Bouwstofanalyse / gradering 

Asfalt bestaat uit verschillende componenten zoals vulstof, zand, steenslag en bitumen. Voordat asfalt geproduceerd kan worden moeten de verschillende componenten onderzocht worden op hun geschiktheid. Dit gebeurt bijvoorbeeld volgens voorgeschreven proeven uit de Standaard RAW bepalingen.

Afhankelijk van de gestelde eisen moet het mengsel aan bepaalde eisen voldoen. Door middel van een zeefanalyse kan de juiste samenstelling worden vastgesteld. De gewenste graderingen zijn vastgelegd in bijvoorbeeld de Standaard RAW bepalingen en NEN-EN 12697-2. 

Extractie

• Soxhlet extractie / Automatische extractie

Geproduceerd asfalt dient dezelfde samenstelling te hebben als opgegeven in het vooronderzoek. Door middel van extractie kan het asfalt weer worden ontleed in de verschillende componenten en worden gecontroleerd of de samenstelling juist is. Voor de extractie van asfalt bestaan verschillende methoden. De meest gebruikte methoden zijn de soxhlet extractie met methyleenchloride of tolueen en de (snellere) automatische extractiemethode met methyleenchloride. De specificaties van deze methoden staan onder andere in de Standaard RAW bepalingen en NEN-EN 12697-1.

Bij polymeergemodificeerde bitumen kunnen er afwijkingen optreden in hoeveelheid en mechanische eigenschappen vanwege de verminderde oplosbaarheid van sommige toegepaste polymeren. R&D  stelde daarom een handleiding op (‘Procedure for extraction Sealoflex bitumen’).

Proefstukbereiding

• Marshallhamer

Vervaardigen van proefstukken kan met behulp van de Marshallhamer. Met deze methode wordt een asfaltmengsel een voorgeschreven aantal malen aan beide zijden met een vallend gewicht verdicht. De specificaties van deze methode staan onder andere in de Standaard RAW bepalingen en in NEN-EN 12697-30.

• Gyrator

Met behulp van de gyrator worden asfaltproefstukken vervaardigd. Het asfalt wordt als het ware gekneed tot de gewenste dichtheid, zoals het in de praktijk op de weg ook gebeurt. Vooral voor bijzondere en gemodificeerde asfaltmengsels geeft deze methode vaak betere resultaten. Als bijzonderheid kan vermeld worden dat het met deze methode mogelijk is de weerstand tegen verdichting (shear) te meten. De specificaties van deze methode staan onder andere in de Standaard RAW bepalingen en in NEN-EN 12697-31.

• Asfaltplaten

Om een realistischer beeld van een asfaltmengsel te krijgen, kunnen asfaltplaten van 500 x 500 mm  en een gewenste hoogte (tot circa 250 mm) worden vervaardigd. Hiervoor worden de benodigde bouwstoffen eerst uitgezeefd, ingewogen volgens het gewenste recept, opgewarmd en vervolgens gemengd in een grote laboratoriummenger, waarbij - indien gewenst - de benodigde mengenergie (weerstand) kan worden vastgelegd.

De geproduceerde asfaltspecie kan handmatig of volautomatisch worden verdicht. Bij de handmatige methode wordt de specie in een speciale mal gestort en verdicht met een handwals. Met behulp van een walssegmentverdichter kan de specie volautomatisch worden verdicht tot de gewenste streefdichtheid.

Bij deze methode wordt ook de voortgang van de verdichting digitaal vastgelegd. De walssegmentverdichter kan via positie-gestuurd, kracht-gestuurd en een combinatie hiervan verdichten. De positie-gestuurde verdichting simuleert de verdichting van de spreidmachine door middel van de balk en de krachtgestuurde verdichting simuleert de verdichting door middel van de walsen. Uit de asfaltplaten kunnen vervolgens asfaltkernen worden geboord of asfaltbalken worden gezaagd voor onderzoek zoals voor bijvoorbeeld CE typetesten.

