Water or moisture in different physical states is a major factor that contributes to various forms of damages in asphalt concrete (AC) pavements. For pavement design and maintenance, it is essential to evaluate the AC mixtures with respect to water/ moisture damage susceptibility. In Sweden, this is currently done according to the Swedish standard (TDOK 2017:0650) or alternatively can be done according to the European standard (SS-EN 12697-12). However, these methods are time consuming, and they do not simulate the pumping action of water due to passing wheels. On the other hand, the Moisture Induced Sensitivity Test (MIST) is intended to be a quick method that applies cyclic pore pressure to simulate the repeated pumping action of water. However, it is a relatively new approach that has not yet been properly studied for Swedish conditions and yet to be standardized in Europe. 

In this project, the MIST, TDOK and the EN methods were evaluated using five different AC mixes. Results showed that the MIST with 12,000 cycles and the TDOK method have comparable and the strongest effect on the stiffness properties. MIST with 3,500 and 7,000 cycles and the EN method showed identical and relatively weak impact of water. MIST also indicated the changes of the indirect tensile strengths of the specimens. However, compared to the TDOK or EN methods, the changes in the indirect tensile strengths due to MIST conditioning were smaller. Overall, MIST was concluded to be a quicker, more convenient and a more realistic alternative. Comparing the various mixes with respect to moisture sensitivity, binder content and air voids showed great influences. The specimens with cut surfaces were less affected by moisture conditioning. The addition of amine additives significantly improved the resistance to moisture damage of the mixes. Generally, the results of this study formed the basis for further development of the EN and TDOK method as well as standardizing the MIST conditioning method in Europe.

Vatten och fukt är en av faktorerna som bidrar till olika former av skador i asfaltbeläggningar (AC). Vid val och kvalitetskontroll av beläggning är det viktigt att utvärdera den med avseende på vattenkänslighet. I Sverige görs detta för närvarande enligt den svenska standarden (TDOK 2017: 0650) och i Europa enligt den europeiska standarden (SS-EN 12697-12). Dessa metoder är emellertid tidskrävande och de simulerar inte vattnets dynamiska portryck i beläggningen som uppkommer när hjul passerar över. En ny metod, Moisture Induced Sensitivity Test (MIST) är en snabb metod som inducerar cykliskt portryck i provkroppen för att simulera pumpning av vatten i en beläggning. Metoden har ännu inte studerats ordentligt för svenska förhållanden och den är ännu inte en standardiserad metod i Europa. 

I detta projekt utvärderades MIST-, TDOK- och EN-metoderna med hjälp av fem olika asfaltmassor. Resultaten visade att MIST med 12 000 cykler och TDOK-metoden gav jämförbara och starkaste effekter på styvhetsegenskaperna. MIST med 3 500 och 7 000 cykler och EN-metoden visade identisk och relativt svag inverkan av vattenkonditionering. MIST indikerade också förändringarna av provens indirekta hållfasthet. Men jämfört med TDOK- eller EN-metoderna var förändringarna i indirekt hållfasthet på grund av MIST-konditionering mindre. Sammantaget verkade MIST vara en snabbare, lättare och mer realistisk metod än de övriga metoderna för att utvärdera vattenkänslighet hos asfaltsbeläggningar. Bland asfaltmassorna var de med det mjukare bindemedlet och med lägre bindemedelshalt de mest påverkade. Asfaltmassan med högre hålrum var också mer påverkad än tätare provkroppar. Proverna med sågade ändytor påverkades mindre än de med osågade ändytor. Tillsats av vidhäftningsmedel (amin) förbättrade avsevärt motståndet mot fuktskador hos massorna. Resultaten av denna studie ger underlag för fortsatt utveckling av EN- och TDOK-metoderna samt argument för att standardisera MIST-konditioneringsmetoden i Europa.

Returasfalt (RA) som återanvänds i nya beläggningar bidrar till att reducera miljöpåverkan från beläggningsarbeten. Att använda rejuvenatorer eller att använda ett mjukare bitumen är två metoder för att kompensera mot det hårdare åldrade bindemedlet i RA massorna. Rejuvenatorer reducerar styvheten och sprödheten i bitumen vilket förbättrar motståndet mot sprickbildning. Det saknas dock kunskap om beläggningar med rejuvenatorer ökar risken för initiala deformationer orsakade av tung trafik. Liksom för massor med rejuvenatorer är det inte undersökt hur massor med inblandat mjukare bitumen i RA påverkar den nytillverkade massans styvhet och deformationsstabilitet.

Syftet med projektet är att utvärdera styvhetsförändring med tiden i labboratorietillverkade asfalt-beläggningar när rejuvenatorer eller mjukare bitumen används för att möjliggöra en ökad halt återvunnen asfalt. I detta projekt utfördes laboratorieundersökningar genom pressdragprovning, modalanalys och skjuvtest på fem olika asfaltmassor med RA, rejuvenatorer och polymerer.

