Inconsistencies between performance data from laboratory-prepared and field samples have been widely reported. These inconsistencies often result in inaccurate condition prediction, which leads to inefficient maintenance planning. Traditional pavement management systems (PMS) do not have the appropriate means (e.g., mechanistic solutions, extensive data handling facilities, etc.) to consider these data inconsistencies. With the growing demand for sustainable materials, there is a need for more self-learning systems that could quickly transfer laboratory-based information to field-based information inside the PMS. The article aims to present a future-ready machine learning-based framework for analyzing the differences between laboratory and field-prepared samples. Developed on the basis of data obtained from field and laboratory data, the gradient-boosting decision trees-based framework was able to establish a good relationship between laboratory performance and field performance (R2test > 80 for all models). At the same time, the framework could also show more complex relationships that are often not considered in practice.@en

Bitumen rejuvenators are used to improve or restore the physical and mechanical performance of aged bitumen. Traditional bitumen rejuvenators are a product of crude oil. As crude oil production declines and the environmental and financial costs of crude oil increase, there is an urgent need to identify more environmentally sustainable bitumen rejuvenator alternatives. Bitumen rejuvenators generated from biological sources offer an environmentally friendly and economically viable alternative to the crude oil-based bitumen rejuvenators. This paper describes a study wherein microalgae oil was used as an aged bitumen rejuvenator. The chemical, physical, and mechanical effects of microalgae oil on 70/100pen aged bitumen were investigated. The results indicate that microalgae oil has the potential to be used as an aged bitumen rejuvenator.

@en

Bitumen is a key constitutive material in asphalt pavements. It binds together the rock scaffolding of a pavement. Bitumen provides asphalt pavement with flexibility and enables it to respond to traffic loading and return to its original condition after the loading, i.e. bitumen restores/repairs the damage. In Porous Asphalt (PA) or Stonemastic Asphalt Mix (SMA) asphalt mixtures, due its open graded structure, bitumen modifiers are used to improve or restore bitumen physical and mechanical performance. Traditionally bitumen modifiers are made with products of crude oil, such as: ethylene vinyl acetate (EVA) copolymers and styrene–butadiene–styrene (SBS). As crude oil production declines and the environmental and financial costs of crude oil extraction increase, there is a need to identify environmentally sustainable alternatives to use in bitumen. Bitumen modifiers generated from biological sources offer an environmentally friendly and economically viable alternative to crude oil based bitumen modifiers. This paper describes how PHBV (poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), a bio-based co-polymer, might be used as an alternative bitumen modifier. The effect of PHBV on 70/100pen was investigated for this paper. The chemical and physical effect of the PHBV on the bitumen performance was investigated using Gel Permeation Chromatography, Fourier Transformed Infrared Spectroscopy, Differential Scanning Calorimetry, microscopic imaging and Dynamic Shear Rheometer tests. The results indicate that PHBV has significant potential as a bitumen bio-polymer modifier.

@en

Op dit moment is het beheer van infrastructuur meer gericht op onderhoud dan op aanleg, aangezien de netwerken min of meer compleet zijn. Vanwege de leeftijd van de infrastructuur en de financiële beperkingen werken veel beheerders aan het implementeren van asset management. Dat vraagt betrouwbare gegevens over de te verwachten levensduur en prestaties van materialen en technieken, om de juiste keuzes te maken voor een kosten effectief beheer. Juist die betrouwbare gegevens over de levensduur zijn lastig te verkrijgen. Verwachte levensduren zijn gebaseerd op ontwerplevensduren en ervaring. Dit is per definitie sturen op informatie uit het verleden. Door de altijd aanwezige variatie in de materialen en constructies in combinatie met de vele, steeds sneller optredende veranderingen in de gebruikte materialen (hergebruik, alternatieve materialen), weer (klimaatverandering, o.a. extreme neerslag) en verkeer (afname door crisis, nu toename, automatisch rijden) biedt die informatie geen garantie voor de huidige prestaties, laat staan voor de toekomst. In het NL-LAB programma wordt een referentiekader voor asfaltverhardingen opgebouwd. Dat kan gebruikt worden om veranderingen in prestaties tijdig te signaleren, eisen aan te passen en innovaties sneller te beoordelen. In de lopende projecten worden relaties tussen eigenschappen in het lab en in de weg en de prestatie in de tijd gekoppeld. Op dit moment lopen er vier projecten. In deze bijdrage worden de resultaten tot nu toe getoond en wordt inzichtelijk gemaakt hoe diepere analyse van gedetailleerde gegevens over de gebruikte materialen en de eigenschappen van het asfalt tot bruikbare relaties voor het voorspellen en volgen van de prestaties kunnen leiden.@en

