Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Porous Asphalt Clogging Performance Under Swedish Conditions
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Civil and Architectural Engineering.
2015 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Igensättning av bullerreducerade beläggningar under svenska förhållanden (Swedish)
Abstract [en]

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. 

Abstract [sv]

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.

 

                    

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 124 p.
Series
TRITA-BKN-Examensarbete, ISSN 1103-4297 ; 404
Keyword [en]
Air voids, clogging, noise, porous asphalt, X-ray, maintenance
Keyword [sv]
Hålrum, igensättning, buller, bullerreducerande beläggning, tomografi, rengöring
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-166560OAI: oai:DiVA.org:kth-166560DiVA: diva2:811319
Educational program
Master of Science in Engineering - Urban Management
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-05-11 Created: 2015-05-11 Last updated: 2015-05-22Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(59160 kB)8076 downloads
File information
File name FULLTEXT04.pdfFile size 59160 kBChecksum SHA-512
7f8b2e5cafee347ef12b81c1aa76a939e5499c4564e7642ed8f0a75c701f851af5723a077bf0cb13074e7323eb7a14806ee99d79a917a425690b2578ab2005f6
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Civil and Architectural Engineering
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 8154 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 4179 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf