Dynamic X-ray radiography for the determination of foamed bitumen bubble area distribution

In the asphalt industry a substantial interest is observed to find possibilities to reduce the production temperature of asphalt mixtures. In the context of this research, new methods for the visualization of the unstable bitumen foam, like dynamic X-ray radiography, computed tomography (CT) and high speed camera investigations have been developed. Moreover characterization with empirical methods such as expansion ratio and half-life was determined accurately using ultrasonicmeasurements. This opens new possibilities to characterize the bitumen foam (foaming process) for practical applications.Examination of the foam bitumen stream using high-speed camera revealed that the foam bitumen contains fragmented pieces of bitumen, which resemble more a liquid than a foam. This indicates that the foam is formed afterwards and not, as assumed, within the expansion chamber of the foam generator. In situ thermal imagery of the surface, during the hot foaming process, showed that the temperature distribution depends on the foaming water content and bubble size distribution. Higher water content results in more inhomogeneous temperature distribution as compared to lower water content (< 2 w-%). The dynamic X-radiography results indicated that as the foam decays, the bubble size distribution becomes progressively larger with time for 160 °C bitumen temperature. Furthermore, at the beginning of the foam formation, the majority of the bubbles is small in cross-section size (0.2 -10 mm 2 ). At a later stage the bubbles become polydisperse. Moreover theoretical investigations based on the 3D X-ray CT scan dataset of bubble merging shows that the disjoining pressure increases as the foam film gets thinner with time and finally undergoes rupture. The speed of the bubbles also increases with time when the bubbles are getting closer to each other.

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“…grade) as well as bitumen origin, which can influence the surface tension, has influence on the bubble size distribution [14,18].…”

Section: Experimental Methodsmentioning

confidence: 99%

“…Adding water causes coalescence of bubbles that improves the compaction of the asphalt mixture [17]. 4 The viscosity of the bitumen has major influence on the bubble size distribution, which depends on the penetration grading of the bitumen and origin of the bitumen [18].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A closer scientific look at foam bitumen

Hailesilassie

Jerjen

Griffa

et al. 2016

Road Materials and Pavement Design

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“…Así lo han reconocido diferentes investigadores, quienes usando métodos analíticos (p. ej., la ley de Stokes) y herramientas tecnológicas, como rayos X, calorimetría de barrido diferencial, microscopios de baja potencia y principalmente cámaras de video, han medido la BSD y su variación en el tiempo, y evaluado el efecto de factores como el tipo de asfalto, la temperatura, la FWC y los aditivos sobre esta propiedad y, por consiguiente, sobre la calidad de la espuma [7,[14][15][16][17][18][19][20].…”

Section: Distribución Del Tamaño De Burbujasunclassified

Técnicas para caracterización de espumas de asfalto

Campagnoli-Martínez

Estupiñán-Escalante

Soto-Vargas

2019

Cien.Ing.Neogranadina

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En la estabilización de suelos y en el reciclaje de pavimentos, se ha considerado que larelación de expansión y la vida media defnen relativamente bien la calidad de las espumas de asfalto.Sin embargo, al aplicar la tecnología de los asfaltos espumados a la fabricación de mezclas tibias,se ha visto que estas propiedades no resultan sufcientes para caracterizar la espuma y asegurarel cubrimiento completo de los agregados por el asfalto, una adecuada trabajabilidad y facilidad decompactación de la mezcla, así como un comportamiento apropiado de la mezcla en servicio. Estehecho ha motivado estudios concluyentes en la necesidad de establecer, además de la relación deexpansión y de la vida media, la curva de colapso y la distribución de tamaños de las burbujas en unaespuma de asfalto. Varios de estos estudios también recomiendan técnicas más seguras y confablespara la medida de las propiedades de la espuma. En este artículo, se resumen las técnicas que seestán explorando en los laboratorios de la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito para caracterizar espumas de asfalto fabricadas en planta de laboratorio WLB-10S. Tales técnicas incluyenmedidas invasivas como la varilla graduada y el ensayo de colapso de la espuma de asfalto y no invasivas como el procesamiento de imágenes y el uso sensores infrarrojos. También, para mostrar el potencial de cada técnica, se presentan algunos resultados de las medidas obtenidas con su aplicación.

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“…In order to increase the stability (measured by the half-life) of the foamed bitumen, a specific additive, already tested by other authors like Hailesilassie et al (2015), was used. The air pressure was maintained at 5.5 bar (default value), the percentage of water used was 3 % (by mass of bitumen) and the bitumen temperature was 150 °C.…”

Section: Foamed Bitumen Production Processmentioning

confidence: 99%