Het nieuwe onderzoeksproject NederLands Langjarig Asfalt Bemonsteringsprogramma (NLLAB) heeft als doel de materiaaleigenschappen tussen een gerealiseerd werk in de praktijk te vergelijken met de eigenschappen zoals gevonden voor een laboratorium gemengd en verdichte mengsels via typeonderzoek beproevingen. Van hetzelfde mengsel zoals toegepast is een asfaltwerk zijn proefstukken die in het laboratorium gemengd en verdicht zijn, beproefd volgens Proef 62 (RAW standaard 2010). De resultaten van de proefstukken, beproefd op stijfheid, indirecte treksterkte en de watergevoeligheid, weerstand tegen vervorming en weerstand tegen vermoeiing, worden vergeleken met de proefstukken gemengd in een asfaltcentrale en verdicht in het laboratorium en met proefstukken verkregen uit werk in de praktijk. Uit de resultaten van de eerste twee werken lijkt naar voren te komen dat de eigenschappen gevonden voor de in de laboratorium vervaardigde proefstukken zeker niet direct representatief zijn voor de eigenschappen van in werken in de praktijk en dat de reproduceerbaarheid van de resultaten voor een enkele van de beproevingen in een tweede experiment te wensen overlaat. @en

The performance of two layered porous asphalt (2LPA) surfaces is superior with respect to the reduction of noise produced by road-tyre interaction and the amount of splash and spray during rain, compared to dense surface layers. However, these open surface roads have a drawback with as they have a limited durability. It is assumed that aging of the binder which proceeds faster with these open mixtures has a negative influence on the service life. However, both the principle driving forces behind aging and the relation between these aging processes and the mechanical properties and, thus, failure are still unclear. Therefore an extensive research program has been set-up to monitor the aging and the performance of 2LPA in practise. One asphalt mixture is applied at four different locations in the Netherlands. Samples are taken at different moments in time and material characteristics related to aging are determined on the binder. The actual performance with respect to ravelling is monitored through visual inspection. In this paper the trends in material parameters related to aging are presented, showing that the complex modulus changes most significant over time. Visual inspection of the road shows that the service life can vary up to 25% for the same mixture. The section that performed best in practice showed the lowest complex modulus at different loading frequencies. Therefore there seems to be potential to look for a ravelling criterion based on rheological measurements for the expected performance of porous surface layers.@en

In de shift-factor van 4 die wordt gebruikt in de Ontwerp Specificaties van Rijkswaterstaat zit onder andere het effect van de zelf-healing capaciteit van asfalt ten gevolge van rustperioden in de belasting die in de praktijk wel en in laboratorium proeven voor vermoeiing niet aanwezig zijn. De grootte van deze factor is bepaald aan de hand van praktijkervaringen met asfalt met straight-run bitumen van een beperkte range aan penetraties, meestal 40/60 en 70/100. Tegenwoordig wordt een grote variatie aan chemisch en polymeer gemodificeerde en harde bindmiddelen gebruikt. Dit roept vragen op met betrekking tot de voor deze mengsels te hanteren shift-factor. In de ontwerp specificaties wordt op het moment een interpolatie tabel gehanteerd, waarbij de shift-factor afhankelijk is van het bitumen percentage en de bitumenhardheid. Dit zijn de parameters die van oudsher van invloed worden geacht op de healingscapaciteit. In dit onderzoek, dat is uitgevoerd door InfraQuest in samenwerking met BAMwegen en begeleid door VBW-asfalt, wordt gekeken of de in Nederland gebruikelijke vermoeiingsproef door het toepassen van rustperioden ook gebruikt kan worden om de healingscapaciteit van een mengsel vast te stellen. De combinatie met vermoeiing is van belang omdat zowel vermoeiingsweerstand als healing een rol spelen in het wegontwerp en beide parameters daarom bij voorkeur onder vergelijkbare omstandigheden bepaald kunnen worden. Om dit te bepalen wordt gekeken naar twee mengsels die alleen in de penetratie van hun bitumen (10/20 en 70/100) verschillen. In eerste instantie wordt gebruik gemaakt van modellen om het gedrag te beschrijven, maar dit blijkt niet goed reproduceerbaar te zijn. Een directe benadering op grond van de meetdata lijkt beter te werken, maar de verschillen tussen beide mengsels zijn veel kleiner dan verwacht. Op het moment lopen proeven om te bepalen of dit een proefeffect of een materiaal-effect is.@en

