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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:ltu-71626 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Johansson, Paulina |
| Publisher | Luleå tekniska universitet, Institutionen för ekonomi, teknik och samhälle |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0023 seconds