Een consistent asfaltverwerkingsproces de afstemming tussen spreidmachine en wals

Transcriptie

1 Een consistent asfaltverwerkingsproces de afstemming tussen spreidmachine en wals Onderzoek naar operationele variabelen bij het spreiden en verdichten van asfalt Universiteit Twente BAM Infra Asfalt BAM Infra Regio Noordoost Wegen C.G. (Christiaan) Arbeider - s CEM Master Thesis Construction August 2016 University of Twente Master Civil Engineering and Management Construction Process Management 1

2 2

3 Colofon Rapport Product: Afstudeerrapport Titel: Een consistent asfaltverwerkingsproces - de afstemming tussen spreidmachine en wals Subtitel: Onderzoek naar operationele variabelen bij het spreiden en verdichten van asfalt Versie: Concept Eindrapport Omvang: 113 pagina s (+ 12 pagina s bijlagen) Datum: Auteur Naam: Studentnummer: adres: Onderwijsinstelling Universiteit: Faculteit: Opleiding: C.G. Arbeider BSc s c.g.arbeider@student.utwente.nl Universiteit Twente Faculteit Construerende Technische Wetenschappen (CTW) Master Civil Engineering and Management Afstudeercommissie Voorzitter: prof.dr.ir. A.G. Dorée - Universiteit Twente Begeleider intern: dr.ir. S.R. Miller - Universiteit Twente Begeleider extern: ir. M. Oosterveld - BAM Infra Asfalt Bron foto titelblad: M. Oosterveld 3

4 Voorwoord Voor u ligt het eindrapport van mijn afstudeeronderzoek, onderdeel uitmakend van de masteropleiding Civil Engineering and Management aan de Universiteit Twente te Enschede. Na het afronden van mijn bacheloronderzoek bij de Asfalt Centrale Hengelo (in het kader van ASPARi) was mijn interesse voor de wegenbouwsector dusdanig aangewakkerd, dat ik ook graag mijn afstudeeronderzoek binnen het ASPARi-netwerk wilde uitvoeren. Via Marco Oosterveld heb ik de mogelijkheid gekregen om dit bij de BAM te mogen doen. In een periode van ongeveer zes maanden heb ik het proces van asfaltspreiding en -verdichting nader beschouwd, met kortgezegd als doel om een methode te ontwikkelen om de gewenste afstemming tussen en wals en spreidmachine te creëren (te plannen), te monitoren en te evalueren. Dit rapport presenteert de bevindingen van dit onderzoek. Gedurende de gehele onderzoeksperiode hebben een aantal personen hun specifieke bijdrage geleverd en mij zodoende geholpen bij de totstandkoming van dit uiteindelijke onderzoeksrapport. Middels deze weg wil ik hen hier graag voor bedanken. In het bijzonder wil ik mijn begeleiders André Dorée en Seirgei Miller (ASPARi Universiteit Twente) en Marco Oosterveld (BAM Infra Asfalt) bedanken. Dhr. Dorée heeft met name geholpen door de onderzoeksrichting aan te geven en hierop aan te sturen en door mij van kritische, waardevolle feedback te voorzien. Mede hierdoor heb ik althans naar mijn mening het onderzoek en de analyses naar een kwalitatief hoger niveau kunnen brengen. Dhr. Miller wil ik bedanken voor zijn enthousiaste begeleiding, feedback en de waardevolle discussies die we gevoerd hebben. Ik kon altijd snel bij Seirgei terecht voor vragen, overleg of juist om gewoon even bij te praten. Dhr. Oosterveld wil ik bedanken voor zijn vele praktische bijdrages, tussentijdse feedback en het faciliteren van mijn onderzoek in de brede zin van het woord. Daarnaast heeft Marco me vaak betrokken bij diverse bijeenkomsten en projecten binnen de BAM, om mij zo ook kennis te laten maken met aspecten die niet direct relevant voor het onderzoek waren. Verder wil ik de beide asfaltploegen van BAM Infra Regio Noordoost Wegen bedanken voor hun medewerking, input en leuke omgang tijdens de dataverzameling voor dit onderzoek. Tot slot wil ik nog het (overige) personeel van BAM Infra Regio Noordoost Wegen bedanken voor de gemoedelijke omgang tijdens de stageperiode. Ook zij waren bereid om zaken toe te lichten en te helpen daar waar het mogelijk was. Daarnaast toonden ze geregeld interesse in de (tussentijdse) resultaten van mijn onderzoek, zorgden voor een prettige werksfeer en hebben mij veel inzicht verschaft in en betrokken bij hun dagelijkse activiteiten en werkzaamheden. Zo heb ik een mooi algemeen beeld kunnen vormen van de meest voorkomende bedrijfsprocessen en kunnen ervaren hoe het is om in de wegenbouwsector werkzaam te zijn. Tenslotte; met het afronden van dit onderzoek is tevens een einde gekomen aan mijn leuke en leerzame studietijd in Enschede. Graag wil ik ook via deze weg mijn ouders en broer bedanken voor hun onvoorwaardelijke steun in welk opzicht en op welke manier dan ook gedurende mijn gehele studietijd. Zonder deze steun zou ik mijn studietijd niet als zodanig hebben kunnen doorlopen. Christiaan G. Arbeider Drachten, 10 augustus

5 Samenvatting Een uniform en continu asfaltverwerkingsproces is een belangrijke voorwaarde om een asfaltlaag van goede kwaliteit op te leveren. Dit vereist op zijn beurt een goede werkvoorbereiding en organisatie van het verwerkingsproces. Echter blijkt dat op dit moment de keuze van de werkmethoden en inzet van materieel grotendeels gebaseerd is op ervaring, terwijl de keuzes die in dit stadium gemaakt worden een grote invloed op de uiteindelijke kwaliteit van de asfaltlaag zullen hebben. Door de selectie van werkmethode en keuze van materieel expliciet te maken, kan bijgedragen worden aan de verdere professionalisering van de wegenbouwsector. In dit rapport is een methode beschreven die planners, werkvoorbereiders en uitvoerders kan helpen bij het maken van keuzes over het aantal benodigde walsen en bij het genereren en evalueren van operationele strategieën in termen van verschillende waarden operationele variabelen op basis van de afstemming tussen de output van de spreidmachine en walsen. Wanneer de output van de spreidmachine en walscapaciteit op elkaar zijn afgestemd, zal dit - althans in ieder geval theoretischresulteren in een meer uniform en continue spreid- en verdichtingsproces. Op basis van de algemene (theoretische) beginselen van het asfaltverwerkingsproces, de relevante variabelen en de relaties daartussen, is de methode opgesteld. De opgestelde methode omvat het uitvoeren van zes stappen, waarbij men moet de beslissing moet nemen of de output van de spreidmachine óf de walscapaciteit als leidende factor wordt beschouwd. De methode wordt toegepast voor elk van de drie verdichtingsfase en heeft een iteratief karakter. In de eerste stap worden karakteristieken van het mengsel en de asfaltlaag vastgelegd. De tweede stap omvat de definitie van de walsfase en het vereiste aantal walsovergangen. In de derde stap wordt het type wals gekozen, terwijl in de vierde stap de beschikbare tijd voor verdichting moet worden bepaald, bijvoorbeeld met behulp van de PaveCool tool. In de vijfde stap worden operationele waarden voor zowel de spreidmachine als de walsen gedefinieerd en berekend. De zesde en laatste stap omvat het beoordelen van de modeloutput aan de hand van operationele randvoorwaarden. Om planners helpen bij de toepassing van de methode, is een Excel-interface opgezet waarin de berekeningen voor elke stap reeds zijn gedefinieerd. Dit zou de toepassingsgraad moeten bevorderen en de benodigde tijd voor het toepassen van de methode moeten beperken. De planningsmethode is gebaseerd op enkele, gemiddelde operationele waarden, terwijl tijdens het daadwerkelijke spreid- en verdichtingsproces variatie in operationele waarden te verwachten valt. Goede gemiddelde resultaten over het gehele wegvak betekenen niet meteen goede resultaten op elke subsectie van het wegvak. Daarom - wanneer men streeft naar een consistent proces - moet men niet alleen het proces plannen, maar ook het proces op intervalschaal monitoren en evaluren. Twee punten zijn van belang met betrekking tot monitoring en evaluatie; dit zijn gelijke output rates en het nog te verdichten oppervlak binnen de beschikbare tijd voor verdichting. In dit licht zijn empirische gegevens over spreidmachinesnelheid, walssnelheid en het aantal walsovergangen verzameld bij het monitoren van 12 asfaltverwerkingsprojecten. Gegevens van de wals zijn verzameld met behulp van het Hamm Quality IC systeem. De data kan dienen als startpunt voor de planningsberekeningen. Gemiddelde walssnelheiden liggen in de range van 2,6 km/u en 5,1 km/u (43 m/min - 85 m/min), afhankelijk van de verschillende kenmerken van het wegvak. Het gemiddelde aantal walsovergangen van één wals blijkt 4,8 op reguliere secties, terwijl gemiddeld 7,9 overgangen worden aangebracht bij de speciale secties (bijvoorbeeld bij naden, dichtbij vluchtheuvels etc.). heeft het wegontwerp dus een invloed hebben op de output rates, daar verschillende gemiddelde waarden voor 5

6 de walssnelheid en aantal walsovergangen worden waargenomen bij verschillende wegkarakteristieken. Daadwerkelijke overall walsoutput rates variëren tussen 996 m 2 /uur en 1826 m 2 /uur met corresponderende theoretische output rates van respectievelijk 1197 m 2 /uur en 2040 m 2 /uur. Efficiencyfactoren variëren tussen 0,832 (onregelmatige weggeometrie, stoepranden en obstakels) en 1,221 (recht stuk snelweg). De gemiddelde snelheid van de spreidmachine varieert tussen de 3,5 m/min en 4,9 m/min, met de output rates in de range van 1195 m 2 /uur en 1662 m 2 /uur. De gemonitorde projecten zijn geëvalueerd door zowel de werkelijke spreidmachineoutput als de theoretische en de werkelijke walsoutput te berekenen op intervalschaal en door na te gaan of de output rates gedurende het gehele proces op elkaar afgestemd waren. De resultaten van dit onderzoek laten zien dat het zeker nuttig is om output rates op intervalschaal te evalueren, daar van start tot eind veel variatie in output rates kan worden worden waargenomen. Deze variatie is het grootst tijdens de eerste meter van de weg in aanbouw. In de resterende meter waren de output rates meer constant. Zo zou men kunnen zeggen dat het proces enige tijd/afstand behoeft voordat sprake is van een min of meer consistent proces. Temperatuurgegevens van gemonitorde projecten kan erop wijzen dat in de meeste gevallen de machineoutput, walsoutput en beschikbare tijd voor verdichting niet goed op elkaar waren afgestemd, omdatverdichting vaak plaatsvond op te koud asfalt, gegeven de geadviseerde minimale verdichtingstemperatuur. De in dit onderzoek toegepaste theoretische concepten en opgestelde methodiek lijken geschikt voor het plannen, monitoren en (bij)sturen van het spreid- en verdichtingsproces. Monitoring op intervalschaal (in vergelijking tot monitoren op enkele, gemiddelde waarden over het gehele wegvak) resulteert in meer gedetailleerde informatie, meer mogelijkheden voor analyse en dus meer input voor aanbevelingen en verbeterpunten voor toekomstige projecten. Echter, vervolgonderzoek is gewenst om de plannings- en monitoringsmethodiek te verbeteren/aan te vullen op het gebied van accuraatheid, financiële aspecten, automatisering, real-time besturing, verdere dataverzameling en validatie. 6

7 Summary An uniform and continuous paving process is a prerequisite for a good quality asphalt layer. This in turn requires a proper work preparation and organization of the paving process. However, currently the selection of working methods and equipment allocation is largely based on experience, while the choices made will have a major impact on the final quality of the asphalt layer. By making the selection procedure of working method and equipment allocation more explicit, this can contribute to the further professionalization of the road construction sector. This report has described a method which can help planners in making decisions regarding the number of rollers required and with generating and evaluating operational strategies in terms of different values for different operational variables, based on the alignment between the paver output and the roller output/roller capacity. When paver output and roller capacity are aligned, this will result at least theoretically in a more uniform and continuous paving and compaction process. Based on general (theoretical) principles of the asphalt paving and compaction process, the relevant variables and relations between them, a setup for the method has been drafted. The drafted method comprises six steps, and one has to make the decision whether either the paver output or the roller output will be the leading factor. The method must be applied for each of the three compaction phases and has an iterative character. The first step focuses on the definition of layer characteristics. The second step encompasses the definition of the roller phase and required number of roller passes. In the third step the roller type is stipulated, while in the fourth step the available time for compaction has to be calculated e.g. by means of the PaveCool tool. In the fifth step the operational values for both paver and rollers are defined and calculated. The last step encompasses the assessment of the model output on operational boundary conditions. In order to assist planners in applying the alignment procedure, an Excel-based interface has been created, in which the calculations required for each step are predefined. This increases usability and decreases the time required for applying the method. The planning method is based on single average operational values, while during the actual paving and compaction process, variation in operational values can be expected. Good average results over the entire road section do not immediately imply good results on each subsection of the road. Therefore, when striving after a consistent process, one has not only to plan the process, but also to monitor the process on regular interval scale. Two key issues are relevant with respect to monitoring and evaluation; these are equal output rates and area still to be compacted within the limited time interval. In this light, empirical data on paver speed, roller speed and number of roller passes has been collected during the monitoring of 12 asphalt construction projects. Data of the roller has been gathered by means of the Hamm Compaction Quality IC system. The data can serve as a starting point for planning calculations. Average roller speeds are in the range of 2,6 km/h and 5,1 km/h (43 m/min 85 m/min), depending on the various characteristics of the road section. The average number of roller passes applied by one single roller turns out to be 4,8 on regular sections, while on average 7,9 passes are applied at the special sections (e.g. joints, near refuge islands etc.). Thus, the actual road design will have an influence on the output rates as different average values for roller speed and roller passes can be observed for different road geometries. Actual overall roller output rates vary between 996 m 2 /h and 1826 m 2 /h with corresponding 1197 m 2 /h and 2040 m 2 /h theoretical outputs. Efficiency factors vary between 0,832 (irregular road geometry, kerbs and obstacles) and 1,221 (straight highway section). On average the paver speed varies between 3,5 m/min and 4,9 m/min, with the output rates are in the range of 1195 m 2 /h and 1662 m 2 /h. 7

8 The projects monitored are evaluated by calculating both actual paver output and theoretical and actual roller output on interval scale and checking whether the output rates were aligned to each other during the whole construction process. The results of this analysis demonstrate that it is certainly beneficial to specify output rates on interval scale, as much variation in output rates can be observed during the process from start till end. For the monitored projects, the variation in output rates is highest in the first meter, while the output rates in the remaining meter are more constant. Thus, one could say the process needs some time/distance before it turns into a more or less consistent process. Temperature data of the project monitored may indicate that in most cases paver output, roller output and available time for compacted were not aligned properly, as compaction often took place on too cold asphalt, given the advised theoretical minimum compaction temperature boundary. The theoretical concepts applied in this research and the method drafted seem appropriate for planning and monitoring the paving and compaction process and for steering it towards an uniform process. Monitoring on interval scale (compared to monitoring single values over the entire road section) results in more detailed information, more opportunities for analysis and thus more input, recommendations or lessons learned for future projects. However, future research effort is required to improve the framework with respect to accuracy, financial aspects, automatization, real-time steering, continued data collection and validation of the planning method and monitoring framework. 8

9 Inhoudsopgave Colofon... 3 Voorwoord... 4 Samenvatting... 5 Summary... 7 Inhoudsopgave... 9 Lijst van figuren Lijst van tabellen Introductie van het onderzoek Projectkader en aanleiding Probleemstelling Doelstelling Onderzoeksmodel Vraagstelling Begripsbepaling en afbakening Onderzoeksmethodiek en strategie Theorie over asfaltverdichting en afkoeling Soorten asfalt en lagen Bouwstoffen van asfalt Soorten lagen Type asfaltmengsels Verdichting van asfalt Theoretische principes bij verdichting Walsfasen Walsmaterieel Uitvoeringsprincipes en walspatroon Afkoeling van asfalt Factoren van invloed op afkoeling Voorspelling van de afkoeling van asfalt Gevoeligheidsanalyse van het PaveCool-model PaveCool in de praktijk Variabelen bij het verdichtingsproces Relevante variabelen

10 3.1.1 Variabelen van de spreidmachine Variabelen van de wals Karakteristieken en variabelen van het werkvak Opdeling van variabelen naar mate van zekerheid en beïnvloedbaarheid Relaties tussen de variabelen Karakteristieke waarden Basisopzet beslismodel Wat is leidend in het model? Onderliggend walspatroon Formules in het model Stappen in het beslismodel Voorbeeldberekening Dataverzameling en data-analyse Hamm Compaction Quality HCQ Navigator software en Veta 4.0 software Asfaltverdichting in de praktijk Voorbereiding en instructies aan de asfaltploeg Inzichten uit eerdere PQi-metingen bij de BAM Algemene gegevens van gemonitorde projecten Snelheid en werkbreedte van spreidmachine Inzet walsmaterieel Gehanteerde walsstrategie Gewalste breedte Lengte van één walsbeweging Gemiddelde snelheid bij het walsen Aantal walsovergangen Invloed van water tanken Temperatuur bij asfaltverdichting Output rates van spreidmachine en walsen Output van de spreidmachine Theoretische en werkelijke output van de wals Afstemming tussen spreidmachine en wals Discussie

11 Conclusies Aanbevelingen Geciteerde werken Bijlage 1: Overzicht asfaltmengsels RAW 2010 systematiek Bijlage 2: Inputgegevens van PaveCool Bijlage 3: Beschikbare tijd voor het verdichten van asfalt onder verschillende omstandigheden Bijlage 4: Screenshot Excelsheet Bijlage 5: Afstemming in output rates

12 Lijst van figuren Figuur 1: Concept van optimaal verdichtingsinterval in temperatuur en tijd (Vasenev, Bijleveld, Hartmann, & Doree, 2012) Figuur 2: Onderzoeksmodel Figuur 3: Begripsbepaling walsstrategie (afbeelding vrij bewerkt naar (VBW-Asfalt, 2003)) Figuur 4: Ondervulde, gevulde en overvulde mengsels (VBW-Asfalt, 2000) Figuur 5: Overzicht typen walsen (VBW-Asfalt, 2003) Figuur 6: Overlap bij een bandenwals (HAMM AG, 2010) Figuur 7: Walsrolkarakteristiek (VBW-Asfalt, 2003) Figuur 8: Algemeen walspatroon (Asphalt Institute, 1989) (Vasenev, Hartmann, & Dorée, Employing a Virtual Reality Tool to Explicate Tacit Knowledge of Machine Operators, 2013) Figuur 9: Interface PaveCool Figuur 10: Gevoeligheidsanalyse PaveCool Figuur 11: Relaties tussen relevante variabelen Figuur 12: Output van verschillende typen walsen (Floss, 2001) Figuur 13: Keuzeproces alternatief Figuur 14: Keuzeproces alternatief Figuur 15: Walspatroon beslismodel Figuur 16: HCQ DGPS-ontvanger ( Hamm AG, 2011) Figuur 17: Temperatuursensor Hamm Figuur 18: HCQ Navigatorscherm (HAMM AG, s.d.) Figuur 19: Interface HCQ Navigator Figuur 20: Interface Veta Figuur 21: Locatie- en tijdsbepaling van de spreidmachine in APEX Figuur 22: Acceleratie Hamm DV90 tandemwals Figuur 23: Voorbeeld histogram walssnelheid Figuur 24: Voorbeeld histogram aantal walsovergangen Figuur 25: Voorbeelden van compaction contour plots Figuur 26: Voorbeeld histogrammen walstemperatuur Figuur 27: Voorbeeld punt-analyse temperatuurmeting Figuur 28: Werkelijke en voorspelde afkoeling op locatie Figuur 29: Werkelijke en voorspelde afkoeling op locatie Figuur 30: Output rates over locatie Figuur 31: Theoretische walsouput over locatie Figuur 32: Gespreid en verdicht oppervlak Figuur 33: Verstoord GPS-signaal als gevolg van aanwezigheid van bomen

13 Lijst van tabellen Tabel 1: Overzicht walstypen en verdichtingsprincipe (gebaseerd op Schröder, 2010) Tabel 2: Toepassingen en geschiktheid van typen walsen (Floss, 2001) Tabel 3: In de praktijk geobserveerde walsvolgordes (Bijleveld, 2015) Tabel 4: Basiscondities en ranges voor gevoeligheidsanalyse Tabel 5: Variabelen van de spreidmachine Tabel 6: Variabelen van de walsmachine Tabel 7: Karakteristieken en variabelen van het werkvak Tabel 8: Onzekerheid en beïnvloedbaarheid van variabelen Tabel 9: Karakteristieke waarden spreidmachine Tabel 10: Karakteristieke waarden wals Tabel 11: Aanbevolen walssnelheden Tabel 12: Geschat aantal benodigde walsovergangen Tabel 13: Opties voor walstypen Tabel 14: Aanbevolen snelheden voor de spreidmachine Tabel 15: Algemene gegevens gemonitorde projecten Tabel 16: Karakterisering operationele werkwijze bij het spreiden van asfalt Tabel 17: Overzicht walsinzet en walsvolgorde Tabel 18: Breedtes bij gemonitorde projecten Tabel 19: Overzicht walssnelheden Tabel 20: Aantal walsovergangen Tabel 21: Temperatuurintervallen per walsfase Tabel 22: Overzicht walstemperaturen Tabel 23: Werkelijke gemiddelde output van de spreidmachine Tabel 24: Vergelijking theoretische en werkelijke output

