Prestandahöjande tillsatser i asfaltbeläggning · 2015. 7. 15. · Användningen av tillsatser...

Utskott 33 - Beläggningar

Huvudämne vid 2006-års förbundsutskottsmöte i Uppsala

Utskott 33, Beläggningar

Prestandahöjande tillsatser i asfaltbeläggning Erfarenheter från de nordiska länderna


2

Innehållsförteckning BAKGRUND .....................................................................................................................................................................3

VARFÖR ANVÄNDS TILLSATSMEDEL I ASFALTPRODUKTER?......................................................................3

MILJÖASPEKTER..........................................................................................................................................................4

TILLSATSER - ÖVERSIKT ...........................................................................................................................................5

POLYMERER...................................................................................................................................................................5

VAXER ..............................................................................................................................................................................9

NATURASFALT...............................................................................................................................................................9

FLYTANDE VIDHÄFTNINGSMEDEL - AMINER ..................................................................................................10

MINERALISKA VIDHÄFTNINGSMEDEL – KALK OCH CEMENT...................................................................11

FIBRER ...........................................................................................................................................................................13

GUMMI ...........................................................................................................................................................................14

STÅLSLAGG ..................................................................................................................................................................15

RETURASFALT.............................................................................................................................................................15

FÄRGAD ASFALT.........................................................................................................................................................16

AVFALLSPLAST ...........................................................................................................................................................16

RAPSOLJEDERIVAT ...................................................................................................................................................17

REJUVINATOR .............................................................................................................................................................17

ANDRA PRESTANDAHÖJANDE ÅTGÄRDER........................................................................................................17

SAMMANFATTANDE KOMMENTARER ................................................................................................................17 Bilagor 1. Grupparbete


3

Bakgrund Nordiska Vägtekniska Förbundet, NVF, utskott 33, har årligen förbundsutskottsmöten som alternerar mellan de olika nordiska länderna. År 2006 i juni hölls mötet i Uppsala. Huvudämnet var prestandahöjande tillsatser i asfaltmassa. Inför mötet hade varje land sammanställt en ”state of the rapport” vilka kortfattat redovisades på mötet. Ett grupparbete som tog upp en rad frågor om tillsatsmedel (bilaga 1) i asfalt genomfördes också. Områden som berördes var material, teknik, miljö, erfarenheter, forskning och utveckling, ekonomi och framtid. Denna rapport är en sammanställning av ”state of the art rapporterna” från Danmark, Finland, Island, Norge och Sverige samt de synpunkter som framkom i grupparbetena. Tillsatser (tillsatsmedel, additiv) i bituminösa material kan definieras som ämnen/produkter/material som av olika anledningar inblandas i asfaltmassa, bindemedel, stenmaterial eller filler avsedda för bituminbundna lager i vägar, gator, flygfält mm. Tillsatser kan delas upp i dem som förbättrar beläggningens egenskaper (s.k. prestandahöjande) eller de som påverkar konsistens, färg eller ljushet hos bindemedel eller asfaltmassa/asfaltbeläggning. Vissa typer av asfalt går helt enkelt inte att tillverka utan tillsatsmedel medan andra inte behöver några tillsatser alls. Det flesta tillsatser inblandas endast i liten mängd/volym av bindemedlets eller asfaltmassans totala mängd/volym. I följande avsnitt ges en genomgång över de tillsatser som förekommer i de nordiska länderna och vilka för- och nackdelar de har. Det bör nämnas att det går att tillverka asfalt med bra egenskaper även utan tillsatser men när påkänningarna är stora eller asfaltmassans sammansättning eller konsistens behöver förändras kräver detta ofta tillsatser i någon form.

Varför används tillsatsmedel i asfaltprodukter? Ökande trafik och påkänningar samt större krav på god hållbarhet hos asfaltbeläggningar har medfört att tillsatsmedel blivit allt vanligare i asfaltmassor. Tillsatsmedel kan förbättra egenskaperna hos asfalt, till exempel beständigheten mot vatten, salt, bränslespill eller göra asfaltlagren mer flexibla eller stabila. De används också för att kompensera för svagheter hos ingående material. Vissa typer av tillsatser reducerar risken för bristande kvalitet vid tillverkning och utläggning av asfaltbeläggning. Samhällsnyttan av att öka asfaltbeläggningarnas livslängd är stor. En ungefärlig beräkning visar att en ökad livslängd på 1 % hos asfaltbeläggningar i Norden skulle medföra en årlig besparing på ca 80 miljoner svenska kronor (NI-projekt 03014, asfaldekkers beständighet). Exempel på prestandahöjande tillsatser är polymerer, gummipulver, vaxer, aminer, aktiva filler (kalk och cement), naturasfalt, stålslagg etc. Andra tillsatser som påverkar massan konsistens, färg eller ljushet är fibrer, färgpigment, vatten, rapsolja med mera. Vid asfaltåtervinning inblandas returasfalt som ersättning för bindemedel och ballast. Flera av de asfaltbeläggningar som tagits fram för att klara acceptabel livslängd och framkomlighet på det högtrafikerade vägnätet och samtidigt minimera miljöpåverkan från trafiken innehåller fibrer och vidhäftningsmedel och ibland även PMB (polymermodifierat bindemedel). Ett exempel är skelettasfalt som vid användning av högkvalitativa stenmaterial har mycket god resistens mot


4

dubbade fordon, vilket bland annat innebär lägre partikelemissioner för omgivningen. Ett annat exempel är dränasfalt som förutom dränerande förmåga även har bullerreducerande egenskaper. Ett slitlager som blivit vanligt på senare år är tunnskiktsbeläggning (TSK). Den (massan) innehåller PMB och vidhäftningsmedel som läggs direkt på ett klister (främst emulsion) baserat på PMB. Genom att klistret tränger upp i den något öppna asfaltmassan blir vidhäftningen och beständigheten mycket god. För att klara de extrema påkänningar som råder på flygfält används i dag polymerer och vidhäftningsmedel. Den ökande och alltmer tunga trafiken på vägar och gator ställer också högre krav på god stabilitet än tidigare, vilket medför att PMB eller förstyvande tillsatser kommer att bli mer vanligt. Polymermodifierad gjutasfalt eller asfaltmastix används till isolerskikt på broar. Asfaltmastix kan innehålla 15 % SBS-modifierat bitumen. När asfalt används till tätskikt vid deponier eller upplagsplatser brukar PMB användas. Dålig beständighet har sannolikt varit den vanligaste orsaken till beläggningsskador i flera av de nordiska länderna. Av den anledningen har vidhäftningsmedel i allt högre grad börjat användas. I flera av länderna (Danmark, Norge och Sverige) föreskrivs vidhäftningsmedel i asfaltmassorna. I kalla och halvvarma bindemedel samt bitumenemulsion och bitumenlösning ingår alltid vidhäftningsmedel. Användningen av tillsatser har ökat i de nordiska länderna på senare år men fortfarande är andelen asfaltbeläggningar som inte innehåller tillsatser relativt stor. I flertalet ABT- (tät asfaltbetong) och AG-beläggningar inblandas inte prestandahöjande tillsatser. En orsak är att kvaliteten på dessa massor upplevs vara rätt god. En annan orsak är att tillsatsmedel höjer priset på asfaltmassan. Det är främst i de asfaltlager (slitlager och bindlager) där påkänningarna från trafiken eller miljön är som störst som prestandahöjande tillsatsmedel förekommer.

