden (andelen stenyta täckt av bitumen) visuellt. 2.2 SAMMANFATTNING Det aktuella stenmaterialet torrsiktas. Fraktionen 5,6 8 mm tvättas, torkas och blandas med bitumen. De bitumenklädda stenarna placeras på ett plåtlock, lagras vid rumstemperatur över natten och neddelas därefter till tre analysprov. Varje analysprov överförs till en vattenfylld glasflaska, som försluts och placeras på ett rullbord. Flaskorna roteras vid rumstemperatur med bestämd hastighet. Efter givna tidsintervall bedöms den andel av stenytan som är täckt med bindemedel av två personer oberoende av varandra. 2.3 UTRUSTNING 2.3.1 Siktar Siktar med kvadratiska maskor och fria nominella maskvidden 5,6 resp 8,0 mm, enligt ISO 3310-1. 2.3.2 Värmeskåp Värmeskåp med fläkt, temperaturregulator (40 220 C) och kontrolltermometer. Skåpets temperatur skall kunna varieras inom angivet område med en onoggrannhet på högst 5 C. 2.3.3 Våg Våg med kapaciteten minst 600 g och onoggrannheten högst 0,3 g och avläsbarhet 0,1 g. 8

2.3.4 Rullbord Rullbord som medger samtidig rotation av upp till 24 rullflaskor av den typ som beskrivs i punkt 2.3.5. Flaskornas rotationshastighet skall kunna varieras i området 20 60 varv/min med en onoggrannhet på högst 1 varv/min. I figur 1 visas ett rullbord, som tillverkas av VTI, Linköping. En beskrivning av detta rullbord ges i bilaga 1. Figur 1. Rullbord (med flaskor) 2.3.5 Rullflaskor Rullflaskor, volym 250 ml, av borosilikatglas och med ungefärliga dimensioner enligt figur 2. Till varje flaska hör en skruvkork och glasstav med en kort gummislang i ena änden. Glasstavens andra ände skall sluta vid bottenytans periferi. Figur 2. Rullflaska med glasstav 9

2.3.6 Glaserade skålar Glaserade skålar av porslin (avdunstningsskålar), diameter ca 200 mm, djup ca 50 mm. 2.3.7 Spatel Spatel av metall för blandning av bindemedel och sten. 2.3.8 Plåtlock Plåtlock (diameter ca 300 mm) med uppvikt kant (ca 10 mm). 2.3.9 Bägare Bägare av glas, volym 200 ml. 2.3.10 Skrivbordslampa Skrivbordlampa, 100 W, matt glas. 2.3.11 Kylskåp Kylskåp 2.3.12 Behållare Behållare för neddelat bitumenprov, t ex penetrationsburkar. 2.4 PROVBEREDNING 2.4.1 Stenmaterial Torrsikta det aktuella stenmaterialet och ta vara på fraktion 5,6 8 mm. Sikta fram så mycket 5,6 8 mm material att det räcker till det aktuella antalet provningar (ca 200 g per analysprov, d v s ca 5 kg för 24 flaskor). Tvätta 5,6 8 mm materialet på 5,6 mm sikten, torka det över natten vid 100 ± 5 C och låt det sedan åter anta rumstemperatur. Väg in 510 ± 2 g av 5,6 8 mm materialet (räcker till 3 analysprov) i en glaserad skål (2.3.6). 10

2.4.2 Bindemedel Upphetta, homogenisera och neddela det till laboratoriet inkomna bindemedelsprovet enligt FAS Metod 333. Förvara neddelade prover i lämpliga behållare (2.3.12) med provytan täckt med aluminiumfolie. Lämplig mängd bindemedel i varje behållare är ca 100 g (räcker till 3 analysprov, jfr punkt 4.1). 2.5 BLANDNING AV STEN OCH BITUMEN Anm 1. För att kunna utvärdera täckningsgraden efter angivna tidsintervall (avsnitt 7) är det nödvändigt att följa det tidsschema som skisserats i bilaga 2. Analysarbetet (bortsett från provberedningen, avsnitt 4) börjar alltså måndag morgon och avslutas under fredagen samma vecka. Placera skålen (2.3.6) med stenmaterial och behållaren (2.3.12) med bindemedel i torkskåpet (2.3.2). Värm materialen till den temperatur, vid vilken de skall blandas. Blandningstemperaturen för ett urval av bindemedel ges i följande tabell: Bindemedel Blandningstemperatur C 50/70 170 ± 5 70/100 165 ± 5 160/220 150 ± 5 330/430 140 ± 5 Anm 2. Se till att bindemedlets yta är täckt med aluminiumfolie under uppvärmningen. Tag ur skålen med stenmaterial och behållaren med bindemedel ur torkskåpet och sätt omedelbart genom successiva vägningar 18 ± 0,1 g bindemedel till stenarna. Blandningens bindemedelshalt blir härmed 3,4 vikt-%. Blanda bindemedlet och stenarna intensivt med hjälp av en metallspatel under 1 2 min och sprid omedelbart därefter ut stenarna på ett plåtlock (2.3.8). Lagra de bitumenklädda stenarna vid rumstemperatur över natten. 11

