A common way to construct large buildings is by assemble prefabricated modules around a load bearing steel construction. However, if a fire occurs these buildings can be subject to a rapid fire spread due to its cellular nature. By assembling modules side-by-side, gaps are created between the modules and these cavities must remain devoid of combustible material and remain air tight, even during fire. This to avoid that the air flow causes the cavities to work as “highways” for the fire spread which can lead to devastating damages. A Swedish example of a fire in a modular building is a residential building at Klintbacken, Luleå with a timber framed structure, which was constructed from prefabricated modules. The fire originated in a kitchen and spread through the cavities to several modular compartments and caused devastating damages on the construction. When buildings are constructed using a steel structure, high temperatures which occurs during a fire can cause the steel to lose its strength and stiffness. In some cases, unprotected steel members can resist fires without collapse, however to fulfil the fire resistance requirements the members do often need protection. To examine a steel structure in a modular building when exposed to fire, a fire test and temperature calculations have been performed and are presented in this thesis. The thesis is conducted in collaboration with Isolamin Sweden AB Part Group and consists of a fire test, theoretical calculations and a computer simulation using the finite element method. The aim of the thesis is to examine to what extent a steel column in a modular building is affected by a fire and to investigate the temperature distribution in the steel. For the fire test, a specimen consisted of a steel column and sandwich panels was created. The sandwich panels were assembled so that they created a cavity into where the steel column was placed. Temperature measuring devices such as thermocouples and a plate thermometer were placed on the specimen and a fire resistance furnace was used to simulate a fire. The fire test was performed for one hour and the fire corresponded to the ISO-834 fire curve. Furthermore, temperature calculations for the steel beam were made and five different models in the finite element code TASEF was created and simulated. The temperature curves used were the fire test time-temperature curve, the ISO 834-curve which represents a simplified fire, and the parametric fire curve with gamma value of 20. Three models were created where the steel beam was placed in contact to the mineral wool. Two models were created where a material with the properties of air was placed between the steel beam and the mineral wool. In the fire test the steel beam achieved a temperature of 41 °C. The most accurate simulation in TASEF was when simulating with the fire test time-temperature curve and the temperature achieved was 41°C. The theoretical calculated steel temperature achieved 36°C. The critical temperature for the steel column was calculated to 506 °C, which was not nearly achieved in the fire test, the theoretical calculations or in the computer simulations. Errors can occur in the result depending on the material properties which not correspond in the TASEF simulation and the fire test. Likewise, the theoretical calculations are based on constant parameters which in reality may vary with time and temperature. The differences are not negligible but can be assumed to not impact significantly on the result and therefore give a trustworthy result. / Ett vanligt sätt att konstruera stora byggnader är att montera ihop prefabricerade moduler runt en bärande stålkonstruktion. Om en brand uppstår kan dessa byggnader dock bidra till en snabb brandspridning på grund av denna struktur. När modulerna monteras sida vid sida bildas hålrum mellan modulerna och det är då viktigt att dessa hålrum hålls fria från brännbart material och är lufttäta, även under brand. Detta för att undvika att luftflödet i hålrummen fungerar som ”motorvägar” för brandspridningen vilket kan leda till förödande konsekvenser. Ett svenskt exempel på en brand i en modulbyggnad är studentboendet på Klintbacken, Luleå, där byggnaden vad konstruerad med prefabricerade moduler och en stomme av trä. Branden startade i ett kök och spred sig via hålrummen till flera andra lägenheter och orsakade stora skador på konstruktionen. När byggnader konstrueras med en stålstomme kan höga temperaturer, som uppkommer vid brand, orsaka förlorad hållfasthet och styvhet hos stålet. I vissa fall kan oskyddat stål stå emot brand utan att kollapsa, men för att uppfylla kraven för hållfasthet vid brand måste stålet ofta skyddas. För att