Miljöaspekter Vissa tillsatsmedel kan idag upplevas vara störande för arbetsmiljön på asfaltverk och framför allt vid utläggning på vägen. Tillsatsmedel får inte heller i alltför hög grad försvåra återvinning eller påverka omgivningen, den yttre miljön, negativt. Som nämnts kan tillsatser ge stora förbättringar för hållbarheten hos asfaltbeläggning, vilket även är bra för miljön eftersom livslängden hos beläggningen blir högre. Det får dock inte ske till priset av försämrad arbetsmiljö eller negativ påverkan på omgivningen. Valet av tillsatsmedel måste förutom de tekniska frågorna även ta hänsyn till miljöaspekterna. De mätningar som gjorts visar dock att uppmätta halter av skadliga ämnen ofta är låga och under detektionsgräns. Den oro som kan uppstå på en arbetsplats beror många gånger på att personalen inte är informerade om vad som blandats in i asfalten och vilka eventuella risker eller olägenheter det kan medföra. I Sverige har därför en arbetsmiljöinformation med inriktning på tillsatser i asfaltmassa tagits fram för asfaltarbetarna (se referenser). Miljöaspekter för respektive tillsats behandlas mer ingående i de följande avsnitten.


5

Tillsatser - Översikt Förbättring av mekaniska egenskaper

• Polymerer • Syntetiskt vax • Naturasfalt

Förbättring av beständighet

• Amin • Hydratkalk • Cement • Polymerer

Förbättring av friktion och reducering av buller

• Gummi • Stålslagg (även beständighet)

Resurshushållning och miljö

• Asfaltgranulat • Avfallsplast

Förbättring av asfaltmassans konsistens

• Fiber • Rapsoljederivat • Rejuvinator

Ljushet och färg

• Syntetiskt bindemedel och färgpigment

Polymerer I många länder inblandas polymerer i bindemedel, PMB, eller i asfaltmassa, PMA. Det finns många varianter av polymerer för modifiering av bitumen och asfalt. Typ och halt av polymer tillsammans med bitumenkvalitet och kompatibiliteten mellan polymer och bitumen är faktorer som påverkar bindemedlets och asfaltmassan egenskaper. Vanligtvis tillsätts polymerer direkt i bituminet men vissa polymerer inblandas i det varma stenmaterialet innan blandningen av asfaltmassan vid asfaltverket. Halten polymerer i bituminet kan ligga mellan 2-9 %. Polymerer används förutom i varmblandade standardmassor även till gjutasfalt, asfaltmastix, isolermattor, klister och emulsioner. Polymerer brukar delas in i grupper efter sina egenskaper, t ex elastomerer och plastomerer. Den dominerande elastomeren i norden är SBS (styren-butadien-styren) och bland plastomerer är EVA (etylen-vinyl-acetat) den vanligaste. Vid tillsättning av polymerer i bitumen ökar bindemedlets viskositet, kohesion och seghet (duktilitet). Genom denna förändring av bindemedlets egenskaper kan asfaltmassan proportioneras med högre bitumenhalt än konventionell asfaltmassa, vilket ibland kan vara nödvändigt för att klara god beständighet (t ex dränasfalt) eller hög täthet (isolerlager). Polymerer tillsätts för att minska temperaturkänsligheten hos asfaltbeläggningen. På så sätt blir den mindre benägen för sprickor och


6

deformationer. Den används också för att förbättra kemikalieresistensen hos asfaltbeläggningar. I de flesta nordiska länder finns tekniska specifikationer för PMB. I Finland tillverkas ca 1 % av asfaltmassorna med PMB. Det är i främst i specialbeläggningar där PMB används, t ex brobeläggningar, isolermastix, gjutasfalt, täta asfaltbeläggningar för grundvattenskyddskonstruktioner och vid kemikalieskydd. SBS är den enda polymeren som används. Det PMB som används i Finland är ofta högmodifierad (4-9 %) och av typen SBS. Höga halter används för att man i Finland huvudsakligen strävar efter goda köldegenskaper. För vissa specialändamål har också andra polymerer prövats eller använts. För att uppnå bättre kemikalieresistens har t.ex. EVA-polymerer eller polyalfaolefiner (såsom t.ex. polyeten (PE) eller ataktisk polypropen [APP]) använts. Erfarenheterna av polymermodifierade bindemedel och polymermodifierad asfalt är goda – åtminstone vad gäller den tekniska aspekten. Kostnadseffektiviteten för polymermodifiering är beroende av applikationen, belastningarna och naturligtvis av råmaterialen som står till förfogande. Generellt anses PMB minskar dubbdäcksslitaget med cirka 5 %. PMB förbättrar AB-beläggningars deformationsresistens med upp till 30 %. För SMA-massor (skelettasfalt) är förbättringen enbart cirka 10 %. Eftersom ”högmodifierad” PMB används i Finland, så är modifierad asfalt också dyr. PMB är cirka dubbelt dyrare än vanlig bitumen. Det gör att beläggningspriset blir rejält dyrare än vanlig omodifierad asfalt. På gator och vägar anses det inte vara kostnadseffektivt att använda PMB asfalt. Polymermodifierad asfalt tillverkas och utläggs ibland vid högre temperatur än vanlig asfaltmassa. Polymermodifiering med SBS-elastomer medför något mera lukt. Arbetshygieniska mätningar visar dock att halterna av flyktiga ämnen (VOC) och bitumenrök är låga då polymermodifierade massor används. Polymermodifierade massor har i någon mån använts i recyclingapplikationer. Man kan dock konstatera att det ännu saknas erfarenhet om hur polymermodifierade massor kan återanvändas. Man har inte påvisat att polymermodifiering skulle ha någon negativ effekt på miljön. Tvärtom har polymermodifierade asfaltprodukter kommit in som en god lösning för att skydda miljön. I Danmark används SBS-polymerer i slit- och bindlager för att förbättra deformationsresistensen och i slitlager för att även förbättra elastiska egenskaper. SBS i pulverform kan användas vid tillsättning direkt i blandaren. Även SBR-polymer tillsätts i blandaren och används till slit- och bindlager. Av typen plastomer är EVA och PE de vanligaste. De ger främst en förbättring av asfaltens styvhet och deformationsresistens och används huvudsakligen till bindlager på vägar med tung trafik. PE har en lägre kostnad än EVA. PMB anses i Danmark ge förbättring av asfaltbeläggningens funktionella livstid. I Norge används SBS (3-6 %), EVA, Cariphalte (termoplastisk elastomer) och Flexit (2 %). Det råder ingen tvekan om att PMB markant förbättrar asfaltlagrets stabilitet. Lönsamheten är avhängigt av att det inte är så stort dubbdäcksslitage att det överskuggar effekten av en mindre deformationsförbättring. I Norge anses inte PMB med säkerhet förbättra nötningsresistensen hos slitlager.


7

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000

Antal överfarter

Ned

sjun

knin

g, m

m

Bitumen 40/60SBS modifierad asfalt

Figur 1 Deformationstest (nedsjunkning) vid inblandning av PMB i bindlager (från den

danska rapporten). Tabell 1 Typiska värden på extraherat bindemedel (från den danska rapporten). Analyser på återvunnet bindemedel

Enhet Bitumen 40/60 SBS modifierad asfalt

Penetration vid °C 7/10 mm 49 50 Mjukpunkt, K&R °C 52,5 54,5 Penetrationsindex - -0,6 -0,1 Elastisk återgång, 10°C, 20 cm, 30 min

% - 1/ 58,5

Duktilitet vid 10°C cm 14,0 40,5 1/ Proverna gick sönder ca 17,4 och 17, 7 cm. Från Island rapporteras goda erfarenheter med SBS och EVA i syfte att förbättra deformationsresistens och beständighet hos asfaltbeläggning. Inga miljöproblem observerades vid produktionen. Asfaltbeläggningar, där PMB eller PMA kommit till användning har ökat på senare år i Sverige. I samband med denna utveckling har ett antal provvägsförsök genomförts genom åren. Anledningen till att polymerer börjat användas är främst att förbättra resistensen mot plastiska deformationer och utmattningssprickor. En effekt av polymerinblandning är också att bindemedelsinnehållet kan höjas i asfaltmassan vilket även förbättrar asfaltbeläggningens resistens mot vatten. De vanligaste förekommande polymererna i Sverige har varit av typen SBS, EVA, EBA och Styrelf. Provvägsförsöken visar att PMB ofta men inte alltid ger längre livslängd eller markant förbättrade egenskaper. Andra faktorer kan ha en större betydelse för beläggningens prestanda än enbart PMB. Ofta så visar laboratorieprovning tydliga positiva effekter av PMB men i fält är det inte säkert att PMB blir lika utslagsgivande. Försök på E20, sträckan Örebro-Arboga, har visat att nötningsresistensen på skelettasfalt inte nämnvärt påverkades av SBS-polymer. På ABT förbättras dock nötningsresistensen markant av