14 1. Introductie van het onderzoek In dit eerste hoofdstuk wordt het onderzoeksontwerp voor dit Masteronderzoek uiteengezet. Het onderzoeksontwerp geeft de structuur van het onderzoek weer en heeft een sturingsfunctie tijdens de uitvoering van het onderzoek. Bij het opzetten van dit onderzoeksontwerp is gebruik gemaakt van het boek Het ontwerpen van een onderzoek (Verschuren & Doorewaard, 2007). In dit boek worden elementen die deel (kunnen) uitmaken van een onderzoeksopzet gepresenteerd en beschreven. Eerst wordt het onderzoekskader/de aanleiding van het onderzoek beschreven. Daarna volgen de probleemen doelstelling. Vervolgens komen het onderzoeksmodel, de onderzoeksvragen en begripsbepaling en afbakening aan bod. Ten slotte wordt de onderzoeksmethodiek en strategie beschreven. 1.1 Projectkader en aanleiding In deze paragraaf wordt het projectkader en de aanleiding van het onderzoek besproken. Aan bod komt achtereenvolgens het belang van betrouwbare infrastructuur, de veranderingen in de bouw- en infrasector en het belang van een kwalitatief goed product, de hedendaagse uitvoeringspraktijk en de belangrijkste kenmerken van en aandachtspunten bij het asfaltverwerkingsproces. Betrouwbare infrastructuur Infrastructuur in het algemeen en wegen in het bijzonder zijn van groot belang voor onze maatschappij. De aangelegde infrastructuur heeft een effect op het functioneren van de maatschappij. Ten eerste is (kwalitatief goede) infrastructuur een randvoorwaarde voor het publieke welzijn. Infrastructuurnetwerken bieden het platform voor economische en sociale ontwikkeling. Daarnaast voorziet infrastructuur in toenemende mate in de recreationele en andere behoeften van de gemeenschap (Hartmann, 2015). Wegen zijn van groot belang voor het personen- en goederenvervoer. In 2014 werd in Nederland 82% van de goederen over de weg getransporteerd (CBS, 2015) en werd in totaal ruim 104 miljard kilometer door personenauto s op het Nederlandse wegennet afgelegd (CBS, 2015). Deze cijfers duiden de belangrijkheid van een kwalitatief goed wegennet. Civieltechnische objecten, waaronder asfaltwegen moeten betrouwbaar en beschikbaar zijn (Klatter, Vrouwenvelder, & van Noortwijk, 2009). Betrouwbaarheid refereert naar de waarschijnlijkheid dat een object zijn beoogde functie vervult, inclusief structurele veiligheid. Beschikbaarheid refereert naar de ratio van tijd waarin het object in staat is zijn functie te vervullen, gegeven een bepaalde vaste tijdsinterval (Klatter, Vrouwenvelder, & van Noortwijk, 2009). Het is aan de civiel ingenieur om in een zo groot mogelijke betrouwbaarheid en beschikbaarheid te voorzien. Het aanleggen van wegen met een lange functionele levensduur en een grote mate van beschikbaarheid lijkt evident, maar is niet altijd vanzelfsprekend. Onderzoek gefocust op methoden en praktijken om dit te bewerkstellingen is daarom van groot belang. Veranderingen in de bouwsector De bouw- en infrasector is continu onderhevig aan veranderingen. In de afgelopen jaren is een verschuiving van het publieke naar het private domein waar te nemen als het gaat om de aanleg, het beheer en onderhoud van infrastructuur (van der Velde, Klatter, & Bakker, 2013). De veranderingen hebben zowel betrekking op de opdrachtgevers als op de opdrachtnemers. Overheden worden geconfronteerd met krimpende budgetten voor infrastructuur, terwijl het publiek een betere kwaliteit, meer transparantie in het overheidsfunctioneren, een grotere efficiency en kortere doorlooptijden met betrekking tot kwaliteitsverbetering vergt (van der Velde et al., 2013; Hartmann, 2015). 14

15 Sinds de jaren 90 hebben innovatieve aanbestedingsvormen hun intrede in de bouwsector gedaan. De roep om innovatieve aanbestedingsvormen kwam voort uit de onvrede over de slechte samenwerkingsrelaties en prijsselectie op grond van laagste inschrijfprijs die gebruikelijk is bij traditioneel aanbesteden. De bouwfraude die in 2001 aan het licht kwam en een grote impact op de vertrouwensrelatie tussen opdrachtgever en nemer had, heeft de discussie omtrent nieuwe contractvormen tevens aangewakkerd (Dorée, Caerteling, & Holmen, 2003) (Dorée, 2004). Voorbeelden van deze nieuwe contractvormen zijn de Design and Construct (D&C) en Design, Build, Finance and Maintain (DBFM) contractgroepen (Rijkswaterstaat, 2016). De nieuwe aanbestedingsvormen hebben als kenmerk dat aannemers niet alleen meer voor de uitvoering verantwoordelijk zijn, maar ook voor de ontwerpactiviteiten en eventueel voor de financiering, het onderhoud en de exploitatie. De nieuwe contractvormen hebben (dus) geleidt tot een verschuiving in rollen van cliënt en aannemer (Bijleveld, 2015). Met deze verschuiving in rollen gaat ook een verschuiving in verantwoordelijkheid en risico s gepaard. De verantwoordelijkheden en risico s komen nu op de schouders van de aannemers terecht, in plaats van dat ze gedragen worden door de opdrachtgever. Daartegenover staat meer vrijheid in de keuzes van mengsel, constructie en uitvoeringswijze. Dit maakt aannemers minder uitwisselbaar en stimuleert concurrentie op kwaliteit in plaats van concurrentie op laagste prijs (Doree, Miller, & ter Huerne, 2008) (Bijleveld, 2015). De prestatiecontracten die opdrachtgevers hedendaags uitschrijven, gaan gepaard met langere garantieperiodes (Doree, Miller, & ter Huerne, 2008). Daardoor wordt voor het voor aannemers steeds belangrijker om de uitvoeringskwaliteit zeker te stellen, aangezien aannemers aansprakelijk zullen worden gesteld voor onvolkomenheden binnen de garantietermijn. Samengevat; de invoering van prestatiecontracten met langere garantietermijnen, toegenomen competitie en de noodzaak tot onderscheiding noopt wegenbouwers tot het verder professionaliseren van de uitvoeringsfase om zo asfaltlagen van goede kwaliteit te leveren. Het is namelijk de uitvoeringsfase waarin de uiteindelijke beoogde kwaliteit van de asfaltlaag wel of niet gerealiseerd wordt (Doree, Miller, & ter Huerne, 2008) (Bijleveld, 2015). Hedendaagse uitvoeringspraktijk Al sinds 2005 is een research unit binnen de Universiteit Twente bezig met onderzoek met als doel om de asfaltwegenbouwsector (verder) te professionaliseren. In 2006 heeft dit geleid tot de oprichting van ASPARi ("Asfalt Sector Professionalisering, Research & Innovatie"), een netwerk van organisaties die met elkaar samenwerken ter versterking van de professionaliteit in asfaltwegenbouw. Elf aannemers maken deel uit van het ASPARi-netwerk (ASPARi). Inmiddels is een aanzienlijke hoeveelheid publicaties voortgekomen uit het onderzoek verricht in het kader van het ASPARi-netwerk. Zie hiervoor ook de website van de research unit; Onderzoek vanuit het ASPARi-netwerk heeft veelvuldig betoogd dat de huidige werkmethodes binnen de wegenbouw veelal gebaseerd zijn op impliciete kennis en ervaring/vakmanschap. Machinisten werken op gevoel en op de ervaring opgedaan in eerdere projecten (Dorée & ter Huerne, 2006) (Simons & ter Huerne, 2008) (Miller, 2010) (Bijleveld, 2015). Onderzoek van Bijleveld (2015) heeft aangetoond dat een grote variabiliteit bestaat in belangrijke parameters van het asfaltverwerkingsproces en in operationele werkzaamheden en tevens dat instructies voor operationele werkzaamheden onduidelijk zijn of soms zelfs missen. Dit is relevant met het oog op de kwaliteit van de asfaltlaag. 15

16 Om de huidige operationele werkmethodes zoals gebruikt op de bouwplaats te verbeteren en om de variabiliteit te reduceren en consistentie te vergroten, is het nodig om meer te werken op basis van gerichte operationele strategieën i.p.v. op basis van impliciete kennis (Bijleveld, 2015). Daarvoor is het nodig om de relevante operationele parameters te identificeren en de relaties tussen deze parameters te onderzoeken (Simons & ter Huerne, 2008). Door de variabiliteit in het uitvoeringsproces te verminderen, is het aannemelijk dat dit de uiteindelijke kwaliteit van de asfaltlaag ten goede zal komen (Bijleveld, 2015). Het asfaltverwerkingsproces In deze sectie zullen kort de stappen van het asfaltverwerkingsproces besproken worden. Aan bod komen de algemene principes en de probleempunten die hieraan verbonden zijn. Het asfaltverwerkingsproces kan grofweg worden ingedeeld in de klassieke vier fasen. De eerste fase is de productiefase. Daarna volgt de transportfase. De derde fase omvat het spreiden van het asfalt. In de vierde fase wordt het asfalt verdicht (Asphalt Institute, 1989) (NCAT, 1996) (VBW-Asfalt, 2000) (Miller, 2010) (Bijleveld, 2015). De vijfde fase is de ontwerpfase, die voorafgaat aan de andere vier fasen (en dus eigenlijk de eerste fase is). Onder de ontwerpfase vallen de dimensionering van de wegconstructie en het mengselontwerp, waarbij men middels laboratoriumproeven inzicht probeert te verkrijgen in toekomstig het gedrag van het asfaltmengsel (VBW-Asfalt, 2000). In de productiefase wordt het asfalt geproduceerd bij een asfaltcentrale. In deze centrale worden de bouwstoffen van asfaltmengsels (in het algemeen: aggregaat, zand, vulstof en bitumen) in de juiste verhouding gemengd, nadat het materiaal verwarmd en gedroogd is. Het gerede product wordt tijdelijk opgeslagen in opslagbunkers totdat het asfaltmengsel opgehaald wordt door de transporteur. Deze brengt het warme asfalt naar de bouwplaats. Dit transport gebeurt met vrachtauto s voorzien van geïsoleerde laadbakken. De temperatuur van het HMA-asfaltmengsel varieert in deze fase van 130 tot 170 C (VBW-Asfalt, 2000). Omdat het asfaltmengsel niet teveel mag afkoelen, is de transportafstand beperkt. De maximale transportafstand hangt samen met de transporttijd tussen asfaltcentrale en bouwplaats gecombineerd met de afkoelingssnelheid van het mengsel. Een goede werkvoorbereiding en organisatie, waaronder de afstemming tussen asfaltproductie, -transport en -verwerking is essentieel (VBW-Asfalt, 2000). De transportfase is van groot belang bij het verwerkingsproces en het kan een groot effect hebben op de uiteindelijke kwaliteit van het asfalt (Bijleveld, 2015). Een continue aanvoer is van groot belang. Uniformiteit en een continue verwerking zijn een voorwaarde voor een goede kwaliteit (Asphalt Institute, 1989) (Bijleveld, 2015). In 2008 en in 2010 is door Marleen Boenders en Robbert Koppenhagen onderzoek verricht bij de BAM naar de planning en voorspelbaarheid van de asfaltlogistiek. Het asfaltmengsel wordt direct vanuit de vrachtauto of indirect d.m.v. een bijvoorbeeld een Material Transfer Vehicle (MTV) in de hopper van de asfaltspreidmachine geplaatst. Met behulp van transportbanden wordt het mengsel naar het afwerkgedeelte van de asfaltspreidmachine getransporteerd. De spreidmachine spreidt het asfaltmengsel over de gewenste breedte met de gewenste laagdikte. Daarnaast zorgt de spreidmachine voor een zekere voorverdichting van de asfaltlaag (VBW-Asfalt, 2000). De snelheid van de ASM is kritisch voor een continu verwerkingsproces. Een te hoge snelheid van de ASM kan veel stopplaatsen tot gevolg hebben, als er te weinig aanvoer van de trucks is. Een te lage snelheid leidt echter tot een beperkte productiviteit. Een belangrijk aandachtspunt bij het bepalen van de snelheid van de ASM is dat de capaciteit (oppervlakte/tijdseenheid) niet de beschikbare walscapaciteit overschrijdt (Bijleveld, 2015). 16

17 De laatste fase van het asfaltverwerkingsproces omhelst de verdichting van de asfaltlaag. Verdichting is het proces waarin het asfaltmengsel een kleinere volume krijgt door het mengsel samen te drukken. De verdichting wordt als succesvol beschouwd indien de asfaltlaag een optimale percentage holle ruimte en dichtheid heeft (Asphalt Institute, 1989). In deze fase wordt de uiteindelijke sterkte en vlakheid van de asfaltlaag gecreëerd. Volgens VBW-Asfalt (2000) heeft de uiteindelijke dichtheid een grote invloed op de weerstand tegen vervorming en de duurzaamheid van het asfalt. Daarom is de verdichtingsfase een belangrijke fase. Het is de laatste fase waarin operationele discontinuïteiten de uiteindelijke kwaliteit van de asfaltlaag kunnen beïnvloeden (Miller, 2010). Voor het verdichten zijn meerdere walstypen beschikbaar en kunnen verschillende walsprocedures of - strategieën gevolgd worden (VBW-Asfalt, 2000). Volgens Vasenev (2015), speelt de geometrie van de te asfalteren weg een rol in de keuze voor een walsstrategie. Een machinist zal een andere strategie hanteren bij het walsen van een rechte weg dan bij bochten en kruisingen en rotondes. Diverse factoren zijn van invloed op het verdichtingsproces. De belangrijkste volgens (VBW-Asfalt, 2000) zijn de volgende: Type en gewicht van de wals, het aantal walsovergangen, de samenstelling van het asfalt en de eigenschappen van de materialen, de temperatuur tijdens het verdichten, de eigenschappen van de onderlaag, de laagdikte en de weersomstandigheden. De belangrijkste invloedfactoren volgens (Asphalt Institute, 1989) zijn: Asfaltsamenstelling en eigenschappen van aggregaat, bitumen en asfalttemperatuur, weersomstandigheden en laagdikte. De belangrijkste invloedfactoren volgens (NCAT, 1996) zijn: Temperatuur van het te verdichten asfalt, laagdikte, ondergrondtemperatuur, omgevingstemperatuur, windsnelheid. De bovengenoemde invloedfactoren kunnen opgedeeld worden in drie categorieën; omgevingsfactoren (o.a. temperatuur, windsnelheid en ondergrondtemperatuur), materiaaleigenschappen (laagdikte, temperatuur, samenstelling/type asfalt) en uitvoeringskarakteristieken (type en gewicht van de walsen en aantal walsovergangen). Wat uiterst opvallend is, is dat de drie geraadpleegde handboeken niet of nauwelijks ingaan op de operationele variabelen die een rol spelen bij het verdichtingsproces, zoals snelheden van wals en spreidmachine en werkbreedtes, breedtes. De genoemde invloedsfactoren in de drie geraadpleegde handboeken bevinden zich op een hoger abstractieniveau. De invloedsfactoren in de daadwerkelijke uitvoeringsfase lijken onderbelicht. Onder invloed van de omgevingsfactoren koelt het asfalt af. Dat zorgt ervoor dat walsmachinisten een beperkte tijd hebben om het asfalt te verdichten (Miller, 2010) (Vasenev, Bijleveld, Hartmann, & Doree, 2012). Diverse temperatuursintervallen worden in de literatuur genoemd, bijvoorbeeld C (Asphalt Institute, 1989) of C (NCAT, 1996). Volgens Kari (1967) zoals geciteerd door (Miller, 2010) kunnen er twee problemen tijdens de verdichting van asfaltmengsels optreden die samenhangen met de grenswaarden van het verdichtingsinterval. Een asfaltmengsel kan overstressed zijn (vaak bij een te hoge temperatuur) of het mengsel kan understessed zijn (vaak bij een te lage temperatuur). In een overstressedsituatie ontbreekt het de asfaltlaag aan stabiliteit om het gewicht van de walsen te dragen, terwijl in een understressedsituatie de verdichtingskracht te laag is om de dichtheid van het van het asfaltmengsel te vergroten. Dit heeft een optimaal tijds- en temperatuurinterval tot gevolg. Zie Figuur 1. 17

18 Figuur 1: Concept van optimaal verdichtingsinterval in temperatuur en tijd (Vasenev, Bijleveld, Hartmann, & Doree, 2012). In de samenhang die bestaat tussen optimale verdichting, beschikbare walstijd en de te verdichten hoeveelheid asfalt (in m 2 of tonnen) speelt de keuze van het type walsen en afmetingen, de walssnelheid een belangrijke rol (VBW-Asfalt, 2000). De selectie van werkmethoden en materieel is in belangrijke mate gebaseerd op ervaring (Simons & ter Huerne, 2008), terwijl deze keuzes een grote invloed hebben op de kwaliteit van het asfalt. Door de selectie van werkmethode en keuze van materieel expliciet te maken, kan bijgedragen worden aan de verdere professionalisering van de wegenbouwsector. 1.2 Probleemstelling Walsmachinisten moeten binnen de grenzen van een beperkt tijds- en temperatuurinterval het walsproces voltooien. Dit tijdsinterval loopt vanaf het moment dat de asfaltspreidmachine start tot het moment dat het asfalt dusdanig is afgekoeld dat het niet meer verdicht kan worden. Om tot een goede kwaliteit te komen moet dit tijdsinterval zo goed mogelijk door de walsmachinisten gebruikt worden. Tot op heden is weinig bekend over hoe dit tijdsinterval consistent, effectief en efficiënt gebruikt kan worden met het oog op de snelheid van de asfaltspreidmachine, aantal walsen, type walsen, gemiddelde snelheid van de walsen, karakteristieken van het wegvak en de relevante relaties hiertussen. Dit gebrek aan kennis bemoeilijkt het specifiek plannen van materieelinzet op tactisch niveau en het toepassen van gerichte walsstrategieën op operationeel niveau. 1.3 Doelstelling Het doel van het onderzoek is het doen van aanbevelingen op het gebied van materieelinzet en te hanteren walsstrategieën zodat een asfaltlaag gegeven de heersende condities op en karakteristieken van het werk binnen het beperkte tijdsinterval efficiënt en uniform verdicht kan worden, door relevante variabelen en de relaties tussen de relevante variabelen van walsen, asfaltspreidmachine en werkvak te definiëren, te monitoren, te analyseren en te verenigen in een (beslis)model. 1.4 Onderzoeksmodel In navolging op het projectkader en de geformuleerde probleem- en doelstelling is een onderzoeksmodel opgezet. Het onderzoeksmodel is een schematische weergave van het doel van het 18

19 onderzoek en geeft de globale stappen weer die gezet moeten worden om dit doel te bereiken en zou de logica van het onderzoek moeten weerspiegelen. (Verschuren & Doorewaard, 2007). In Figuur 2 is het onderzoeksmodel voor dit onderzoek weergegeven. Figuur 2: Onderzoeksmodel De eerste fase van het onderzoeksmodel betreft de bestudering van de theorie over 6 aspecten, verdeeld over twee thema s. Het eerste thema focust op de algemene theorie omtrent asfaltmengsels, verdichting en afkoeling. Aandacht zal gericht worden op de in de literatuur bekende wijze van verdichting, hoe de afkoeling van asfalt verloopt en hoe deze afkoeling voorspeld kan worden. Deze kennis moet als basis voor het onderzoek dienen. Het tweede thema binnen het literatuuronderzoek richt zich op de karakteristieken van de wals, asfaltspreidmachine en het werkvak en hoe deze aan elkaar gerelateerd zijn en welke implicaties dit heeft voor het asfaltverwerkingsproces. De theoretische informatie vormt de basis voor het beslismodel. Op basis van deze theorie kan bepaald worden op welke karakteristieken en variabelen gefocust moet worden bij het empirisch gedeelte van het onderzoek. De tweede fase van het onderzoek is gericht op de praktijk en bestaat uit drie aspecten. Het eerste aspect is gericht op het expliciet maken van de operationele keuzes omtrent de werkvoorbereiding en planning van asfalteringsprojecten en het expliciet maken van de instructies die voor dat specifieke project aan de asfaltploeg meegegeven worden. Deze informatie kan vervolgens gekoppeld worden aan de theoretische basis. Het tweede aspect richt zich op de bestudering van de empirische data die eerder is verzameld bij de zogenaamde PQi-metingen en te onderzoeken welke inzichten aan deze data ontleend kunnen worden. Het derde aspect omhelst de observatie bij een aantal praktijkcases. De bedoeling is om bij een aantal projecten de materieelinzet en walsstrategie te observeren en vast te leggen en daarbij te focussen de karakteristieken zoals gevonden bij de literatuurstudie. Door deze informatie vast te leggen, wordt meer inzicht verkregen in de gehanteerde operationele werkwijze bij asfaltverwerking. Deze informatie kan gebruikt worden als input van het theoretische model, daar het hier om representatieve informatie van een asfaltploeg gaat. 19