undersöka hur en stålkonstruktion i en modulbyggnad beter sig vid brand har ett brandtest och olika beräkningar genomförts och presenteras i den här rapporten. Arbetet utfördes i samarbete med Isolamin Sweden AB Part Group och består av ett brandtest, teoretiska beräkningar och en datasimulering med finita elementmetoden. Syftet med arbetet är att undersöka hur en stålbalk i en modulbyggnad påverkas av brand och vilken temperaturfördelning som uppstår i balken. En provkropp bestående av en stålbalk och sandwichpaneler monterades ihop till brandtestet. Sandwichpanelerna monterades så att ett hålrum bildades varpå stålbalken placerades där. Temperaturmätningsinstrument, så som termoelement och plattermoelement monterades på provkroppen och en brandugn användes för att simulera en brand. Brandtestet pågick i 60 minuter och branden motsvarande ISO 834-kurvan. Därefter genomfördes temperaturberäkningar för stålbalken där fem olika modeller skapades i den finita elementkoden TASEF. Temperaturkurvorna som användes i TASEF var temperaturkurvan uppmätt i brandtestet, ISO 834-kurvan som motsvarar en förenklad brand, och den parametriska brandkurvan med ett gammavärde på 20. Tre modeller skapades där stålbalken placerades i kontakt med mineralullen. Två modeller skapades där ett material med samma materialegenskaper som luft placerades mellan stålet och mineralullen. I brandtestet når stålbalken en temperatur på 41°C. Simuleringen i TASEF med tid-temperaturkurvan från brandtestet visade också en ståltemperatur på 41°C, vilket är den simuleringen som stämmer bäst överens med brandtestet. Den teoretiskt beräknade ståltemperaturen når en temperatur på 36°C. Den kritiska temperaturen för stålbalken beräknades till 506°C, vilket inte uppnåddes varken under brandtestet, de teoretiska beräkningarna eller simuleringar i TASEF. Felmarginaler kan uppstå i resultatet beroende på att materialegenskaperna skiljer sig i TASEF och i brandtestet. Likväl baseras de teoretiska beräkningarna på konstanta parametrar som i verkligheten kan variera med tid och temperatur. Skillnaderna kan inte försummas men kan antas ha sådan liten inverkan på resultatet att resultatet i sig kan betraktas trovärdigt.

Att optimera hålrumshalten i färdig beläggning är essentiellt bland annat för att en vägkonstruktion inte ska få sprickor, spårbildning eller andra deformationer vid temperaturväxlingar  (Monismith, 1992). Eftersom både återvunnen och jungfrulig asfaltmassa består av stenmaterial, bitumen och tillsatsmedel är återvunnen asfalt värd den jungfruliga massans vikt ton för ton vid utbyte i ett arbetsrecept (Brock & Richmonds, 2007). I takt med att asfaltåtervinning blivit vanligare ökar dock komplexiteten, då återvunnet material är betydligt svårare än jungfruligt att karaktärisera (Karlsson & Isacsson, 2006). Eftersom användningen av återvunnet material förväntas öka samtidigt som lite forskning gjorts i ämnet är det därför av vikt att undersöka hålrumshalter vid kalltillsatt asfaltåtervinning. För studien undersöktes asfaltmassan ABT11 160/220 vid kalltillsättning av upp till 25 % asfaltåtervinning. Sex Sigmas problemlösningsmetodik DMAIC, vilket står för ett projektbaserat förhållningssätt i de fem faserna define, measure, analyze, improve och control, användes för att få en djupgående förståelse för hålrumsproblematiken. I metodiken användes i sin tur statistisk processtyrning och försöksplanering för att svara på studiens syfte, vilket var att granska och utvärdera orsakerna till varför hålrumshalter under asfalttillverkning varierar vid tillsättning av kallt asfaltgranulat samt ge rekommendationer för en förbättrad produktion med avseende på hålrumshalt. Efter granskning av historiska data, beräkningar, intervjuer och observationer ansågs de viktigaste orsakerna till hålrumsvariationer uppkomma från de fem källorna datahantering, kommunikation, resurshantering, materialkunskap och organisationskultur, där de två sistnämnda ansågs vara rotorsaker. På grund av examensarbetets avgränsning granskades endast materialkunskapen mer djupgående. För att fördjupa materialkunskapen valdes faktorerna asfaltåtervinning, jungfruligt bitumen, jungfruligt filler samt tillverknings- och instampningstemperatur ut för fortsatta studier genom två experiment. I det första experimentet granskades hur hålrumshalten påverkades av olika instampningstemperaturer genom en OFAT-studie och i det andra experimentet ansattes ett 24-1 faktorförsök enligt Splitplot där hålrummet mättes vid vanlig instampningstemperatur (135 ˚C) samt genom en vägsimulering. Resultatet från det första experimentet uppvisade ett förhållande enligt ett tredjegradspolynom mellan hålrum och instampningstemperatur