Base Asphalt Variability: An Opportunity for the Development of Innovative Characterization Approaches
Frédéric Delfosse, Eng.,Jean-Pascal Planche, Eng., Ph.D.,Sabine Largeaud, Eng., Ph.D.,Ivan Drouadaine, Eng, Fred Turner
 

ABSTRACT
American and European refiners have been going through phases of revamping and rationalization to maximize the flexibility in crude oil supply while matching their production models and refining tools. For users of asphalt, this has created concerns about the quality and consistency of the delivered asphalt binders, especially as the current specifications appear insufficient to ensure satisfactory performance of the finished products.
In this context, the search for relationships and correlations between asphalt properties and the performance of the asphalt mixtures and the pavement has become very relevant. The study presented here was dedicated to identifying and quantifying such relationships. It focused on asphalt mixes made with unmodified asphalts. It was based on a standard mix design with one type of aggregate, and involved 14 paving grade asphalts from various origins. The characterization of asphalt mixes covered various performance characteristics from resistance to rutting and fatigue to thermal cracking.
The compositional analysis of binders included the most advanced fractionation method SAR-AD™ and a chemometrics analysis using a new software to identify and develop the correlations. Both were developed by the Western Research institute (WRI).
Significant correlations were found tying binder chemical composition metrics to binder mechanical characteristics to asphalt mix characteristics.

RÉSUMÉ

Les raffineries aux Etats unis et en Europe sont dans une phase de rationalisation qui nécessite une grande flexibilité quant aux choix des approvisionnements des brutes pétroliers en fonction de leur outil de production et de leur modèle de production. Pour les utilisateurs de bitume, cette conjoncture amène des craintes sur la qualité et la consistance des produits livrés, d'autant plus que les spécifications actuelles apparaissent comme insuffisantes pour assurer les performances attendues des produits finis.
Dans ce contexte, la recherche de corrélations entre les propriétés de bitume et les performances des produits finis est devenue indispensable. Cette étude porte sur la détermination et la quantification de ces relations pour des enrobés bitumineux à chaud à base de bitumes purs. Ces enrobés sont formulés à base d’un granulat et au total 14 bitumes de différentes raffineries ont été testés.
Les enrobés ont été caractérisés par de nombreux essais comme la résistance à l’orniérage, la fatigue et la sensibilité à la fissuration à basse température.
Les compositions chimiques des bitumes ont été déterminées par une méthode innovante SAR-AD™. Pour établir les corrélations bitumes /enrobes, des analyses chimiométriques ont été menées à l’aide d’un nouveau logiciel. Ce logiciel et l’essai SAR-AD ont été développés par le Western Research Institute (WRI).
© Canadian Technical Asphalt Association 2017