I detta examensarbete har reologiska egenskaper av färg studerats varav viskoelasticitet, rinning och utflytning har varit av huvudsakligt intresse. I denna studie presenteras metoder som förutser hur färg rinner vid industriell applicering med hjälp av data från reologisk mätningsutrustning. Studiens övergripande syfte är att förstå hur vattenbaserad färg beter sig vid sprutning på vertikala ytor. Målet med studien har uppfyllts då det har kunnat visas att det går att förutse hur färg rinner med en påläggningsmängd på 300 μm i vått tillstånd. Med hjälp av en reometer kunde mätdata insamlas för att bestämma ett värde på en graderad skala. Fördelen med att använda en graderad skala istället är att det då går att undvika en kostsam och tidskrävande fysisk applicering av färgerna. Ett så kallat ”Shear rate loop test”användes för detta ändamål med hjälp av en grafisk tolkning. Den utvecklade metoden gav information som söktes om färgen rann eller ej. Varianter av oscillationstester som 3ITT, amplitudsvep och frekvenssvep används för att bestämma elastiska (G’) och viskösa (G’’) egenskaper, vilket kunde åskådliggöra vilket beteende som var dominerade hos färgerna. Studien har utgått från mätdata av 28 stycken olikafärger. Studien har resulterat i två metoder som går att använda för att förutse rinning efter färgapplicering: Shear rate loop och 3ITT är metoderna. / The rheological properties of water-based paint have been studied and the parameters that were investigated were mobility, viscoelasticity, sagging and levelling. The methods that are presented in this study can predict sagging before the paint is applied on a vertical surface. The purpose of this study is to understand how different paints behave when sprayed on a vertical surface. The main goal in this study is to develop a method that can predict sagging when the wet condition is 300 μm. The rheometer gave measurement data that could be graded on a scale. Every paint had a value on this graded scale. A "Shear Rate Loop Test" was used to grade the paints after a graphical analysis. The development on the graded scale gives the right information whether the paint sags or not. Different types of oscillation tests were performed and these tests were 3ITT, amplitude sweep and frequency sweep. Elastic and viscous behaviour were measured and they illustrated what behaviour was dominating in the paints. 28 water-based paints were analysed and the methods for these paints can predict how they flow on a vertical surface.

I detta examensarbete har reologiska egenskaper av färg studerats varav viskoelasticitet, rinning och utflytning har varit av huvudsakligt intresse. I denna studie presenteras metoder som förutser hur färg rinner vid industriell applicering med hjälp av data från reologisk mätningsutrustning. Studiens övergripande syfte är att förstå hur vattenbaserad färg beter sig vid sprutning på vertikala ytor. Målet med studien har uppfyllts då det har kunnat visas att det går att förutse hur färg rinner med en påläggningsmängd på 300 μm i vått tillstånd. Med hjälp av en reometer kunde mätdata insamlas för att bestämma ett värde på en graderad skala. Fördelen med att använda en graderad skala istället är att det då går att undvika en kostsam och tidskrävande fysisk applicering av färgerna. Ett så kallat ”Shear rate loop test” användes för detta ändamål med hjälp av en grafisk tolkning. Den utvecklade metoden gav information som söktes om färgen rann eller ej. Varianter av oscillationstester som 3ITT, amplitudsvep och frekvenssvep används för att bestämma elastiska (G’) och viskösa (G’’) egenskaper, vilket kunde åskådliggöra vilket beteende som var dominerade hos färgerna. Studien har utgått från mätdata av 28 stycken olika färger. Studien har resulterat i två metoder som går att använda för att förutse rinning efter färgapplicering: Shear rate loop och 3ITT är metoderna. / The rheological properties of water-based paint have been studied and the parameters that were investigated were mobility, viscoelasticity, sagging and levelling. The methods that arepresented in this study can predict sagging before the paint is applied on a vertical surface. The purpose of this study is to understand how different paints behave when sprayed on a vertical surface. The main goal in this study is to develop a method that can predict sagging when the wet condition is 300 μm. The rheometer gave measurement data that could be graded on a scale. Every paint had a value on this graded scale. A "Shear Rate Loop Test" was used to grade the paints after a graphical analysis. The development on the graded scale gives the right information whether the paint sags or not. Different types of oscillation tests were performed and these tests were 3ITT, amplitude sweep and frequency sweep. Elastic and viscous behaviour were measured and they illustrated what behaviour was dominating in the paints. 28 water-based paints were analysed and the methods for these paints can predict how they flow on a vertical surface.

