REMIX- tutkimus. Prof. Terhi Pellinen, Ph.D., Eur. Ing. Rakennustekniikan laitos

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "REMIX- tutkimus. Prof. Terhi Pellinen, Ph.D., Eur. Ing. Rakennustekniikan laitos"

Taisto Pesonen
5 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 REMIX- tutkimus Prof. Terhi Pellinen, Ph.D., Eur. Ing. Rakennustekniikan laitos LiVi, Elinkaaritehokas tiepäällyste, Loppuseminaari , Pasila, Helsinki

2 Sisältö Tutkimuksen vaiheet REMIX - uusiopintaus Toimenpiteet ja ohjaus Toiminnalliset parametrit

3 Tutkimuksen vaiheet

4 ASFALTTIPÄÄLLYSTEIDEN TUTKIMUSOHJELMA: ELINKAARITEHOKAS TIEPÄÄLLYSTE Alustavat ja rinnakkaiset tutkimukset: Kekä II vauriotutkimus Lämpökameratutkimus 2013, Nevalainen, N. DT Lämpökameratutkimus 2014, Nevalainen, N. ET Bitumin diffuusiotutkimus, Fawad A. DT Bitumin vanh. ja elvyttäminen, Aromaa, K. DT REMIX-projekti: Laboratoriotukimukset Kenttätukimukset, koetiet TYHJÄTILA-projekti: Laboratoriotutkimukset ja datan analyysi Kenttätukimukset, koetiemittaukset Tulosseminaari LIVI x x x x x Väylät & liikenne 2014, 2016 x x SIB 2015, Ancona, Italy x TRFi Tampere, 2016 x TRA2016, Warsova, Puola x EATA 2017, Zurich,Sveitsi x Baltic Road Conference 2017, Tallinna, Viro x

5 Aalto OpenLearning

6 REMIX- uusiopintaus

7 Asfaltin uusiokäyttöä Suomessa aina 70-luvulta yli 40 vuotta

8 REMIX-uusiopintaus Yli 70% vanhaa asfalttia hyödynnetty Nopea uratäyttö vilkkaasti liikennöidyillä teillä Vähemmän CO 2 päästöjä Säästää kovaa kiveä Nopeasti liikennöitävissä Edullinen

9 Toimenpiteet ja ohjaus

10 Toimenpiteet ja ohjaus Tilaaja Urakoitsija Toimenpiteen valinta Toimenpiteen suunnittelu Työn suunnittelu Työn toteutus Raportointi Kantavuuus? Asfaltin paksuus Urasyvyys Tavoitteet Vanha asfaltin jäykkyys Urasyvyys PTM ja Maatutkamittaukset Elvytintyyppi ja määrä Lisämassa, kg/m2 Sekoituskaavat Esinäyttenotto (poraus) Jyrsintäsyvyys Lämpötilat, Etenemisnopeus Lopullinen jäykkyys Jälkinäytteenotto (poraus) Lämpökamera LIVI TUTKIMUSSEMINAARI

11 Toimenpiteen valinta

12 Tiellä riittävä kantavuus ja asfaltin paksuus? Uusi LTA vai REMIX- toimenpide? Asfaltin paksuus? 12

13 Tavoitekantavuus ja asfaltin paksuus n MPa lisää kantavuutta mm 160 MPa Tavoite: Tierakenne kestää 50+ vuotta Ei rakenteellista väsymistä Kaikki vauriot voidaan korjata nopeasti pinnasta Pohjamaa Kuormitusluokat 2,0 6,0 10,0 25,0 KKL 20 milj. akselia 0, KVL ajon./d molemmat suunnat ajor. > ajor. >20000 Tavoitekantavuus, MPa Asfaltin kokonaispaksuus, mm Kantavan päältä, MPa

14 Vt-1 poranäytteet REM koealueelta Irti olevat kerrokset heikentävät asfaltin kantavuutta koska kerros ei enää ole monoliittinen yhtenäinen rakenne

15 Toimenpiteen suunnittelu

16 Asfaltti liian vanhaa ja huonossa kunnossa? Riittävän kattava näytteenotto Mikä on bitumin Tunkeuma? Jyrsintä ja uusi laatta vai REMIXtoimenpide?

17 Riittämätön venymä-alue, IDZ Poranäytteistä tutkittu bitumin Tunkeuma tai DSR parametrit, G* ja d Purkaumaa PEN dmm Arvio bitumin kovuudesta ja käyttökelpoisuudesta IDZ kriteerin avulla

18 Glover-Rowe (G-R) Vaurioalue King, G., Anderson, M., Hanson, D., & Blankenship, P. (2012). Using Black Space Diagrams to Predict Age-Induced Cracking. 7th RILEM International Conference on Cracking in Pavements (pp ). Delft: RILEM Book series, Springer. Virumamoduulin (creep) ja kompleksimoduulin välinen yhteys Bitumin perinteinen venymätesti kuvaa bitumin kykyä muodostaa rihmaa ja virrata Mitataan kompleksimoduuli G* ja vaihekulma d lämpötilassa 15 C and kuormitusajalla 0,005 rad/s käyttäen leikkausreometriä, DSR Aromaa, K., DT (2016)

19 Tavoite bitumin jäykkyydelle Pohjoinen: Tunkeuma 100/150 RTFOT Hyvä kylmäkestävyys vaatii bitumilta kykyä venyä ja itsekorjata vaurioita pakkashalkeamia Kuva pohjoisesta Suomesta Etelä: Tunkeuma 70/100 RTFOT