med stora hålrumsförändringar under 125 ˚C och över 145 ˚C. Detta medför att det är av än större vikt att kontrollera temperaturen för lågtempererad massa och massa med mycket återvinning för att uppnå godkända hålrum vid utläggning. Det andra experimentet visade att även bitumen och återvinning är signifikanta effekter för hålrummet, där minskade bitumenhalter och ökade återvinningshalter medför högre hålrumshalter samt att återvinningshalter över 15 % medför oönskad ökning av hålrumshalter vid utläggning på väg. För att avhjälpa orsakerna till hålrumsvariationerna rekommenderas att data samlas, utvärderas, kommuniceras och följs upp i större utsträckning genom användning av statistisk processtyrning, värdeflödesanalyser och fortsatta materialstudier. Organisationskulturen bör förändras för att skapa en förståelse för vikten av rekommenderade metoder. Kan rekommendationerna följas innebär det en uppskattad ekonomisk besparing på 11 520 000kr/år, samtidigt som det skulle innebära miljömässiga fördelar i form av bland annat ett minskat uttag av ändliga resurser och minskade CO2-utsläpp. / Optimizing void volumes are essential for the serviceability of asphalt concrete pavements, as fatigue cracking, rutting and other permanent deformations can be caused by e.g. temperature changes (Monismith, 1992). Since both reclaimed asphalt pavement (RAP) and virgin asphalt concrete consist of mineral aggregate, bitumen and additives, RAP is worth the virgin material it replaces ton for ton (Brock & Richmonds, 2007). As the use of RAP becomes more and more popular, the complexity of asphalt manufacturing increases (Karlsson & Isacsson, 2006). This, because the recycled material is harder to characterize than virgin material. Since the usage of RAP is expected to increase in hot-mix asphalt (HMA), while little research has been made in the field of cold feed RAP, it is of great importance to investigate the void volumes with this method. During this study, ABT11 160/220 with the addition of up to 25% cold feed RAP was therefore investigated. Six Sigma’s project improvement methodology DMAIC, acronym for the five phases define, measure, analyze, improve and control, were used to get an in depth understanding for the variations in void volumes. In this method, Statistical Process Control and Design of Experiments were used to answer the research purpose, which was to investigate and evaluate the reasons to why void volumes during asphalt manufacturing varies when adding cold RAP and give recommendations for an improved production regarding void volumes. After an investigation of historic data, calculations, interviews and observations, the most important causes for variations in void volumes came from data collection, communication, resource management, material knowledge and organizational culture, where the last two are seen as root causes. Because of the research delimitations, only the material knowledge was looked into further. To extend the knowledge of the material, the factors RAP, virgin bitumen, virgin filler, manufacturing temperature and temperature for Marshall testing were analyzed through two experiments. In the first experiment, the relationship between void volumes and the temperature for Marshall testing were investigated through an OFAT study, and the second experiment was made through a 24-1 factorial design according to Split plot, in which the void volumes were measured through the normal Marshall testing temperature (135 ˚C) and through a road simulation.  The OFAT result showed that a third degree linear relationship is present between the void volumes and the Marshall testing temperature, with large changes for temperatures lower than 125 ˚C and greater than 145 ˚C. This entails an increased importance of controlling the temperature for warm-mix asphalt (WMA) and asphalt with increased volumes of RAP. The Split plot experiment showed that also bitumen and RAP are significant effects for the void volume, where decreased volumes of bitumen and increased volumes of RAP entails higher void volumes in the pavement. Over 15 % RAP also entails greater void volumes. To decrease the causes for variations in void volumes, the recommendation is to collect, evaluate, communicate and follow up data at a higher extent through implementation of statistical process control, value flow analysis and continued material studies. The organizational culture ought to be changed to create an understanding of the recommended methods. If the recommendations are followed, estimated economic savings of 11 520 000kr/year can be a reality, as well as environmental benefits of e.g. a decreased use of finite resources and reduced CO2 emissions.