8

SBS (20-30 %) och även antalet bärighetssprickor var lägre än referensen med konventionellt bindemedel. SBS-polymer och vidhäftningsbefrämjande tillsatser har testats i ABS16-beläggning på E4 i Skåne. Uppföljningar har utförts efter ett och tre år genom analys av borrkärnor. Enligt tester av stabiliteten efter ett år genom Wheeltracking så erhöll blandningen med SBS-polymerer markant lägre deformationer vid +50°C än konventionell asfalt (referens med bitumen 70/100). När flytande amin och framför allt släckt kalk tillsattes förbättrades stabiliteten ytterligare. Uppföljningen efter tre år gav inte samma stora effekt men fortfarande var provsträckorna bättre än referensen. Även tester såsom Prall och Cantabro gav motsvarande resultat, det vill säga markant mindre slitage/sönderfall för borrkärnor innehållande SBS-polymer + vidhäftningsmedel än för referensen utan PMB och vidhäftningsmedel. Analys av vattenkänsligheten (ITSR) visade att sträckorna innehållande SBS-polymer och SBS-polymer + Wetfix resp. släckt kalk klarade sig påtagligt bättre än referensen. Analys av bindemedel från E6, Göteborg, visade att SBS-polymer i ABS-beläggning fortfarande hade goda elastiska egenskaper efter åtta års trafik. I ett pågående provvägsförsök på E6 norr om Uddevalla studerades fyra varianter av PMB i bär-, bind- och slitlager. Samtliga varianter till AG tillverkades med polymerer av elastomertyp, vilket innebär att elastisk återgång skall vara större än 50 %. Förstudien på laboratoriet av AG och bindlager finns redovisade i en rapport från 2004 (utgiven av Skanska). Där konstateras att AG-massornas funktionella egenskaper påtagligt kan förändras genom att använda olika typer av polymermodifierat bitumen. Vi undersökningarna som innefattade flexibilitet, deformationsresistens och utmattningsmotstånd på fyra bindemedel: 100/150–75, 100/150-43, 50/100-75 och 50/70-53 gav 100/150-75 det bästa resultatet (utmattningsmotståndet). Vid provningarna av bindlager (ABb) vid samma provvägsförsök testades sex olika PMB:

PMB 50/100-75 (SBS-modifiering, hög halt av polymer) PMB 50/70-53 (Elastomermodifierat, SBS, låg halt av polymerer) PMB 50/70-53 (Plastomermodifierat EVA) PMB 50/70-53 (Kombination av elastomer/plastomer modifiering) PMB 25 (Enligt tysk specifikation) PG 64-28 (SHRP klassificering PG)

I rapporten anges att det var svårt att förutsätta förväntade egenskaper hos asfaltbeläggningen utifrån egenskaperna hos bindemedlet. Bindlagermassornas egenskaper påverkades av typen PMB. Samtliga provade varianter gav förhållandevis bra resultat ifråga om stabilitet. Wheeltracking gav större skillnad mellan de olika massatyperna än dynamisk kryptest. Skillnaden i styvhetsmodul var relativt stor mellan de provade asfaltmassorna med PMB. För provvägsförsöket valdes PMB 50/70-53 med elastomermodifierat bitumen och PMB 50/70-53 med plastomermodifierat bitumen. Hälsoeffekter Polymerer är inte hälsofarliga (inandning av damm kan dock irritera luftvägarna) men spårmängder av restmonomer från tillverkningen av polymeren kan vara det. Polymerer är inte klassade som cancerframkallande medan ingående monomerer kan vara det. Vissa typer av polymerbitumen kan ge upphov till en obehaglig lukt (svavel).


9

Arbetsmiljömätningar vid utläggning av polymermodifierad asfaltmassa, som gjorts av AB Previa under åren 1999-2003, har inte kunnat påvisa monomerer vid aktuella massatemperaturer i rökgaserna. Mätningarna innefattar kontroll av arbetsmiljön med avseende ingående komponenter i SBS-polymer vid byggandet av Öresundsbron och Arlandas tredje bana samt vid beläggningsarbete på väg E4 och E6 kontrollerades ingående komponenter i EBA polymer. Vid mätningar från 2004 och 2005 på ytterligare fyra objekt av asfaltrök som oljedimma uppmättes överlag värden (0,2-0,5 mg/m3) för polymermodifierad asfaltmassa på motsvarande nivåer som för vanliga asfaltmassor utan PMB utlagda vid ”normala” temperaturer. Modifiering med polymer verkade inte ha påverkat rykigheten i någon bestämd riktning (mer eller mindre). De dominerande faktorerna för uppkomsten av asfaltrök var temperaturen hos asfaltmassan och mängden släppmedel

Vaxer Det finns olika typer av syntetiska vaxer, som kan användas till modifiering av asfalt. Gemensamt för dem är att de har hög smältpunkt som vid inblandning i bitumen höjer dess mjukpunkt. På så sätt blir beläggningen mindre deformationskänslig vid högre temperaturer. Vax gör också att bituminet får en lägre viskositet när temperaturen i asfaltmassan överstiger vaxets smältpunkt. Det medför att det är möjligt att tillverka och lägga ut asfaltmassan vid lägre temperatur. Asfaltmassans bearbetbarhet och packningsbarhet blir också bättre. Inblandning av vax sänker duktiliteten och elasticiteten i bituminet. Enligt erfarenheter från Danmark har vaxinblandning haft ringa inflytande på köldegenskaperna. I Danmark rekommenderas att vax främst används i främst bär- och bindlager. Syntetiskt vax har huvudsakligen använts i Danmark (Fischer-Tropsch vax - Sasobit och Amidvax - PBS) men har även testats i övriga nordiska länder. Det land som har störst erfarenhet av vaxer är Tyskland. Mängden vax är avhängigt vilken produkt den används till (kan vara 3 % av bindemedlet). Ett annat alternativ är polyfosforsyra. Inga miljöproblem har uppmärksammats vid tillsats av vaxer i asfalt. Tvärtom förbättras både arbetsmiljön om temperaturen i asfaltmassan kan sänkas samt energibehovet blir lägre.

Naturasfalt Inblandning av naturasfalt i bitumen till asfaltmassa och gjutasfalt förekommer. Naturasfalt består av kolväten (huvuddelen) och mineralämnen. Trinidadasfalt kommer från världens största asfaltsjö och är mycket hård. Den har använts i asfalt på ytor där plastiska deformationer är ett problem, t ex flygfält och i bindlager. På grund av arbetsmiljöproblem så är den inte så vanligt förekommande numera utan har i gjutasfaltapplikationer ersatts av PMB. Gilsonit (Uintaite) är en annan naturasfalt med mycket hög mjukpunkt. Den används för att förstyva bindemedlet och därigenom förbättra stabiliteten hos asfaltlagret. Även Gilsonit används där påkänningarna är som störst, flygfält och gator med tung trafik. När Gilsonit används är doseringen 7-10 % i bindemedlet. Gilsonit anses inte ge lika stora arbetsproblem som Trinidadasfalt. Gilsonit är inte är giftigt och inga cancerframkallande ämnen har påträffats. Damm kan ge lindriga irritationer i ögon och luftvägar.


10

Risken med inblandning av styva tillsatsmedel är att sprickor med tiden kan uppkomma. Därför är det viktigt att mängden inte är för hög (normalt 5-10 % av bindemedlet) och att basbituminet inte är för hårt (en klass mjukare bitumen skall användas). Gilsonit används i de flesta nordiska länder men i begränsad skala (lokalt kan det dock vara större).