Verdichtbaarheid

De verdichtbaarheid van asfalt is voornamelijk afhankelijk van de temperatuur en het gebruikte bitumen. De toename van de dichtheid van het proefstuk bij een bepaald aantal slagen met de Marshallhamer of aantal gyraties met de gyrator geeft een maat voor de verdichtbaarheid van het asfaltmengsel. Bepaling van de dichtheid gebeurt in het laboratorium door middel van onder en boven water wegen van proefstukken en de dichtheid van het losse mengsel. De dichtheid van het losse mengsel kan zowel berekend zijn uit de dichtheden van de losse componenten of experimenteel bepaald met behulp van een pyknometer. De specificaties van deze proeven staan in onder andere in de Standaard RAW bepalingen en in de NEN-EN 12697-8.

In-situ gebeurt het meten van de verdichting met een nucleair meetapparaat (Troxler) tijdens de verwerking van het asfalt. Met deze methode is het mogelijk het aantal benodigde walsovergangen te bepalen. Een meer omslachtige manier is het achteraf boren van kernen en deze vervolgens in het laboratorium onderzoeken.

Mechanische proeven

• Nottingham Asphalt tester (NAT)

Met de Nottingham Asphalt Tester kunnen verschillende proeven worden uitgevoerd. Dit betreft het beproeven van asfaltproefstukken op stijfheid (onder andere ITSM), scheurvorming (onder andere ITFT) en spoorvorming (onder andere uniaxiale en triaxiale drukproef) bij verschillende temperaturen en testcondities. De specificaties van deze proeven staan onder andere in NEN-EN 12697-24 tot en met 26.

• Servo-hydraulisch testsysteem (MTS)

Met het 10-tons servo-hydraulisch testsysteem kunnen verschillende proeven worden uitgevoerd zoals het beproeven van asfaltproefstukken op stijfheid, scheurvorming en spoorvorming bij verschillende temperaturen (-100 ºC tot +300 ºC) en testcondities (zowel statisch als dynamisch (0 tot ± 30 Hz)).

Dit zowel uniaxiaal als ook triaxiaal. Door de betere besturing en uitgebreidere mogelijkheden van het servo-hydraulisch testsysteem zijn uitgebreidere en intensievere beproevingen mogelijk dan met de Nottingham Asphalt Tester. Ook kan nagenoeg elke willekeurige (innovatieve) proefmethode worden ingebouwd.

• Stempelproef

Gietasfalt moet aan specifieke eigenschappen voldoen en wordt over het algemeen handmatig verwerkt. Hiervoor mag het asfalt bij de verwerkingstemperatuur niet te visceus zijn. In afgekoelde vorm moet gietasfalt echter wel aan de gestelde hardheidseisen voldoen. Deze proef kan onder andere met het vijzelsysteem worden uitgevoerd. De specificaties van deze proef staan onder andere in NEN-EN 12697-20.

• Statische druk / trekproef

Met het vijzelsysteem kunnen ook allerlei andere mogelijke statische druk- / trekproeven worden uitgevoerd. Meer informatie hierover is te vinden bij de beschrijving van het servo-hydraulisch testsysteem.

• Semi – Circular Bending Test (SCB)

Een variant op de splijtproef is de semi-circular bending proef (SCB). Van deze test bestaan verschillende varianten (bijvoorbeeld monotoon / cyclisch). De oorspronkelijke proef is beschreven in DWW proefvoorschrift IL-N-98.037.

• Leutner afschuifproef

Voor het beproeven van de wrijving tussen verhardingslagen kan de Leutner afschuifproef gebruikt worden. Hierbij worden van bijvoorbeeld een boorkern met twee asfaltlagen, beide lagen zijwaarts van elkaar afgeschoven. Deze proef kan met de Marshallpers en het vijzelsysteem worden uitgevoerd.