Laboratorieundersökningarna visar att det inte finns några tydliga skillnader i styvhetsförändring med tiden mellan de olika massorna under de första 3 veckorna (7 till 21 dagar). Men det finns skillnader i styvhetsutveckling med tiden på längre tidsperiod. Skjuvprovning utfördes ett år efter tillverkning av massorna och visar att kompensationsmetoderna såsom bitumenblandning eller rejuvenatorer ger liknande stabilitet för slutprodukten. Dessutom har polymermodifierade massor visat lägre modul vid låga temperaturer och högre modul vid höga temperaturer jämfört med massor utan polymermodifierat bindemedel, vilket är bra för motståndet mot sprickbildning vid låga temperaturer respektive för deformationsstabilitet vid höga temperaturer. Lagring och konditionering av provkropparna och samtliga mätningar utfördes i laboratoriemiljö vilket begränsar resultaten till att endast representera styvhetsförändringen som sker utan påverkan från klimat och trafik.

Using reclaimed asphalt (RA) in new pavements reduces the environmental impact of the new pavement. As the proportion of RA in newly paved asphalt increases, it is important to maintain or improve the quality of the mixture so as not to create an increased maintenance requirement. Rejuvenators and mixing with softer bitumen are used to compensate for the harder aged binder in RA. Rejuvenators reduce the stiffness and brittleness of the bitumen, which improves resistance to cracking. However, the risk of initial deformation associated with the use rejuvenators or mixing with softer binder in RA mixes has not been evaluated.

The objective of this project was to evaluate the stiffness changes with time of laboratory manufactured asphalt concrete mixtures having rejuvenators or softer bitumen with high percentage of RA. In this project, indirect tensile tests, modal analysis, and shear tests were conducted on five different asphalt concrete mixtures with RA, rejuvenators, and polymers.

The results showed that there are no significant differences in stiffness change with time between the different mixes was observed within 7 to 21 days after production. However, there is stiffness change with time in the long term. The stiffness modulus and shear testing showed that mixing with soft bitumen, or using rejuvenators result in small differences in stiffness and shear modulus values, respectively. Polymer modified mixes have shown lower shear modulus at low temperatures and higher shear modulus at high temperatures compared to mixes with conventional bituminous binders which increases the resistance to cracking at low temperatures and the resistance to deformation at higher temperature, respectively. Storage and conditioning of the specimens and all measurements were carried out in a laboratory environment; thus, the results represent only the stiffness change that occurs without external influence from climate and traffic.

I detta projekt utvärderas funktionella egenskaper för två olika delsträckor utmed riksväg 95 mellan Varuträsk och Boliden i Västerbottens län. Sträckorna är vardera ca 100 m långa och är uppbyggda på samma sätt sånär som på bärlagret. Bärlagret är bundet och framtaget med kallteknik på en försökssträcka och denna uppbyggnad jämförs med en konventionellt uppbyggd referenssträcka innehållande ett varmblandat bärlager. Konstruktionernas funktionella egenskaper testas och utvärderas med olika metoder såsom fallviktsmätningar, töjningsgivare och borrprover.

Utvärderingarna visar att försökssträckan med kallasfalt har en lägre styvhet och ger upphov till större töjningar jämfört med referenssträckan. Tillväxten av spårdjup samt ojämnheter i vägens längdriktning anses ligga på en normal nivå och skiljer sig endast obetydligt mellan de två sträckorna. Även laboratorietesterna indikerar en tydlig skillnad vad gäller både styvhetsmodul och utmattningsegenskaper där referenssträckan besitter de bättre egenskaperna. I samband med laboratorieprovningen noterades även att försökssträckans bindemedelshalt är tydligt lägre än vad som var specificerat i receptet vilket möjligen delvis kan förklara de sämre resultaten.

In this project the functional properties are evaluated for two different sections along highway 95 between Varuträsk and Boliden in Västerbotten county. Both sections are approximately 100 m long and constructed in the same way, except for the base layer. The base layer is bituminous and is made using cold manufacturing for the test section and this construction is compared to a reference section constructed using a conventional hot mix base layer. The functional properties of the two constructions are evaluated using different methods such as falling weight deflectometer, strain gauges and core samples.

The evaluations show that the test section with cold asphalt has lower stiffness and is exposed to higher strains compared to the reference section. The growth of rut depth and unevenness in the longitudinal direction of the road is considered to be at a normal level and the difference between the two sections are insignificant. Also, the laboratory tests indicate a clear difference for both the stiffness modulus and fatigue where the reference section shows superior properties. In the laboratory testing it was also noticed that the binder content was clearly lower than what was specified in the recipe which could possibly partly explain the inferior results.