20 De derde fase van het onderzoek richt zicht op de data-analyse. De data zoals verkregen uit de metingen bij de praktijkcases wordt tijdens dit deel verwerkt en geanalyseerd. Door de data van de walsen te koppelen aan de data van de spreidmachine, kunnen de projecten geëvalueerd worden in termen van uniformiteit en efficiëntie. De data verkregen uit praktijkmetingen kan gekoppeld worden aan de in de theorie gevonden gegevens. Door grenswaarden in output van materieel bij specifieke situaties te linken aan de beperkte verdichtingstijdintervallen als gevolg van afkoeling, kan inzicht verkregen worden in het benodigde materieel voor het uitvoeren van het asfaltverwerkingsproces. Een mogelijkheid is om de vergaarde inzichten te verifiëren door ze toe te passen bij een of meerder asfalteringsproject(en). In het vierde deel en laatste deel van het onderzoek moet de vergaarde kennis en inzichten zoals opgedaan in de vorige drie fases vertaald worden naar conclusies en aanbevelingen voor de BAM. In deze fase moet getracht worden om in de doelstelling van het onderzoek (zoals geformuleerd in paragraaf 1.3) te voorzien. Dus het doen van aanbevelingen op het gebied van inzet van materieel en te hanteren walsstrategieën, die aansluiten bij en toepasbaar zijn op de huidige praktijk. 1.5 Vraagstelling In deze paragraaf komen de onderzoeksvragen voor dit onderzoek aan bod. Aan de hand van de antwoorden op de onderzoeksvragen, moet voorzien kunnen worden in het bereiken van de doelstelling van het onderzoek (Verschuren & Doorewaard, 2007). Op basis van de doelstelling en het onderzoeksmodel is de volgende hoofdvraag geformuleerd: Met welk materieel en met welke walsstrategie kan binnen het beperkte tijdsinterval een asfaltlaag efficiënt en uniform verdicht worden, gegeven de heersende condities en de karakteristieken van het werk? Deze hoofdvraag is onderverdeeld in vijf centrale onderzoeksvragen. Per centrale onderzoeksvraag zijn twee of meerdere deelvragen geformuleerd. Theorie 1. Met welk materieel en op welke manier kunnen verschillende soorten asfalt verdicht worden en welke factoren zijn van invloed op de beschikbare tijd voor verdichting? 1.1 Welke soorten asfalt en soorten lagen worden gedefinieerd in de literatuur? 1.2 Hoe wordt het asfalt verdicht? Welke theoretische principes zijn van toepassing op het verdichtingsproces? Welke fasen en processen onderscheidt men bij het verdichten van het asfalt? Welk materieel wordt gebruikt om het asfalt te verdichten? Welke uitvoeringsprincipes en walspatronen worden gedefinieerd in de literatuur? 1.3 Hoe verloopt de afkoeling van asfalt? Welke factoren hebben invloed op de afkoeling van asfalt? Hoe kan de beschikbare tijd voor verdichten van asfalt voorspeld worden? 20

21 2. Welke variabelen zijn van belang bij het verdichtingsproces en, welke relaties bestaan er tussen deze variabelen en wat zijn karakteristieke waarden voor deze variabelen? 2.1 Welke variabelen zijn van belang voor het verdichtingsproces? Welke variabelen van de asfaltspreidmachine zijn relevant? Welke variabelen van de walsen zijn relevant? Welke variabelen van het werkvak/wegontwerp zijn relevant? 2.2 Welke relaties bestaan tussen deze variabelen? 2.3 Wat zijn karakteristieke (grens)waarden voor de relevante variabelen? Empirie 3. Welke operationele werkwijze wordt aangehouden wat betreft asfaltspreiding? 3.1 Met welke gemiddelde snelheid wordt het asfalt gespreid? 3.2 Wat is de werkbreedte van de spreidmachine? 4. Welke operationele werkwijze wordt aangehouden wat betreft asfaltverdichting? 4.1 Op welke wijze wordt het werk voorbereid in termen van materieelinzet en instructies voor de asfaltploeg? 4.2 Welke inzichten kunnen worden ontleend aan de vastgelegde PQi-data van eerdere asfalteringsprojecten? 4.3 Hoeveel en welke typen walsen worden in welke volgorde ingezet? 4.4 Welke walsstrategie wordt toegepast? Over welke breedte wordt gewalst? Over welke lengte (van één walsbeweging) wordt gewalst? Met welke gemiddelde snelheid wordt gewalst? Hoeveel walsovergangen worden op één locatie gemaakt? Hoe wordt omgegaan met de watervoorraad en bevoorrading van de walsen? 4.5 Binnen welk temperatuurinterval vindt het walsproces plaats? Analyse 5. Welke patronen zijn waar te nemen tussen de operationele en theoretische werkwijze (output rates) van asfaltspreiding en werkwijze bij asfaltverdichting? 5.1 Wat zijn de theoretische en werkelijke output rates van spreidmachine en wals? 5.2 In hoeverre zijn de theoretische walsoutput rates en daadwerkelijke walsoutput rates op elkaar afgestemd (i.e. wat zijn de effiencyfactoren)? 21

22 5.3 In hoeverre zijn de daadwerkelijke, operationele output rates van spreidmachine en wals op elkaar afgestemd? Doel 6. Met welk materieel en met welke walsstrategie kan binnen het beperkte tijdsinterval een asfaltlaag efficiënt en uniform verdicht worden, gegeven de heersende condities en de karakteristieken van het werk? 1.6 Begripsbepaling en afbakening In deze sectie worden de belangrijkste begrippen van het onderzoek toegelicht/gedefinieerd en wordt het onderzoek afgebakend. Begripsbepaling Om ervoor te zorgen dat de doelstelling eenduidig geïnterpreteerd kan worden, worden hier de kernbegrippen van de doelstelling nader ingevuld en geconcretiseerd (=begripsbepaling). De invulling van de kernbegrippen bepaalt in sterke mate welk soort materiaal verzameld moet worden (Verschuren & Doorewaard, 2007) en geeft daarom sturing bij het uitvoeren van onderzoek. In dit onderzoek wordt verstaan onder; Materieel: Het aantal en type walsen en spreidmachine(s). Walsstrategie: De werkwijze die de walsmachinist hanteert of zou kunnen hanteren in termen van starttijd, afstand tot de spreidmachine, gemiddelde snelheid, lengte van de één walsgang, te verwerken breedte door één wals en de overlap met voorgaande walsgang, gegeven de snelheid van de asfaltspreidmachine. Zie hiervoor Figuur 3. Figuur 3: Begripsbepaling walsstrategie (afbeelding vrij bewerkt naar (VBW-Asfalt, 2003)) Beperkte tijdsinterval: Het tijdinterval waarbinnen het walsproces voltooid dient te worden. Dit tijdinterval start op het moment dat het asfalt de bovengrenswaarde van de verdichtingstemperatuur heeft en eindigt wanneer de ondergrenswaarde van de verdichtingstemperatuur door afkoeling is bereikt. Efficiënt: Zonder inzet van onnodige middelen, doelmatig en niet langer dan nodig. 22

23 Uniform: Een (theoretisch) gelijk aantal walsovergangen op elke plaats van de aan te leggen asfaltlaag, maar ook; een walsoutput gelijk aan de spreidmachineoutput. Heersende condities: De weersomstandigheden in termen van luchttemperatuur, ondergrondtemperatuur, windsnelheid en bewolkingsgraad. Karakteristieken van het werk: De geometrie (lengte, breedte, kromming) van het aan te leggen wegvak, de dikte van asfaltlaag, aanwezigheid van objecten en mate van handwerk. Afbakening Bekend is dat er zeer veel parameters van invloed zijn op het verdichtingsproces (o.a. de mengseleigenschappen, de meteorologische omstandigheden, de ondergrond, type walsen en hun (technische) eigenschappen). Dit leidt tot een (nagenoeg) oneindig aantal combinaties die kunnen optreden bij het verdichtingsproces. Het zou van een onrealistische ambitie getuigen om binnen dit afstudeeronderzoek een model te ontwikkelen dat voorziet in dit oneindig aantal combinaties. Door echter keuzes te maken die het aantal mogelijkheden reduceert, kan het wel mogelijk zijn dit model invulling te geven en om zodoende in de doelstelling van het onderzoek te voorzien. In algemene zin kan er gekozen worden voor een brede, maar statistisch beperkte dataverzameling (meerdere types mengsels, lagen en laagdiktes etc.) of een specifieke, maar statistisch significantere dataverzameling (één type mengsel, laag en laagdikte). In dit onderzoek is vanuit praktische overwegingen voor de eerste optie gekozen. Binnen de beperkt beschikbare tijd is het niet mogelijk om enkel projecten met die specifieke kenmerken te monitoren. Het onderzoek zal zich niet focussen op de eerste twee fasen van het asfaltverwerkingsproces, namelijk asfaltproductie en asfaltlogistiek, maar beperkt zich tot de derde en vierde fase, d.w.z. de fase van de asfaltspreiding en de fase van de asfaltverdichting. 1.7 Onderzoeksmethodiek en strategie In deze paragraaf wordt de beoogde onderzoeksmethodiek en strategie besproken. Onder een onderzoeksstrategie wordt het geheel van met elkaar samenhangende beslissingen bedoeld over de wijze waarop het onderzoek uitgevoerd gaat worden. Bij deze uitvoering wordt vooral gedoeld op het vergaren van relevant materiaal en de verwerking van dit materiaal tot valide antwoorden op de vragen uit de vraagstelling (Verschuren & Doorewaard, 2007). Dit onderzoek start met een literatuurstudie en wordt vervolgens uitgebreid met het vergaren van empirische kennis. De confrontatie van de theoretische kennis met de empirische kennis en de analyse hiervan moet leiden tot het beantwoorden van de hoofdvraag en daarmee het bereiken van het doel van het onderzoek; Met welk materieel en met welke walsstrategie kan binnen het beperkte tijdsinterval een asfaltlaag efficiënt en uniform verdicht worden, gegeven de heersende condities en de karakteristieken van het werk? Literatuuronderzoek Om kennis te vergaren over de typen asfalt, het verdichtingsproces en afkoeling van asfalt, zal een literatuuronderzoek uitgevoerd worden. Voor het achterhalen van de relevante variabelen van het verdichtingsproces (wals, spreidmachine en wegontwerp) zal eveneens literatuur geraadpleegd worden. Dit betreft dus de deelvragen 1 en 2. Het literatuuronderzoek bestaat uit het selecteren van relevante literatuur, het bestuderen van de literatuur en het beschrijven van de belangrijkste conclusies uit de geselecteerde literatuur. Het is denkbaar dat voor het vergaren van deze kennis ook gebruik gemaakt kan worden van o.a. productspecificatiebladen van materieelleveranciers, verwerkingsadviezen en 23

24 andere meer praktijkgerichte documentatie, naast wetenschappelijke artikelen. Een aandachtspunt bij het literatuuronderzoek is om zo veel mogelijk gebruik te maken van literatuur die toepasbaar is op de Nederlandse wegenbouwpraktijk. De theoretische kennis kan dienen als basis voor de methode om het verwerkingsproces te plannen en af te stemmen. Daarnaast kan het empirisch onderzoek ingericht worden op basis van de inzichten vergaard uit de literatuurstudie. De resultaten van de literatuurstudie zijn opgenomen in de hoofdstukken 2, 3 en 4. Empirisch onderzoek Om de theorie te spiegelen aan de praktijk, is het de bedoeling om bij een aantal projecten metingen te verrichten. De verkregen data moet helpen bij het beantwoorden van de deelvragen 3 en 4 en richt zich dus op de operationele variabelen van de spreidmachine en de wals(en). Door het uitvoeren van praktijkmetingen kunnen karakteristieke waarden voor de operationele variabelen onder verschillende omstandigheden achterhaald worden, welke als input voor het theoretische model kunnen dienen. Het belangrijkste bij dit deel van het onderzoek is het verzamelen van GPS data van de walsen en van de spreidmachine, omdat op basis van deze data de output rates bepaald kunnen worden. Voor deze dataverzameling van de walsen zal gebruikt gemaakt worden van het Hamm HCQ-systeem (Hamm Compaction Quality). Dit is een systeem dat data van de wals tijdens het verdichtingsproces registreert en opslaat en tevens in real-time informatie aan de walsmachinist verschaft. BAM Infra Asfalt heeft zeer recentelijk geïnvesteerd in de aanschaf van vijf van deze systemen met als doel om het verdichtingsproces te verbeteren en te optimaliseren. Een belangrijk onderdeel van het empirisch onderzoek is ook om het HCQ-systeem te reviewen en om inzichten te verschaffen in de positieve en negatieve kenmerken het systeem, dus of het systeem wel of niet van toegevoegde waarde is. Die inzichten moeten uiteindelijk helpen bij de beslissing om eventueel meer van deze systemen aan te schaffen. Voor de dataverzameling van de spreidmachine zal gebruikt gemaakt worden van de APEX Thunderbuild applicatie. Deze applicatie is een systeem dat informatie over de asfaltlogistiek vastlegt. In hoofdstuk 5 wordt nader ingegaan op de methode van dataverzameling en dataverwerking. Hoofdstuk 6 gaat in om op de empirische resultaten. Analyse Het doel van de analyse is om patronen te vast te stellen tussen de door het model berekende operationele output rates (m 2 /u) van spreidmachine en wals en om op deze manier te evalueren in termen van capaciteit en in hoeverre de gemonitorde projecten uniform en efficiënt uitgevoerd zijn. Dit voor zowel de gemiddelde waarden over het gehele werk, alsook voor de output rates op tijd- en locatieintervalschaal. Dit kan gedaan worden door voor de gemonitorde projecten de output rates te berekenen op basis van de verschillende door HCQ en APEX geregistreerde variabelen en vervolgens in één grafiek te plotten. De HCQ data kan met behulp van het softwareprogramma Veta 4.0 geanalyseerd worden. Dit programma is in staat om diverse statistische analyses (gemiddelden, min. en max. waarden) uit te voeren op data van temperatuur, snelheid en aantal walsovergangen te bepalen. Door middel van tijd- en locatiefilters kan het werk opgedeeld worden in verschillende segmenten, wat het dus mogelijk maakt om op gedetailleerd niveau een werk te analyseren. In hoofdstuk 7 wordt de bevindingen uit de analyse beschreven. Doel Door de bevindingen uit de literatuurstudie, empirische studie, de ontwikkelde plannings- /afstemmingsmethode voor het verwerkingsproces en de resultaten van de analyse stapsgewijs te combineren, moet getracht worden om te voorzien in de doelstelling van dit onderzoek en daarmee de beantwoording van de hoofdvraag; Met welk materieel en met welke walsstrategie kan binnen het 24

25 beperkte tijdsinterval een asfaltlaag efficiënt en uniform verdicht worden, gegeven de heersende condities en de karakteristieken van het werk? In het hoofdstuk Conclusies wordt hierop teruggekomen. 25

26 2. Theorie over asfaltverdichting en afkoeling In dit tweede hoofdstuk wordt de theorie over asfalt, asfaltverdichting en afkoeling van asfalt behandeld. Deze theorie vormt de basis voor het op te stellen model die de planning en uitvoering/afstemming van het asfaltverdichtingsproces moet ondersteunen. Uiteindelijk moet dit model helpen bij de planning van materieel en bij het bepalen van een geschikte walsstrategie. De eerste onderzoeksvraag staat centraal in dit hoofdstuk. Deze onderzoeksvraag luidt: Met welk materieel en op welke manier kunnen verschillende soorten asfalt verdicht worden en welke factoren zijn van invloed op de beschikbare tijd voor verdichting? Deze onderzoeksvraag is opgedeeld in drie deelvragen, die elk in de komende paragrafen aan bod komen. 2.1 Soorten asfalt en lagen Deze paragraaf behandelt deelvraag 1.1. Deze luidt als volgt: 1.3 Welke soorten asfalt en soorten lagen worden gedefinieerd in de literatuur? Drie onderwerpen komen aan bod; de samenstelling van asfaltmengsels, soorten asfaltlagen en type asfaltmengsels. De informatie die in deze paragraaf aan bod komt, is grotendeels ontleend aan het handboek Asfalt in wegen- en waterbouw opgesteld door de VBW Asfalt (2000) Bouwstoffen van asfalt Asfaltmengsels bestaan uit twee hoofdcomponenten. Dit zijn minerale korrels (mineraal aggregaat) en een bitumineus bindmiddel die de korrels omhult en aaneen bindt (VBW-Asfalt, 2000). - Mineraal aggregaat Onder het mineraal aggregaat worden alle korrels in het asfaltmengsel verstaan (VBW-Asfalt, 2000). Een andere definitie voor mineraal aggregaat is elk hard, inert mineraal materiaal gebruikt in het mixen in gegradeerde fragmenten en omvat zand, grind, steenslag, slakken, stof of poeder (NCAT, 1996). Op basis van de korreldiameter wordt het mineraal aggregaat opgedeeld in steen/grind (d 2,0mm), zand (63µm d 2,0mm) en vulstof (d 63µm). - Steenslag en grind Steenslag wordt gekenmerkt door een gebroken korreloppervlak, daar waar grind een ongebroken oppervlak heeft. Het ongebroken oppervlak heeft een relatief lage inwendige wrijving tot gevolg. - Zand Zand is het minerale aggregaat met een korreldiameter kleiner dan steenslag en grind. Het kan ongebroken of gebroken zijn. - Vulstof Onder vulstof wordt het kleinste minerale aggregaat verstaan dat in het asfaltmengsel wordt opgenomen. Het kan afkomstig zijn van een (externe) fabriek, maar er kan ook gebruik gemaakt worden van het stof dat tijdens het gehele asfaltproductieproces ontstaat. Dit kan door zowel slijtage van de grovere mineralen ontstaan, alsook het fijne materiaal dat afkomstig is uit het ontstoffingssysteem van de asfaltcentrale. Beide worden aangeduid met eigen stof. - Asfaltgranulaat Met asfaltgranulaat wordt oud asfalt bedoeld dat weer in nieuw geproduceerde mengsels wordt opgenomen. Het komt vrij bij het frezen van oude lagen of door het breken van schollen asfalt. Tijdens 26

27 de gebruiksfase van een asfaltlaag verandert de samenstelling niet of nauwelijks. Een groot voordeel is dat hard geworden bitumen een reversibel karakter heeft. Dat wil zeggen dat het bij verwarming weer zacht wordt en zo weer gemengd kan worden met nieuwe bouwstoffen (VBW-Asfalt, 2000). - Bitumen De bitumen fungeert als het bindmiddel in het asfaltmengsel. Het is een aardolieproduct dat overwegend bestaat uit koolwaterstoffen. Via verschillende destillatiestappen wordt het bitumen verkregen. Bij verschillende temperaturen neemt het bitumen een vaste of vloeibare vorm aan. Dat maakt bitumen een thermoplastisch materiaal. Om verwerking van bitumen mogelijk te maken, moet het voldoende vloeibaar zijn i.e. een lage viscositeit hebben. - Hulpstoffen Naast de bovengenoemde bouwstoffen worden eventueel nog een of meerdere hulpstoffen aan het asfaltmengsel toegevoegd. Dit zijn hechtverbeteraars, afdruipremmende stoffen en kleurstoffen Soorten lagen Een weglichaam bestaat uit verschillende lagen. De twee hoofdelementen van een weglichaam zijn de aardebaan en de daadwerkelijke verharding (VBW-Asfalt, 2000). Tezamen moet deze constructie het gewenste draagvermogen vormen. De verharding kan opgedeeld worden in de asfaltconstructie en de fundering. De verharding kan bestaan uit een deklaag, een tussenlaag, een onderlaag en een fundering. Afhankelijk van de verwachte verkeersbelasting, de aard van de ondergrond en de keuze voor de verhardingsmaterialen kunnen één of meerdere lagen wegvallen (VBW-Asfalt, 2000). - Deklagen De deklaag is de in de eindtoestand zichtbare asfaltlaag. Deze deklaag is direct aan het verkeer en de atmosfeer blootgesteld. Daarom moet deze laag aan hoge eisen voldoen. Dat zorgt ervoor dat de deklaag de relatief duurste laag zal zijn (VBW-Asfalt, 2000). Eisen worden onder andere gesteld aan de slijtvastheid, weerstand tegen vervorming, weerstand tegen atmosferische invloeden, stroefheid, vlakheid, kleur en textuur (VBW-Asfalt, 2000). In de Standaard RAW Bepalingen 2010 worden deklagen als surf aangeduid (CROW, 2010). Laagdiktes kunnen variëren van 20 tot 55 mm (Breijn Wegbouwkunde, 2011). - Tussenlagen Een tussenlaag kan elke laag zijn die tussen twee lagen van een andere samenstelling wordt aangelegd. In de praktijk wordt onder een tussenlaag de laag tussen de (bitumineuze) funderingslaag/onderlaag en de deklaag verstaan (VBW-Asfalt, 2000). Bij het aanleggen van tussenlagen moet men naar de hoogste mate van vlakheid streven, omdat correcties in de dikte van de deklaag ongewenst zijn. In de Standaard RAW Bepalingen 2010 worden tussenlagen als bind aangeduid (CROW, 2010). Laagdiktes kunnen variëren van 30 tot 80 mm (Breijn Wegbouwkunde, 2011). - Onderlagen De onderlaag maakt deel uit van de fundering van de verharding en kan gebonden of ongebonden zijn. Bitumineuze (=ongebonden) funderingslagen als grind- of steenslagasfaltbeton kunnen zettingen van de aardebaan in zekere mate opvangen zonder dat scheurvorming optreedt. In de Standaard RAW Bepalingen 2010 worden onderlagen als base aangeduid (CROW, 2010). Laagdiktes kunnen variëren van 40 tot 90 mm (Breijn Wegbouwkunde, 2011) Type asfaltmengsels In essentie kunnen asfaltmengsels onderscheiden worden in drie soorten. Dit zijn ondervulde mengsels, gevulde mengsels en overvulde mengsels. Bij ondervulde mengsels zijn de holle ruimtes tussen het mineraalskelet niet volledig gevuld. Krachtoverdracht vindt plaats van korrel op korrel en het mengsel is waterdoorlatend. Gevulde mengsels zijn mengsels waarbij de holle ruimtes precies gevuld zijn, maar 27

