Varierande klimat och stora temperaturskillnader skapar hål och sprickor som leder till dyra vägreparationer. För att avgöra om reparation är nödvändig eller inte, samt att förebygga nedbrytning, krävs omfattande provning av asfaltens materialegenskaper. Peab Asfalt använder en nyutvecklad metod för att testa egenskaperna hos asfalt.
Med den nya metoden kan man genomföra tester på provkroppar med olika geometrier och få snabba resultat. Med tidigare metoder var detta dyrt och tidskrävande. I den nya metoden används simuleringsappar, framtagna av teknikavdelningen på Peab Asfalt, som har utvecklats med Comsol Multiphysics och Application Builder. Nu kan ingenjörer och tekniker utföra mätningar och bestämma asfaltens egenskaper tack vare tillgången till avancerad matematisk modellering.
Miljöns långtidspåverkan gör att asfaltens materialegenskaper förändras och materialet blir mer känsligt för nedbrytning. Dessutom ändras materialegenskaperna med temperaturen.
– Vid kallt väder kan asfalt som är för styv leda till sprickor, säger Anders Gudmarsson utvecklingsansvarig på Peab Asfalt. I varmt väder kan å andra sidan asfalt med för låg styvhet leda till bestående deformationer.
För att ta fram asfalt som klarar varierande temperaturer och som passar i en speciell miljö måste ingenjörerna beakta asfaltens temperatur- och frekvensberoende dynamiska styvhetsmodul. Denna är direkt relaterad till beläggningskvaliteten och används i bärighetsdimensionering av vägar för att bestämma asfaltlagrens tjocklek.
Konventionella metoder för att mäta styvheten och andra materialegenskaper kräver dyra och komplicerade experiment där deformationer från cykliska belastningar på en provkropp mäts. Med den nya testmetoden som Gudmarsson har utvecklat kan man istället använda frekvensresponsfunktioner för att avgöra styvheten.
Metoden är ett resultat av Gudmarssons doktorandstudier som har handletts av Nils Ryden som är avdelningschef på Peab Grundteknik på Peab Anläggning AB. Trafikverket, Svenska Byggbranschens Utvecklingsfond (SBUF), KTH och Peab Asfalt har varit sponsorer för forskningen.
I den nya metoden mäts en asfaltprovkropps resonansfrekvenser för att karakterisera dess dynamiska respons. Mätningarna kan utföras på provkroppar av olika former och storlekar vilket gör testet både enklare och snabbare jämfört med tidigare metoder. Efter testet läser simuleringsappen in mätdata och beräknar den dynamiska styvhetsmodulen för ett brett frekvensspektrum.
– Det finns konventionella testmetoder för att mäta asfaltprovkroppars styvhet, men dessa metoder är dyra, komplicerade och tidskrävande att genomföra, säger Anders Gudmarsson. Vår nya metod är mycket mer ekonomisk och möjligheten med en simuleringsapp för att optimera resultaten gör att vilken ingenjör som helst kan dra nytta av den. Vi ser en stor potential för ökad användning av simuleringsappar inom hela företaget.