Flytande vidhäftningsmedel - Aminer En god vidhäftning mellan bitumen och stenmaterial är mycket viktigt för alla typer av asfaltbeläggningar. Inblandning av en mindre mängd vidhäftningsmedel, till exempel amin förbättrar i många fall asfaltbeläggningens resistens mot vatten, salt, frys-töväxlingar och kemikalier. Det vanligaste flytande vidhäftningsmedlet är aminer kombinerade med en fettsyra. Flera varianter förekommer, till exempel Etylenaminer, Amidoaminer och Diaminer. Wetfix är ett känt aminbaserat vidhäftningsmedel inom asfaltbranschen. Aminer inblandas förutom i bitumen till varma massor även i emulsioner för tankbeläggningar, stabilisering eller kalltillverkade asfaltmassor och i mjukbitumen för asfaltmassa. Mjukare bitumen (t ex 330/430 eller mjukbitumen) kräver vidhäftningsmedel för att asfaltbeläggningen skall få fullgod resistens mot vatten. Normalt används här flytande vidhäftningsmedel. Val av amintyp och mängd beror på teknik, typ av bindemedel, asfaltmassa och användningsområde. Mängden amin ligger i allmänhet mellan 0,2-1,5 % av bindemedlets vikt. I varmt bitumen är inblandningshalten 0,2-0,5 % räknat på bindemedelsmängden. I kalla massor inblandas högre mängd, minst 0,8 %. I mjukasfalt inblandas 0,4-1,3 %. Vid inblandning i bitumen kommer den hydrofoba amindelen fästa sig vid stenytan medan fettsyresvansarna bildar bryggor in i bituminet. Den positiva effekten av aminbaserade flytande medel på aktiv vidhäftning är lätt att påvisa genom till exempel rullflasketest, koktest m.m. Täckningsgraden vid rullflasketest blir ofta markant bättre, speciellt om ”sura” bergarter testas. Farhågor finns dock att bindningarna kan bli alltför svaga och utvättning kan ske med tiden varvid långtidsverkan blir dålig. Eftersom flytande vidhäftningsmedel inte har någon förstyvande effekt på asfaltmassan blir skillnaderna vid provning av mekaniska egenskaper inte så stor, speciellt vid provning av asfaltmassor innehållande hårdare bindemedel. I några fall har dock ITSR-värdet (resistensen mot vatten) initialt blivit bättre enligt test av borrkärnor från provvägar. Vid kombinationen av ”tuffare” konditionering (efterliknar stränga vinterförhållanden) och magrare asfaltmassor med hydrofilt stenmaterial har laboratorieförsök visat att flytande vidhäftningsmedel påtagligt förbättrat asfaltens hållbarhet men inte fullständigt. Svällningen har också reducerats genom tillsatsen av flytande vidhäftningsmedel. Erfarenheterna i Norden av aminets effekt på vidhäftningen är i allmänhet goda men vissa farhågor har framförts, till exempel hur långtidsverkan är. Aminer har irriterande och ibland frätande egenskaper. De är i fri form miljöfarliga (giftiga) för vattenorganismer och kan ge skadliga långtidseffekter i vattenmiljö. Aminer misstänks kunna orsaka allergier och astmatiska besvär. Det råder dock delade meningar om hur pass hälsovådliga aminerna är.


11

Aminer inblandas i bindemedelstanken. I Finland försöker man undvika att blanda in aminen i tankarna i asfaltverket utan det görs i depån. En risk för att aminen bryts ned föreligger om den lagras för länge vid hög temperatur. En tillskottsdosering kan då bli nödvändig. I Sverige har hydratkalk och cement blivit ett allt vanligare alternativ till amin, delvis på grund av arbetsmiljön. I Sverige har branschens organisation för arbetsmiljöfrågor, Bygghälsan, under många år utfört arbetsmiljöstudier vid asfaltbeläggningsarbete, t ex vid läggning av massor innehållande amin. När aminer introducerades (Lilamin VP 75, används inte numera) framfördes ganska snart klagomål från arbetstagare att arbetsmiljön hade försämrats. Diffusa symptom som huvudvärk, irritation i ögon och luftvägar samt illamående och allmän olust inrapporterades. Mätningar som gjorts i Sverige under perioden 1980-2002 visade att halten aminer i rök vid beläggningsarbete är mycket låg (ofta under detektionsgränsen) i förhållande till hygieniskt gränsvärde. Det måste dock påpekas att känsliga individer kan få besvär även vid låga halter, vilket innebär att ”besvärsgränsen” inte nödvändigtvis sammanfaller med hygieniskt gränsvärde. När asfaltmassor har hög temperatur (överhettade massor) anses besvären bli större för asfaltmassor med aminer. Överhettade asfaltmassor ger i allmänhet upphov till mer rök, lukt, gaser så det är därför bra ur arbetssynpunkt om massans temperatur kan hållas relativt låg. När asfaltmassan svalnat och hårdnat är aminen bundna i asfalten och bör därför inte i vara ett miljöproblem under bruksskedet. Även om aminerna med tiden skulle lakas ut (om asfalten har en öppen sammansättning) bör de inte ge upphov till några större problem eftersom de ganska snart bryts ned i naturen. Amin används i samtliga nordiska länder och i många bituminösa applikationer. I Danmark, Norge, Finland och Island är amin det dominerande vidhäftningsmedlet i varmtillverkade massor. I Sverige används även mineraliska vidhäftningsmedel. I Finland används sällan amin när hårdare bindemedel används (


12

fuktigt stenmaterial (används även till kalla massor) och på ”sura bergarter, vilket det finns gott om i Sverige. Släckt kalk anses vidare särskilt gynnsamt när bindemedelshalten ligger lägre än den optimala och när hålrumshalterna ligger något högt. En positiv effekt av släckt kalk är att förutom ökad vattenbeständighet så erhålls en gynnsam effekt på bitumenåldring. Cement har i många länder använts som filler i asfaltmassa sedan lång tid tillbaka. Dess vidhäftningsbefrämjande verkan kan liknas vid släckt kalk. Cement är grovkornigare än släckt kalk och kan därför inblandas i större mängd. Cementen hydratiserar med vatten och kan därvidlag ge en större effekt på asfaltbeläggningar med högre hålrumshalt där fukt kan tränga in i porerna. Vid renodlade laboratorieförsök, till exempel ITSR (vattenkänslighet genom pressdragprovning) och genom rullflaskeförsök påvisas ofta en stor positiv effekt av vidhäftningsbefrämjande medel. Skillnaden blir än mer påtaglig om konditioneringen är sträng som fallet är vid osmotisk konditionering (vatten + salt + frystö). Effekterna på vägen behöver inte alltid vara lika entydiga eftersom det är fler faktorer som påverkar resultatet, till exempel fördelningen av tillsatsmedlen i asfaltmassan, hålrumshalten, bindemedelsmängden, efterpackningen mm. Det kan vara svårt att homogent blanda in en mindre mängd av ett pulver i stenmaterialet. Provvägsförsök i Sverige har visat att 1 % tillsats av mineraliska tillsatser i AG25 kan ge en markant förbättrad hållfasthet. Andra fältförsök av AG har visat på en hållfasthetsutveckling och förbättrad känslighet mot vatten (ibland hamnar vidhäftningstalet över 100 % genom cementens härdande effekt under vattenlagringen) under de första åren. Därefter har hållfastheten och vattenresistensen minskat. Skillnaden var dock fortfarande mycket stor mellan cement och Merit jämfört med referensen som inte hade tillsatsmedel. En annan studie har visat att en inblandning av 2 % släckt kalk eller cement förhöjde styvhetsmodulen hos AG16 och ABS16 med 20-50 %. Vid undersökningarna testades tre typer av bindemedel, 50/70, 70/100 och 160/220. Lågtemperaturegenskaperna undersöktes genom TSRST provning (Tensile Stress Restrained Specimen Test). Resultaten visade att en relativ hög tillsats av cement eller släckt kalk inte gav en signifikant skillnad i brottemperatur och därmed ingen ökad risk för uppkomsten av lågtemperatursprickor i asfaltbeläggningen. Vid stränga vinterförhållande har beständighetsprovning genom osmotisk konditionering utförts varvid mineraliska vidhäftningsmedel testats. Undersökningar av AG16 med högt hålrum och lågt bindemedelsinnehåll har visat att provkroppar med mineraliskt tillsatsmedel erhållit fullgod beständighet. Mineraliska tillsatser inblandas i asfaltverket genom slutna system (silo och skruv). De tillsätts normalt i det uppvärmda fillret innan blandningen av asfaltmassan. Mineraliska tillsatsmedel är mycket finkorniga och dammar därför lätt om de hanteras öppet. Släckt kalk och cement klassas som irriterande för andningsvägar, ögon och hud. Koncentrerad lösning är giftig för vattenorganismer (släckt kalk är vattenlöslig). Släckt kalk bildar vid kontakt med fukt eller vatten frätande kalciumhydroxidlösning. Eventuella arbetsmiljöproblem kan uppstå om personalen kommer i direktkontakt med kalk/cement och får det på huden eller andas in damm. Risken torde vara störst vid ingrepp och reparationer i verkets olika delar. För utläggningspersonalen är det knappast något problem eftersom kalken/cementen är bunden i asfaltmassan.