28 waar ook de grove materialen nog een skelet vormen. Krachtenoverdracht vindt in principe nog net van korrel op korrel plaats. Het mengsel bevat poriën, maar deze staan niet met elkaar in verbinding. Dat maakt het mengsel waterondoorlatend. Bij overvulde mengsels is meer mortel (bitumen en vulstof) aanwezig dan in de holle ruimten tussen het mineraalskelet past. Hier drijft de steenslag dus in de mortel. De krachtenoverdracht wordt dus ook verzorgd door het vulmateriaal. De drie principes zijn weergegeven in Figuur 4. Figuur 4: Ondervulde, gevulde en overvulde mengsels (VBW-Asfalt, 2000) Naast het onderscheid in mate van vulling, wordt ook onderscheid gemaakt naar productietemperatuur en afhankelijk van deze productietemperatuur spreekt men van warm asfalt (hot mix asphalt, HMA) of van lage temperatuurasfalt (warm mix asphalt, HMA). WMA wordt geproduceerd bij temperaturen die 20 tot 40 C lager ligt dan conventionele HMA-mengsels (Monu, Banger, & Duggal, 2015) D Angelo et al. (2008) spreken van een reductie van 20 tot 55 C (met een ondergrens net boven de 100 C) t.o.v. HMAmengsels. Binnen de categorie warm asfalt worden volgens VBW-Asfalt (2000) vier categorieën onderscheiden: asfaltbeton, zeer open asfaltbeton (ZOAB), steenmastiekasfalt (SMA) en gietasfalt. Dit betreffen de zogenaamde klassieke mengsels. - Asfaltbeton (Asphalt Concrete) In Nederland worden van oudsher mengsels van asfaltbeton gebruikt. Dit is een gevuld mengsel met een continue gradering Bij de opbouw van asfaltbeton wordt gestreefd naar een zo dicht mogelijke korrelpakking. Door de dichte pakking is het aantal contactpunten tussen het minerale aggregaat hoog, wat een grotere stabiliteit tot gevolg heeft, terwijl de contactdruk per contactpunt laag blijft (VBW- Asfalt, 2000). Asfaltbeton wordt toegepast voor onderlagen, tussenlagen en deklagen. Verschillende nominale korreldiameters worden toegepast. Vroeger (RAW 2005 systematiek) werden de benamingen DAB, OAB, STAB en GAB gehanteerd. In de huidige RAW 2010 systematiek worden asfaltbetonmengsels aangeduid met AC (asphalt concrete) met de toevoeging base/bind/surf. Nominale korreldiameters van 8, 11, 16 mm worden toegepast in deklagen (=surf). Voor tussenlagen (=bind) worden korreldiameters van 11, 16 en 22 mm toegepast. Voor onderlagen (=base) zijn diameters van 16, 22 en 32 mogelijk (Breijn Wegbouwkunde, 2011). - Steenmastiekasfalt (Stone Mastic Asphalt) Een tweede type asfaltmengel is het zogenaamde steenmastiekasfalt (SMA). Dit mengsel is discontinu gegradeerd dat gevuld is. Het aggregaat wordt in dit type mengsel omhuld met een relatief dikke laag 28

29 bitumen. SMA-mengsels zijn relatief duur maar hebben ook een hoge levensduur. SMA-mengsels worden enkel toegepast als deklaag. De nominale korreldiameter is 5, 8 en 11 mm (Breijn Wegbouwkunde, 2011). - Zeer open asfaltbeton (Porous Asphalt) Naast SMA- en AC-mengsels worden in Nederland ook ZOAB-mengsels toepast. Dit type mengsels wordt gekarakteriseerd door een hoge mate van porositeit. Dit heeft met name positieve effecten voor afwatering en geluidsreductie. Een ZOAB-mengsel is een discontinu gegradeerd mengsel dat ondervuld is. ZOAB-mengsels worden enkel toegepast als deklaag. De nominale korreldiameter is 11 of 16 mm (Breijn Wegbouwkunde, 2011). Een overzicht van alle mengsels is weergegeven in Bijlage Verdichting van asfalt Deze paragraaf behandelt deelvraag 1.2 en de bijbehorende subvragen. Deze luiden als volgt: 1.2 Hoe wordt het asfalt verdicht? Welke theoretische principes zijn van toepassing op het verdichtingsproces? Welke fasen en processen onderscheidt men bij het verdichten van het asfalt? Welk materieel wordt gebruikt om het asfalt te verdichten? Welke uitvoeringsprincipes worden gedefinieerd in de literatuur? Theoretische principes bij verdichting Verdichting omvat het proces van het samendrukken van een heet asfaltmengsel zodat het een kleiner volume aanneemt (Asphalt Institute, 1989). Verdichting is nodig om de frictie tussen de korrels te verhogen, wat leidt tot een hogere mengselstabiliteit en sterkte. Daarnaast zorgt verdichting ervoor dat de asfaltlaag in grote mate impermeabel wordt, zodat de indringing van water en lucht sterk beperkt wordt. Indringing van lucht en water beperken de levensduur van de asfaltlaag (Asphalt Institute, 1989). Verdichting wordt als succesvol beschouwd indien de asfaltlaag een optimaal percentage holle ruimte (%(v/v)) bevat en dichtheid (kg/m 3 ) heeft. Of de dichtheid van het aangelegde asfalt acceptabel is of niet, wordt bepaald door de dichtheid van samples uit het veld te vergelijken met een in het laboratorium bepaalde streefdichtheid (Asphalt Institute, 1989). Feitelijk wordt dus de verdichtingsgraad bepaald. De verdichtingsgraad geeft aan wat de verhouding van de in het veld gemeten dichtheid is ten opzichte van de in het laboratorium bepaalde referentiewaarde. Hoe hoger de verdichtingsgraad is, hoe kleiner de kans dat in de onderzochte laag permanente vervorming zal vertonen. Vanwege deze reden worden altijd eisen gesteld aan de minimaal te halen verdichtingsgraad. Een hogere verdichtingsgraad leidt vrijwel altijd ook tot een hogere stijfheid (KOAC-NPC, s.d.). De twee basismethoden om de dichtheid van verwerkt asfalt te bepalen zijn (1) het boren en het analyseren van de boorkernen en (2) het gebruik maken van een nucleair meetapparaat Walsfasen In de literatuur worden over het algemeen drie fasen van verdichting gedefinieerd (Asphalt Institute, 1989; NCAT, 1996; VBW-Asfalt, 2003; Bijleveld, 2010; Bijleveld, Miller, & Doree, 2014). Bij de beschrijving van deze fasen worden de mechanisch-fysische eigenschappen (het gedrag van asfalt) en de praktische faseverdeling nog wel eens door elkaar gebruikt. De fasen die door Bijleveld (et al.)(2010;2014) genoemd worden zijn de voorwalsfase, hoofdverdichtingsfase en nawalsfase/afwalsfase. 29

30 De Asphalt Institute (1989) en NCAT (1996) spreken van de volgende drie fasen; initial of breakdown rolling, second of intermediate rolling en finishing rolling. Tijdens de eerste fase vindt mechanisch gezien een (her)rangschikking van de korrels in het asfaltmengsel plaats. Door het gewicht van de wals wordt het korrelskelet samengedrukt. Hierdoor neemt het volume af en de dichtheid toe (VBW-Asfalt, 2003). In de tweede fase van het walsen neemt de dichtheid verder toe. Door afkoeling van het asfalt wordt de in het asfalt aanwezige lucht ingesloten. Tevens kripmt ook de bitumen enigszins. Als gevolg hiervan wordt het mengsel steeds stugger, waardoor het asfalt zich enigszins verend gaat gedragen (VBW-Asfalt, 2003). In de derde fase van het walsen is het asfalt zo ver afgekoeld dat verdere samendrukking van de korrelskelet (met zware wals) wel weer mogelijk is. Tijdens de initial of breakdown rolling wordt het materiaal achter de spreidmachine verder verdicht (t.o.v. de door de spreidmachine veroorzaakte voorverdichting). Dit zorgt nagenoeg voor de gehele gewenste verdichting (Asphalt Institute, 1989). Bij second of intermediate rolling wordt het oppervlak verdicht en geseald. Finishing rolling vindt plaats om walssporen en andere oneffenheden weg te werken. Het zorgt voor een esthetische verbetering van het wegdek (Asphalt Institute, 1989). Dit kan totdat het asfalt afgekoeld is tot ongeveer 60 C. De voorwalsfase vindt plaats tussen de initiële spreidtemperatuur tot 120 C. De tussenwalsfase vindt plaats tussen 120 en 90 C. Nawalsen gebeurt in de temperatuursrange van 90 tot 60 C (Bijleveld, Miller, & Doree, 2014) Walsmaterieel Om de streefdichtheid en een vlak oppervlak van de asfaltlaag te bereiken, kunnen diverse typen walsen ingezet. Door het (statische) gewicht van de wals (eventueel in combinatie met dynamische energie) wordt de asfaltlaag verdicht. Dynamische verdichting omvat de principes van vibratie en oscillatie. Wereldwijd gezien gebruikt 90% van de walsen dynamische verdichtingsmethoden (Schröder, 2010). Oscillatie wordt tegenwoordig gezien als de meest efficiënte verdichtingsmethode (Schröder, 2010). Een eerste onderscheid in walstypen kan gemaakt worden tussen walsen met stalen rollen of walsen met luchtbanden. Walsen met stalen rollen kunnen worden onderverdeeld in statistische walsen en dynamische walsen (trilwalsen). Daarnaast bestaan er walsen die zowel een stalen rol als luchtbanden hebben. Dit worden combiwalsen genoemd (VBW-Asfalt, 2000). Figuur 5 geeft een overzicht van de meest gangbare walstypen. Deze worden afzonderlijk besproken. 30

31 Figuur 5: Overzicht typen walsen (VBW-Asfalt, 2003) - Drierolwals De drierolwals heeft een brede rol aan de voorzijde en twee smallere rollen aan de achterzijde. Tussen deze rollen bestaat een bepaalde mate van overlap. Volgens VBW-Asfalt (2000) hebben de walsen van dit type in het algemeen een gewicht van 6 tot 12 ton. In een latere publicatie (VBW-Asfalt, 2003), wordt gesproken van een gewicht van 8 tot 15 ton. Door toepassing van een waterballast is het mogelijk om het gewicht van de wals aan te passen. De werking van de drierolwals is enkel gebaseerd op een hoge statische lijnlast. Dit als gevolg van een hoog gewicht en een kleine breedte van de rollen (Schröder, 2010). - Tandemwals Tandemwalsen zijn walsen met stalen rollen aan zowel de voorzijde als de achterzijde. De rollen zijn van gelijke breedte en oefenen ongeveer dezelfde druk uit (VBW-Asfalt, 2000). Beide rollen zijn aangedreven. Walsen kunnen enkel of dubbel scharnierend zijn, waarbij dubbel scharnierende walsen breder inzetbaar zijn (Schröder, 2010). Bij tandemwalsen wordt naast statische energie vaak ook dynamische energie toegepast. Gewichten van dit type wals variëren tussen de 1 en 18 ton (VBW-Asfalt, 2003). Tegenwoordig worden ook gesplitte stalen rollen toegepast. Dat wil zeggen dat een rol aan één zijde uit twee gelijke delen bestaat. Gesplitte rollen zijn met name van toegevoegde waarde bij het walsen van bochten, omdat het risico van verschuiving afneemt doordat de snelheid van de binnenste rol automatisch beperkt wordt (Schröder, 2010). - Bandenwals 31

32 Bandenwalsen zijn walsen die aan de voor- en achterzijde zijn voorzien van 2 tot 8 wielen met luchtbanden die elk dezelfde afmetingen hebben (Asphalt Institue,1989; VBW-Asfalt, 2000). De banden aan de voorzijde staan anders gepositioneerd in de breedterichting ten opzichte van de achterzijde. Op deze manier wordt het gehele oppervlakte onder de wals verdicht. Dit principe is weergegeven in Figuur 6. De banden kunnen een variabele bandenspanning van 2 tot 8 bar aannemen (VBW-Asfalt, 2000), die tijdens het walsen aangepast kan worden door de machinist (Asphalt Institute, 1989). Hoe hoger de bandenspanning, hoe hoger de contactdruk. Mogelijke gewichten in de range van 8 tot 30 ton worden genoemd. De werking van de bandenwals berust op statische verdichting (Schröder, 2010). Door de banden wordt het oppervlakte goed geseald door het knedende effect als gevolg van vervorming van de band. Dat maakt een bandenwals uitermate geschikt voor het vlakmaken van de asfaltlaag (Schröder, 2010). Een nadeel is dat heet asfalt aan de koude banden (T < 70 C) kan blijven kleven. Om dit te voorkomen kan gebruikt gemaakt worden van een additief die ervoor zorgt dat er geen aanhechting plaatsvindt (Schröder, 2010). De belangrijkste voordelen van het verdichten met de bandenwals zijn; een uniformere en hogere verdichting t.o.v. walsen met stalen rol, een dichter oppervlak c.q. lagere permeabiliteit en geen veroorzaking van horizontale verschuiving van het materiaal, wat zou leiden tot dunne scheurtjes in het asfalt. Bandenwalsen kunnen zelfs dit effect - veelal veroorzaakt door de stalen rollen tenietdoen (NCAT, 1996). Figuur 6: Overlap bij een bandenwals (HAMM AG, 2010) - Combiwals Combiwalsen zijn walsen zoals gezegd met een stalen rol en met banden. Naast statische verdichting kan dit type wals ook zijn uitgerust met mechanismes voor dynamische verdichting. In 2003 stelde VBW- Asfalt dat combiwalsen een knikbesturing hebben. Tegenwoordig is dat niet altijd het geval. Ook andere manieren van sturing zijn mogelijk. Combiwalsen combineren de voordelen van de stalen rol en van luchtbanden (Schröder, 2010). Een overzicht van alle genoemde walstypen en mogelijke manier van verdichting is weergeven in Tabel 1. Het betreffen mogelijke combinaties. Het wil dus niet zeggen dat bijvoorbeeld een combiwals altijd altijd vibrerend én oscillerend werkt. Opgemerkt dient te worden dat deze tabel gebaseerd is op het productgamma van walsfabrikant HAMM. Andere fabrikanten leveren wellicht niet alle combinaties van type wals en manier van verdichten. 32

33 Tabel 1: Overzicht walstypen en verdichtingsprincipe (gebaseerd op Schröder, 2010) Drierol Tandem Combi Banden Gladde stalen rol Statisch Gesplit statisch Vibratie Gesplit vibratie Oscillatie Banden Statisch Walsrolkarakteristiek Het verdichtingseffect van een bepaald type wals blijkt in grote mate af te hangen van de verhouding tussen het gewicht van de wals en de afmetingen van de rol of banden (VBW-Asfalt, 2000). Niet alleen de verticale druk, maar ook de horizontale verplaatsing van het materiaal als gevolg van het wegzakken van de walsrol in het asfalt, is van invloed op de verdichting. Om de verschillende type walsen met elkaar te kunnen vergelijking is de zogenaamde walsrolkarateristiek opgesteld, ook bekend als walskarakteristiek of walsfactor (VBW-Asfalt, 2000; VBW-Asfalt, 2003). Zie Figuur 7. Figuur 7: Walsrolkarakteristiek (VBW-Asfalt, 2003) Door VBW-Asfalt (2000;2003) wordt alleen de formule voor de horizontale karakteristiek gegeven (formule 1.1). Met formule 1.2 kan ook de verticale karakteristiek berekend worden (Rijkswaterstaat Dienst Weg- en Waterbouwkunde, 1989). W h = P L D W v = P2 L 2 D 2.2 Hierin is: 33

34 W h = horizontale walsrolkaratitiek W v = verticale walsrolkaratitiek P = Belasting op de walsrol (in kn) L = Breedte van de walsrol (in m) D = Diameter van de walsrol (in m) De verticale karakteristiek geeft de grootte van de samendrukkende (verdichtende) component aan. De horizontale karakteristiek geeft de grootte van de component aan, die het asfalt in een horizontale ( knedende ) beweging brengt. Voor een goede verdichting moeten beide componenten een bepaalde waarde hebben. Deze waarde hangt af van mengseltype, laagdikte, asfalttemperatuur en verdichtingsgraad. Horizontale walrolkarakteristieken liggen voor de in Nederland gebruikelijke walsen tussen de 10 en 35. Kleine waarden (W<16-20) duiden op een strijkend effect van de walsrol. Hier ontstaat weinig vervorming en ondiepe sporen. Grote waarden (W>20-23) hebben een knijpend effect van de walsrol tot gevolg. Dit leidt tot grotere vervormingen en diepere walssporen VBW-Asfalt (2000;2003). In principe vraagt elk werk om een wals met een bepaalde walsfactor. Uit praktische overwegingen wordt echter veel gebruik gemaakt van een standaard walsset. Deze bestaat veelal uit een drierolwals, een (dynamische) zware tandemwals en een lichte tandemwals (VBW-Asfalt, 2003). In Tabel 2 is een overzicht weergegeven van verschillende toepassingsgebieden en de geschiktheid van de verschillende walstypen, gebaseerd op Floss (2001). Tabel 2: Toepassingen en geschiktheid van typen walsen (Floss, 2001) Tandem, vibrerend Tandemwals Drierolwals Bandenwals Combiwals Verdichting bij lage voorverdichting Voorwalsfase +/ Verdichting van dikke lagen + + +/- + +/- Verdichting van dunne lagen bij stijve ondergrond Verdichting van dunne lagen bij flexibele ondergrond + - +/ Verkrijgen van vlakheid + +/- + +/- +/- Dichtzetten van de laag, - +/ Verdichting in lagere temperatuursregione /- + Verdichting in hogere + +/