There are various distresses arising from traffic loads and the surrounding environment to whichan asphalt pavement is subjected during its life span. The environment-associated damages aremore severe during winter when abundant moisture and freezing temperature are presentsimultaneously. Damage caused by frost heave is one of the important winter-related damagesresulting in severe cracks and bumpy road surfaces. Since the frost heave-induced cracks areusually wide, they can make the pavement more prone to other types of damage by leaving theopen space for water and moisture penetration. Simulating the response of the pavement whenit is subjected to frost heave is the aim of this licentiate thesis. Attaining this objective requirescoupling a frost heave model with a damage model representing the mechanistic behavior ofthe asphalt material. With regard to the brittle behavior of the asphalt at cold temperatures, aviscoelastic damage model for asphalt material is coupled with a thermomechanical frost heavemodel. The thermomechanical approach couples the physical processes involved in frost actioninside the soil. To elucidate more, in this method the thermal and mechanical fields are coupledby the porosity evolution function which implicitly takes into account the effect of the hydraulicfield. On the other hand, the continuum viscoelastic damage model for asphalt material isdeveloped within the infinitesimal strain context by applying the thermodynamical restrictionsof irreversible processes. The suggested framework was employed in different finite elementmodels to simulate damages caused by frost heave in asphalt pavements. The results indicatethat it predicts the damage distribution and evolution in the asphalt. Furthermore, it was shownthat the uneven frost heave and physical processes taking place in the soil during frost actionsuch as cryogenic suction force creation, porosity evolution, ice formation, etc., can also besimulated. / Det finns olika typer av påfrestningar som uppstår från trafikbelastningar och den omgivandemiljön som en asfaltbeläggning utsätts för under sin livslängd. De miljörelaterade skadorna ärallvarligare under vintern när fukt och kalla temperaturer är närvarande samtidigt. Skadororsakade av tjällyft är en av de allvarliga vinterrelaterade skadorna som resulterar i sprickor ochskadade vägsytor. Eftersom de tjällyftsinducerade sprickorna vanligtvis är breda kan de görabeläggningen mer utsatt för andra typer av skador genom vatten- och fuktinträngning. Syftetmed denna licentiatavhandling är att simulera beläggningens reaktion när den utsätts för tjällyft.För att uppnå detta mål krävs att en tjällyftsmodell kopplas till en skademodell somrepresenterar asfaltmaterialets mekanistiska beteende. När det gäller asfaltens spröda beteendevid kalla temperaturer, är en viskoelastisk skademodell för asfaltmaterial kopplad till entermomekanisk tjällyftsmodell. Det termomekaniska tillvägagångssättet kopplar de fysiskaprocesserna som är involverade i frostverkan inuti jorden. För att klarlägga detta mer, är determiska och mekaniska fälten kopplade med porositetsutvecklingsfunktionen som implicit tarhänsyn till effekten av det hydrauliska fältet. Å andra sidan är den kontinuumviskoelastiskaskademodellen för asfaltmaterial utvecklad inom det oändliga töjningssammanhanget genomatt tillämpa de termodynamiska begränsningarna av irreversibla processer. Det föreslagnaramverket användes i olika finita elementmodeller för att simulera skador orsakade av tjällyft iasfaltbeläggningar. Resultaten indikerar att den förutsäger skadefördelningen och utvecklingeni asfalten. Dessutom har det visat sig att det ojämna tjällyft och fysiska processer som äger rumi marken under frostpåverkan, såsom skapande av kryogen sugkraft, porositetsutveckling,isbildning, etc., också kan simuleras. / <p>QC 20221124</p>

Asphalt materials exhibit self-healing characteristics. In order to evaluate the healing capabilities of these materials, numerous investigations are carried out by researchers. These investigations include various definitions of healing and mechanical test methods to quantify the extent of healing. Irrespective of these extensive studies, there is no unique method to evaluate the healing in asphalt materials. The biasedness to the test conditions and complexity due to the involvement of other phenomena such as stress relaxation and strain recovery make the characterization of healing a challenging process. The work presented in this thesis includes the development of experimental and analytical approaches to contribute to the understanding of healing in asphalt materials. The thesis focuses on both fracture mechanics and damage mechanics-based approaches to evaluate the healing in asphalt materials. In the first case, three-point bending tests are carried out to characterize the healing following the fracture. The experimental protocol is carefully designed to avoid the effect due to low temperature physical hardening of the material during the rest period. Different healing indices appealing to linear elastic fracture mechanics and viscoelastic fracture mechanics are compared. While healing is generally defined based on the recovery of certain parameters following the rest period, the comparison across healing indices shows that the quantitative interpretations of healing are dependent on the post-processing methods. The damage mechanics-based approach discussed in this study includes creep and recovery tests in shear. Here, unlike the first case, the samples are not fractured during the test. The damage is considered to be a part of the viscoplastic deformation and the recovery of viscoplastic deformation is defined as the healing. The method proposed in this study is useful to isolate the viscoelastic effects to quantify the healing of damage. / Asfaltmaterial uppvisar självläkande egenskaper. För att utvärdera dess läkande förmågor utförs många undersökningar av forskare. Dessa undersökningar inkluderar olika definitioner av läkning och mekaniska testmetoder för att kvantifiera graden av läkningen. Trots dessa omfattande studier finns det ingen unik metod för att utvärdera läkning i asfaltsmaterial. Påverkan av testförhållandena och komplexiteten från inverkan av andra fenomen, såsom spänningsrelaxation och töjningsåterhämtning, gör karakteriseringen av läkning en utmanande process. Arbetet som presenteras i denna uppsats inkluderar utvecklingen av experimentella och analytiska metoder för att bidra till förståelsen av läkning i asfaltsmaterial. Uppsatsen fokuserar på både brottmekaniks- och skademekaniksbaserade metoder för att utvärdera läkning i asfaltsmaterial. I det första fallet utförs trepunktsböjningstest för att karakterisera läkningen efter brott. Det experimentella protokollet är noggrant designat för att undvika effekten av hårdnande vid låg temperatur under viloperioden. Dessutom jämförs olika läkningsindex baserade på linjärelastisk brottmekanik och viskoelastisk brottmekanik. Trots att läkning generellt definieras baserat på återhämtningen av vissa parametrar efter viloperioden, så visar jämförelsen av läkningsindexen att den kvantitativa tolkningen av läkning beror på metoderna för efterbehandling.  Den skademekaniksbaserade metoden som diskuteras i denna studie inkluderar kryp- och återhämtningstest i skjuvning. Till skillnad mot det första fallet så spricker här inte proven. Skadan anses istället vara del av den viskoplastiska deformationen och återhämtningen av viskoplastisk deformation är definierad som läkning. Metoden som föreslås i denna studie är användbar för att isolera de viskoelastiska effekterna för att kvantifiera läkningen av skada.