• Hechting

Voor het beproeven van hechting tussen verhardingslagen is het verder ook mogelijk om trekproeven uit te voeren met het servo-hydraulisch testsysteem. Zie hiervoor verder de beschrijving van het servo-hydraulisch testsysteem. Deze proef staat beschreven in ‘Arbeitsanleitungen zur Prüfung von Asphalt, ALPA-StB, Teil 9, Bestimmung der Haftzugfestigkeit von Dünnen Schichten im Heiß- und Kalteinbau, 2003’.

• Marshallproef

De Marshallproef wordt uitgevoerd voor een vooronderzoek. Hiertoe worden asfaltproefstukken, welke gedurende een bepaalde tijd in een waterbad hebben gelegen, met behulp van een pers bij bepaalde voorgeschreven condities samengedrukt. De specificaties van deze proef staan onder andere in de Standaard RAW bepalingen en in NEN-EN 12697-34.

• Splijtproef

Met de splijtproef kan de splijtsterkte en scheurtaaiheid van onder andere asfaltproefstukken bij verschillende temperaturen worden vastgesteld. De specificaties van deze proef staan o.a. in NEN-EN 12697-23.

• Cantabro / Los Angeles abrasion

Volgens de Cantabro proef worden proefstukken in een trommel (zonder stalen kogels) een bepaalde tijd rondgedraaid. Het massaverlies van de proefstukken is een maat voor de duurzaamheid (rafeling). Bij voorkeur wordt de proef op lage temperatuur uitgevoerd in een klimaatkast. Met de Los Angeles abrasion worden proefstukken in een trommel met stalen kogels een bepaalde tijd rondgedraaid. De mate van degradatie van de proefstukken is een maat voor de duurzaamheid. De specificaties van deze proef staan onder andere in ASTM C131.

Type testen voor CE-markering asfalt

Voor het verkrijgen van een CE-markering voor asfalt(specie) moet het asfalt aan een aantal functionele eigenschappen voldoen betreffende stijfheid, weerstand tegen vermoeiing, spoorvorming en watergevoeligheid. Voor het bepalen van deze functionele eigenschappen zijn verschillende proeven beschikbaar.

• 4-puntsbuigproef

Deze proef wordt gebruikt voor de bepaling van de stijfheid alsmede de weerstand tegen vermoeiing. Voor deze proeven zijn twee aparte vijzelsystemen beschikbaar (MTS en Zwick). Ze worden uitgevoerd op nauwkeurig gezaagde proefbalken uit laboratoriumverdichte proefplaten. De specificaties van deze proeven staan onder andere in de Standaard RAW bepalingen en in NEN-EN 12697-24 en 26.

• Triaxiaalproef

Met behulp van de triaxiale drukproef kan de spoorvormingsgevoeligheid van een asfaltmengsel worden vastgesteld. Deze proef wordt met het vijzelsysteem uitgevoerd volgens vooraf gestelde condities. De specificaties van deze proef staan onder andere in de Standaard RAW bepalingen en NEN-EN 12697-25.

• Watergevoeligheid (Indirect Tensile Strength Ratio (ITSR))

Een indicatie van de duurzaamheid van asfalt kan worden verkregen door van asfaltproefstukken de watergevoeligheid te bepalen. Hiertoe worden de proefstukken in een waterbad gedurende een bepaalde tijd en temperatuur bewaard. Van deze proefstukken worden vervolgens de splijteigenschappen bepaald. De verhouding tussen de splijteigenschappen van behandelde en onbehandelde proefstukken geeft de watergevoeligheid aan van het asfalt (Tensile Strength Ratio). De specificaties van deze proef staan onder andere in NEN-EN 12697-12.

Chemische resistentie
 
De chemische resistentie kan worden onderzocht door asfaltproefstukken onder te dompelen in een bepaalde vloeistof (bijvoorbeeld kerosine). Het verkregen massaverlies van de proefstukken na afloop is een maat voor de bestendigheid.