After-compaction effect on the stiffness modulus of laboratory made samples

• Main Authors: Karlstrand, Nils, Neander, Johan
• Format: Others
• Language: English
• Published: Linköpings universitet, Institutionen för teknik och naturvetenskap 2006
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:liu:diva-97217

The report is written in research purpose for the Swedish National Road and Transport Research Institute (VTI). The aim has been to find out and to determine after-compaction effect on the stiffness modulus of laboratory made samples with different void content and at various temperatures. With the stiffness modulus the shear modulus can be calculated. With the shear modulus a road structure’s deformation in its different layers can be calculated. The work began with the choice of asphalt mixture (ABb16 160/220) with 5% binder content. This was compacted to sample bodies. These samples were analyzed with a number of methods from FAS (the association for asphalt pavements in Sweden). The results from these tests show among other things bulk density, void content and stiffness modulus. These results have afterwards been analyzed through different calculations developed by VTI. From the results we draw the conclusion that there is a clear connection between void and deformation, i.e. a higher void content gives a bigger deformation because of the low stiffness modulus. What happens is that after-compaction leads to a reduced void content which gives a higher stiffness modulus which gives an asphalt pavement that is more resistant against deformations. If the asphalt mixture has a void content of 5% you get a deformation during the first years that is 20% bigger than at a void content of 2% at 10°C. Is the void content 7% the deformation becomes 40% bigger that with 2% according to this study. === Rapporten är skriven i forskningssyfte för Statens väg och transportforskningsinstitut (VTI). Med syftet att ta reda på och klarlägga efterpackningens effekt på styvhetsmodulen hos laboratorietillverkade provkroppar med olika hålrum och vid olika temperaturer. Med hjälp av styvhetsmodulen kan skjuvmodulen räknas fram, under förutsättning att materialet är elastiskt, som man direkt kan härleda till en väg konstruktions deformation i de olika lagren. Arbetet började med val av asfaltmassa (ABb16 160/220) med en 5 % bindehalt, som sedan packades till provkroppar. Dessa provkroppar analyserades med ett antal metoder från FAS´(Föreningen för asfaltbeläggningar i Sverige). Resultatet från dessa metoder visar bland annat kompakt- och skrymdensitet, hålrumshalt och styvhetsmodul. Dessa resultat har sedan analyserats genom olika beräkningar framtagna av VTI. Från dessa resultat drar vi slutsatsen att det finns ett klart samband mellan hålrum och deformation (efterpackning), då en högre hålrumshalt ger en större deformation på grund av den låga styvhetsmodulen. Vad som sker är att efterpackningen leder till en minskad hålrumshalt vilket ger en högre styvhetsmodul vilket i sin tur ger en asfaltbeläggning som är mer motståndskraftig mot deformationer. Packas bindlagret till en hålrumshalt på 5 % får man en deformation under de första åren som är 20 % större än vid en hålrumshalt på 2 %, vid 10ºC. Är hålrumshalten 7 % blir deformationen istället 40 % större än vid 2 % enligt denna undersökning.