35 temperatuursregione Nawalsen + +/ = geschikt, +/- = geschikt onder specifieke omstandigheden, - = ongeschikt Uitvoeringsprincipes en walspatroon In deze paragraaf worden een aantal basisprincipes besproken die tijdens de uitvoering gehanteerd moeten worden. In het algemeen geldt dat bij de voorbereiding en uitvoering van walswerkzaamheden het type mengsel, de lokale bouwplaatscondities en de weersomstandigheden in beschouwing moeten worden genomen (Schröder, 2010). Kloubert (2009) en Schröder (2010) hebben ieder afzonderlijk (ogenschijnlijk, want geen bronvermelding) 10 basisregels opgesteld die bij de uitvoering van het walsproces door walsmachinisten opgevolgd dienen te worden. De basisregels genoemd door beide auteurs vertonen een opvallend grote mate van overlap. 1. Wals zo kort mogelijk achter de spreidmachine. Om zo goed mogelijk gebruik te maken van de beschikbare tijd moet zo snel mogelijk gestart worden met walsen, alhoewel de bovenste verdichtingstemperatuurgrens van een bepaald mengsel niet overschreden mag worden (Schröder, 2010). Dus afhankelijk van de temperatuur van de spreidmachine en de afkoelingsgradiënt moet een bepaalde afstand tussen de machine en de wals aangehouden worden. 2. Verdicht de koude dwarsnaden als eerste, gevolgd door de koude langsnaden. Hierbij moet een overlap van ongeveer 10 tot 20 cm op het warme asfalt aangehouden worden. Enkel statische verdichting mag toegepast worden om te voorkomen dat het koude asfalt beschadigd wordt. 3. Start altijd aan de laagste zijde. 4. Deactiveer dynamische verdichtingsmechanismen voordat van richting veranderd wordt. Indien vibratie of oscillatie in stilstand wordt toegepast, kan de laag onherstelbaar vervormen. Tegenwoordig beschikken sommige walsen ook over een automatisch systeem dat de vibratie en oscillatie tijdelijk onderbreekt en weer hervat. Daarnaast moet bij het richting veranderen licht ingedraaid worden. Bij het veranderen van richting zal altijd een lichte plooi ontstaan. Als deze onder een kleine hoek staat, in plaats van in de dwarsrichting, kan deze gemakkelijk weggewalst worden. 5. Verander subtiel van walssnelheid om plooien te voorkomen. 6. Zowel walsbewegingen naar voren als naar achteren moeten in hetzelfde spoor plaatsvinden om uniforme verdichting te garanderen. 7. Verspoor de wals op reeds afgekoeld asfalt. Dit om vervormingen te voorkomen. Bij het maken van een nieuwe walsgang moet er een overlap van ± 10 cm. Aangehouden worden. 8. Wals in parallelle banen om een zo uniform mogelijke verdichting te creëren. 9. Houd de walsrollen voldoende vochtig om aanhechting te voorkomen, maar niet te vochtig omdat die de beschikbare tijd voor de verdichting beperkt. 10. Laat de wals nooit op heet asfalt staan om grote vervormingen te voorkomen. Een ander basisprincipe is dat de aangedreven walsrol als eerste over het asfalt dient te gaan om opstuwing van het materiaal te voorkomen (Asphalt Institute, 1989; NCAT, 1996, VBW-Asfalt, 2000). Hoewel deze lijst zeker niet alle uitvoeringsprincipes behandelt, voorziet het toch in een goede basis. 35

36 Specifieke walspatronen hangen af van verschillende omstandigheden. Dit zijn onder andere de aan- of afwezigheid van warme en koude langs- of dwarsnaden, eventuele kantopsluiting aan één of beide zijden, bochten (Asphalt Institute, 1989; Kloubert, 2009; Schröder 2010). Een algemeen walspatroon is weergegeven in Figuur 8. Dit is het zogenaamde klassieke walspatroon. Er wordt gestart aan de rand en doorgereden tot de maximaal toelaatbare afstand tot de spreidmachine (aangegeven met nummer 1). Vervolgens dient de machinist kort naar binnen in te sturen en van richting te veranderen (2) om in hetzelfde spoor terug te rijden en op reeds verdicht asfalt te versporen. Daarna kan gestart worden met de volgende walsgang, met een kleine overlap op de vorige walsgang (3). Dit patroon dient herhaald te worden totdat de gehele breedte van de weg is gewalst (3-6). Daarna kan de wals met een vloeiende beweging terug naar de zijde waar gestart is (7). Figuur 8: Algemeen walspatroon (Asphalt Institute, 1989) (Vasenev, Hartmann, & Dorée, Employing a Virtual Reality Tool to Explicate Tacit Knowledge of Machine Operators, 2013) Om de benodigde verdichting te behalen kunnen onder verschillende omstandigheden verschillende walsvolgordes gehanteerd worden. Tabel 2 geeft een indicatie welke wals voor welke situatie geschikt is, maar niet in welke volgorde deze ingezet zouden moeten worden. Uit de praktijk blijkt dat de keuze wat betreft walsvolgorde vooral op ervaring en intuïtie gebaseerd is (Bijleveld, 2015). Voor 5 mengsels/laagdikten is onderzocht welke walsvolgorde in de praktijk is gehanteerd, weliswaar onder verschillende (weers)omstandigheden. Het is aannemelijk dat die omstandigheden de keuze voor een specifieke volgorde hebben beïnvloed. Dat maakt het lastig om generieke conclusies te trekken. Zie Tabel 3. Uit deze tabel blijkt dat er een grote variatie in de gehanteerde walsstrategieën bestaat. 36

37 Tabel 3: In de praktijk geobserveerde walsvolgordes (Bijleveld, 2015) Mengsel en Aantal gemonitorde Walsvolgorde geobserveerd laagdikte projecten Base/bind 80 mm 3 Tandem-Drierol, Combi-Kleine Tandem, Banden-Tandem Base/bind mm 11 Banden-Tandem-Drierol (3x), Tandem-Drierol (3x), Drierol-Tandem, Tandem-Banden-Tandem, Combi- Tandem, Tandem-Tandem, Kleine Tandem-Tandem WMA mm 4 Tandem-Drierol (2x), Drierol-Tandem, Kleine Tandem- Tandem Surf mm 3 Kleine Tandem-Tandem (2x), Drierol-Tandem Surf mm 7 Drierol-Tandem (6x), Tandem-Drierol 2.3 Afkoeling van asfalt Deze paragraaf behandelt deelvraag 1.3 en de bijbehorende subvragen. Deze luiden als volgt: 1.3 Hoe verloopt de afkoeling van asfalt? Welke factoren hebben invloed op de afkoeling van asfalt? Hoe kan de beschikbare tijd voor verdichten van asfalt voorspeld worden? Factoren van invloed op afkoeling Afkoeling van asfalt wordt beïnvloed door diverse factoren. Factoren die in de literatuur worden genoemd, zijn; mengseleigenschappen, spreidtemperatuur, laagdikte, temperatuur van de onderlaag, omgevingstemperatuur, windsnelheid, luchtvochtigheid en zonnestraling (NCAT, 1996). Volgens Bossemeyer (1968) zoals geciteerd door Bijleveld (2010) is de afkoeling van het asfaltmengsel afhankelijk van de temperatuur tijdens aanbrengen, de laagdikte, de windsnelheid, neerslag, de buitentemperatuur en de temperatuur van de ondergrond. Volgens VBW-Asfalt (2000) hangt de mate van afkoeling vooral af van de laagdikte, maar ook van de weersomstandigheden als luchttemperatuur en windsnelheid. The Asphalt Institute (1989) stelt dat de beschikbare tijd voor verdichting (en dus de invloed op afkoeling) afhangt van de ondergrondtemperatuur, laagdikte en weersomstandigheden als omgevingstemperatuur, luchtvochtigheid en wind Voorspelling van de afkoeling van asfalt Een van de grootste problemen in het aanleggen van bitumineuze verhardingen is het bereiken van de dichtheid onder minder gunstige weersomstandigheden. Als geasfalteerd wordt onder te koude omstandigheden, is het moeilijk om het mengsel goed te verdichten omdat het asfalt te snel stijf wordt (Minnesota Department of Transportation, s.d.). Per situatie moet beslist worden of de weersomstandigheden asfaltverwerking toelaten en meer specifiek of er voldoende tijd beschikbaar is voor het verdichtingsproces. In het verleden zijn diverse modellen opgesteld die de afkoeling van asfalt voorspellen als functie van tijd. Traditioneel werd de juiste verdichtingstemperatuur bepaald door het plotten van de log-viscositeit tegen de log-temperatuur, waarbij vervolgens de temperatuur bepaald werd bij een viscositeit van 1.7 poise (Bijleveld & Dorée, 2014). Later zijn verschillende gebruiksvriendelijke modellen ontwikkeld voor Windowsplatforms, waaronder PaveCool (Chadbourn, et al., 1998) en CalCool (Timm, Voller, Lee, & 37

38 Harvey, 2001). CalCool is later hernoemd tot MultiCool (Diaz Sanchez, 2013). De programma s PaveCool en MultiCool zullen in meer detail besproken worden. PaveCool en MultiCool Om aannemers, weginspecteurs en technici te ondersteunen in de beslissing om wel of niet te asfalteren onder bepaalde omstandigheden, is een computertool genaamd PaveCool ontwikkeld. Dit programma is gebaseerd op numerieke waarden om de afkoeling te voorspellen gebruik makende van een eindige elementenmethode (Bijleveld, 2010). In de interface worden verschillende parameters met betrekking tot bestaande onderlaag, asfaltmengsel en weercondities ingevoerd. Zie Figuur 9. Een uitgebreide beschrijving van de benodigde input is gegeven in Bijlage 2. De output is een afkoelingscurve met aanbevolen start- en stoptijden voor het walsen (Minnesota Department of Transportation, s.d.). Indien de beschikbare tijd te kort wordt geacht, kunnen maatregelen overwogen en toegepast worden. Figuur 9: Interface PaveCool 3.0 Het voordeel van PaveCool ten opzichte van andere modellen is dat het gebruikt maakt van een eenvoudige interface en daardoor snel en simpel toegepast kan worden. Door Miller (2008), zoals geciteerd door Bijleveld (2010), is het programma voor een aantal Nederlandse mengsels gevalideerd. De conclusie was dat het programma goed bruikbaar geacht wordt voor Nederlandse asfaltmengsels. De werkelijke afkoeling van een STAB- en een SMA-laag vertoonde een hoge mate van correlatie met de afkoeling zoals in PaveCool voorspeld. PaveCool houdt in tegenstelling tot andere afkoelingsmodellen rekening met een afnemende laagdikte als gevolg van de walsbewegingen, daar waar andere modellen een vaste laagdikte veronderstellen (Bijleveld, 2010). Het effect van verdichting wordt dus meegenomen in de mate van afkoeling. Een beperking van het PaveCool model is dat slechts een asfaltlaag in beschouwing wordt genomen (Miller, 2010). Dit is geen probleem wanneer per dag slechts één laag wordt aangelegd, maar wel indien 38

39 op dezelfde dag meerdere lagen worden aangelegd. Wanneer er meerdere asfaltlagen bovenop elkaar worden aangebracht is de onderliggende laag een warmtebron van de aan te brengen asfaltlaag en dit heeft invloed op de afkoeling van de nieuwe asfaltlaag (Bijleveld, 2010). In dit licht is door Timm et al. (2001) het PaveCool model aangepast zodat de tijdsintervallen voor meerdere lagen gemodelleerd kunnen worden. Een nadeel van beide modellen is dat de temperatuursvensters daarmee en de tijdsvensters gebaseerd zijn op viscositeit en dichtheid van het mengsel en niet op de uiteindelijke kwaliteitskenmerken zoals vermoeiingsweerstand, spoorvorming en scheurvorming (Bijleveld & Dorée, Including asphalt cooling and rolling regimes in laboratory compaction procedures, 2014). Desalniettemin lijkt PaveCool een bruikbaar hulpmiddel, omdat de mate beschikbare tijd indirect een effect kan op de uiteindelijke kwaliteit en het kunnen voorspellen van de beschikbare tijd een praktisch hulpmiddel kan zijn Gevoeligheidsanalyse van het PaveCool-model Om te bepalen welke factor of factoren relatief de grootste invloed hebben op de output van het model, kan een gevoeligheidsanalyse (sensitivity analysis, SA) uitgevoerd worden (Saltelli, Tarantola, Campolongo, & Ratto, 2004). Met deze techniek kan bepaald worden hoe de onzekerheid in een van de inputfactoren doorwerkt in de output van het model, in dit geval in de tijd beschikbaar voor verdichting. Volgens Panell (1997) is SA de meest bruikbare en meest gebruikte techniek die beschikbaar is voor modelleurs om het besluitvormingsproces te ondersteunen. Er is een zeer breed scala van toepassingen waarvoor een gevoeligheidsanalyse kan worden ingezet. De vier hoofdcategorieën die Panell (1997) noemt zijn; besluitvorming/ontwikkeling van aanbevelingen voor beleidsmakers (1), communicatie (2), vergroten van inzicht in en kwantificering van het systeem (3), en modelontwikkeling (4). De toepassingen die voor dit onderzoek met name van belang lijken te zijn, zijn toepassingen 1 en 3. Voor elke toepassing worden een aantal aspecten benoemd waarvoor het uitvoeren van gevoeligheidsanalyse nuttig kan zijn. Hieronder worden de meest relevant geachte aspecten genoemd (Panell, 1997); - Het identificeren van kritische waarden of omslagwaarden waar de optimale strategie verandert. - Het identificeren van gevoelige of belangrijke variabelen. - Het ontwikkelen van flexibele aanbevelingen welke afhangen van de situatie. - Het bepalen van de mate van risico van een strategie of scenario. - Bepalen en begrijpen van de relatie tussen input- en outputvariabelen - Het prioriteren van data- of informatieverzameling. Het basisprincipe van een gevoeligheidsanalyse is simpel; verander de waarden van de variabelen in het model en observeer het gedrag van het model. In de praktijk zijn er echter verschillende mogelijkheden om het model te veranderen en te observeren. Het zogenaamde experimentele ontwerp geeft aan welke variabelen afzonderlijk of in combinatie veranderd worden, en welke variabelen de standaardwaarde behouden. In de keuze om de variabelen in combinatie of afzonderlijk te variëren moet de veronderstelde mate van correlatie in beschouwing worden genomen (Panell, 1997). Bij een hoge mate van correlatie is het logischer om de variabelen in combinatie te veranderen. Een gebruikelijke methode bij het bepalen van de variatielevels, is om waarden op voorhand te specificeren en gelijke intervallen te hanteren. De geselecteerde levels moeten de mogelijke en aannemelijke waarden omvatten die de variabele redelijkerwijs kan hebben (Panell, 1997). De simpelste methode om de resultaten van een SA te analyseren, is door de waarde van de output (grafisch) te presenteren bij 39

40 verschillende procentuele veranderingen van de waarden van de inputvariabelen ten opzichte van de standaardwaarde of referentiewaarde (Panell, 1997). Op het PaveCool-model is een gevoeligheidsanalyse toegepast om te bepalen welke inputvariabele een groot effect heeft op de output. In dit model is de output de beschikbare tijd voor het walsen. De variabelen zijn telkens onafhankelijk van elkaar procentueel gewijzigd. De basiscondities en ranges staan weergegeven in Tabel 4. De basiswaarden van luchttemperatuur, windsnelheid en luchtconditie zijn gebaseerd op de gemiddelden van deze waarden zoals gemeten in de periode (KNMI, 2016). Tabel 4: Basiscondities en ranges voor gevoeligheidsanalyse Variabele Basiswaarde Minimum Maximum Datum Breedtegraad Tijdstip 12:00 4:00 20:00 Luchttemperatuur ( C) Windsnelheid (km/u) Luchtcondities Deels bewolkt Geheel bewolkt Helder en droog Laagdikte (mm) Aanlevertemperatuur ( C) Verdichtingstemperatuur ( C) Ondergrondcondities Asfaltlaag Nat bevroren Droog onbevroren granulaat granulaat Oppervlaktetemperatuur C Het resultaat van de gevoeligheidsanalyse is weergegeven in Figuur 10. Bij de basisinstellingen is er 56 minuten beschikbaar om het walsproces te voltooien. Uit de analyse blijkt dat de laagdikte de grootste invloed heeft op de afkoeling en daarmee op de beschikbare tijd. Bij deze variabele heeft een procentuele verandering het grootste effect. Een tweede belangrijke inputvariabele is de aanlevertemperatuur. Vooral relatief lage aanlevertemperaturen hebben grote een invloed op de beschikbare tijd. In de range van C vlakt het effect van de aanlevertemperatuur af. De derde belangrijke variabele is de windsnelheid. Bij snelheden groter dan ongeveer 15 km/u is er duidelijk minder tijd beschikbaar. Het effect van de windsnelheid vlakt wel iets af, dat wil zeggen dat bij toenemende windsnelheden de beschikbare tijd niet meer lineair afneemt. De invloed van de het tijdstip, de luchtcondities en de ondergrondcondities is beperkt. Ten opzichte van de basiscondities zijn er bij een verandering van 100% van een van deze drie variabelen 10 minuten meer of minder beschikbaar. De omgevingstemperatuur en de oppervlaktetemperatuur hebben ook een noemenswaardige invloed op de beschikbare tijd. Zij worden gekenmerkt door een lineair verloop. Bij hogere omgevings- en oppervlaktemperaturen is er meer tijd beschikbaar voor de verdichting. Bij veranderingen van plus of min 100% ligt de beschikbare tijd in de range van minuten bij een basistijd van 56 minuten. 40

41 Beschikbare walstijd (minuten) Gevoeligheid PaveCool Procentuele verandering van inputvariabele Nullijn Tijdstip Omgevingstemperatuur Windsnelheid Luchtcondities Laagdikte Aanlevertemperatuur Ondergrondcondities Oppervlaktetemperatuur Figuur 10: Gevoeligheidsanalyse PaveCool Opgemerkt dient te worden dat deze resultaten van de analyse alleen van toepassing zijn bij deze specifieke basiscondities. Bij andere basiscondities is het mogelijk dat de invloed van een variabele toeof afneemt. Tevens zijn de variabelen alleen afzonderlijk van elkaar procentueel gewijzigd. Bij specifieke combinaties zal de gevoeligheid in grotere mate toe- of afnemen PaveCool in de praktijk Met het PaveCool-model is het mogelijk een inschatting te maken van de tijd die beschikbaar is voor het verdichten van lagen asfalt (Chadbourn, et al., 1998). De output van het model kan in de praktijk gebruikt worden bij de planning van het verdichtingsproces. Voor een groot aantal omstandigheden zijn voor onderlagen en tussenlagen/deklagen de tijdintervallen bepaald waarbinnen het walsproces voltooid dient te worden. Omdat in PaveCool de beschikbare walstijd bepaald aan de hand van 12 tot 14 factoren is het onmogelijk om elke combinatie door te rekenen, zeker omdat de input handmatig dient te gebeuren. Omdat uit de gevoeligheidsanalyse blijkt dat de afkoeling met name afhangt van de laagdikte, de aanlevertemperatuur en de windsnelheid, zijn voor combinaties van deze factoren de afkoelingstijden m.b.v. PaveCool bepaald bij verschillende omgevingstemperaturen en ondergrondtemperaturen. Dit in overeenkomst met het afkoelingsmodel opgesteld door (Wise & Lorio, 2004). Hier worden ook de ondergrond- en luchttemperatuur, de windsnelheid, de aflevertemperatuur en de laagdikte als leidend aangenomen. De afkoelingstijden zijn bepaald bij drie omgevingstemperatuurintervallen, namelijk van 0-10 C, C en C, waarbij de berekening is gedaan bij respectievelijk 5 C, 15 C en 25 C gecombineerd met ondergrondtemperaturen van respectievelijk 10 C, 20 C en 30 C. Van alle door de KNMI geregistreerde uurwaarden in de periode , had 93,2% van de uren een temperatuur tussen 0 C en 30 C (KNMI, 2016). Dat geeft aan dat de range van 0-30 C een goede dekking van de 41

42 weerscondities geeft. Twee windsnelheidintervallen zijn in beschouwing genomen, namelijk 0-5 m/s en 5-10 m/s. Bijleveld (2015) geeft aan dat asfalteringswerkzaamheden kritisch worden bij windsnelheden groter dan 5 m/s. De berekeningen zijn gedaan met de gemiddelde waarden, d.w.z. windsnelheden van 2,5 en 7,5 m/s. In de periode viel 99,0% van de lagen uurgemiddelde windsnelheiden binnen de range van 0-10 m/s (KNMI, 2016). Ten slotte zijn drie aflevertemperatuursintevallen in beschouwing genomen, namelijk 140 C, 150 C en 160 C. Tezamen leidt dit tot 12 mogelijke combinaties die voor elke situatie doorgerekend zijn. De tijden die beschikbaar zijn voor het verdichtingsproces, zijn bepaald AC deklagen en tussenlagen, AC onderlagen en voor discontinu gegradeerde deklagen (SMA/ZOAB). Bij de berekening is conform de verwerkingsadviezen van de BAM gesteld dat gestopt dient te worden met walsen indien het mengsel is afgekoeld tot 70 C (AC en SMA) of 80 C (ZOAB). De maximum verdichtingstemperatuur voor ACmengsels bedraagt 180 C en 150 C voor SMA-mengsels. Voor ZOAB-mengsels stelt het verwerkingsadvies van de BAM geen maximale verdichtingswaarde. Voor het bepalen van de beschikbare tijd is uitgegaan van deels bewolkt weer, omdat dit het meest voorkomt. Dat maakt het dat de tabellen een gemiddelde weersituatie in beschouwing nemen. Voor onderlagen zijn twee verschillende weersomstandigheden in beschouwing genomen. De resultaten zijn in tabelvorm gepresenteerd in Bijlage 3. In het algemeen kan gesteld worden dat voor AC deklagen en tussenlagen de beschikbare tijd gemiddeld met ongeveer 20% toeneemt als de laagdikte 5 mm toeneemt. Bij relatief dunne lagen is dit procentuele verschil groter dan bij relatief dikke lagen, namelijk respectievelijk ongeveer 30% en 10%. Eveneens is ongeveer 20% minder tijd beschikbaar bij hogere windsnelheden bij een gelijke laagdikte. Bij stijging van de omgevingstemperatuur met 10 C en 20 C is er respectievelijk ongeveer 20% en 45% meer tijd beschikbaar om de gewenste verdichting te bereiken, wederom bij gelijke laagdikte. Voor SMA en ZOAB-deklagen neemt de beschikbare tijd met ongeveer 33% toe als de laagdikte met 5 mm toeneemt. Bij relatief dunne lagen is dit procentuele verschil groter dan bij relatief dikke lagen, namelijk respectievelijk ongeveer 50% en 10%. Bij hogere windsnelheden is er ongeveer 17% minder tijd beschikbaar bij een gelijke laagdikte. Bij stijging van de omgevingstemperatuur met 10 C en 20 C is er respectievelijk ongeveer 18% en 40% meer tijd beschikbaar om de gewenste verdichting te bereiken, wederom bij gelijke laagdikte. Voor AC-onderlagen neemt de beschikbare tijd met ongeveer 13% af als de laagdikte met 5 mm toeneemt. Bij relatief dunne lagen is dit procentuele verschil groter dan bij relatief dikke lagen, namelijk respectievelijk ongeveer 17% en 10%. Bij hogere windsnelheden is er ongeveer 19% minder tijd beschikbaar bij een gelijke laagdikte. Bij stijging van de omgevingstemperatuur met 10 C en 20 C is er ongeveer 18 en 42% meer tijd beschikbaar om de gewenste verdichting te bereiken, wederom bij gelijke laagdikte. 42