13

I Danmark och Sverige används mineraliska vidhäftningsmedel frekvent medan användningen i Norge, Finland och Island är mer sporadisk. I Finland tillsätts dock hydratkalk i flygfältsbeläggningar. I Danmark har man gått över från hydratkalk till cement på grund av arbetsmiljön och framför allt kostnaderna. Cement har ett lägre pris än hydratkalk . I de danska tekniska anvisningarna för asfalt föreskrivs det i slitlager 1,5 % aktivt vidhäftningsfiller (mineraliska vidhäftningsmedel) eller andra motsvarande tillsatsmedel med samma effekt. Kravet gäller dock inte när stålslagg från elektrobågsugn (EAF-slag) används (innehåller redan kalk).

0

10

20

30

40

50

60

70

Utan additiv 1,5% cement 1,5% hydratkalk 0,3% amin1 0,3% amin2

Res

tsty

rka

i % e

fter f

rys/

töfö

rsök

Figur 2 Inverkan av tillsats av vidhäftningsmedel på vidhäftning (från den danska rapporten,

Lotman test)

Fibrer Sedan 1980-talet används fibrer som tillsatsmedel i asfaltmassor. Fibrer är en viktig tillsats i stenmaterialrika asfaltmassor. De fibrer som används är baserade på cellulosa (vanligast) eller mineralull eller blandningar av dessa med lite olika sammansättningar. Ofta inblandas fibern i form av pellets, vilket är en blandning av fiber och bitumen (även olja och vax har testats). Fibrer tillsätts för att möjliggöra tillverkning av beläggningsmassor med relativt sett höga bindemedelshalter vid normala tillverkningstemperaturer utan risk för avrinning. Fibern har efter det asfaltmassan lagts ut och packats ingen fortsatt funktion i asfaltbeläggningen utan är enbart till för att ”hålla” bituminet kvar i asfaltmassan. När fibern introducerades i Sverige uppmärksammades vid utläggning av fibermassor att asfaltpersonal på olika sätt påverkas i större utsträckning än vid läggning av massor utan fibertillsats. Besvär som rapporterats är huvudvärk, irriterade slemhinnor, torrhet i halsen, heshet, förkylningssymptom, hudbesvär etc. Flertalet rapporterade fall fibermassor (skelettasfalt, dränasfalt) innehållande cellulosafiber. Besvären var mer uttalade vid arbete med asfaltmassor där stenstorleken översteg 11 mm, och/eller öppen massastruktur. Trots mycket omfattande undersökningar under flera år i laboratoriemiljö eller genom fältstudier gick det inte att finna någon entydig förklaring till varför fibermassor av en del asfaltarbetare upplevdes som mer besvärande än ”vanliga” asfaltmassor. Att temperaturen har en avgörande inverkan för besvär hos asfaltarbetarna är vid det här laget välkänt. Vid objekt där temperaturen på asfaltmassan var låg och rykigheten därför sparsam kände personalen inga besvär.


14

Asfaltmassor med fibrer är segare än vanliga asfaltmassor och därför svåra att hantera manuellt. Risken för dammexplosion i asfaltverket föreligger om halten damm av cellullosafiber blir för hög. Fibrer används i stor skala i de nordiska länderna och uteslutande i sten- och bindemedelsrika eller öppna asfaltmassor (dränasfalt). Cellullosafiber verkar vara den dominerande fibern. Den tillverkas ofta av returpapp. Inblandningshalten i skelettasfalt är 0,3-0,5 % av stenmaterialets vikt eller 3-5 % av bindemedlet. I Finland finns t ex anvisningar för cellullosafiber till asfaltbeläggningar. Innan cellullosafiber lanserades på marknaden inblandades PMB i skelettasfalt vid mer än 7 % bindemedelshalt. PMB har här samma egenskaper som fiber, dvs. den kan stabilisera bituminet i bindemedelsrika asfaltmassor. Tabell 2 Krav på cellulosafibrer i Finland (från den finska rapporten). Property Unit Requirement Method Water content mass-% ≤ 8,0 PANK 3103 Instantaneous heat resistance*) - mass loss

mass-%

≤ 7,0

PANK 3104

*) The heat resistance requirement is 220 °C / 5 min Tabell 3 Rekommendationer på cellulosafibrer i Finland (från den finska rapporten). Property Unit Value Method Bulk density 25°C g/dm3 20 – 35 PANK 3105 Homogeneity % 2,0 – 2,8 PANK 3107 Fibre length distribution 80 % value mm 1.2 – 1.9 50 % value mm 0.5 – 0.9

mm mm

1,2-1,9 0,5-0,9

PANK 3106

Specific surface area m2/g 2.0 – 3.0 PANK 2401

Gummi Inblandning av gummigranulat eller gummipulver kan förbättra asfaltbeläggningens friktion vid frosthalka och reducera bulleremissionerna från däck. Gummigranulat eller gummipulver tillverkas i regel av söndermalda bildäck. De har i de flesta nordiska länderna vid olika tidpunkter använts som tillsats i slitlagermassor (t ex Rubit). På senare år har tekniken, bland annat i Sverige, tagits upp igen på grund av de fördelar gummibeläggningar har för miljön. I Finland används gummipulver till gjutasfalt eller asfaltmastix på broar. Gummipulver används också i fogmassor. Gummiasfalt har använts till sportplaner där flexibilitet efterfrågats. Ur arbetsmiljösynpunkt är gummiinblandning i varma asfaltmassor inte helt problemfri. Gamla däck kan innehålla PAH från HA-oljor. Vid tillverkning av asfaltmassor innehållande gummigranulat har dock inga förhöjda halter av PAH kunnat påvisas enligt svenska studier utan problemen är mera av arbetshygienisk art (rök, damm och gummilukt). Det är oklart hur pass väl ämnade asfaltbeläggningar innehållande gummigranulat eller gummipulver är för återvinning.


15

I vissa fall har asfaltbeläggningar innehållande gummit fungerat bra men det finns även exempel där beständighetsskador uppkommit i ett tidigt skede. I Danmark har gummiasfalt, fallit sönder i ett oväntat tidigt skede och vägen måste därför ha åtgärdats med ny asfalt. I Finland används inte gummiinblandning längre utan man har koncentrerat sig på tillsats av PMB.

