Bemoedigende resultaten LE2AP met ontwerpprocedé voor teruggewonnen mastiek

28 november 2014 14:53

BAM boekt bemoedigende resultaten met het Europese demonstratieproject LE2AP (Low Emission2 Asphalt Pavements). Een belangrijke ontwikkeling is de ingenieuze scheiding van mastiek (bitumen, zand en stof) en grovere fracties (steen) uit gerecyclede asfaltmengsels. De teruggewonnen mastiek is na behandeling en homogenisatie kwalitatief vergelijkbaar met nieuwe mastiek. Dit stelt ons in staat hoogwaardige asfaltmengsels te produceren met een uitzonderlijk hoog percentage gerecycelde materialen.

Voor de scheiding van bitumen en steen maken we gebruik van een asfaltscheider waarin oud asfalt met hoge snelheid tegen een metalen wand wordt gegooid. Hierdoor ontstaan tijdens de impact lastpulsen met zeer hoge frequenties. Bij deze frequenties verbrijzelt de mastiek en valt van de steen af. Om de mastiek te kunnen hergebruiken, hebben we standaard specificaties gedefinieerd. De teruggewonnen mastiek verhitten we tot circa 160°C zodat deze kan worden verschuimd. De hete mastiek wordt gemengd en gehomogeniseerd en behandelen we vervolgens met additieven. Onze volgende stap is na dit procedé bij verlaagde temperaturen hoogwaardig gerecycled asfalt te produceren.

Samenstelling teruggewonnen mastiek
Door de mastiek op deze wijze te bewerken treden problemen die veel voorkomen bij gangbare vormen van recyclen, zoals onvoldoende menging van oude en nieuwe bitumen, onvoldoende diffusie tussen verschillende componenten of een gelaagde stijfheid van de mastiekfilm rond steentjes, niet op. Bovendien wordt de teruggewonnen mastiek buiten de asfalttrommels gehouden, waardoor de bitumen niet onnodig verouderd of zelfs verbrand. De samenstelling van de teruggewonnen mastiek is zo gekozen dat deze kan worden toegepast bij de productie van de meeste Nederlandse asfaltmengsels. De eigenschappen in termen van respons, vermoeiing, adhesie, watergevoeligheid en veroudering moeten gelijk zijn aan die van nieuwe mastiek. Alleen wanneer hieraan kan worden voldaan, kunnen mengsels worden geproduceerd met een kwaliteit die overeenkomt met die van nieuw geproduceerde mengsels.
Het ontwerpprocedé dat door BAM is ontwikkeld, stelt het LE2AP-team in staat te allen tijde kwalitatief hoogwaardig mastiek te produceren. De methode houdt rekening met de kwaliteit van de oude bitumen. Ook het bitumenpercentage en het percentage vaste delen en de gradering van die vaste delen in de mastiek worden meegewogen.

Overeenkomsten
BAM past het mastiek ontwerpprocedé inmiddels toe in haar eigen wegenlaboratorium. Bij de ontwikkeling van de methode is in eerste instantie vooral gekeken naar de gelijkheid in termen van de DSR respons mastercurve. De figuur laat zien dat de respons van de teruggewonnen mastiek over een breed gebied van frequenties en temperaturen overeenkomt met de respons van nieuwe mastiek. Het staat vast dat de teruggewonnen mastiek na behandeling een visco-elastische respons heeft die overeenkomt met die van nieuwe mastiek.
De volgende stap in het LE2AP project is veel nauwkeuriger vast te stellen of de prestaties overeenkomen met die van nieuwe mastiek. In het laboratorium wordt gekeken naar het  responsgedrag na veroudering, de vermoeiingseigenschappen en de adhesieve kwaliteiten.

Vermoeiingstesten
Onderstaande figuur geeft een impressie van de DSR testen die zijn gebruikt bij het testprogramma dat nodig was om tot de mastiek ontwerpmethode te komen. Uit nieuwsgierigheid zijn enkele vermoeiingstesten uitgevoerd op proefstukjes die na het onderzoek over bleven. Deze testen zijn niet opgenomen in het testprogramma, maar ze hebben wel al aangegeven dat ook het vermoeiingsgedrag van de mastiek gelijkwaardig of zelfs beter is dan dat van nieuwe mastiek. Met deze kennis in ons achterhoofd is het LE2AP-team nog meer gedreven om met het validatieproces verder te gaan.

Rien Huurman, Research & Development Manager BAM Wegen (r.huurman@bamwegen.nl)