Porous asphalt has gradually gained a lot of popularity in the past ten years for its ability to reduce traffic noise, especially noise generated between tire and road surface. The acoustical absorption properties are mainly due to the pore structure and the texture of the mixture. However, the percentage of these pores decrease during the lifetime. The main reason is that dirt and organic material get stuck in the air void structure and eventually cause clogging. In Nordic countries, particles from the road which get released due to the use of spiked tires accelerate clogging. To minimize wear and tear of these roads, larger aggregates are used. But, larger stone size diminishes the noise absorption ability of the mixture. Another reason that is attributed to void reduction is post-compaction. The fact that these mixtures damage prematurely and need more maintenance than conventional pavements is the main reason for its limited use. Given these problem, it is therefore important to understand how clogging can be minimized and/or reverted via operational maintenance actions. Different types of cleaning vehicles have been used previously to restore porosity. Unfortunately, these cleaning attempts have led to ambiguities and the effect of cleaning is widely debated. A method to look inside and to measure this effect is needed. This thesis has compared nine field core samples of porous asphalt from E4 Huskvarna, with the aim to conduct an in depth analysis of the air voids distribution before and after cleaning with a particular cleaning method. For this, the Skanska maintenance vehicle was selected, named VägRen  which is claimed to be optimized for porous asphalt under Nordic conditions has been used to clean a 100 m section. Cores were drilled before and after cleaning. The samples were scanned with high resolution X-ray computed tomography (CT) scanner in order to capture the entire morphology.  The digital image analysis program, AvizoFire® was used to characterize the 3D internal structure of air voids. Porosity evaluation as a function of depth of the asphalt layers has been studied to analyze the void distribution and cleaning effectiveness of the dirt with the investigated method. The results show that: (i) No visible damage induced by VägRen could be detected. (ii) Skanska's maintenance vehicles increased the air voids in the entire cleaned core and connected air voids increased by 83 %. The knowledge generated from this study can assist in the broader understanding of effectively utilizing porous asphalt under Nordic Conditions, though more research will be needed for conclusive results on the general effectiveness of the cleaning method and the effect of the life time of the pavement. / Intresset för att använda bullerreducerande beläggningar har gradvis ökat de senaste tio åren på grund av dess förmåga att reducera trafikbuller och i synnerhet det buller som genereras mellan däck och vägbana. Den bullerreducerande förmågan beror främst på beläggningens textur samt porstruktur. Dessutom minskar den procentuella andelen hålrum med tiden, det är främst partiklar och vägdamm som fastnar i porstrukturen och medverkar till igensättning av hålrummen. Denna igensättning accelereras i de nordiska länderna på grund av frekvent användande av dubbdäck. För att minska dubbdäcksslitaget används ofta beläggningar med större maximal stenstorlek, dessa större stenar genererar dock mer trafikbuller. En annan faktor som kan bidra till minskat hålrum är relaterat till efterpackning av beläggningen. Faktum att dessa typer av asfalt försämras i förtid och kräver mer underhåll generellt motverkar en bredare användning av bullerreducerande beläggningar. Ovannämnda problem belyser vikten att förstå till vilken grad igensättningsprocessen av beläggningens porstruktur kan minimeras samt återställas med riktade underhållsåtgärder. För att förbättra den akustiska livslängden har olika typer av rengöringsutrustningar testats. Utvärderingen från dessa tester har inte varit entydiga, vilket har lett till att effekterna av rengöring har ifrågasatts. Det finns således ett behov av att kunna utvärdera porstrukturen före och efter rengöring. Föreliggande avhandling har jämfört nio borrkärnor från en bullerreducerande beläggning från E4 utanför Huskvarna, med syftet att utföra en djupanalys av borrkärnornas porstruktur. Skanskas egenutvecklade underhållsfordon, VägRen (VR), optimerad för nordiska förhållanden användes för att rengöra en sträcka på ca 100 m av E4:an. Borrkärnorna togs före och efter rengöringen. Provkropparna analyserades med en högupplöst röntgen datortomograf (CT) skanner för att framställa hela morfologin. Bilderna erhållna från datortomografin bearbetades till 3D med bildanalysprogrammet, AvizoFire®. Porositeten som funktion av beläggningsdjup har studerats för att analysera effeketen av den valda rengöringsmetoden. Resultaten visar  att: (i) Inga synliga skador på den rengjorda sträckan, orsakade av  VägRen. (ii) Skanskas rengöringsfordon återställde en del av hålrummet på samtliga nivåer för de tvättade provkropparna. Andel sammanhängande porer ökade med 83 \%. Kunskap erhållen från denna studie kan bidra till en djupare förståelse om mer optimal användande av bullerreducerande beläggningar under nordiskt klimat. Dock behövs det mer forskning för att fastställa effektiviteten av rengöringsmetoden och hur den påverkar livslängen.