Extreme wintercondities, zoals vorst-dooi, kunnen tot veel schade leiden in allerlei materialen. Bij zeer open asfalt (ZOAB) kan vorstschade leiden tot rafeling maar op dit moment is geen betrouwbare vorst-dooi test voor handen om de gevoeligheid voor dit type schade vast te stellen. ZOAB is dusdanig uniek met zijn open poriestructuur en lage bitumengehalte, dat de bestaande vorst-dooi proeven voor steenachtige materialen of dicht asfalt niet zomaar overgenomen kunnen worden en geen voorspellende waarde hebben voor de vorst-dooi bestendigheid. InfraQuestwerkt daarom aan een pragmatische vorst-dooi test voor ZOAB om een beeld te vormen van de parameters die van invloed zijn op het vorst-dooi gedragen uiteindelijk om te voorspellen of een materiaal bestand is tegen vorst-dooi cycli.Daarbij worden bestaande vorst-dooi testen omgebouwd om specifiek rekening te houden met enerzijds de open structuur van ZOAB mengsels en anderzijds de dichte structuur van de bitumen component daarin. Verschillende zoet – en zoutwaterbelastingen worden vergeleken voor een welbepaald cyclisch temperatuurregime. In deze paper wordt de proefmethode in detail beschreven en worden daarna de resultaten weergegeven van een eerste testserie van 3 mengsels. Samengevat komt uit dit onderzoek naar voren dat deze pragmatische vorst-dooi proef onderscheidend is voor ‘goede’ versus ‘slechte’ ZOAB mengsels en dus een goede basis vormt voor verdere ontwikkeling. Op basis van de huidige resultaten kan niet uitgesloten worden dat het mechanisme dat de proefstukken in de test verzwakt heeft, gekoppeld is aan watergevoeligheidop zich, al dan niet in combinatie met temperatuurs- en zoutbelasting. De resultaten van de indirecte treksterkte (ITS) beoordelingsmethode blijken gevoelig voor heterogeniteit en geven mogelijk een vertekend beeld, met name voor verouderde, stijve proefstukken. Op basis van de huidige resultaten wordt voorgesteld in de toekomst watergevoeligheid als een aparte variabele mee te nemen, alsook het effect van temperatuurcycli en mechanische belasting tijdens de vorst-dooi proef. De beoordelingsmethode mag niet worden beperkt tot ITS en uitbreiding met microscopie wordt voorgesteld op basis van een verkennende analyse van microscopiefoto’s.@en

The effect of long term field aging on different types of polymer modified binders used in two-layer porous asphalt is studied using different test methods. Chemical and rheological tests are performed on samples taken from road sections at different moments in time in search of trends in long term field aging. The results show that chemical analyses performed with GPC and mfrared can be used to study the effect of short term aging. However, these tests are not accurate enough to establish the more subtle trends that play a role i n long term field aging. The tests proved to be very valuable to determine the type of modification in the binder. Master curves showing the complex modulus and the phase angle at different temperatures determined with the Dynamic Shear Rheometer (DSR) show linear trends for long term aging when an aging period of 8 years is observed. As expected the complex modulus increases with aging, while the phase angle decreases. There is one exception to this, in polymer modified binders the phase angle decrease with age at low loading frequencies which can be related to degradation of the polymer modification. Long term f i e ld aging, polymer modified binder, GPC, FTIR, DSR.@en

Most design methods for pavements use a factor explaining the difference between pavement life predictions from design models and performance in the road [1]. Part of this correction factor is healing, the natural capacity of asphalt concrete to recover in rest periods, which generally are not present in laboratory fatigue tests in order to limit the test time. In the design method used for Dutch highways [2] a shift factor of 4 is traditionally used. This factor is based on in-practice behaviour of pavements with mixes using straight run bitumen of limited softness (mostly 40/60 and 70/100 pen bitumen). Currently many developments regarding polymer and chemical modification and the use of hard binders raise questions about the value of the shift factor for these mixtures as well as questions about how much of this factor is actually related to the healing potential of the mixes. In the project described in this paper it is investigated whether the four point bending test used to assess the fatigue resistance in the European standard can be used in a discontinuous way to determine the healing capacity of a mix. In order to do this, a set of continuous and discontinuous tests was performed on two mixes that deviate only in the softness of their binder, 70/100 or 10/20. Although the approach appears promising in its simplicity and the consistency of the results, finding the correct interpretation remains difficult and may require linking the pragmatic with more fundamental understanding of the mechanism behind healing.@en