Effect of rejuvenators on penetration and softening poind of aged polymer-modified road bitumen
Abstract
The article describes the effiency of polymer-modified road bitumen regeneration with two types of rejuvenators. Two alternative rejuvenators have been selected aromatic oil Nygen 910 and soft road bitumen V12000. PMB 45/80-55 bitumen, which is used in the upper and lower layers of asphalt pavement, was investigated. During the life time of the asphalt pvement, due to the effects of solar UV radiation, temperature and oxygen, of all the layers of the structure asphalt top layer reaches the highest degree of aging. Short-term and long-term aging were performed to simulate the aging of the bitmen under laboratory conditions. To determine the optimal amount of rejuvenator experiments were performed with 8%, 10% ir 14% rejuvenator by bitumen mass. The effect of rejuvenators were evaluated by studying the main physical properties of bitumen: penetration and softening temperature. Ina n experimental study, aromatic oil was found to be more than 2.5 times more effective than soft bitumen.
Article in Lithuanian.
Atnaujinančiųjų medžiagų poveikis pasendinto polimerais modifikuoto kelių bitumo penetracijai ir minkštėjimo temperatūrai
Santrauka
Straipsnyje aprašomas polimeru modifikuoto kelių bitumo regeneravimo dviejų rūšių atnaujinančiosiomis medžiagomis efektyvumas. Pasirinktos dvi alternatyvios atnaujinančiosios medžiagos – aromatinė alyva Nygen 910 ir minkštasis kelių bitumas V12000. Tirtas PMB 45/80-55 bitumas, kuris naudojamas asfalto dangos viršutiniuose ir apatiniuose sluoksniuose. Asfalto dangos eksploatacijos metu dėl saulės UV radiacijos, temperatūros ir aplinkos deguonies poveikio asfalto viršutinis sluoksnis pasiekia didžiausią senėjimo laipsnį iš visų konstrukcijos sluoksnių. Bitumo senėjimui laboratorijos sąlygomis imituoti atliktas trumpalaikis ir pagreitintas ilgalaikis sendinimas. Siekiant nustatyti optimalų atnaujinančiosios medžiagos kiekį eksperimentai atlikti su 8 %, 10 % ir 14 % atnaujinančiosios medžiagos nuo bitumo masės. Atnaujinančiųjų medžiagų poveikis vertintas tiriant pagrindines bitumo fizikines savybes: penetraciją ir minkštėjimo temperatūrą. Eksperimentinio tyrimo metu nustatyta, kad aromatinė alyva yra daugiau nei 2,5 karto efektyvesnė nei minkštas bitumas.
Reikšminiai žodžiai: asfalto mišinys, atnaujinančiosios medžiagos, bitumas, fizikinės savybės, Nygen 910, regeneravimas, V12000.
Keyword : asphalt mixture, rejuvenators, bitumen, physical properties, Nygen 910, regeneration, V1200
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
References
Brownridge, J. (2010). The role of an asphalt rejuvenator in pavement preservation: use and need for asphalt rejuvenation. In 1st International Conference on Pavement Preservation (pp. 351–364), Newport Beach CA, United States.
Chen, M., Leng, B., Wu, S., & Sang, Y. (2014). Physical, chemical and rheological properties of waste edible vegetable oil rejuvenated asphalt binders. Construction and Building Materials, 66, 286–298. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.05.033
Durante, M. (2020). Asphalt road bio-based rejuvenators – functionality review. Pavement Technology. https://www.pavetechinc.com/bio-based-rejuvenators-a-review-of-functionality/
Im, S., Zhou, F., Lee, R., & Scullion, T. (2014). Impacts of rejuvenators on performance and engineering properties of asphalt mixtures containing recycled materials. Construction and Building Materials, 53, 596–603. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.12.025
Karlsson, R., & Isacsson, U. (2006). Material-related aspects of asphalt recycling—state-of-the-art. Journal of materials in civil Engineering, 18(1), 81–92. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0899-1561(2006)18:1(81)
Lietuvos automobilių kelių direkcija prie susisiekimo ministerijos. (2021). Valstybinės reikšmės keliai. https://lakd.lrv.lt/lt/veiklos-sritys/lietuvos-keliai/valstybines-reiksmes-keliai
Lietuvos Respublikos Vyriausybė. (2021). Nuatrimas „Dėl kelių priežiūros ir plėtros programos finansavimo lėšų naudojimo 2021 metų sąmatos patvirtinimo. https://e-seimas.lrs.lt/portal/legalAct/lt/TAP/cfd0f5815fa611eb9954cfa9b9131808?positionInSearchResults=4&searchModelUUID=5c2e075e-7d20-4554-a2f3-465a6e1f3047
Loise, V., Caputo, P., Porto, M., Calandra, P., Angelico, R., & Rossi, C. O. (2019). A review on bitumen rejuvenation: Mechanisms, materials, methods and perspectives. Applied Sciences, 9(20), 1–44. https://doi.org/10.3390/app9204316
Lietuvos standartizacijos departamentas. (2009). LST EN 12591:2009. Bitumas ir bituminiai rišikliai. Kelių bitumo techniniai reikalavimai [Bitumen and bituminous binders. Specifications for paving grade bitumens]. https://www.lsd.lt/
Lietuvos standartizacijos departamentas. (2010). LST EN 14023:2010. Bitumas ir bituminiai rišikliai. Polimerais modifikuotų bitumų techninių reikalavimų sistema. https://www.lsd.lt/
Mogawer, W. S., Booshehrian, A., Vahidi, S., & Austerman, A. J. (2013). Evaluating the effect of rejuvenators on the degree of blending and performance of high RAP, RAS, and RAP/RAS mixtures. Road Materials and Pavement Design, 14(Suppl. 2), 193–213. https://doi.org/10.1080/14680629.2013.812836
Petersen, J. C. (1984). Chemical composition of asphalt as related to asphalt durability: State of the art. Transportation Research Record, 13–30.
Pradhan, S. K., & Sahoo, U. C. (2019). Performance assessment of aged binder rejuvenated with Polanga oil. Journal of Traffic and Transportation Engineering (English edition), 6(6), 608–620. https://doi.org/10.1016/j.jtte.2018.06.004
Read, J., & Whiteoak, D. (2003). The shell bitumen handbook (5th ed.). Thomas Telford Publishing.
Roberts, F. L., Kandhal, P. S., Brown, E. R., Lee, D.-Y., & Kennedy, T. W. (1996). Hot mix asphalt materials, mixture design and construction (2nd ed.). Transportation Research Board.
Romera, R., Santamaría, A., Peña, J. J., Muñoz, M. E., Barral, M., García, E., & Jañez, V. (2006). Rheological aspects of the rejuvenation of aged bitumen. Rheologica Acta, 45(4), 474–478. https://doi.org/10.1007/s00397-005-0078-7
Shen, J., Amirkhanian, S., & Lee, S.-J. (2005). The effects of rejuvenating agents on recycled aged CRM binders. International Journal of Pavement Engineering, 6(4), 273–279. https://doi.org/10.1080/10298430500439319
Zaumanis, M., Mallick, R. B., Poulikakos, L., & Frank, R. (2014). Influence of six rejuvenators on the performance properties of Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) binder and 100% recycled asphalt mixtures. Construction and Building Materials, 71, 538–550. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.08.073