2.6 RULLFÖRSÖK Tidsschema, se bilaga 2. Neddela provet till 3 analysprov om vardera 150 ± 1 g. Märk flaskorna (2.3.5) på lämpligt sätt, t ex med hjälp av självhäftande etiketter, och fyll dem till hälften med destillerat eller avjoniserat vatten, vars temperatur är 5 C. Den låga temperaturen hos vattnet skall försvåra sammanklumpningen av de bitumenklädda stenarna, innan rullningen av flaskorna startar. Överför med fuktiga fingrar 150 g prov till varje flaska, en sten i taget. Fyll flaskan med destillerat eller avjoniserat vatten (5 C) till märke A (figur 2) och förslut flaskan med skruvkork, i vilken en glasstav är monterad (figur 2). Placera flaskorna på rullbordet. Starta provningen en förmiddag så att den första utvärderingen av täckningsgraden (avsnitt 7) kan göras efter 4 6 timmar. Utför provningen vid rumstemperatur (20 ± 2 C) och med rotationshastigheten 40 ± 1 r/min. Om bindemedlet innehåller vidhäftningsmedel, skall rotationshastigheten vara 60 ± 1 r/min. Vid utvärdering av effekten av tillsats av ett vidhäftningsmedel till bindemedlet skall även de flaskor som innehåller prov med bindemedel utan vidhäftningsmedel rullas med hastigheten 60 r/min. 2.7 UTVÄRDERING AV TÄCKNINGSGRAD Utvärdera täckningsgraden (andelen stenyta täckt med bitumen) efter 4 6 h och 24 h på följande sätt: Tag en rullflaska från rullbordet, töm vattnet i en bägare (2.3.9) och fyll på nytt, destillerat eller avjoniserat vatten i flaskan. Uppskatta på 5 % när, hur stor del av stenarnas yta som är täckt med bitumen. Gör utvärderingen under skrivbordslampan (2.3.10). Häll därefter bort vattnet och återför till flaskan det ursprungliga vattnet (i bägaren). 12

Vid varje tillfälle skall utvärderingen av täckningsgrad göras av 2 personer, oberoende av varandra. Samma personer skall medverka vid varje tillfälle under en försöksserie. Vid utvärderingen får laboranten ej ha direkt tillgång till tidigare analysresultat från det aktuella försöket. Sammanställ resultaten på särskild blankett (bilaga 3). Om flaskan är kraftigt förorenad, kan analysprovet överföras till en ny flaska eller på ett smörpapper innan utvärdering. Vid eventuell tvist gäller dock att utvärdering skall ske i samma flaska. 2.8 BERÄKNING Beräkna medelvärdet av täckningsgrad efter en bestämd rulltid, dels för varje laborant för sig, xi, dels för de 2 laboranterna tillsammans, xtot. Inför beräknade medelvärden på resultatblanketten (bilaga 3) och avsätt i ett diagram täckningsgraden (i %) som funktion av tiden. Se exempel i figur 3. Täckningsgrad % 100 80 60 40 20 0 0 6 24 Tid (h) Figur 3. Exempel på täckningsgraden beroende av rulltiden. 2.9 RAPPORT Rapportera a) att bestämningen utförts enligt denna metod. b) totala medelvärdet xtot och medelvärdet för varje laborant, xi, vid varje utvärderingstillfälle. c) grafisk bild av xtot som funktion av tiden. d) speciella observationer under försökets gång, t ex sammanklumpning av stenar i flaskan. 13