20 Kuva eteläsuomesta Kuva eteläisestä Suomesta Ohuita pakkashalkeamia

Päätöksenteko 1/2 TAVOITE Tunkeuma: 70/100 RTFOT = 32-46

TUNKEUMA 30 Päällyste voidaan kunnostaa REMIXtoimenpiteellä

21 Päätöksenteko 1/2 TAVOITE Tunkeuma: 70/100 RTFOT = TUNKEUMA 18 Päällyste liian vanhaa, jyrsintä ja uusi laatta TUNKEUMA 30 Päällyste voidaan kunnostaa REMIXtoimenpiteellä TUNKEUMA 83 Tarkista Tunkeuma lisänäytteellä (onko jäänyt DCM)

22 Päätöksenteko 2/2 Päällyste voidaan kunnostaa REMIX-toimenpiteellä, jos TUNKEUMA 83 Alempiluokkainen tie jossa TAVOITE Tunkeuma: 160/220 RTFOT = ja kantavuus sekä päällysteen paksuus on riittävä.

23 Pakkaskatoja vai väsymistä? Kuva Kanadasta

24 Työn suunnittelu

Elvytintyyppi ja määrä sekä lisämassa kg/m

25 Elvytintyyppi ja määrä sekä lisämassa kg/m 2 Kiven tiheys vaikuttaa tuloksiin! Urasyvyys, kaistan leveys ja tien kallistukset vaikuttavat lisämassan määrään Elvytintyypin valinta riippuu vanhan massan kovuudesta, tilavuussuhteista ja lisämassan määrästä

26 Sekoituskaavat

27 Elvyttimet Modifioimattomat tiebitumit Tunkeuma G*, d h a (Tiebitumit) Pehmeät tiebitumit 650/900 Viskositeetti luok. bitumi V1500 Öljypohjaiset elvyttimet X X X X X X - X X - - X Näennäinen Newtoninen viskositeetti h a Bonaquist, Pellinen, Witczak, Development of Relationship between Binder Viscosity and Stiffness, Dep, of Civil Eng. University of Maryland,

28 Complex Modulus G* (Pa) DSR testaus: G*, d 1,00E+10 1,00E+09 1,00E+08 1,00E+07 1,00E+06 1,00E+05 1,00E+04 1,00E+03 1,00E+02 1,00E+01 Taajuus f = 1 Hz Fraass halkeama lämpötila Tunkeuma Pehmenemispiste Viskositeetin mittaus 1,00E Lämpötila T ( C) Lämpötila 25 C 0,063 rad/s (0,01 Hz) to ZSV Zero shear viscosity = steady state viscosity

29 Työn toteutus

30 Pintaustyöhön vaikuttavia asioita Jyrsintäsyvyys vs. kerrospaksuus Grillien teho Nopeus m/min Ilman lämpötila Alustan lämpötila Sade Tuulisuus

31 Tutkimuksia ja mallinnusta tehtiin grillien optimaalisen etäisyyden ja lämmönjohtuvuuden selvittämiseksi Ilman lämpötila? Alustan lämpötila?

34 Bitumi lämmitettävä juoksevaan tilaan yli pehmenemispisteen, että elvytin voi diffuusioitua vanhaan bitumiin Fawad, A., MT (2016)

35 Lisämassan lisäys Elvyttimen lisäys

37 TIIVISTYS, TIIVISTYS, TIIVISTYS!

38 Raportointi

39 Mitä ja miksi pitää mitata jälkikäteen? Laadunvarmistus Saavutettiinko tavoiteltu bitumin jäykkyystaso? Historiatieto seuraavalle toimenpiteelle: Bitumin Tunkeuma ja/tai DSR G* ja d Mekaaniset ominaisuudet?

40 Toiminnalliset parametrit

ominaisuudet Epäsuora jäykkyys porakiekosta Halkaisuvetolujuus porakiekosta Tyhjätila

41 Toiminnalliset parametrit Bitumin jäykkyys uutettuna porakiekoista Tunkeuma (2-3 porakiekkoa) DSR parametrit, G* ja d (yksi porakiekko) Asfalttipäällysteen mekaaniset ominaisuudet Epäsuora jäykkyys porakiekosta Halkaisuvetolujuus porakiekosta Tyhjätila Mastiksin tyhjätila asfaltissa kokonaistyhjätila ohuista SMA porakiekoista SMA Parafilmi menetelmä

42 Epäsuora 10 C (MPa) Jäykkyys ja lujuus Aalto tietokanta Linear (Aalto tietokanta) Hauras Hauras 2 Hyvä toiminta kantava kerros Sitkeä 1 Halkeillut Hyvä toiminta kulutuskerros Sitkeä 1 Halkeillut 3 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 Halkaisuvetolujuus (MPa), C

43 Kiitos

Samankaltaiset tiedostot

TIIVEYS-Projekti. Prof. Terhi Pellinen, Ph.D., Eur. Ing. Rakennustekniikan laitos

TIIVEYS-Projekti. Prof. Terhi Pellinen, Ph.D., Eur. Ing. Rakennustekniikan laitos TIIVEYS-Projekti Prof. Terhi Pellinen, Ph.D., Eur. Ing. Rakennustekniikan laitos LiVi, Elinkaaritehokas tiepäällyste, Loppuseminaari, Pasila, Helsinki Sisältö Tyhjätilan merkitys asfaltissa Perinteiset