Stålslagg Stålslagg är en (bi)produkt från stålindustrin vilken i många länder används till ballast i asfaltbeläggningar. Förutom till asfaltbeläggningar används även stålslagg till ytbehandlingar. Slaggasfalt anses ha många fördelar jämfört med naturmaterial, till exempel bra friktion, stabilitet och beständighet. Den kan också ha bullerreducerande egenskaper på grund av ytporerna i materialet. Stålslagg av god kvalitet, t ex EAF-slagg (Electric Arc Furnace slag), ger mycket god vidhäftning till bitumen i närvaro av vatten. På grund av dess innehåll av kalciumoxid och magnesiumoxid behöver inte vidhäftningsmedel tillsättas. En nackdel är att transportekonomin för ballast/asfaltmassa kan bli sämre på grund av slaggens höga korndensitet. Ytan blir också mörk om inte ljusare stenmaterial blandas in (görs i Danmark). På grund av sin höga densitet används slaggasfalt huvudsakligen till relativt tunna slitlager på utsatta ytor (cirkulationsplatser) eller högtrafikerade vägar. Porositeten och den höga korndensiteten gör också att speciella hänsyn måste tas vid proportioneringen. Stålslagg används framför allt i Danmark och Sverige men har även testats i övriga nordiska länder. Det finns flera olika typer av stålslagg och kvaliteten kan variera mellan dem. EAF-slagg kan ha kulkvarnsvärde på 6-7. I den europeiska standarden (EN 13043) för ballast och filler får industriellt framtagna material såsom EAF- och BOF-slagg (Basic Oxygen Furnace slag som är en LD-slagg) i likhet med naturmaterial användas till asfaltbeläggningar eller ytbehandlingar på vägar, gator, flygfält och andra trafikerade ytor. Det finns en del specialmetoder för slagg som berör volymbeständighet. Innan stålslaggen kan användas till beläggningsändamål måste järn och metallskrot sorteras bort från massorna. De måste även krossas och sorteras på ett bra sätt så att kvaliteten blir den rätta. För stålslagg kan lakegenskaperna behöva deklareras (innehåller krom) när materialet skall användas till asfalt eller andra applikationer. Kromet är bundet i materialet, vilket innebär att lakrisken är ringa.

Returasfalt Returasfalt (asfaltgranulat) inblandas ofta i nytillverkade asfaltmassor. Asfaltgranulat är benämningen på krossade eller frästa asfaltbeläggningar. De flesta asfaltverk är idag anpassade för varm återvinning och andelen asfaltgranulat i massorna varierar normalt mellan 10-30 %. I enstaka fall kan även högre halter förekomma. Enligt provvägsförsök i Sverige med ABS16 eller bindlager, ABb16, så uppvisade 20-40 % inblandning av väldefinierat asfaltgranulat positiva effekter. Asfaltmassan blev smidigare än konventionell massa och tog packning mycket bra. Borrkärnor från återvinningssträckorna uppvisade förbättrade egenskaper i fråga om stabilitet och vattenbeständighet. Inga negativa effekter kunde konstateras under de tre år provvägarna följdes upp. Det är dock viktigt att påpeka att om asfaltgranulatet är alltför åldrat uppfylls inte kravet på mjukpunktsförändring och beläggning kan bli för styv. Typen och mängden av bindemedel bör


16

anpassas efter hur pass åldrat det gamla bindemedlet. Även slitstyrkan kan försvagas om asfaltgranulatet innehåller för dåligt stenmaterial. Asfaltgranulat har främst uppmärksammats för ibland dålig lukt (svavelväten, utgör normalt inget arbetsmiljöproblem) och om de innehåller stenkolstjära. Utlakningen från vanliga asfaltmassor (utan tjära) är i allmänhet liten. Om asfalt innehåller föroreningar (t ex bränslespill) får den inte återvinnas utan särskild utredning. I äldre asfaltbeläggningar kan det förekomma lager med tjärasfalt. Den typen av återvinningsmassor får i Sverige inte användas för inblandning i varmtillverkad asfalt utan tjärasfalt skall återvinnas genom kall eller halvvarm metod (inkapsling).

Färgad asfalt En produkt som då och då används i tätorter är färgad asfalt. Den används huvudsakligen som ett tunt slitlager på trottoarer eller cykelbanor. Den här typen av asfalt kan färgas till de flesta kulörer men vanligaste är röd yta. Vid tillverkningen används syntetiskt bindemedel som infärgas med färgpigment, till exempel järnoxid (röd) eller titandioxid (vit). Färgad skelettasfalt med ljus kvartsit och titandioxid har i Stockholm testats på en högtrafikerad trafikled med gott resultat. Syftet var att förbättra ljusreflektionsegenskaperna hos beläggningsytan i en tunnel. Det är viktigt att stenmaterialet har samma färg som pigmentet. I Danmark inblandas ljust, grövre stenmaterial i slitlagerbeläggningarna för att förbättra ljusreflektionen. Färgad asfalt är förhållandevis dyr och anses störa den ordinarie asfaltproduktionen. Ett billigare alternativ är inblandning av järnoxid i konventionell skelettasfalt innehållande röd porfyr. Den blir dock inte riktigt röd förrän ytan slitits in av dubbtrafiken. Ibland har sådana ytor blästrats. Ytbehandling med olika enfärgade stenmaterial kan också uppfylla estetiska behov vid vissa applikationer, till exempel i exklusiva stadsmiljöer. Färgade ytor kan med tiden mattas av genom svärtning från trafiken. Vid utläggning av färgad asfalt med syntetiskt bindemedel har asfaltpersonalen upplevt en annorlunda och obehaglig lukt. Färgad asfalt används i relativt liten skala i de nordiska länderna. Mest erfarenheter finns sannolikt i Danmark. Ett argument för att använda färgad asfalt på cykelbanor är att trafiksäkerheten förbättras genom att vägbanan blir mer avskild och tydligare utmärkt gentemot omgivningen.

Avfallsplast I Finland har det gjort en del försök med avfallsplast. Det finns en patenterad metod, enligt vilken avfallsplast kan användas i asfalt. I denna metod behandlas avfallsplast med talloljebeck för att sedan blandas in i bitumen. Den med avfallsplast modifierade produkten har fått rätt goda egenskaper. I synnerhet deformationsegenskaperna har blivit bättre. Däremot har asfaltpersonalen upplevt att lukten är mycket oangenäm (främst från talloljebecket). Sådan asfalt kan också bli svårt att återvinna. Även i Sverige har det gjorts försök med smält restplast inblandat i bitumen. Massorna har blivit sega och svårbearbetbara samt luktat illa. Varken i Finland och Sverige används restplast längre till asfaltmodifiering. Kostnaderna blev också för stora för att det skulle vara intressant.


17

Rapsoljederivat Vissa växtbaserade oljor, såsom rapsoljederivat (ROD), har prövats som mjukgörare (konsistensgivare) vid återvinning av asfalt. ROD är en biprodukt vid framställning av RME (rapsmetylester, inblandas i drivmedel). ROD eller blandningar av ROD och olja har även testats som släppmedel.

Rejuvinator Grunden för användning av rejuvinatorer (föryngringsmedel) är:

• Att mjukgöra åldrat bitumen • Ett alternativ till inblandning av mjukare bitumen • Att uppnå samma bindemedelshårdhet i slutprodukten vid återvinning på väg eller i verk

Rejuvinatorer används främst vid Remixing på vägen. De flesta rejuvinatorer innehåller relativt mycket lösningsmedel och de är därför märkningspliktiga. Vid Remixing blir temperaturen ofta högre än vid normala asfaltarbeten. Det kan medföra extra mycket rök och vattenånga och lukten kan bli besvärande för såväl asfaltpersonalen som omgivningen.