3 Materialbeskrivning 3.1 Granit (Skärlunda) Djupbergart Struktur: Massformig Textur: Välutkristakiserad finkornig ( ca 1 mm) Jämnkornig. Mineralsammansättning: Ljus fältspat, kvarts, glimmer (biotit) Fältuppträdande: Mindre massiv Övrigt: Stenen har en skrovlig yta. 3.2 Kvartsit (Råssjö) Medelkornig, medium till högmetamorf bergart. Struktur: Massformig till folierad Textur: Kristallin, medelkornig (0,2-2mm) Mineralsammansättning: Kvarts Fältuppträdande: Vanligen i skikt eller i tjocka lager Övrigt: Stenen har en slät yta 3.3 Ortognejs (Kimme) Högmetamorf bergart med ursprung i sura till intermediära djupbergarter Struktur: Folierad Textur: Grovkornig (>2mm) ojämnkornig Mineralsammansättning: Kvarts, fältspat, glimmer (biotit) Fältuppträdande: Större bergmassiv i sköldar Övrigt: Stenen har en skrovlig yta 14

3.4 Ryolit (Berg) Sur ytbergart Struktur: Massformig Textur: Inte utkristaliserad, glasig med små strökristaller Mineralsammansättning: Strökristaller av ljus fältspat och / eller kvarts Fältuppträdande: Lavabäddar, mindre bergkroppar Övrigt: Stenen har en slät yta 3.5 Diabas(Skövde) Basisk gångbergart Struktur: Massformig Textur: Delvis utkristalliserad, listformiga fältspat, kristaller i en mörk mellanmassa (ofitisk) Mineralsammansättning: Fältspat, pyroxen (olivin) Fältuppträdande: Gångar, mindre bergkroppar Övrigt: Stenen har en skrovlig yta 3.6 Kvartsporfyr (Adelöv) Gångbergart Struktur: Massformig Textur: Delvis utkristalliserad, finkornig (mellanmassa) porfyrisk Mineralsammansättning: Strökristaller av ljus Fältspat och kvarts i en tät mellanmassa Fältuppträdande: Gångar, mindre bergkroppar Övrigt: Stenen har en slät yta 15

4 Analys av resultat 4.1 Presentation av resultat 4.1.1 Diabas Utvärderingen efter sex timmar visade att 79% av stenen fortfarande var täckt av bitumen Efter 24 timmar hade nästan hälften av all bitumen försvunnit, vi bedömde att ca 57% fortfarande fanns kvar. När det gällde Diabasen hade vi inga bekymmer med att stenarna klumpade ihop sig. Se resultatblankett bilaga 4 100 Täckningsgrad % 80 60 40 20 100 79 57 0 0 6 24 Tid (h) 4.1.2 Ryolit Utvärderingen efter sex timmar visade att 62% av stenen fortfarande var täck av bitumen. Efter 24 timmar såg det ut som att hela stenen var blottad vi bedömde att endast ca 14% av bitumen fortfarande fanns kvar. När det gällde Ryoliten upplevde vi att den hade en tendens att klumpa sig vilket gjorde att man fick skaka på flaskan med jämna mellanrum. Se resultatblankett bilaga 5 100 Täckningsgrad % 100 62 14 80 60 40 20 0 0 6 24 Tid (h) 16

4.1.3 Granit Utvärderingen efter sex timmar visade att 66% av stenen fortfarande var täckt med bitumen. Efter 24 timmar visade det sig att nästan all bitumen hade försvunnit och vi bedömde att ca 12.5% av bitumen fortfarande var kvar. Även Graniten hade en tendens att vilja klumpa sig. Se resultatblankett bilaga 6 100 Täckningsgrad % 100 66 12,5 80 60 40 20 0 0 6 24 Tid (h) 4.1.4 Ortognejs Utvärderingen efter sex timmar visade att ca 67,5% av stenen fortfarande var täckt med bitumen. Efter 24 timmar visade det sig att ca 38,5% av stenen fortfarande var täckt med bitumen. Ortognejsen visade inga tendenser till att vilja klumpa ihop sig. Se resultatblankett bilaga 7 100 Täckningsgrad % 80 60 40 20 100 67,5 38,5 0 0 6 24 Tid (h) 17

4.1.5 Kvartsporfyr Utvärderingen efter sex timmar visade att ca 66% av stenen fortfarande var täckt av bitumen. Efter 24 timmar hade en stor del av stenen börjat visa sig vi bedömde att ca 18,5% av stenen fortfarande var täckt med bitumen. Kvartsporfyren hade väldigt lätt för att klumpa ihop sig i flaskan. Se resultatblankett bilaga 8 100 Täckningsgrad % 100 66 18,5 80 60 40 20 0 0 6 24 Tid (h) 4.1.6 Kvartsit Utvärderingen efter sex timmar visade att ca 72,5% av stenen fortfarande var täckt av bitumen. Efter 24 timmar hade en stor del av stenarna börjat visa sig vi bedömde att ca 13% av stenen fortfarande var täckt med bitumen. Kvartsiten hade precis som porfyren väldigt lätt för att klumpa sig. Se resultatblankett bilaga 9 100 Täckningsgrad % 100 72,5 13 80 60 40 20 0 0 6 24 Tid (h) 18

