Planning the asphalt construction process:Towards more consistent paving and compaction operations

This research addresses the challenge of linking paving and compaction given that they are mostly treated as detached activities, leading to a decrease in the quality of the compacted asphalt layer. The objective was to develop a support tool that can assist decision-making related to equipment allocation and compaction strategies to be followed, such that an asphalt layer- given the prevailing conditions at the construction site- can be compacted efficiently and uniformly within a limited time interval. A basic planning protocol was then developed based on variables such as asphalt cooling, paver characteristics, roller characteristics and road geometry. 12 road construction projects were monitored over a 3- month period. Empirical data on paver speed, roller speed and the number of roller passes served as input for the tool. The monitored projects were evaluated by calculating actual paver output and theoretical and actual roller output on an interval scale and checking whether the output rates were aligned to each other during the whole construction process. The results show that in most cases, paver output, roller output and the available time for compaction were not aligned. The theoretical concepts applied in this research and the developed support tool for decision making appear to be useful for planning and monitoring paving and compaction and for steering it towards a more uniform process. This may lead to an improvement in the quality of the final compacted asphalt layer

Aligning laboratory and field compaction practices for asphalt - the influence of compaction temperature on mechanical properties

The approach used to identify a compaction temperature in the laboratory, based on binder viscosity, provides a single compaction temperature whereas, on-site, a roller operates within a temperature window. The effect on the density and mechanical properties of rolling during a temperature window remains unclear. Consequently, asphalt concrete binder mixtures were compacted in different temperature windows in the laboratory using a Roller Sector Compactor, and the observed phenomena were then related to field study observations. The results show that while similar densities can be achieved in a broad range of temperature windows, other mechanical properties such as fracture energy may decline up to 30% if compacted outside the optimum temperature window. These results indicate that a compaction temperature window should form part of mix design and quality control. The paper proposes specifying a compaction window based on temperatures and the resulting mechanical properties rather than a single compaction temperature

Het expliciet maken van CO₂-emissies gedurende het asfaltproductieproces

Asfaltproductiecentrales streven steeds vaker naar verduurzaming. Echter, de onderlinge samenhang tussen het productieproces en de CO2-uitstoot is nog onvoldoende duidelijk om tot weloverwogen verbeteringen te komen. Binnen deze kaders is daarom bij een specifieke asfaltproductiecentrale onderzoek gedaan naar het verband tussen de vermoedelijke oorzaak en het gevolg met als doel om tot aanbevelingen te komen voor CO2-reductie. Om de geformuleerde doelstelling te behalen zijn eerst productieparameters geïdentificeerd, welke presumptief met CO2-uitstoot correleren. Hieruit zijn de vermoedelijk invloedrijkste parameters geselecteerd voor observatie. Eveneens is bepaald om de CO2-uitstoot te relateren aan gasverbruik. Gedurende zes productiedagen is vervolgens data verzameld om mogelijke verbanden te identificeren. Uit analyse is geconstateerd dat de grootste winst te behalen is op het gebied van vochtgehalte. Daarnaast is geconstateerd dat elke procentuele stijging in de branderstanden meer CO2-uitstoot tot gevolg heeft. Betreffende de mengselsamenstelling is waargenomen dat de CO2-uitstoot lineair toeneemt wanneer de maximale korreldiameter afneemt. Vastgesteld is ook dat een gemiddelde mengselwisseling extra CO2-uitstoot tot gevolg heeft en dat een laag productiedebiet meer uitstoot oplevert. Tot slot is het mogelijk om te verduurzamen op een lagere eindtemperatuur. Op basis van deze resultaten zijn aanbevelingen voor zowel de korte als lange termijn gedaan. Voor de korte termijn gaat het om operationele aanbevelingen welke relatief eenvoudig door te voeren zijn. Aanbevelingen voor de lange termijn zijn van een strategische aard. Daarbij zijn investeringen noodzakelijk. Tot slot is voorgesteld om vervolgonderzoek te doen naar de invloed van additionele parameters, zoals leklucht, gerecycled asfalt, laagtemperatuurasfalt en het benutten van restwarmte