| 1. |
- Witkiewicz, Patryk, et al.
(författare)
-
Långtidseffekter av biobindemedel i asfalt
- 2024
-
Ingår i: Sammanställning av referat från Transportforum 2024. - Linköping : Statens väg- och transportforskningsinstitut. ; , s. 413-414
-
Konferensbidrag (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- The road network is an essential and integrated part of the transport infrastructure in today’s society. Nowadays, most roads are paved with asphalt mixtures. The petroleum-based bitumen is used as a binder to hold the asphalt mixture together. As a petroleum-derived product, bitumen has a relatively high environmental impact and carbon footprint. For a green transition, the use of bio-based materials from renewable resources, such as plant-based biomass, in asphalt mixtures has been investigated as a potential next-generation solution. Despite some promising results so far, knowledge gaps still exist in understanding the fundamental material behaviours and properties of the new bituminous binders and asphalt mixtures containing bio-based components. This is mainly because the bio-based components have different chemical compositions compared to bitumen and they may affect the binder behaviour and mixture performance in a different way, particularly the long-term performance. This study will investigate a specific type of bio-based material – a plant-based bio-oil – for its use in bituminous binders and asphalt mixtures as a partial replacement of petroleum-based bitumen. The study will focus on a specific and significant knowledge gap, namely the understanding of how the presence of bio-oil affects the ageing behaviour of bituminous binders and asphalt mixtures. Ageing is an important aspect to consider when evaluating the long-term performance of asphalt materials, which undergo ageing due to various factors, including exposure to sunlight, air, temperature fluctuations, etc. This ageing process can significantly affect the mechanical properties of pavement materials and thus the durability of roads. This contribution will present an experimental investigation into the ageing behaviour of bio-extended bituminous binders and asphalt mixtures, aiming to enhance our understanding of their long-term performance and durability.
|
|
| 2. |
- Zhu, Jiqing, 1987-, et al.
(författare)
-
Durability assessment of bio-extended bituminous binders by rheological characterisation after long-term ageing
- 2024
-
Ingår i: 8th E&E (Eurasphalt & Eurobitume) Congress, Budapest, Hungary, 19-12 June, 2024.
-
Konferensbidrag (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- The pursuit of sustainable road infrastructure is prompting extensive research into the utilization of bio-extended bituminous binders. This paper investigates the durability of bio-extended bituminous binders (both unmodified and polymer-modified) containing a plant-based bio-oil, aiming to assess their long-term performance. The research employed laboratory-scale tests and advanced rheological techniques to evaluate viscoelastic properties of the binders after long-term ageing. Accelerated ageing protocols were used to simulate prolonged exposure to environmental factors, including the Rolling Thin Film Oven Test (RTFOT) and Pressure Ageing Vessel (PAV) test. Dynamic Shear Rheometer (DSR) tests measured the shear modulus and phase angle of the binders under various conditions while Bending Beam Rheometer (BBR) tests measured the flexural creep stiffness at different low temperatures. Various performance indicators and specification parameters were analysed for the investigated binders regarding their resistance to both fatigue cracking at intermediate temperatures and thermal cracking at low temperatures.The results indicate that the bio-extended binders passed all the analysed criteria after RTFOT+PAV ageing. Using the investigated bio-oil in bituminous binders had largely a positive effect on the ΔTc and did not affect the standard performance low-temperature grade significantly. The bio-extended binders followed the same relationships between several durability-related performance indicators as the reference binders did. Certain slight negative effects could be noticed at low temperatures when the bio-oil content was high, but a further verification on the asphalt mixture scale will be necessary to assess if these effects are significant enough to impact the asphalt mixture performance in practical applications.
|
|
| 3. |
- Zhu, Jiqing, 1987-, et al.
(författare)
-
Investigation on Ageing Behaviour of Bio-Extended Bituminous Binders and Asphalt Mixtures for Sustainable Road Infrastructure
- 2024
-
Ingår i: Transport Research Arena (TRA), Dublin, Ireland, 15 - 18 April, 2024.
-
Konferensbidrag (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- This paper investigates the use of a plant-based bio-oil in bituminous binders as a partial replacement of petroleum-based bitumen for asphalt mixtures. Its effects on the ageing behaviour of bituminous binders and asphalt mixtures are studied. A total of six bituminous binders and their asphalt mixtures were prepared and analysed in laboratory, including three different binder formulations with varying percentages of bio-oil and their respective reference binders. Both the bituminous binders and asphalt mixtures were subjected to ageing protocols in laboratory. Softening point test, rheological and dynamic mechanical analyses were conducted to evaluate the changes in properties of the materials before and after ageing. The results indicate that the mechanical properties of aged binders and mixtures show very similar relationships as between the fresh materials, but the relationships after ageing are at changed levels due to the laboratory conditioning. This supports further studies to verify their functional performance in asphalt pavements.
|
|
| 4. |
- Zhu, Jiqing, 1987-, et al.
(författare)
-
Koldioxidavtryck av biobindemedel för asfalt : beräkningar från vagga till beläggningar
- 2024
-
Ingår i: Sammanställning av referat från Transportforum 2024. - Linköping : Statens väg- och transportforskningsinstitut. ; , s. 411-412
-
Konferensbidrag (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Bitumen används ofta som bindemedel i asfaltbeläggningar. Den relativt höga miljöpåverkan relaterade till användningen av bitumen medför dock utmaningar för asfaltbranschen, såsom beroende av icke-förnybara resurser, hög energiförbrukning och utsläpp av växthusgaser. Forskare undersöker användningen av förnybara biooljor, som de från sojabönor, rapsfrön, skogen och spillolja, som partiella ersättningar för att mildra dessa problem. Biooljor från växter är särskilt lovande på grund av deras hållbarhet och tillgänglighet. De hjälper till att minska asfaltbranschens beroende av fossila resurser och kan i vissa fall även förbättra bindemedels egenskaper som flexibilitet och vidhäftning till stenmaterial. Att bedöma deras långsiktiga hållbarhet och klimatpåverkan i asfaltbeläggningar kräver dock en utvärdering av koldioxidavtryck över olika faser av livscykeln. I denna studie genomförs en livscykelanalys (LCA) för asfaltbeläggningar tillverkade med bituminösa bindemedel som innehåller en växtbaserad bioolja från ett bioraffinaderi. Analysen fokuserar på koldioxidavtrycket. Beräkningar utförs ”från vagga till beläggningar” och omfattar utvinning och bearbetning av råmaterial i asfaltbeläggningar, transporter, tillverkning av asfalt, utläggning, och packningsarbete. Syftet med denna studie är att utvärdera kolavtrycket för de undersökta biobindemedlen och bedöma deras potentiella fördelar. För beläggningar med två asfaltlager som använder det undersökta biobindemedlet, visar denna LCA-studie att minskningen av GWP på grund av inflöde av biogent kol kan utgöra över 50% av den fossila GWP:n. Däremot har påverkan av utflöde och eventuellt utsläpp av biogent kol från det studerade systemet under senare livscykelfaser inte analyserats på grund av brist på tillgängliga data och metodik. Återanvändbarhet, återvinningsbarhet och långsiktig nedbrytbarhet hos biobindemedlet behöver fortfarande utvärderas i framtida studier för att täcka den fullständiga biogena kolflödet.
|
|