4.2 Statistik Efter jämförelse av de tester vi utförde visade provresultaten hur olika täckningsgraden var efter 24 timmar på de bergarter som vi hade med i vårt arbete. Det visade sig att det skilde hela 44,5% mellan det bästa och sämsta resultatet. Den sten som visade sig vara bäst var Diabasen som hade hela 57% täckningsgrad efter 24 timmar och den sämsta blev Graniten med ca 12,5%. Jämförelse täckningsgrad mellan bergarter Rulltid (h) 0 6 24 Diabas 100 79 57 Ortognejs 100 67,5 38,5 Kvartsporfyr 100 66 18 Ryolit 100 62 14 Kvartsit 100 72,5 13 Granit 100 66 12,5 Täckningsgrad % 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Diabas Kvartsporfyr Ryolit Ortognejs Granit Kvartsit 0 0 6 24 Tid (h) Diagram som visar täckningsgraden på de olika bergarterna 19

4.3 Utvärdering av resultat för varje bergart I det följande ges en utvärdering av de resultat som erhållits vid undersökning av respektive bergart. Vi väljer här att beröra de olika bergarterna för sig för att peka på, vad vi tror är orsaken till att vissa erhöll ett relativt högt värde medan andra hade förlorat nästan all bitumen efter 24 timmar. 4.3.1 Diabas Diabasen var den bergart som erhöll det bästa värdet efter 24 timmar trots att det var den sten som vi hade minst bekymmer med när det gällde ihopklumpning. Eftersom diabasen aldrig klumpade ihop sig så var det den sten som utsattes för mest slitage inne i flaskan. Detta tyder på att den håller en hög kvalité vad det gäller vidhäftningsegenskaper. Varför man inte hade några bekymmer med ihopklumpning beror mycket på att diabasen har en hög densitet vilket gör att det inte får plats lika många stenar i flaskan som en sten med lägre densitet. Man kan redan här säga att det vore en fördel om man gick efter volym istället för vikt i metoden för att få en rättvisare bedömning. När det gällde avläsning av täckningsgraden tyckte vi inte att det var några bekymmer, trots att stenen har en naturligt mörk yta. För att underlätta avläsningen av täckningsgraden valde vi att ta ur stenen ur flaskan och lägga upp dem på en vit pappersduk för att sedan låta den torka en kort stund, detta gjorde att man mycket lätt kunde urskilja vad som var stenens naturliga yta och vad som var bitumen. Det som gör att diabasen verkar erhålla goda vidhäftningsegenskaper att den har en något skrovlig yta vilket gör det lättare för bitumenet att hålla sig kvar, samt att stenen inte innehåller någon kvarts. Det verkar som att plagioklas och pyroxen som är diabasens huvudmineraler har en fördelaktig ofistisk textur som gör att listformiga kristaller kan fungera som armeringsmatta för bindemedlet. 4.3.2 Ortognejs Ortognejsen fick en täckningsgrad på 38,5% efter 24 timmar och var i och med det den sten som efter diabasen klarade sig bäst. Vi upplevde inte heller ortognejsen att vara ihopklumpningsbenägen, mycket på grund av dess skrovliga yta. När det gällde avläsning av täckningsgraden så kunde man här lättare bedöma den under förstoringsglaset genom flaskan men dock inte lika exakt som att plocka ut stenen på en vit pappersduk. Man kan tydligt se att det är på de ytor som består av fältspat och kvarts som bitumenet har släppt mycket på grund av att de bägge mineralen har en väldigt slät yta. 20