43 2. Variabelen bij het verdichtingsproces In dit derde hoofdstuk wordt de relevante variabelen bij het verdichtingsproces behandeld vanuit een theoretisch perspectief. Aan bod komen de beïnvloedbare en niet-beïnvloedbare variabelen en relaties van en tussen de asfaltspreidmachine, de walsen en het werkvak/wegontwerp. Deze theorie vormt mede de basis voor het op te stellen model die planning en uitvoering van de asfaltverdichtingsproces moet ondersteunen. Uiteindelijk moet dit model helpen bij de planning van materieel en bij het bepalen van een geschikte walsstrategie. De tweede onderzoeksvraag staat centraal in dit hoofdstuk. Deze onderzoeksvraag luidt: Welke variabelen zijn van belang bij het verdichtingsproces en, welke relaties bestaan er tussen deze variabelen en wat zijn karakteristieke waarden voor deze variabelen? Deze onderzoeksvraag is opgedeeld in drie deelvragen, die elk in de komende paragrafen aan bod komen. 3.1 Relevante variabelen Deze paragraaf gaat in op deelvraag 2.1 en de bijbehorende subvragen. Deze luiden als volgt: 2.1 Welke variabelen zijn van belang voor het verdichtingsproces? Welke variabelen van de asfaltspreidmachine zijn relevant? Welke variabelen van de walsen zijn relevant? Welke variabelen van het werkvak/wegontwerp zijn relevant? Variabelen van de spreidmachine Op de bouwplaats wordt het asfalt geplaatst met behulp van een spreidmachine. De rol van de asfaltspreidmachine is om een uniforme asfaltlaag met een bepaalde laagdikte over een bepaalde breedte aan te brengen (Bijleveld, 2015). De spreidmachine ontvangt het asfalt uit de vrachtwagens in de zogenaamde hopper en via transportbanden wordt het asfalt naar de achterkant van de machine gebracht, naar het verdichtingsdeel (balk) van de machine. Onder invloed van de balk wordt het asfalt in het gewenste profiel gebracht en wordt de asfaltlaag met een zekere mate voorverdicht (Simons, 2007; Bijleveld; 2015). De snelheid van de asfaltspreidmachine is een belangrijke variabele (Bijleveld, 2015). De snelheid van de machine kan niet te hoog zijn. Indien de productiviteit van de machine groter is dan de aanvoer, zal dit resulteren in een groot aantal stopplaatsen. Een andere beperking is dat de productiviteit van de machine de capaciteit van de walsen niet mag overschrijden. Tenslotte, een te lage snelheid resulteert in een lage productiviteit (Bijleveld, 2015), wat kan conflicteren met de planning en gestelde deadlines. Simons (2007) heeft onderzoek verricht naar de variabelen die invloed hebben op de kwaliteit van de eindverdichting van de wegconstructie. Naast de omgevingsfactoren en de mengseleigenschappen worden ook een groot aantal uitvoeringsfactoren genoemd. Dit zijn factoren en variabelen die door het operationele personeel beïnvloed kunnen worden. Het betreffen handelingen van een asfaltspreidmachinist en een balkman en instellingen van de machine die gedurende het asfaltverwerkingsproces gevarieerd kunnen worden (Simons, 2007), uiteraard binnen bepaalde grenswaarden afhankelijk van het type/model machine. De variabelen zijn; de snelheid van de machine, de aanvoer van asfalt vanuit de hopper voor de balk en daarmee de hoeveelheid materiaal voor de balk, 43

44 de hoogteinstelling van de balk en daarmee de laagdikte, de voorverwarming van de balk en de instellingen met betrekking tot de voorverdichting van de balk. Deze variabelen komen in grote mate overeen met de variabelen beschreven door Fischer & Schug (2012). Zij noemen de werkbreedte van de machine, de snelheid van de machine, de hoogteinstelling van de balk, de volumetrische output, de balkverwarming, het aantal stopplaatsen en de hoeveelheid asfalt voor de balk en de instellingen voor voorverdichting van de balk. Dit kunnen stampmessen zijn (amplitude en snelheid in omwentelingen per minuut), drukplaten (frequentie en druk) en vibratie (omw/min). Floss (2001) benoemt drie variabelen, te weten de volumetrische output van de spreidmachine en de oppervlakteoutput van de spreidmachine en de werkbreedte. In Tabel 5 zijn de genoemde variabelen samengevat. Tabel 5: Variabelen van de spreidmachine Variabele Eenheid Bron Snelheid m/min Simons (2007), Fischer & Schug (2012) Hoogteinstelling/laagdikte mm Simons (2007), Fischer & Schug (2012) Werkbreedte m Floss (2001), Fischer & Schug (2012) Volumetrische output ton/u Floss (2001), Fischer & Schug (2012) Oppervlakteoutput m 2 /u Floss (2001) Balkverwarming C Simons (2007), Fischer & Schug (2012) Instelling voorverdichting -stampmessen -vibratie -drukplaten mm en omw/min omw/min bar en Hz Simons (2007), Fischer & Schug (2012) Bereikte voorverdichting ρ of % Stopplaatsen # Fischer & Schug (2012) Hoeveelheid asfalt voor de balk ton (?) Simons (2007), Fischer & Schug (2012) Variabelen van de wals Evenals voor de spreidmachine kunnen ook de variabelen en parameters die van belang zijn bij de walsmachines benoemd worden. De handelingen en instellingen aan de wals die een walsmachinist kan uitvoeren, zijn opgesomd door Simons (2007). Dit zijn de snelheid, het aantal walsovergangen, en de instellingen voor de frequentie en amplitude van de dynamische verdichtingsmechanismen. De snelheid van de wals moet zodanig gekozen worden dat (a) de spreidmachine niet uitloopt en (b) de wals niet inloopt op de spreidmachine en zodoende uiteindelijk moet wachten op de spreidmachine (Simons B., 2007). Andere variabelen die door Simons (2007) genoemd worden, zijn de afstand tussen wals en spreidmachine, de overlap bij opeenvolgende walsgangen en de hoeveelheid water die beschikbaar is voor het nathouden van de rollen. De hoeveelheid water dat een wals kan meenemen is voornamelijk van belang met het oog op de locatie van de waterwagen. Schröder (2010) onderkent drie belangrijke variabelen, namelijk de snelheid, verdichtingsenergie en het aantal overgangen van de wals. Floss (2001) acht de breedte van de wals, de overlap bij opeenvolgende walsgangen en de output/capaciteit van belang. Een laatste variabele is de walsfactor, zoals gedefinieerd in paragraaf Deze verenigt het gewicht van de wals, de diameter en breedte van rol in één waarde die het effect van de wals karaktersieert VBW-Asfalt (2000;2003). In Tabel 6 zijn de genoemde variabelen samengevat. 44

45 Tabel 6: Variabelen van de walsmachine Variabele Eenheid Bron Aantal walsen - Snelheid km/u Simons (2007), Schröder (2010) Frequentie en amplitude Hz en mm Simons (2007), Schröder (2010) dynamische verdichting Aantal overgangen # Simons (2007), Schröder (2010) Lengte walsgang m - Afstand wals-spreidmachine m Simons (2007) Walsfactor - VBW-Asfalt (2000;2003) Breedte wals m Floss (2001) Overlap m Floss (2001), Simons (2007) Volumetrische t/h Floss (2001) output/capaciteit Oppervlakteoutput/capaciteit m 2 /u Floss (2001) Hoeveelheid water liter Simons (2007) Karakteristieken en variabelen van het werkvak In de literatuur worden diverse karakteristieken van het werkvak genoemd die relevant kunnen zijn bij het asfaltverwerkingsproces. Veelal zijn worden deze karakteristieken bepaald door het ontwerp van de weg of door uitvoeringskeuzes (in het geval van koude langsnaden en dwarsnaden). De keuze voor mengseltype komt voort uit het ontwerpproces. Belangrijke variabelen zijn de laagdikte, de breedte en de lengte van het werkvak (Floss, 2001;, Simons, 2007, Schröder, 2010). Tezamen bepalen deze de hoeveelheid (tonnen) te verwerken asfalt. De afschot en de helling karakteristeren het profiel van de weg. Naast de karakteristieken van de nieuwe asfaltlaag, zijn ook de karakteristieken van de ondergrond van belang. Dit zijn met name de verdichting en stabiliteit van de ondergrond (Floss, 2001; Schröder, 2010). Indien lagen naast bestaande lagen worden aangelegd, is er sprake van de aanwezigheid van naden. De langsnaden en dwarsnaden kunnen zowel koud als warm zijn en vergen speciale aandacht bij het walsproces. Kantopsluitingen kunnen aan één of twee zijden van het werkvak aanwezig zijn. In iedere situatie hebben ze een invloed op het te hanteren walspatroon. Dat geldt ook voor de aan- of afwezigheid van kantopsluitingen (Floss, 2001;, Simons, 2007, Schröder, 2010). Simons (2007) heeft interviews afgenomen met balkmannen, spreidmachistenen en walsmachinisten en de geïnterviewden gaven aan dat aan dat projecten waarin bochten, kruisingen, rotondes en drempels en andere obstakels (handwerk) zijn opgenomen moeilijker zijn en meer aandacht en concentratievermogen vergen dan een zogenoemd rechttoe- rechtaan project. Logischerwijs worden voor krommingen andere walspatronen gehanteerd dan voor rechte stukken (Floss, 2001). In Tabel 7 zijn de genoemde variabelen samengevat. Tabel 7: Karakteristieken en variabelen van het werkvak Karakteristiek/variabele Eenheid Bron Laagdikte mm Floss (2001), Simons (2007), Schröder (2010) Breedte m Floss (2001), Simons (2007), Lengte m Simons (2007) Afschot % Floss (2001), Simons (2007) Helling % Floss (2001), Simons (2007) 45

46 Mengseltype/ soort laag - Floss (2001), Simons (2007), Schröder (2010) Dwarsnaad - Floss (2001), Simons (2007), Schröder (2010) Langsnaad - Simons (2007), Schröder (2010) Kantopsluiting - Simons (2007), Schröder (2010) Handwerk - Simons (2007) Obstakels/putten/drempels - Simons (2007) Krommingen - Floss (2001), Simons (2007) (Bochten/rotondes/kruisingen) Verdichting en stabiliteit van - Floss (2001), Schröder (2010) ondergrond Spreidgewicht kg/m 2 Floss (2001) Opdeling van variabelen naar mate van zekerheid en beïnvloedbaarheid Alle in de voorgaande (drie) paragrafen genoemde karakteristieken en variabelen kunnen nader opgedeeld worden om zo meer inzicht te verkrijgen in de mate van belangrijkheid en het karakter van elke afzonderlijke variabele. Een tool die hiervoor gebruikt kan worden, is de zogenaamde scenario planning tool, opgesteld door Ilbury en Sunter (2001). De tool bestaat uit een matrix die variabelen opdeelt naar mate van zekerheid en beïnvloedbaarheid. De tool is in principe opgesteld om scenario s op te stellen en op basis van die scenario s te handelen, maar de matrix leent zich er ook voor om variabelen te karakteriseren. Zekerheid wil in dit geval zeggen dat precies duidelijk is welke waarde de variabele moet aannemen om het asfaltverkerwerkingsproces uniform en optimaal te voltooien, terwijl beïnvloedbaarheid iets zegt over de mate waarin het uitvoerend personeel deze waarde ook daadwerkelijk kan instellen. In Tabel 8 is de opdeling weergegeven. Tabel 8: Onzekerheid en beïnvloedbaarheid van variabelen Onzeker maar beïnvloedbaar - Snelheid machine - Instelling voorverdichtingsmechanismen en bereikte voorverdichting - Balkverwarming - Hoeveelheid asfalt voor de balk - Snelheid wals - Frequentie en amplitude dynamische verdichtingsmechanismen - Aantal walsovergangen - Lengte walsgang - Te verwerken maximale breedte - Afstand wals-spreidmachine - Benodigde capaciteit van de wals(en) - Beschikbaarheid water Onzeker en niet beïnvloedbaar - Stopplaatsen machine - Handwerk - Obstakels/putten/drempels Zeker en beïnvloedbaar - Aan te leggen laagdikte - Werkbreedte machine - Output machine (volumetrisch en oppervlakte) - Spreidgewicht - Overlap tussen opeenvolgende walsgangen Zeker maar niet beïnvloedbaar - Breedte werkvak - Lengte werkvak - Afschot 46

47 - Omgevingscondities - Ondergrondcondities - Aanlevertemperatuur - Temperatuur achter de balk - Helling - Mengseltype / soort laag - Mengseleigenschappen - Walsfactor - Breedte van de wals - Dwars- en langsnaden - Kantopsluitingen - Handwerk - Obstakels/putten/drempels - Krommingen 3.2 Relaties tussen de variabelen De paragraaf gaat in op deelvraag 2.2. Deze luidt als volgt: 2.2 Welke relaties bestaan tussen deze variabelen? De variabelen zoals beschreven in de voorgaande paragraaf zijn in meer of mindere mate aan elkaar gerelateerd. Met behulp van Figuur 11 is getracht om de belangrijkste (theoretische) relaties weer te geven. Figuur 11: Relaties tussen relevante variabelen 47

48 De eerste relatie die onderkend kan worden, is de relatie tussen het profiel van de aan te leggen weg, de aanlevertemperatuur, de omgevingscondities en de ondergrondcondities. Tezamen beïnvloeden deze de afkoelingssnelheid van het asfalt. De afkoelingssnelheid en de boven- en ondergrens van het verdichtingsgrens bepalen de beschikbare tijd voor verdichting. Dit is de eerste van de drie belangrijke pijlers in de afstemming tussen planning en uitvoering. De tweede belangrijke pijler is de output per tijdseenheid van de spreidmachine met een bepaalde mate van voorverdichting. De oppervlakteoutput hangt af van de snelheid van de machine en de werkbreedte. De volumetrische output is gebaseerd op de snelheid, werkbreedte en de hoogteinstelling van de machine. De werkbreedte van de machine vertoont een directe relatie met de aan te leggen breedte van de weg. De hoogteinstelling van de machine is direct gerelateerd aan de aan te brengen laagdikte. De behaalde voorverdichting is volgens Simons (2007) afhankelijk van de instellingen van de voorverdichtingsmechanismen en de snelheid van de machine. De derde belangrijke pijler is de walscapaciteit. De walscapaciteit wordt bepaald aan de hand van een groot aantal variabelen. Dit zijn het aantal en type walsen, de breedte van de wals, de overlap, de lengte van de walsgang, de snelheid van de wals en het aantal benodigde walsovergangen. Volgens Floss (2001) en Schröder (2010) is het aantal benodigde walsovergangen weer afhankelijk van het gewicht en type wals, de walssnelheid, de laagdikte, de temperatuur van het asfalt, type mengsel, voorverdichting van de machine en de stabiliteit van de ondergrond. De instellingen van de dynamische verdichtingsmechanismen worden niet expliciet genoemd als zijnde van invloed, maar het is hoogst aannemelijk dat deze wel van invloed zijn op het aantal benodigde overgangen. De output van de machine en de beschikbare tijd bepalen hoeveel asfalt verdicht dient te worden in welke tijd. De walscapaciteit moet dusdanig groot is dat deze hoeveel asfalt ook daadwerkelijk verdicht kan worden. Dit vergt afstemming tussen de output van de machine en de walscapaciteit, gegeven de beschikbare tijd voor het verdichten. 2.5 Karakteristieke waarden De paragraaf gaat in op deelvraag 2.3. Deze luidt als volgt: 2.3 Wat zijn karakteristieke (grens)waarden voor de relevante variabelen? Voor zowel de variabelen van de spreidmachine als van wals, zijn karakteristieke waarden bekend in de literatuur. De waarden geven tezamen een indicatie hoe groot de productiviteit/capaciteit van de desbetreffende machine kan zijn. Uiteraard zullen de specifieke waarden enigszins verschillen, afhankelijk van de fabrikant van het materieel. Met het oog op het ontwikkelen/hanteren van verschillende walsstrategieën, waar dit onderzoek zich op focust, zijn waarden van vier variabelen van de spreidmachine van belang. Dit zijn snelheid, de werkbreedte, de volumetrische output en de mate van voorverdichting. Voor deze variabelen zijn karakteristieke waarden weergegeven in Tabel 9. 48

49 Tabel 9: Karakteristieke waarden spreidmachine Variabele Karakteristieke waarde Bron Snelheid van de spreidmachine 3-15 m/min 2-10 m/min (AAPA, 2001) (Fischer & Schug, 2012) Werkbreedte 1,1-3,0 meter (standaard) (Fischer & Schug, 2012) 3,2-16,0 meter (verlengde balk) Volumetrische output ton/u (Fischer & Schug, 2012) Voorverdichting 85-95% (VBW-Asfalt, 2000) De variabelen van de wals waarvan karakteristieke waarden benodigd zijn, zijn de breedte van de wals, de snelheid van de wals, de output, de amplitude en frequentie indien dynamisch verdicht wordt, de lengte van de walsgang en het aantal overgangen. In Tabel 10 wordt een overzicht van de variabelen en hun waarden gegeven. Tabel 10: Karakteristieke waarden wals Variabele Karakteristieke waarde Bron Breedte wals 0,80-2,14 m (HAMM AG, s.d.) (Bomag GmbH, 2009) Snelheid wals Zie Tabel 11 Output Zie Figuur 12 Amplitude en frequentie < 1 mm bij 30 tot 60 Hz 0,25 0,8 mm bij >50 Hz 0,30-0,95 mm bij Hz (Floss, 2001) (Schröder, 2010) (Bomag GmbH, 2009) Lengte van de walsgang Niet bekend. Aantal overgangen Zie Tabel 12 BAM Infra intern document Voor de snelheden die de wals idealiter aan zou moeten houden, zijn verschillende waarden bekend (Floss, 2001) (Bomag GmbH, 2009). Deze verschillen per walsfase (voorwalsfase, tussenwalsfase en nawalsfase) en per type wals/methode van verdichting. Echter wordt bij deze benadering geen rekening gehouden met de laagdikte. VBW-Asfalt (2003) stelt dat hoe langer het gewicht van de wals op het asfalt kan inwerken, hoe groter hetverdichtend effect is en dat daarom bij het walsen van dunne (dek)lagen hogere walssnelheden kunnen worden aangehouden dan het walsen van voor dikkere lagen. Dat is gunstig, omdat voor het walsen van dunne lagen soms maar enkele minuten beschikbaar zijn om het verdichtingsproces te voltooien (VBW-Asfalt, 2003) en een hogere mogelijke snelheid er dus voor kan zorgen dat de gewenste verdichting binnen dit korte interval bereikt kan worden. In Tabel 11 zijn de aanbevolen gemiddelde snelheden weergegeven. Tabel 11: Aanbevolen walssnelheden Walsfase Methode (type wals) Snelheid in km/u Snelheid in m/min Voorwalsfase Statisch (tandem) , Tussenwalsfase Statisch (tandem) , Statisch (banden) ,7-133, Dynamisch ,3 49

50 Nawalsfase Statisch (tandem) , Statisch (banden) , In Figuur 12 worden karakteristieke outputwaarden genoemd van de verschillende typen walsen genoemd, afhankelijk van de laagdikte. Deze geven ranges van mogelijke output aan. Echter zijn het vrij brede ranges en aangezien de output van vele variabelen afhankelijk is (snelheid, aantal overgangen, aantal parallelle tracks), is het twijfelachtig of deze waarden direct goed kunnen helpen bij het opstellen van een geschikte walsstrategie. Het lijkt logischer om de output te berekenen op basis van bovengenoemde waarden dan om slechts een algemene waarde voor de output te nemen die in de figuur gegeven staan. Figuur 12: Output van verschillende typen walsen (Floss, 2001) Karakteristieke waarden van de lengte van een walsgang zijn niet bekend of in ieder geval niet gevonden in de literatuur. Deze zullen op basis van de empirie vastgesteld moeten worden. Voor een duiding van het karakteristieke aantal walsovergangen is gebruik gemaakt van een intern document van BAM Infra Asfalt. Hier worden voor 7 asfaltmengsels bij vaste laagdikte het aantal (geschatte) benodigde overgangen weergeven, met welke wals dit dient te gebeuren en in welke volgorde. Zie Tabel 12. Tabel 12: Geschat aantal benodigde walsovergangen. Mengsel Laagdikte (mm) Aantal overgangen (-) Totaal aantal overgangen (-) AC 16 surf 40 Td4, D3 7 AC 16 bind/base 60 BC2, Td2, D3 7 AC 22 bind/base 70 BC2, Td2, D3 7 SMA-NL TS 4, D2 6 50

