Magnetitinblandad gjutasfalt : Uppvärmning och avsvalning

Sammanfattning: Uppvärmningen av gjutasfalt har traditionellt sett skett med fossila bränslen. Projektet SMMART undersöker möjligheterna att med inblandning av magnetit i asfaltsmassan kunna nyttja mikrovågsteknik för uppvärmning. Detta examensarbete är uppdelat i två delar. Första delen behandlar uppvärmningen av magnetitinblandad asfaltsmassa och andra delen avsvalningsförloppet vid utläggning. Del 1 Numeriska tredimensionella simuleringar med simuleringsverktyget COMSOL Multiphysics har utförts för att undersöka hur uppvärmningen påverkar temperaturskillnaden mellan den inblandade magnetiten och resterande asfaltsmassa. Detta görs för att höga temperaturskillnader kan orsaka koksning. Simuleringarna utförs som ett värmeöverföringsproblem där tillförseln av mikrovågsenergi simuleras som att magnetitkornen avger en viss effekt.  Resultatet visar på att temperaturskillnaden i hög grad beror på avståndet mellan magnetitkornen. Där framförallt höga vikt-% magnetit och små kornstorlekar på magnetiten påverkar avståndet och ger små temperaturskillnader. Detta resulterar i att den magnetitinblandade asfalten kan betraktas som ett kontinuum för höga vikt-% magnetit och mindre kornstorlekar på magnetiten.  Vidare undersöks om det finns någon optimal vikt-% magnetit vid uppvärmning av asfaltsmassan. Resultatet visar att det ur en värmeöverföringssynpunkt inte finns några begränsningar för hur mycket magnetit som kan blandas in.   Del 2 Ett fältförsök utfördes i Kungälv där både magnetitinblandad gjutasfalt och traditionell gjutasfalt lades ut. Båda asfaltstyperna tillverkades och värmdes upp i ett traditionellt gjutasfaltverk och utläggning skedde på Nordreälvsbron i Kungälv. Temperaturen mättes genom att temperaturgivare göts in i asfalten varefter mätvärden registrerades på olika höjdnivåer. Resultatet visade i stort på att den magnetitinblandade gjutasfalten avsvalnade långsammare än den traditionella, även om osäkerheter förekommer. Till exempel vad gäller nederbörd som påverkade asfaltstyperna olika.  Numeriska endimensionella simuleringar med simuleringsverktyget COMSOL Multiphysics har utförts för att jämföra med uppmätta värden från fältförsöket. Här konstateras att temperaturerna i den simulerade modellen avtar snabbare än vad som uppmätts i fältförsöket. Precis som vid fältförsöket noterades att den magnetitinblandade gjutasfalten svalnade av långsammare än den traditionella gjutasfalten. Osäkerheter vid modelleringen rör framförallt modellparametrarna.