4.3.3 Kvartsporfyr Kvartsporfyren fick ett lågt täckningsgradsvärde efter 24 timmar det hamnade på ca 18%. När det gäller porfyren upplevde vi den som väldigt benägen att klumpa ihop sig, detta på grund av stenens mycket släta och blanka ytor. När stenarna klumpar ihop sig sliter det endast på de stenar som ligger ytterst i klumpen medan i kärnan av klumpen erhåller man inget slitage emot glasflaskan. Trots att det bildas klumpar som det gjorde i kvartsporfyren så fick vi ett lågt värde, detta fenomen borde i vår mening resultera i ett bättre värde då slitaget inte blir lika högt som för Tex. Diabasen. De slutsatser man kan dra av det är att kvartsporfyr har dåliga vidhäftningsegenskaper trots litet slitage, detta grundar sig mycket i stenens mineralsammansättning som är fältspat och kvarts båda mycket släta och blanka brottytor. 4.3.4 Ryolit Ryoliten hamnar i den kategori av bergarter som fick de sämsta värden, den hade efter 24 timmar en täckningsgrad på 14%. Ryoliten hade en tendens till att klumpa ihop sig då den har mycket släta ytor, och precis som porfyren hade den säkert fått ett ännu sämre värde om den inte hade klumpat ihop sig då slitaget hade ökat. Precis som diabasen är ryoliten en mörk bergart vilket gör den svår att bedöma när den är blöt, så för att få en exaktare bedömning plockade vi ut stenarna ur flaskan och lät dem torka en stund innan bedömning gjordes under förstoringsglas och starkt lyse. Det som gör att ryoliten har sämre vidhäftningsegenskaper är även här det stora innehållet av kvarts och fältspat. 4.3.5 Kvartsit Kvartsiten erhöll det näst sämsta värdet och fick efter 24 timmar en täckningsgrad på 13%. Precis som tidigare nämnts så hade vi problem med att stenen klumpade ihop sig på grund av dess släta ytor. Det som gör att kvartsiten erhåller ett sämre värde är givetvis som namnet säger, innehållet av kvarts, samt dess släta ytor. 4.3.6 Granit Graniten var den sten som fick det absolut sämsta värdet, den hade efter 24 timmar en täckningsgrad på 12,5%. Detta resultat förvånade oss då vi tycker att dess något skrovliga yta borde vara till en fördel för att få bitumen att sitta kvar. Men det vi kunde se var att innehållet av kvarts och fältspat var ganska hög vilket har av de tidigare utvärderingarna visat sig vara negativt för stenens vidhäftningsegenskaper. 21

En annan bidragande orsak var också den att graniten inte tenderade att klumpa ihop sig vilket gjorde att den fick ett större slitage än Tex. kvartsporfyren. Man kan här säga att granitens värde på täckningsgraden är mer riktig än som ovan nämnda kvartsporfyren. 22

5 Slutsatser Från de undersökningar som gjorts har slutsatser och synpunkter samlats under olika rubriker i kapitel 5. 5.1 Slutsatser labbresultat Om man tittar på de sex tester som utfördes så var ihopklumpning av materialet det allra största bekymret, det resulterade i att man inte fick ett resultat som var helt hundra procentigt på några av dessa bergarter. Det betyder att bergarter som Kvartsit, Kvartsporfyr och Ryolit borde erhålligt ett sämre värde än vad vi visar i labbresultaten, eftersom klumpning av materialet gör att man inte erhåller ett lika stort slitage på hela sten ytan. Den yta som utsätts för slitaget är endast på de stenar som ligger ytterst i klumpen medan de stenar som har hamnat i klumpens centrum blir helt skyddade från slitage. Med vetskapen om detta kan man genast se varför man på dessa bergarter erhålligt ett relativt bra värde efter de första sex timmarna då klumpningen var som värst, för att sedan efter första avläsningen då vi bättre lyckades separera stenarna från varandra fick värden som blev betydligt lägre och sämre. Det som gjorde att stenarna tenderade att klumpa sig var först och främst dess släta ytor, som gjorde att anläggningsytan blev större och stenarna fick då det lättare att fästa vid varandra. När man sen tittar på mineralinnehållet i dessa bergarter samt mängden av ett visst mineral så kan man dra slutsatsen att mineraler som Kvarts och Fältspat som annars är bra ingredienser i ett kvalitativt asfalts material här påverkade vidhäftningen negativt. Tittar man även på det resultat vi fick fram av testerna med Ortognejsen som fick ett högre värde efter 24 timmar så kan man se att på de ytor som bituminet hade släppt bestod av fältspat och kvarts. Trots de problem som uppstod med vissa bergarter tycker vi att testresultaten i stort talar om vilken bergart som erhåller det bästa vidhäftningsvärdet. Att man sen kan diskutera vilken bergart som fick det sämsta värdet är en annan sak men man kan i alla fall konstatera att de erhöll ett lågt värde. 5.2 Synpunkter FAS Metod 455-01 När det gäller denna metod att bestämma vidhäftning mellan sten och bitumen i närvaro av vatten tycker vi att den i stort visar hur en viss sten kommer att fungera ihop med bitumen. Med detta menar vi att svårigheten med att ge ett exakt värde av täckningsgraden alltid kommer att finnas då bedömningen görs vissuelt. Men möjligheten att bilda sig en uppfattning om stenens vidhähftningskvalite erhåller man definitivt genom denna metod. Vi anser att ett prov med hjälp av denna metoden kan vara ett enkelt sätt att i förstadiet av öppnandet av en täkt kan se hur man ligger till och ifall man måste kalkylera med ökade utgifter för tillsättande av vidhäftningsmedel. 23