51 ZOAB TS 4, D2 6 LEAB BC2, Ts2, Td2, D2 8 (BAM Specifiek) Dubofalt/Redufalt (BAM Specifiek) 60 D2, Ts4 6 D = drierol, T = tandem, BC = bandenwals/combiwals; +s= Statisch, +d = Dynamisch 51

52 4. Basisopzet beslismodel In dit vierde hoofdstuk wordt de basisopzet voor het beslismodel gepresenteerd. Dit model vormt de basis voor het bereiken van de doelstelling van dit onderzoek. Het doel van het onderzoek is het doen van aanbevelingen op het gebied van materieelinzet en te hanteren walsstrategieën zodat een asfaltlaag gegeven de heersende condities op het werk binnen het beperkte tijdsinterval efficiënt en uniform verdicht kan worden. Dit model is opgesteld op basis van de theoretische kennis zoals gepresenteerd in hoofdstukken 2 en 3. In het model zijn de omgevingsfactoren, en variabelen van de spreidmachine en wals direct of indirect meegenomen. De relaties zoals gedefinieerd in paragraaf 3.2 vormen een goede basis voor de opzet van het model. In dit hoofdstuk zijn de relaties ook in formulevorm gespecificeerd. 4.1 Wat is leidend in het model? Het beslismodel maakt het mogelijk om vanuit twee perspectieven te rekenen. De alternatieven hebben betrekking op hetgeen wat als leidend wordt gesteld. Aan beide opties ligt een andere logica ten grondslag. Opgemerkt dient te worden dat voor de beide opties in ieder geval de beschikbare tijd voor verdichting in beschouwing genomen dient te worden. De eerste optie is om de output van de spreidmachine als leidend aan te nemen. Dit wil zeggen dat de snelheid van machine vrij gekozen kan worden. Idealiter moet de snelheid van de machine zo gekozen worden dat een continu verwerkingsproces ontstaat en dus dat snelheid van de machine is afgestemd op de productiecapaciteit van de asfaltcentrale en op de aanvoer van de asfalttrucks (Bijleveld, 2015). De logica is dus dat de snelheid van de machine gebaseerd wordt op de eerste en tweede fase van het asfaltverwerkingsproces, dus op de asfaltproductie en het asfalttransport. Zie hiervoor Figuur 13 Als de snelheid van de spreidmachine als leidend wordt genomen, resulteert dit in een opgelegde snelheid voor de wals of walsen om ervoor te zorgen dat de output van de wals gelijk is aan de output van de machine. Als men de snelheid van de machine als leidend neemt, moet kritisch gekeken worden of de beoogde walsinzet (=standaard walsset) voldoende walscapaciteit biedt. Indien dit niet het geval is, moet de walscapaciteit uitgebreid worden. Gegeven de beschikbare tijd voor verdichting Fase 1 Fase 1: Asfaltproductie Gewenste productie is het uitgangspunt, maximale productiecapaciteit is limiet Fase 2 Fase 2: Asfalttransport Transport afgestemd op maximale of gewenste productie Fase 3 Fase 3: Spreiden van de asfaltlaag Snelheid van de spreidmachine afgestemd op aanlevering van asfaltmengsel Fase 4 Fase 4: Verdichten van de asfaltlaag Snelheid van de wals(en) wordt bepaald door de snelheid van de spreidmachine Figuur 13: Keuzeproces alternatief 1 52

53 Het grootste mogelijke nadeel van dit alternatief is dat er uiteindelijk toch te weinig walscapaciteit beschikbaar is en dat er (dus) te weinig walsovergangen worden uitgevoerd en/of het asfalt bij een te lage temperatuur verdicht wordt. De tweede optie is om de beschikbaarheid van de walsen/de walscapaciteit als uitgangspunt te nemen. Dit wil zeggen de dat de snelheid van wals vrij gekozen kan worden. Bij deze optie wordt in feite de omgekeerde volgorde van het asfaltverwerkingsproces dan aangehouden bij de uit te voeren berekeningen. Zie Figuur 14. Als de snelheid van de wals als leidend wordt genomen, resulteert dit in een opgelegde snelheid voor de spreidmachine om ervoor te zorgen dat de output van de machine gelijk is aan de capaciteit van de wals(en). Gegeven de beschikbare tijd voor verdichting Fase 4 Fase 3 Fase 2 Fase 1 Fase 4: Verdichting van de asfaltlaag Beschikbaarheid van wals(en) is leidend, walscapaciteit als uitgangspunt Fase 3: Spreiden van de asfaltlaag Snelheid van de spreidmachine wordt bepaald o.b.v. walscapaciteit Fase 2: Asfalttransport Aanlevering van asfaltmengel gebaseerd op de snelheid/output van de machine Fase 1: Asfaltproductie Productie gebaseerd op benodigde aanlevering Figuur 14: Keuzeproces alternatief 2 Het grootste mogelijke nadeel van dit alternatief is dat de productiviteit van het werk te laag is al gevolg van een (te) lage snelheid van de spreidmachine en dat zodoende te weinig tonnen asfalt per dag verwerkt worden. 4.2 Onderliggend walspatroon Het beslismodel veronderstelt een variant van het klassieke walspatroon zoals beschreven in Paragraaf Het gaat uit van dezelfde basisprincipes. Echter is het zo dat het beslismodel niet direct rekening houdt met het versporen van de wals voor een volgende parallelle track en een volgende sectie. In Figuur 15 is een algemeen walspatroon die bestaat uit drie parallele tracks en 2 walsovergangen per track weergegeven. Het model veronderstelt dat aan het einde van walsbeweging 2 gelijk gestart wordt met walsbeweging 3. Dus zodat de eindlocatie van walsbeweging 2 in theorie gelijk is aan de startlocatie van walsbeweging 3. In praktijk is dit natuurlijk niet het geval. Dit verschil is betrekkelijk klein bij het versporen tussen de opvolgende tracks. Het verschil kan echter groter zijn bij het eind van sectie 1 en de start van sectie 2. In Figuur 15 is dit weergegeven met behulp van de locatie x6,y6 aan het eind van walsbeweging 6/sectie 1 en de locatie x7,y7 bij de start van walsbeweging 7/sectie 2. Echter dient opgemerkt te worden dat deze situatie niet altijd hoeft voor te komen. Het kan ook zijn dat de wals juist 53

54 wel precies eindigt bij de start van sectie 2. Dit is namelijk afhankelijk van de het aantal walsogangen (even of oneven) en het aantal parallelle tracks (even of oneven) en of er wel of niet verspoord wordt op warm asfalt. In Paragraaf is gesteld dat versporen of warm asfalt niet mag. Echter wil dit niet zeggen dat het in de praktijk ook daadwerkelijk niet gebeurt. Figuur 15: Walspatroon beslismodel Om de vele mogelijke combinaties tussen aantal walsovergangen en aantal benodigde tracks te modelleren, veronderstelt het model dat de parallelle walstracks van 1 sectie achter elkaar zijn geplakt, zodat één lange strook ontstaat en in theorie niet verspoord hoeft te worden tussen de parallelle tracks. In het geval van een even aantal walsovergangen wordt het versporen tussen opvolgende secties verwaarloosd. In het geval van een oneven aantal is dit niet het geval, omdat de wals dan in theorie bij het begin van sectie 2 eindigt en dus zonder versporen verder kan. Anders gezegd; het model veronderstelt puur dat een oppervlak (lengte x breedte x aantal overgangen) gewalst moet worden en houd geen rekening met de locaties waar men start en eindigt. Het oppervlak wordt in principe teruggebracht tot één strook. 4.3 Formules in het model De basis van het beslismodel wordt gevormd door een aantal formules. Floss (2001) heeft een 7-tal formules opgesteld (formules ) die een groot deel van de in hoofdstuk 3 gedefinieerde variabelen en relaties in formulevorm uitdrukken. Formule 4.8 en 4.9 zijn zelf opgesteld. Deze formules vormen een goede basis vaan het beslismodel, omdat met behulp van deze formules de walscapaciteit en machineoutput bepaald kan worden. Door deze te combineren met de beschikbare tijd voor het walsen (die bepaald kan worden met PaveCool) kan bepaald worden welke waarden voor welke variabelen aangehouden moeten worden om een theoretisch uniforme verdichting van een asfaltlaag te bewerkstelligen. Het basiscriterium is dat variabelen zodanig gekozen dienen te worden dat de output van de spreidmachine gelijk is aan de output van de wals. Er kan gerekend worden met een de volumetrische output (ton/tijdseenheid) of met de oppervlakteoutput (m 2 /tijdseenheid). Voor beide variabelen zijn de formules weergegeven. Echter zal in het vervolg van dit verslag alleen met de oppervlakteoutput gerekend worden. De volgende formules zijn van belang: F m,o = B v m f n 4.1 Waarin: F m,o = Oppervlakteoutput van de spreidmachine (m 2 /min) B = Werkbreedte van de spreidmachine (m) 54

55 v m = Gemiddelde snelheid van de spreidmachine (m/min) f n = Efficiencyfactor (-) f n = 0,8 tot 1,0 bij output < 100 t/h f n = 0,7 tot 0,9 bij 100 t/h < output < 200 t/h f n = 0,6 tot 0,8 bij output > 200 t/h F m,v = F m,o g Waarin: F m,v = Volumetrische output van de spreidmachine (t/min) F m,o = Oppervlakteoutput van de spreidmachine (m 2 /min) g = Spreidgewicht (kg/m 2 ) F w,o = b eff v w f n n 4.3 Waarin: F w,0 = Oppervlakteoutput van één wals (m 2 /min) b eff = Effectieve walsbreedte (m) (zie formule 4.5) v w = Gemiddelde snelheid van de wals (m/min) f n = Efficiencyfactor (-) n = Aantal walsovergangen (-) F w,v = b eff v w f n h ρ 1000 n 4.4 Waarin: F w,v = Volumetrische output van één wals (t/min) b eff = Effectieve walsbreedte (m) (zie formule 4.5) v w = Gemiddelde snelheid van de wals (m/min) f n = Efficiencyfactor (-) h = Laagdikte (m) ρ = Dichtheid van het mengsel (kg/m3) n = Aantal walsovergangen (-) b eff = B N 4.5 Waarin: b eff = Effectieve walsbreedte (m) B = Werkbreedte van de spreidmachine (m) N = Aantal parallelle walsgangen (-) (zie formule 4.6) N = B b 0,9 Waarin: N = Aantal parallelle walsgangen (-) B = Werkbreedte van de spreidmachine (m) b = Breedte van de walsrol (m) Factor 0,9 vanwege overlap met parallelle walsgangen

56 L = T v w n N 4.7 Waarin: L = Lengte van de walsgang (m) T = Beschikbare tijd voor verdichting (min) v w = Gemiddelde snelheid van de wals (m/min) n = Aantal walsovergangen (-) N = Aantal parallelle walsgangen (-) X m w,min = (T b T maxv ) v C m 4.8 Waarin: X m-w,min = Minimale afstand tussen machine en wals (m) T b = Asfalttemperatuur achter de balk ( C) T maxv = Maximale verwerkingstemperatuur ( C) C = Gemiddelde afkoelingssnelheid ( C/min) v m = Gemiddelde snelheid van de spreidmachine (m/min) X m w,max = (T b T minv ) v C m 4.9 Waarin: X m-w,max = Maximale afstand tussen machine en wals (m) T b = Asfalttemperatuur achter de balk ( C) T mv = Minimale verwerkingstemperatuur ( C) C = Gemiddelde afkoelingssnelheid ( C/min) v m = Gemiddelde snelheid van de spreidmachine (m/min) 4.4 Stappen in het beslismodel In de basis is het model bedoeld om bij de voorbereiding van een specifiek asfaltverwerkingsproces de machineoutput en de walscapaciteit op elkaar af te stemmen, gegeven de beschikbare tijd als gevolg van de afkoeling van het asfalt. Het model helpt bij het beslissen of wel of geen extra wals ingezet moet worden. Daarnaast kan het model gebruikt worden om operationele adviezen te genereren in de vorm van aan te houden snelheden van de machine en wals en de maximale lengte van een walsbeweging. Deze adviezen worden na berekening van een aantal stappen gegeneerd. De eerste 4 stappen zijn algemeen van aard en onafhankelijk van het feit of de machineoutput of de walsoutput als leidend wordt aangehouden. Vanaf stap 5 dient deze keuze gemaakt te worden. Stap 1: Definitie van soort laag, type mengsel en laagdikte De eerste stap omvat de definitie van algemene eigenschappen van de asfaltlaag. Heb betreft de soort laag, type mengsel en de laagdikte. Opties zijn; Onderlaag (base) Tussenlaag (bind) Deklaag (surf) (Profileerlaag of uitvullaag) 56

57 Opties zijn; Opties zijn; Asfaltbeton (AC) Steenmastiekasfalt (SMA) Zeer open asfaltbeton (ZOAB) (evt. 2L) innovatieve mengsels (LEAB, Redufalt, Dubolfalt etc.) Continuüm aan laagdiktes met een minimum van 20 mm en een maximum van 90 mm en in de regel een interval van 5 mm. Stap 2: Definitie van walsfase en aantal walsovergangen De tweede stap omvat de definitie van de walsfase. De walsfase indiceert de temperatuurrange. Opties zijn; Voorwalsfase Tussenwalsfase Nawalsfase De mogelijkheid bestaat dat één wals voor meerdere walsfasen wordt ingezet. Dus dat één wals zowel de voorwalsfase als de tussenwalsfase uitvoert. Stap 2 omvat eveneens de definitie van het aantal walsovergangen die per walsfase uitgevoerd dienen te worden, waarbij tevens het mengsel en de laagdikte in beschouwing worden genomen. Met hulp van afdeling kwaliteitsdienst kan het aantal benodigde walsovergangen bepaald worden op basis van nucleaire verdichtingsmetingen (Mansell, 2016) Stap 3: Definitie van type wals per walsfase De derde stap omhelst de specificatie van het type wals dat per walsfase wordt ingezet. Binnen de BAM wordt enkel gebruik gemaakt van walsen van het merk Hamm. In Tabel 13 zijn de typen walsen weergegeven die in de standaard walsset van de asfaltploeg zitten of die regelmatig ingezet worden. Tabel 13: Opties voor walstypen Merk Model Type wals Breedte (m) Opmerking Hamm HW90 Drierolwals 2,020 (achter) Standaard walsset Hamm DV+70i VO-S Dynamische tandemwals 1,500 Standaard walsset (DV+70i óf DV+90i) Hamm DV+90i VO-S Dynamische tandemwals 1,680 Standaard walsset (DV+70i óf DV+90i) Hamm HD10 Statische tandemwals, compact 1,000 Standaard walsset Hamm HD140 Statische tandemwals 2,140 Hamm DV+90i VT-S Combiwals 1,680 Hamm GRW-180i Bandenwals 1,830 Stap 4: Bepalen van beschikbare walstijd m.b.v. PaveCool De vierde stap omvat het bepalen van de beschikbare walstijd met behulp van PaveCool. Hiervoor dient een weersvoorspelling geraadpleegd te worden. In Bijlage X is uitgebreid beschreven welke variabelen in PaveCool ingevuld dienen te worden. De beschikbare tijd dient per walsfase bepaald te worden op basis van de minimum- en maximumtemperaturen voor die specifieke walsfase. 57

58 Stap 5a: Machineoutput leidend: Bepalen van walssnelheid en walslengte Stap vijf omhelst het bepalen van de walssnelheid en de walslengte, gegeven dat de machineoutput leidend is. De machineoutput wordt bepaald door de snelheid van de machine en de werkbreedte. De snelheid van de wals en de lengte van de walsgang volgen uit de machineoutput en de beschikbare tijd voor het walsproces. De volgende machinesnelheden worden in de verwerkingsadviezen voorgesteld, zie Tabel 14. Tabel 14: Aanbevolen snelheden voor de spreidmachine Minimumsnelheid (m/min) Maximumsnelheid (m/min) Gewenste snelheid (m/min) Asfaltbeton (AC) DL Asfaltbeton (AC) TL/OL Zeer open asfaltbeton (ZOAB) Steenmastiekasfalt (SMA) óf Stap 5b: Walsoutput leidend: Bepalen machinesnelheid Stap vijf omhelst het bepalen van de machinesnelheid, gegeven dat walsoutput leidend is. De snelheid van de machine wordt bepaald op basis van de snelheid van de wals en lengte van de walsgang. Bij het kiezen van de gewenste gemiddelde walssnelheid moet rekening gehouden worden met de karakteristieken van het werk. Een uitgangspunt van het model is dat de lengte van een walsgang zo groot mogelijk moet zijn. Bij een zo groot mogelijke walslengte wordt de beschikbare tijd het beste benut. Dit omdat dan procentueel gezien minder tijd besteed wordt aan het accelereren en decellereren en procentueel een groter gedeelte van de tijd met een continue snelheid gereden kan worden. Stap 6: Output model beoordelen op basis van gestelde criteria De laatste stap omhelst het beoordelen van de modeloutput aan de hand van een aantal gestelde criteria/randvoorwaarden. Bij overschrijding van deze criteria zou overwogen moeten worden om een extra wals in te zetten, puur gebaseerd op het (theoretische) capaciteitsgebrek Echter zullen in de praktijk ook andere criteria overwogen worden, zoals bijvoorbeeld beschikbaarheid en (transport)kosten. Het inzetten van een extra wals brengt kosten met zich mee in de vorm van transportkosten, loonkosten (extra machinist) en gebruikskosten (brandstof en afschrijving). Daarnaast moet een extra wals natuurlijk ook beschikbaar zijn. In Bijlage 4 is een afbeelding van de Excelsheet opgenomen waarin in de stappen zijn voorgedefinieerd 4.5 Voorbeeldberekening In deze paragraaf is een voorbeeldberekening uitgewerkt voor de beide opties (machineoutput leidend en walscapaciteit leidend) om zo een indruk te geven hoe de stappen die uitgevoerd moeten worden. 58

59 Stap 1: Stel dat het gaat om het aanleggen van een AC 11 surf (deklaag) met een laagdikte van 50 mm en dat de aan te leggen weg 5,0 m breed is en 800 m lang. Stap 2: Stel dat het om de nawalsfase gaat. De nawalsfase van een AC 11 surf dient plaats te vinden binnen de temperatuurrange van C. Aangenomen wordt dat 4 walsovergangen uitgevoerd dienen te worden in de nawalsfase. Stap 3: Uitgegaan wordt dat een Hamm DV+70i VO-S dynamische tandemwals uit de standaard walsset wordt ingezet. Deze wals heeft een rolbreedte 1,500 m. Stap 4: Veronderstel een luchttemperatuur van 15 C, volledige bewolking, een windsnelheid van 8 km/u, een ondergrondtemperatuur van 20 C en tenslotte een aanlevertemperatuur van 150 C. Op basis van deze en de in stap 1-3 gedefinieerde variabelen/waarden, voorspelt PaveCool een beschikbare walstijd van 29 minuten Stap 5a Mocht de machineoutput als leidend worden verondersteld, en de beoogde gemiddelde snelheid van machine wordt vastgesteld op 6,0 m/min, dan is zou de wals de volgende snelheid en lengte van de walsgang moeten aanhouden: F m,o = B v m f n 4.1 F m,o = 5,0 6,0 0, F m,o = 24,9 m 2 /min 4.1 De machineoutput is gelijk aan 24,9 m 2 /min. De walsoutput moet gelijk zijn aan de machineouput om zo te voorkomen dat de walsen achter raken op de machine, danwel inlopen op de machine. F w,o = F m,o F w,o = b eff v w f n n 24,9 = b eff v w 0, N = B b 0,9 4.6 N = 5,0 1,50 0,9 4.6 N = 3,70 = b eff = B N 4.5 b eff = b eff = 1,25 m

