Bitumen 60/70 en PMB voor wegenprojecten: kwaliteiten, beproeving, logistiek

Bitumen is een raffinaderijresidu dat als technisch materiaal wordt verkocht. Wegenbouwers specificeren het met een kwaliteitsklasse, de raffinaderij produceert het volgens een norm, en daartussen zitten proeven, temperaturen en een logistieke keten die lastiger is dan bij elke andere vloeibare grondstof, omdat het product bij omgevingstemperatuur vast is. Dit artikel behandelt de wegenbitumenklassen die EPC-wegenprojecten domineren, de polymeergemodificeerde bindmiddelen voor zwaar verkeer en de praktische punten bij het kopen en verschepen ervan.

Penetratieklassen

Wegenbitumen wordt geclassificeerd op penetratie: de diepte, in tienden van een millimeter, waarmee een standaardnaald bij 25 °C onder 100 g gedurende 5 seconden in het monster zakt (EN 1426, ASTM D5). Lagere getallen betekenen harder bindmiddel. Er bestaan twee naamgevingssystemen naast elkaar:

• EN 12591, de Europese norm, definieert klassen zoals 20/30, 35/50, 50/70, 70/100 en 160/220. Elke klasse kent eisen voor verwekingspunt, vlampunt, oplosbaarheid, weerstand tegen verharding (RTFOT) en optionele eigenschappen zoals kinematische viscositeit en Fraass-breekpunt.
• ASTM D946 en de daarvan afgeleide nationale normen definiëren 40/50, 60/70, 85/100, 120/150 en 200/300. De klasse 60/70 is het werkpaard van wegenprojecten in het Midden-Oosten, Zuid- en Zuidoost-Azië en een groot deel van Afrika.

India gebruikt viscositeitsklassen (VG-10 tot VG-40 volgens IS 73) en Noord-Amerika prestatieklassen (PG 64-22 en dergelijke). Een aanbesteding in het ene systeem en een aanbieding in het andere vereisen een gedocumenteerde gelijkwaardigheid, door de ingenieur overeengekomen, voordat enige lading wordt vastgelegd.

Specificatie van 60/70 en 50/70

De RTFOT-regels (rolling thin film oven test) simuleren veroudering tijdens het warm mengen en tonen of het bindmiddel na de asfaltcentrale nog presteert. Een certificaat zonder RTFOT-resultaten is onvolledig.

Polymeergemodificeerd bitumen

Voor zwaar verkeer, hoge omgevingstemperaturen of dunne deklagen schrijft het wegontwerp vaak polymeergemodificeerd bitumen (PMB) voor, doorgaans gemodificeerd met SBS (styreen-butadieen-styreen). EN 14023 duidt PMB aan met een penetratiebereik en een minimaal verwekingspunt, bijvoorbeeld PMB 45/80-65: penetratie 45 tot 80 dmm, verwekingspunt ten minste 65 °C. Aanvullende eisen zijn onder meer elastisch herstel bij 25 °C (EN 13398), cohesie via kracht-ductiliteit (EN 13589), opslagstabiliteit als het verschil in verwekingspunt tussen boven- en onderkant van een opgeslagen monster (EN 13399) en het Fraass-breekpunt voor koude klimaten (EN 12593).

PMB wordt geproduceerd in een modificatie-installatie en niet in de raffinaderij, moet geroerd worden gehouden op de voorgeschreven temperatuur en heeft een beperkte opslagduur voordat ontmenging optreedt. Het wordt daarom dicht bij het project of bij de asfaltcentrale geproduceerd uit basisbitumen en polymeer.

Regel: bitumen wordt gekocht tegen een penetratieklasse en een genoemde norm, bij het laden geïnspecteerd op een representatief monster en verscheept met een temperatuurlogboek. Een certificaat zonder RTFOT-resultaten, een klasse zonder norm of een lading zonder temperatuurgeschiedenis is niet leverbaar aan een wegenproject.

Verpakking en transport

Bulk

Bitumentankers laden bij 150 tot 170 °C en houden de lading op temperatuur met verwarmingsspiralen. Bulk is de goedkoopste route voor partijen van enkele duizenden tonnen naar havens met verwarmde opslag; de koper heeft geïsoleerde ontvangsttanks of verwarmde tankwagens nodig om binnen de liggetijd uit het schip te lossen.

Vaten

Nieuwe stalen vaten van ongeveer 180 kg netto (nominaal 200 liter) zijn de standaard voor bestemmingen zonder verwarmde opslag. Voordelen: elke haven, elke vrachtwagen, opslag gedurende maanden. Nadelen: het vat wordt in de fabriek opengesneden en het bitumen gesmolten, verwijdering van de vaten, en het risico van onderbevulde of hergebruikte vaten. Een specificatie moet nieuwe vaten vermelden, het nettogewicht per vat, stuwage op pallets of los, en een door de inspecteur geverifieerd aantal vaten. Een 20-voetscontainer bevat circa 80 vaten.

Bitutainers en jumbobags

Geïsoleerde, verwarmde tankcontainers maken multimodale bulklevering van 20 tot 24 ton per eenheid mogelijk. Jumbobags met een smeltbare binnenzak (300 tot 1.000 kg) zijn goedkoper dan vaten, maar vereisen een geschikte smeltinstallatie in de fabriek.

Inspectie en documenten

1. Bemonstering bij het laden door een onafhankelijke inspecteur (SGS, Intertek, Bureau Veritas) volgens EN 58 of ASTM D140, uit bulktanks of een statistische selectie van vaten.
2. Kwaliteitscertificaat met alle parameters van de overeengekomen norm, inclusief RTFOT, met testmethoden.
3. Kwantiteitscertificaat: gewicht via walstank of debietmeter voor bulk, aantal vaten en gemiddeld nettogewicht voor verpakte lading.
4. Oorsprongscertificaat, connossement, paklijst en, voor vaten, een containervulrapport.
5. Temperatuurlogboek van laden tot lossen voor bulklading.

Bitumen kan niet worden geretourneerd. Een vergissing met de kwaliteitsklasse, een geoxideerde lading of ondergewicht in vaten wordt een probleem voor de projectplanning. Specificeer nauwkeurig, inspecteer bij de oorsprong en plan de verwarmingsketen voordat u het schip vastlegt.