När det gäller rullflaskemetoden så anser vi att det finns en del punkter som man kunde förbättra i metodbeskrivningen. För att undvika klumpning av materialet så tror vi mycket på att använda sig av en större glasflaska för att ge stenarna ett större utrymme, samt att man istället för att använda sig av en vikt procent går över till att ha en viss volym av sten i varje flaska. Detta tror vi skulle minska klumpningen avsevärt då olika bergarter har olika densitet vilket styr andelen stenar i varje flaska. I metoden står det bara att avläsning skall göras under en 100w glödlampa och att man får välja om man vill göra bedömningen genom glasflaskan eller om man vill ta ut stenarna för att avgöra täckningsgraden. Vi anser att det borde skrivas in i metodbeskrivningen att man skall ta ut stenarna ur flaskan samt att använda sig av en stark lampa med ett förstoringsglas. Gör man som ovan nämnts samt att man låter stenarna torka en liten stund innan utvärdering så har man inga som helst bekymmer att avgöra vad som är stenens naturliga yta och vad som är täkt med bitumen. Skulle man istället göra som det står i metoden att titta på stenarna genom glasflaskan när de är fuktiga kan vi förstå de diskussioner som har uppkommit med att mörka bergarter skulle ha en fördel då det är svårt att läsa av om det är bitumen eller inte. Det vi vill komma fram till är att man måste låta stenen torka en stund så att den får fram sin naturliga färg eftersom vattnet gör att stenen ser ut att vara täckt med bitumen. För att uppnå ett mer exakt resultat skulle man kunna använda sig av att bildbehandlingsprogram där en dator skulle kunna utvärdera täckningsgraden på stenen, detta skulle resultera i en mer exakt avläsning. 24

6. Referenslista Loberg, Bengt (2003) Geologi: Material, Processer och Sveriges berggrund Nordstedts akademiska förlag. Geoprospekt Nord AB & Eko Vision, (2003) Interaktivt program för att bestämma bergarter. www.vv.se/filer/publikationer/fasmetod 455-01pdf. 25

BESKRIVNING AV RULLBORD Bilaga 1 Rullbordet, som tillverkas av VTI, Linköping består av följande delar: 1. Stativ av aluminium, yttermått 0,67 x 0,51 x 0,37 m. 2. Horisontella valsar i två plan med 5 valsar i varje plan. Valsarna, som är lagrade i rullningslager, är av aluminium. På valsarna har 1 PVC-slang drivits. Valsarnas ytterdiameter inkl slang är 34 mm. Centrumavståndet mellan valsarna är 85 mm och det fria utrymmet för flaskorna längs valsarna 530 mm. 3. Anordning för rotation av valsar Ena änden av varje vals har försetts med ett kedjehjul med 14 tänder för rullkedja med 6 mm delning. Kedjan är spänd rakt över samtliga hjul och understödd horisontellt av profilerade plastglidlister. Kedjespänningen regleras med ett ställbart spännhjul placerat på ett av stativets vertikala ben. 4. Elmotorn är en shuntlindad kollektormotor med snäckväxel och är direktkopplad via en flexibel koppling till den övre vänstra valsen. Till motorn hör ett tyristorreglerdon, som möjliggör steglös variation av utgående varvtal från 0 till 135 r/min. Donet/motorn ansluts till 220 V växelström. 26

TIDSSCHEMA VID RULLFLASKFÖRSÖK Bilaga 2 Dag 1 fm em Uppvärmning av bindemedel och stenmaterial till blandningstemperaturen. Blandning av bindemedel och stenmaterial. Iordningställande av prov för lagring över natten. Dag 2 fm Neddelning till analysprover. Överföring av analysprov till flaskorna. Start för rullförsöket. em Utvärdering av täckningsgrad efter 4 6 h. Dag 3 Utvärdering efter 24 h. 27

28

29 Bilaga 4

30 Bilaga 5

31 Bilaga 6

32 Bilaga 7

33 Bilaga 8

34 Bilaga 9

35