Andra prestandahöjande åtgärder Andra åtgärder som inte direkt har med tillsatsmedel att göra men ändå förbättrar asfaltbeläggningens tillstånd är bindemedelsförsegling, geotextil/geonät/fiberduk och kombinationsbeläggningar. I den danska rapporten togs fördelarna med tunnskiktsbeläggning, TSK upp. TSK anses ha god livslängd och acceptabel livslängd samtidigt som vägytan får bra friktion, textur och vattenavrinning samt har bullerdämpande förmåga om stenmaterial med max stenstorlek 6-8 mm används. De kan nämnas att användningen av kombinationsbeläggningar (kompositbeläggning) ökar i Norden. Ett exempel är densiphalt som består av en öppen asfaltmassa som indränks med ett cementslam med hög tryckhållfasthet. Beläggning får ett mycket gott motstånd mot deformationer och punktlaster samtidigt som den bibehåller i viss flexibilitet genom asfaltskelettet. I den finska rapporten betonades att tillsatsmedel, förutom vid varmtillverkade asfaltmassor, även är en viktig och nödvändig ingrediens vid stabilisering, mjukbitumenbeläggningar och ytbehandling.

Sammanfattande kommentarer Olika typer av tillsatsmedel i asfaltmassa har blivit allt vanligare på senare år. Flera av de asfaltkoncept som utvecklats för att bättre klara dagens påkänningar från trafik och miljö innehåller förutom stenmaterial, filler och bitumen även tillsatser i form av fibrer, vidhäftningsmedel och PMB. I många fall återvinns även gamla asfaltbeläggningar, asfaltgranulat, genom inblandning i nytillverkade asfaltmassor. Ur den aspekten är det viktigt att inte tillsatsmedel försvårar en effektiv asfaltåtervinning. I de flesta fall används tillsatsmedel för att förbättra egenskaperna hos asfaltbeläggning, vilket leder till längre livslängder och förhoppningsvis lägre årskostnader. Ibland används tillsatsmedel som en extra försiktighetsåtgärd för att kompensera för brister i ingående materialet eller utförande. Det är dock bättre att från början använda fullgoda material och se till att


18

ha en god kvalitet vid tillverkning och utläggning av asfaltmassorna än att som en säkerhetsåtgärd alltid tillgripa tillsatsmedel. I vissa fall är det motiverat, till exempel om stenmaterialet har sämre vidhäftningsegenskaper eller trafikbelastningen extremt stor. Avgörande på sikt för användningen av tillsatsmedel är om det är lönsamt med den extra kostnad för asfaltmassan som det medför. I detta sammanhang måste det tilläggas att många av de asfaltkoncept som idag används inte skulle fungera som det är tänkt om tillsatsmedlen togs bort, t ex skelettasfalt, dränasfalt och tunnskiktsbeläggning. Det finns några mindre översiktliga LCC-studier som visar att det är kostnadseffektivt med PMB och vidhäftningsmedel. I andra fall är syftet mer att säkerställa produktens kvalitet under tillverkning, transport och utläggning. I vissa fall kan tillsatsmedel ha en miljöprofil där syftet med åtgärden är återvinning, resurshushållning eller reducering av energi (t ex sänkt massatemperatur) eller emissioner från buller, partiklar, gaser mm. I framtiden kommer ännu fler parametrar att påverka valet av vägbeläggningar än hittills. Förutom hög slitstyrka, god friktion, poleringsresistens samt bra bulleregenskaper måste vägbeläggningen på ett fullgott sätt klara påkänningarna från den tunga trafiken och den yttre påverkan från miljön såsom fukt och salt. Trafiken kan förväntas öka i framtiden och eventuella klimatförändringar måste också beaktas. Troligtvis innebär detta att tillsatsmedel kommer att bli alltmer vanligt och också kostnadseffektivt eftersom vägbeläggningarnas prestanda måste höjas för att klara en acceptabel livslängd. Det är dock viktigt att tillsatsmedel endast används där de behövs och gör nytta (kräver kunskaper och FoU). Det nya REACH-direktivet medför att inblandning av kemikalier eller tillsatsmedel kan bli strängare. Kemikalieproducentens eller användarens ansvar, i detta fall asfaltproducentens ansvar, blir större. Inblandning av kemikalier kräver att kemikaliens hälso- och miljövådliga egenskaper är väldokumenterade. Om inte kemikalieproducenten har dessa uppgifter kan det i praktiken bli nästan omöjligt för en asfalttillverkare att ta i bruk nya tillsatsmedel. Sammanställningen över laboratorie- och provvägsförsök visar att tillsatsmedel har en stor potential för att öka prestanda hos asfalten och därmed livslängden. Det finns även exempel på att tillsatsmedel inte har förbättrat egenskaperna hos asfaltbeläggningen och det finns i litteraturen exempel där tillsatser till och med haft en negativ inverkan på asfaltbeläggningen. Vissa tillsatsmedel kan av asfaltpersonalen upplevas som besvärliga för arbetsmiljön på asfaltverk och framför allt vid utläggning på vägen. De mätningar som gjorts visar dock att uppmätta halter av skadliga ämnen ofta är låga och under detektionsgräns. Problemen har varit obehagliga lukter, damm, rök med mera som gett irritation på hud, ögon och luftvägar. Bristfällig information om asfaltmassornas innehåll och eventuella skadlighet har skapat en onödigt stor oro hos personalen. Som rapporten visat kan tillsatser ge stora förbättringar för hållbarheten hos asfalt, vilket även är bra för miljön eftersom livslängden hos beläggningen blir högre. Det får dock inte ske till priset av försämrad arbetsmiljö eller negativ påverkan på omgivningen. Valet av tillsatsmedel måste förutom de tekniska frågorna även ta hänsyn till miljöaspekterna.


1

Bilaga 1 Grupparbete - inledning Vid utskottsmötet i Uppsala 2006 ägnades några timmar åt ett grupparbete. Grupperna hade att svara på ett antal frågor som ställts samman i förväg. Gemensamt för frågorna var att de alla gällde mötets huvudämne – tillsatsmedel. Frågorna var grupperade i ett antal huvudrubriker, se nedan. Vissa grupper hann gå igenom samtliga frågor medan vissa grupper fastnade i diskussioner kring en specifik fråga. Detta som förklaring till att vissa svar ej givits av vissa grupper på vissa frågor. Gruppindelning Grupperna var sammansatta så att i möjligaste mån respektive land var representerad i varje grupp. Grupp 1 Grupp 2 Grupp 3 Bente Ulvestad Sigurd Thomsen Torkil Olsen Kenneth Ohlsson Eivind Olav Andersen Arne Fossback Ville Alatyppö Jakob Dahlö Thorsten Nordgren Lotte Josephsen Halldor Torfason Helge Aalefjear Ingvi Arnasson Lennart Holmqvist Sven Fahlström Torbjörn Jacobson Ernst Nielsen Svend Petersen Jostein Aksnes Jarko Valtonen Pekka Isoniemi Grupp 4 Grupp 5 Grupp 6 (5+1) Lars Peter Jensen Petur Petursson Åke Johansson Hans Leth Roar Telle Johann Bergman Kristina Lundström Tom Karlsson Torgrim Dahl Lars Forstén Per Centrell Bo Sävinger Bo Bjarne Jensen Bo Wamsler Tero Ahokas Ragnar Bragstad Perti Peltoma Finn Jensen Mats Wendel Björn Lerfald Linda Pettersen Thore Aas Jan-Olof Nordlander


2

Frågor

A. Material och teknik 1. Vad är huvudorsaken till att tillsatsmedel används?

Är det t ex ökad trafikbelastning, fukt, salt, varmare somrar, bränslespill eller brister i ingående material eller utförandet?

2. Går det egentligen att tillverka lika bra asfalt utan tillsatser om förutsättningarna är de rätta?

3. Vilka tekniska egenskaper förbättras med tillsatsmedel? Kan några försämras? 4. Hur är långtidseffekterna? 5. Bitumenpriset har ökat kraftigt på senare tid. Kan tillsatser göra så att mängden

bitumen i asfaltbeläggning kan minskas eller massatemperaturen sänkas? 6. Hur påverkas tillverknings- och utläggningsprocessen av tillsatsmedel? Kan man

utan vidare använda samma förfaranden och utrustningar som med konventionell asfalt?

B. Miljö

1. Försämrar tillsatsmedel arbetsmiljön för asfaltarbetarna? Vilka risker finns det med olika tillsatsmedel?

2. Hur påverkar tillsatsmedel den yttre miljön? Ökar andelen skadliga partiklar? Sker det någon urlakning och omgivningspåverkan? Hur ser miljöfolket på en ökad användning av tillsatser?

