New Experimental and Modelling Tools for Multiscale Characterization of Asphalt Mastic

Tid: To 2020-05-28 kl 10.00

Plats: Via Zoom - https://kth-se.zoom.us/j/68519700863, Du som saknar dator/datorvana kan kontakta jelagin@kth.se för information / Use the e-mail address if you need technical assistance, Stockholm (English)

Ämnesområde: Byggvetenskap, Byggnadsmaterial

Licentiand: Hassan Fadil , Byggnadsmaterial

Granskare: Dr Robert Ingemar Karlsson, Trafikverket, Linköping

Huvudhandledare: Docent Denis Jelagin, Byggnadsmaterial

Abstract

Asfaltmastix fungerar som bindemedel i asfaltsblandningar och blandningens uppträdande vad gäller i stort sett alla skadetyper är starkt beroende av asfaltmastixens reologiska egenskaper. Att förstå de mekanismer och parametrar som beskriver asfaltmastixens reologi är därför nödvändigt för att försäkra sig om ett tillräckligt bra beteende hos asfaltsblandningar. Dessutom, för att kunna mäta mastix egenskaper, relevanta för materialets uppträdande i fält, bör provning genomföras för längdskalor som är relevanta för blandningens morfologi. Inhomogeniteter hos materialet måste också beaktas. Denna avhandling strävar mot att lösa dessa viktiga problem genom att utveckla experimentella verktyg och modelleringsverktyg för flerskalekarakterisering av mastix.Instrumenterad intryckningsmetodik, för viskoelastisk karakterisering av mastix, beskrivs i avhandlingen som ett alternativ till andra provningsmetoder. En ny metod, som utgår ifrån sfärisk intryckningsprovning av asfaltmastix, har tagits fram med avsikten att mäta viskoelastiska storheter vid godtycklig men ökande last. I avhandlingen undersöks nyttan med att använda intryckningsprov för flerskalekarakterisering av bindemedel/partikel kompositer, speciellt för fallet asfaltsbruk. Provparametrarnas inverkan på den uppmätta relaxationsmodulen utvärderas. De framtagna resultaten visar att mätskalan vid intryckningsproven kan kontrolleras effektivt genom att styra kontaktytans storlek vid experimenten. Sammantaget visas i avhandlingen att intryckningsprov är ett trovärdigt alternativ för viskoelastisk karakterisering av de aktuella kompositmaterialen, på både makronivå och komponentnivå. Metoden har alltså potential att vara ett relativt enkelt alternativ för att på plats mäta materialegenskaper hos asfaltsmaterial/asfaltsblandningar.För att fastställa en kvantitativ länk mellan materialets modellparametrar och dess reologi så har ett nytt mikromekaniskt angreppssätt, baserat på finit elementmetodik, utvecklats. Avsikten är då att beräkna de viskoelastiska egenskaperna hos asfaltmastix utgående från de av problemet givna parametrarna. Modellparametrarnas inverkan på noggrannheten utvärderas och optimala parameterkombinationer identifieras. Modellen valideras med hjälp av experiment på olika asfaltsmaterial och den visar sig kunna fånga det uppmätta viskoelastiska beteendet för det aktuella intervallet av olika undersökta parametrar. Följaktligen kan det vara ett användbart verktyg för att optimera framtagningen av asfaltsmaterial utgående från de riktmärken för det viskoelastiska beteendet som sätts upp.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-272739