3. Returasfalt räknas inte som ett traditionellt tillsatsmedel men är ändå en tillsats som används i stor skala. Hur påverkas kvaliteten av returasfalt? Var går gränsen för inblandning av returasfalt? Diskutera kring för- och nackdelar?

4. Försvårar tillsatsmedel framtida återvinning?

C. Erfarenheter och FoU 1. Behövs vidhäftningsmedel i samtliga typer av asfaltbeläggningar och överallt? 2. På vilka vägar och i vilka lager skall PMB användas. Vilka typer av PMB används?

Halt av PMB och val av basbitumen? 3. Har förstyvande tillsatser enbart positiva egenskaper eller finns det ökad risk för

sprickbildning? 4. Kan konventionella laboratoriemetoder användas när tillsatsmedel används? Är de

tillräckligt utslagsgivande? Skiljer sig resultaten från laboratoriet med erfarenheterna från färdig beläggning?

5. Pågår det FoU och behövs det mer FoU i framtiden? Är detta ett område för nordiskt samarbete?


3

D. Ekonomi och framtidsfrågor 1. Vad kostar tillsatsmedel? Hur mycket dyrare blir asfaltmassan per ton? 2. Om tillsatsmedel ger en ökad kostnad – är det värt det? Får vi längre livslängd och

därmed möjlighet till lägre årskostnad? Hur mycket kan livslängden förlängas med tillsatser?

3. Kommer användningen av tillsatsmedel att öka i framtiden? Är det lösningen på t ex beständighetsproblemet?

4. Hur ser en asfaltbeläggning med hög prestanda ut om 20 år?


4

Sammanställning av svaren från grupperna

Svar från grupp: Fråga

1 2 3 4 5 6

A1 Ökad trafik, Fukt

Livslängd Nya

belägg-ningstyper

- Bättre egenskaper

- Ökad trafikbelastning

Fukt Speciella

användningsom-råden

Livslängd, stabilitet,

homogenitet, vidhäftning

A2 Både och Både och Nej - Både och. någon typ kräver fiber.

Ja, låg trafik och rätt material

A3 Stabilitet Beständig-

het

Positivt Vidhäftning/Bestän-

dighet Deformation

Låg temperatur Utmattning

Låg temp. vid utläggning Negativt

Låg temp. (voks, EVA, PE, Gilsonit)

Producent/utläggs temp.

Arbetsmiljö (aminer)

Vidhäftning, Stabilitet, Vatten-

känslighet

- Arbetsmiljö Bearbetning Återvinning

Vidhäftning, fel fibrer kan ge separation

A4 Oftast goda Kan

behöva undersökas

mera

Aminer?

- - Kräver dokumentation

Riktigt bruk så att man klarar

dubbdäck

A5 Ja Ja/Nej/Kanske Ja - KGO III WAM foam

Marginellt, någon %,

Krävs forskning A6 Kräver ofta

mer utrustning

Kan kräva högre temp.

Högre vältinsats

Nej - Doseringsapparat på verket Kapacitet?

Kompletterande utrustning


5


1 2 3 4 5 6

B1 Kan göra det. Oro pga dålig infor-mation

Ja till aminer. Många tillsatsmedel ökar massatemperaturen som i sin tur påverkar arbetsmiljön

Inte nödvändigtvis, men ökad oro kräver kunskap.

Ingen nämnvärd påverkan av den yttre miljön, arbetsmiljön, sker

Generellt är ökningen i temperatur negativt. Aminer?

Forskning! Det finns bra rapporter

B2 I mindre skala än arbets-miljö. Lång livs-längd bra för miljön

Stort sett positivt mot yttre miljön. Minskat slitage. Bullerminskning. Man kan tänka sig att använda gummigranulat från bildäck, men branschen måste undvika att bli ”soptipp” åt andra branscher

Finns såväl risk som fördelar

De flesta tillsatsmedlen ger en försämrad miljö. Men med tillsatsmedel når vi längre beständighet och därmed bättre miljö och resursbesparing

Användning av gummi kan ge upphov till rök och lukt

Känd produkt är positivt. Okänd produkt känns negativt

B3 Massor med bra kvalitet har pos. effekter. 10-30 % retur-asfalt. Kan försämra slitstyrka

Returasfalt: 5-50% beroende på konstruktionen

Man bör veta vad man får in

- Rena massor är att föredra

Ingen kvalitetsförsämring

B4 I de flesta fall inte. Tillsatser får inte försämra åter-vinning

Nej! Man kan ställa krav på tillsatser för att undvika problem

En viss försvåring av återvinning sker med tillsatsmedel. Krav på att veta vad som blandas i och vart det ligger

Kanske! Gummi och plastpartiklar kan ge upphov till problem

Ingen


6


1 2 3 4 5 6

C1 Nej! Varmasfalt med bra sten och god bitumen, då behövs inget vidhäftnings-medel

Nej! Ingen nämnvärd påverkan av den yttre miljön, arbetsmiljön, sker

Vidhäftningsmedel ska inte användas överallt, men kan användas i samtliga typer

Nej!

C2 I slit- och bindlager där påkänningarna är stora

På högtrafikerade vägar i slitlager och bindlager. SBS dominerar stort i Norden. Lågtrafikerade vägar?

Kan vara i alla typer och alla lager. Mer FoU och erfarenhetsåterföring

De flesta tillsatsmedlen ger en försämrad miljö. Men med tillsatsmedel når vi längre beständighet och därmed bättre miljö och resursbesparing

PMB endast på speciella objekt till exempel bro och högtrafikerat. PMB dyrt, svårare att lägga, arbetsmiljöproblem och stora logistikproblem

PMB i slitlager bra mot dubbdäck. I Danmark används PMB i bär- och bindlager.

C3 Kan medföra ökad risk för sprickor

Vax, Gilsonite, plastomerer, EVA, PE kan vara negativt

Ökad risk för sprickor

- Sprickbildningsproblem trots förstyvande tillsatser

Köld-egenskaper?

C4 Kan i viss mån försvåra lab-provning

Konventionella laboratoriemetoder för PMB ger inte alltid nog med information

Utvecklingen går mot funktionsmetoder på vetenskaplig grund

En viss försvåring av återvinning sker med tillsatsmedel. Krav på att veta vad som blandas i och vart det ligger

- -

C5 Mer FoU behövs för optimal använd-ning och bedöm-ning av helhet

Behövs mer information. Men användandet blir mindre i – Norge, Sverige, Finland, Danmark. På Island och Färöarna är det oförändrat

FoU mot funktion. Vägverken bör öka det nordiska samarbetet

- Mer FoU behövs vilket ger utskottet anledning att träffas mer

-


7


1 2 3 4 5 6

D1 Priset inte viktigt om kost-naden på sikt blir lägre

Amin, cement, hydratkalk: 7-8 sek/ton Fiber: Polymer:70-100 sek/ton asfalt

Saknar betydelse

Initialt dyrare vilket ger högre investerings-kostnader

- Lägre livstidskostnad

D2 Ja, utan tvekan om de används där de behövs

- Ja! Använd tillsatsmedel om årskost-naden blir längre

Livstidskostnaden blir lägre och man erhåller bättre prestanda under tiden. Tillsatsmedel ger färre deformations-problem

- -

D3 Ja, kanske främst inom PMB

- Ja och antalet kommer att öka

En ökning av tillsatsmedel kommer att ske

- Det beror på tillsatsmedlet

D4 Bullra mindre och vara homogenare

- Svart och jämn

Om 20 år kommer asfalten att vara svart

- -

Prestandahöjande tillsatser i asfaltbeläggning · 2015. 7. 15. · Användningen av tillsatser...

Documents

Transcript of Prestandahöjande tillsatser i asfaltbeläggning · 2015. 7. 15. · Användningen av tillsatser...