60 v w = F w,o n b eff f n 4.3 v w = 24,9 4 1,25 0, v w = 96 m/min = 5,8 km/u 4.3 L = T v w L = n N L = 174 m 4.7 Stap 5b: Mocht de walsoutput als leidend worden verondersteld, en de beoogde gemiddelde snelheid van de wals wordt vastgesteld op 5,0 km/u oftewel 83,3 m/min, dan zou de spreidmachine de volgende snelheid moeten aanhouden; F w,o = b eff v w f n F w,o = n 1,25 83,3 0, F w,o = 21,6 m 2 /min 4.3 De walsoutput is gelijk aan 21,6 m 2 /min. De machineoutput moet gelijk zijn aan de walsouput om zo te verkomen dat de walsen achter raken op de machine, danwel inlopen op de machine. F w,o = F m,o F m,o = B v m f n ,6 = 5,0 v m 0, v m = F m,o B f n 4.1 v m = 21,6 5,0 0, v m = 5,2 m/min 4.1 L = T v w L = n N 29 83, L = 151m 4.7 Stap 6: Stel dat er drie criteria gesteld worden op basis waarvan de ouput beoordeeld moet worden. In deze voorbeeldberekening zijn de waarden van de twee criteria min of meer willekeurig gekozen. Indien één van twee overschreven wordt, is dit een indicatie om een extra wals in te zetten. - Criteria 1: De minimale lengte van een walsgang moet groter dan 50 meter zijn. - Criteria 2: De maximale snelheid waarmee de wals kan rijden is 5,5 km/u. - Criteria 3: De snelheid waarmee de machine kan rijden moet binnen het interval van de Tabel 14 genoemde waarden liggen. 60

61 Beoordeling criteria 1; De in stap 5a berekende lengte van de walsgang is 174 meter. 174 > 50 meter, dus aan criteria 1 is voldaan. De in stap 5b berekende lengte van de walsgang is 151 meter. 151 > 50 meter, dus aan criteria 1 is voldaan. Beoordeling criteria 2; De in stap 5a berekende snelheid die wals aan moet houden is 5,8 km/u. 5,8 > 5,5 km/u, dus aan criteria 2 is niet voldaan. Om wel aan dit criterium te voldoen moet in dit geval een extra wals ingezet worden, wil met de snelheid van de spreidmachine op de gestelde 6,0 m/min aanhouden. Beoordeling criteria 3; De in stap 5b berekende snelheid van de machine is 5,2 m/min. Deze snelheid valt binnen het interval van de maximale en minimale snelheid van de machine dus aan criteria 3 wordt voldaan. Mocht de berekende snelheid van de machine onder de minimale snelheid uitkomen, dan moet de walsoutput vergroot worden. Mocht de berekende snelheid van de machine boven de maximale snelheid uitkomen, dan moet de walsoutput verkleind worden. 61

62 5. Dataverzameling en data-analyse In dit vijfde hoofdstuk wordt ingegaan op de manier van dataverzameling en data-analyse. Dit hoofdstuk is niet direct gekoppeld aan een deelvraag zoals benoemd in hoofdstuk 1, maar heeft een algemeen karakter en is van toepassing op hoofdstuk 6 en Hamm Compaction Quality Voor de dataverzameling voor dit onderzoek is gebruik gemaakt van het zogenaamde HCQ-systeem. HCQ is een afkorting voor Hamm Compaction Quality (Hamm AG, 2016). Dit systeem is door de Wirtgen Group/Hamm ontwikkeld en het systeem werkt dan ook alleen op walsen van het merk Hamm. Hamm gebruikt de term HCQ voor een range van producten die gebruikt kunnen worden voor het plannen, meten, beheersen, documenteren en analysen van het verdichtingsproces (Hamm AG, 2016). BAM Infra Asfalt heeft geïnvesteerd in de aanschaf van vijf HCQ-sets. Aan elke regio van de vijf regio s is één set toebedeeld. Dat betekent dat binnen de regio Noordoost één set beschikbaar is voor twee asfaltploegen. Eén set maakt het mogelijk om één wals te monitoren. Tegenwoordig zijn alle eigen walsen die door de BAM gebruikt worden van het merk Hamm. Walsen die eventueel gehuurd worden, kunnen van een ander merk zijn. Het Hamm HCQ-systeem is een uitstekend voorbeeld van Intelligent Compaction-technologie. Intelligent Compaction (IC) verwijst naar technologieën en systemen op de walsen de het mogelijk maken om het verdichtingsproces te monitoren en te beheersen (Nieves, 2014). Intelligent Compaction kan worden opgevat als een containerbegrip. Het verwijst naar een aantal elementen die als een systeem samenwerken. Een algemene definitie van IC luidt: IC is een systeem van hardware, software en analysemiddelen dat is geïnstalleerd op walsen met als doel het verdichtingsproces te verbeteren (Meritt, Horan, & Chang, 2009). De (grafisch) gepresenteerde informatie zoals geregistreerd door het ICsysteem moet walsmachinisten helpen in het maken van het operationele keuzes (Nieves, 2014). Het Hamm HCQ-systeem is opgezet als een modulair systeem. De volgende onderdelen maken deel uit van het pakket zoals aangeschaft door de BAM en zoals gebruikt voor de dataverzameling tijdens dit onderzoek. Deze onderdelen komen volledig overeen met de door Nieves (2009) beschreven basiselementen van een IC-systeem. De basiselementen die een IC-systeem kenmerken, zijn volgens Nieves (2014); -Global positioning systeem (GPS) Het GPS-systeem wordt gebruikt om de positie van de wals in het werk accuraat te bepalen. DGPS- of RTK-toepassingen zorgen voor de grootste mate van precisie (1 tot 3 cm) (Nieves, 2014). De GPS antenne wordt op het dak van de walscabine gemonteerd. Binnen HCQ wordt gebruik gemaakt van een DGPS-ontvanger t.b.v. de positiebepaling van de wals. Zie Figuur 16. De ontvanger werkt enkel als er hij GPS-signalen van tenminste 4 geostationaire satellieten én een differentiaal correctiesingaal ontvangt ( Hamm AG, 2011). Het DGPS-signaal werkt alleen indien de OmniSTAR licentie is aangeschaft. Zonder het DGPS-correctiesingaal genereert het systeem geen betrouwbare meetresultaten ( Hamm AG, 2011). Bij een goed signaal is de positienauwkeurigheid 15 cm ( Hamm AG, 2011). 62

63 Figuur 16: HCQ DGPS-ontvanger ( Hamm AG, 2011) -Infraroodtemperatuursensor De mogelijkheid tot het goed verdichten van HMA of WMA is in grote mate afhankelijk van de temperatuur van de asfaltlaag (Nieves, 2014). Zoals beschreven in hoofdstuk 1 en 2 leidt dit tot een beperkt tijds- en temperatuurinterval. Infraroodtemperatuursensoren gemonteerd aan de voor- en achterzijde van de wals maken het voor de walsmachinist mogelijk om de oppervlaktetemperatuur van het asfalt te monitoren zodat bepaald kan worden of de walsmachinist binnen de grenzen van het verdichtingsinterval werkzaam is. Figuur 17 toont een impressie van een temperatuursensor op een Hamm wals. Figuur 17: Temperatuursensor Hamm -Visueel display Een monitor in de cabine geeft real-time verdichtingsinformatie weer, zowel numeriek als grafisch. Op basis van deze informatie kan de walsmachinist het proces volgen maar ook bijsturen. De verschillende variabelen van het walsproces worden met behulp van verschillende kleuren of tinten weergegeven. De IC-data wordt door middel van het zogenaamde HCQ Navigatorscherm voor de walsmachinist inzichtelijk gemaakt. Zodra het systeem aangeeft dat er een goed GPS-signaal is en de wals begint te rijden, 63

64 verplaatst de cursor over het scherm en toont met behulp van kleuren en tinten de actuele progressie. Datatransfer is via USB 2.0 vanuit de tablet mogelijk. Zie Figuur 18. Figuur 18: HCQ Navigatorscherm (HAMM AG, s.d.) -Processing software en dataopslag De software dat de IC-data verwerkt, verschilt per fabrikant afhankelijk. Echter, elk type software zou in staat moeten zijn om real-timeanalyse mogelijk te maken. Het IC-systeem zou alle data op moeten slaan, zodat een compleet digitaal rapport van het verdichtingsproces beschikbaar is. De data moet te downloaden zijn om analyse en documentatie mogelijk te maken. Walsvariabelen die HCQ vastlegt Het HCQ-systeem registreert en slaat verschillende data op ( Hamm AG, 2011). Per rol (voor- en achter) worden de gegevens opgeslagen. - Locatie en oppervlakte gewalst; d.m.v. GPS-positiebepaling - Aantal walsovergangen; d.m.v. GPS-positiebepaling. Indien door het systeem dezelfde GPScoördinaten worden gedetecteerd, betekent dit dat op die positie meerdere overgangen hebben plaatsgevonden. - Oppervlaktetemperatuur van het asfalt; d.m.v. infraroodtemperatuurmeter aan de voor- en achterzijde van de wals gemonteerd is. De temperatuur wordt op ongeveer 1 meter voor de rol gemeten (Hamm AG, 2016). - Snelheid van de wals. - Frequentie en amplitude van dynamische verdichtingsmechanismen, d.w.z. van oscillerend en vibrerend verdichtend. - HMV-waarde. HMV staat voor HAMM Measurement Value en geeft een indicatie voor de stijfheid van de laag onder de wals. Deze waarde is bruikbaar voor grondverdichting, maar niet voor asfaltverdichting. Volgens Gilliland, Nieves, & Chang (2014) correleren HMW-waardes niet 64

65 met de asfaltdichtheid, zodat ze niet gebruikt kunnen worden om de asfaltdichtheid te voorspellen. Een oorzaak hiervan is dat de HMV-waarde de stijfheid van asfaltlaag niet scheidt van de stijfheid van de bestaande onderlaag. Lage HMV-waardes duiden (dus) niet direct op een onderverdichting van het asfalt. (Gilliland, Nieves, & Chang, 2014). Voordelen van Intelligent Compaction in het algemeen en HCQ in het bijzonder Aan de toepassing van Intelligent Compaction-systemen zitten een aantal (beoogde) voordelen verbonden. De belangrijkste genoemde voordelen zijn; -Machinisten kunnen aan de hand van IC-systemen de gehanteerde walsstrategieën monitoren en onthe-fly verbeteren (Nieves, 2014) (Meritt, Horan, & Chang, 2009). -Machinisten kunnen een uniforme dekking van de asfaltlaag bewerkstellingen, vooral tijdens nachtwerk waar het zicht beperkt is. Een uniforme dekking leidt tot een betere kwaliteit (Nieves, 2014). -Het optimale aantal walsovergangen kan met behulp van IC-systemen bepaald worden (Nieves, 2014). -Het is aannemelijk dat oververdichting en onderverdichting beperkt zijn bij toepassing van IC (Meritt, Horan, & Chang, 2009) (Hamm AG, 2016). -Verhoogde efficiency van het walsproces wat uiteindelijk leidt tot een kostenbesparing (Meritt, Horan, & Chang, 2009) (Hamm AG, 2016). -Meer data/informatie van het walsproces wordt vastgelegd welke hulpzaam kan zijn voor de kwaliteitscontrole. -IC-systemen en IC-data kan uiteindelijk ingezet worden als verificatiemiddel voor de opdrachtgever (Meritt, Horan, & Chang, 2009). 5.2 HCQ Navigator software en Veta 4.0 software Om de door het HCQ-systeem gegenereerde data te analyseren, kan gebruik gemaakt worden van twee softwareprogramma s. Dit zijn het door Hamm ontwikkelde HCQ Navigator en het door het Minnesota Department of Transportation en Transtec ontwikkelde Veta Intelligent Construction (The Transtec Group, 2016). Beide programma s hebben hun voor- en nadelen. Door beide programma s complementair te gebruiken, kunnen de voordelen van beide programma s benut worden. HCQ Navigator De HCQ Navigator software is de standaard software om de IC-data uit te lezen. De interface voor de analyse is hetzelfde als de interface op het scherm in de walscabine. Het scherm is opgedeeld in twee helften, zodat twee variabelen tegelijkertijd weergegeven worden. Het meest voor de hand liggend is om het aantal walsovergangen op de ene helft en de temperatuur op de andere helft te tonen. Per laag per project kan een analyse toegepast worden. Figuur 19 toont de interface van HCQ Navigator. 65

66 Figuur 19: Interface HCQ Navigator Voordelen van HCQ Navigator software: -IC-data gepresenteerd in hoge resolutie. -Mogelijkheid tot puntanalyse. -Mogelijkheid tot afstandmeting. -Mogelijkheid tot doorsneeanalyse. -Replay modus; animatie van het walsproces. -Tijdfilter en filter voor type verdichting (statisch, vibrerend of oscillerend). Nadelen van HCQ Navigator software: -Geen overall statistische analyse mogelijk. -Geen kaart op achtergrond, wat oriëntatie bemoeilijkt. -Geen opdeling per walsovergang, het scherm toont alleen de waarde/kleur van de laatste overgang -Geen weergave van tijd, zodat niet direct te zien is hoeveel tijd tussen elke walsovergang zit. Veta 4.0 Veta is een Intelligent Construction Data Management tool die in helpt bij het standaardiseren, weergeven, analysen en rapporteren van IC-data. De tool kan IC-data van verschillende walsfabrikanten verwerken, waaronder de IC-data gegenereerd door het Hamm HCQ systeem (The Transtec Group, 2016). Om de data in Veta te analyseren moet de data eerst uit de HCQ Navigator geëxporteerd worden om vervolgens de geëxporteerde datafiles in Veta te importeren. Momenteel is versie 4.0 de meest recente versie van het softwareprogramma. Figuur 20 toont de interface van Veta

67 Figuur 20: Interface Veta 4.0 Voordelen Veta 4.0 software: -Overall statistische analyse is mogelijk. -Opdeling per walsovergang is mogelijk. -Mogelijkheid om werk op te delen in kleinere vakken en deze statistisch te analyseren. -Gebruik van Open Street Map als achtergrond, wat de oriëntatie vergemakkelijkt. Nadelen Veta 4.0 software: -Beperkte resolutie (0,3 x 0,3 m), wat leidt tot een enigszins blokkerige weergave van de walsbewegingen. -Omzetting naar raster met lagere resolutie gaat niet altijd goed. Soms ontstaan enkele rastervakjes die als niet-gewalst worden gemarkeerd, terwijl dit in de praktijk wel het geval is geweest. Dit gebeurt vooral bij de data van de eerste walsovergang. -Geen weergave van tijd, zodat niet direct te zien is hoeveel tijd tussen elke walsovergang zit. 67

68 6. Asfaltverdichting in de praktijk In dit hoofdstuk wordt ingegaan op het empirische deel van dit onderzoek. Tijdens een aantal asfaltverwerkingsprojecten zijn observaties en metingen uitgevoerd. In dit hoofdstuk komen de bevindingen aan bod. In dit hoofdstuk staat de derde en vierde onderzoeksvraag centraal. Deze onderzoeksvraag luiden: 3. Welke operationele werkwijze wordt aangehouden wat betreft asfaltspreiding? 4. Welke operationele werkwijze wordt aangehouden wat betreft asfaltverdichting? Deze onderzoeksvragen zijn respectievelijk opgedeeld in drie en zes deelvragen, die in de komende paragrafen aan bod komen. Ingegaan wordt op de voorbereiding, machinesnelheid, de walsinzet, de walsstrategie en de temperatuur bij asfaltverdichting. 6.1 Voorbereiding en instructies aan de asfaltploeg Deze paragraaf gaat in op deelvraag 3.1 Deze luidt als volgt: 3.1 Op welke wijze wordt het werk voorbereid in termen van materieelinzet en instructies voor de asfaltploeg? Bij de projecten die gemonitord zijn, werden aan het begin van de dag een beperkt aantal instructies door de uitvoerder aan de asfaltploeg meegegeven. Vaak zijn de punten die aan de orde komen punten van algemene aard en niet direct specifiek voor de walsmachinisten. Zaken die besproken worden zijn bijvoorbeeld de werkvolgorde, het type asfaltmengsel, de laagdikte en het te verwerken aantal tonnen. Ook transportgerelateerde punten worden doorgenomen. Bijzonderheden in het werk (zoals obstakels, insteekjes, drempels etc.) worden toegelicht, evenals er de asfaltlaag moet worden afgestrooid of niet. De walsinzet werd in sommige gevallen afgestemd tussen de walsmachinisten en de uitvoerder. Dit betrof dan een kort overleg welke wals voorop ging (drierol of tandem) en of een derde wals wel of niet nodig zou zijn. Het te hanteren walspatroon is een keuze van de machinist zelf. Slechte weeromstandigheden worden in feite altijd vertaald naar het walsen dichter op de machine. Echter wordt dit niet concreet gemaakt in termen van maximale afstanden tot de machine. Wat betreft de inzet van materieel is het zo dat in bijna alle gevallen gewerkt is met de standaard walsset. Deze bestaat uit een Hamm HW 90 drierolwals, een Hamm DV+ 70i of Hamm DV+ 90i dynamische tandemwals en een Hamm HD 10 compacte tandemwals. Voor onderlagen en tussenlagen werd in gemonitorde projecten gebruik gemaakt van een eigen of gehuurde bandenwals. 6.2 Inzichten uit eerdere PQi-metingen bij de BAM Deze paragraaf gaat in op deelvraag 3.2 Deze luidt als volgt: 3.2 Welke inzichten kunnen worden ontleend aan de vastgelegde PQi-data van eerdere asfalteringsprojecten? Tot op heden zijn nu 11 PQi-metingen uitgevoerd bij asfalteringswerkzaamheden van de BAM. De gegevens van deze projecten zijn per project gedocumenteerd. Echter zijn niet bij elk project dezelfde 68

69 variabelen vastgelegd. Dit verschilt per project/meting. Met name geven de meetresultaten van deze eerdere projecten inzicht in de verdichtingsprogressie en het aantal benodigde walsovergangen op specifieke lagen en onder specifieke omstandigheden. In een beperkt aantal gevallen is ook de snelheid van de spreidmachine bekend. Echter zijn niet alle andere relevante variabelen, zoals werkbreedte, aantal en type en snelheid van de walsen bekend, zodat geen uitspraken gedaan kunnen worden over de mate van afstemming tussen machineoutput, walscapaciteit en beschikbare tijd voor verdichting. Een uitgebreide analyse van de gedocumenteerde meetresultaten is wenselijk. Echter valt dit buiten de scope van dit onderzoek. 6.3 Algemene gegevens van gemonitorde projecten In deze paragraaf komen de algemene kenmerken van de gemonitorde werken aan bod. Ingegaan wordt op de het type weg en eventuele bijzonderheden, mengsel en laagdikte en de weeromstandigheden tijdens het asfalteren. De gegevens van de weersomstandigheden betreffen de uurwaarden van het dichtstbijzijnde KNMI weerstation. Op basis van deze waarden is met behulp van PaveCool de beschikbare tijd voor de verdichting bepaald. Zie ook Tabel 15. Let wel; de tijden genoemd in de tabel zijn niet de exacte tijden waarbinnen gewalst is. Het betreft de uurvakken waarin het verdichtingsproces heeft plaatsgevonden. Deze uurvakken corresponderen met de uurdata van de KNMI. Type weg en bijzonderheden - Centrale As Veenwouden; gebiedsontsluitingweg + gedeelte van een kruising met verkeersgeleider (kantopsluiting) - Lheeweeg Dwingeloo; erftoegangsweg buiten bebouwde kom + twee drempels - Oosteresweg Lhee; erftoegangsweg buiten bebouwde kom + insteekje onderlaag - Zuidenweg Lhee; erftoegangsweg buiten bebouwde kom - MCS Westerbroek; containerterminaal privaat, 21 freesbakjes met diverse afmetingen. - VONN A6 snelweg A6 Emmeloord-Joure, vluchtstrook + helft rijstrook 2 + klein deel afrit - Vaart WZ Donkerbroek deel 1; erftoegangsweg buiten bebouwde kom - Vaart WZ Donkerbroek deel 2; twee inritten aansluitend op hoofdweg - Vaart WZ Donkerbroek deel 3; erftoegangsweg buiten bebouwde kom - Vaart WZ Donkerbroek deel 4; twee inritten aansluitend op hoofdweg - G.W. Smitweg Donkerbroek ; erftoegangsweg binnen bebouwde kom + kantopsluiting bij onderlaag - Fietspad omg. Donkerbroek; vrijliggend fietspad buiten bebouwde kom - Tabel 15: Algemene gegevens gemonitorde projecten Project Mengsel Datum+ tijd Laag- dikte (mm) KNMI Weerstation Omvevingstemp. ( C) Wind- snelheid (km/u) Bewolkingsgraad (-) Beschikba re tijd o.b.v. PaveCool (m) 1. Centrale As - Veenwouden AC 22 bind 50% PR, uur 70 Leeuwarden 7,4-9,7 8, , ± Lheeweg - AC 11 surf Hooge- 12,8-16, ± 22 69

70 Dwingeloo 7-14 uur veen 14,8 6,4 3. Oosteresweg - Lhee AC 22 base 50% PR uur 80 Hoogeveen 14,5-15,0 14, , ± , ± uur 10,3 1,3 4. Oosteresweg - Lhee AC 16 surf uur 50 Hoogeveen 6,6-8,9 8, , ± Zuidenweg - Lhee AC 22 base 50% PR uur 80 Hoogeveen 11,0-11,8 11, ,4 8 ± Zuidenweg - Lhee AC 11 surf uur 50 Hoogeveen 8,2-9,2 8, , ± MCS Westerbroek freesbakjes 8. VONN A6 Lemmer- Joure 9. Vaart WZ deel 1 - Donkerbroek Vaart WZ deel 1 - Donkerbroek Vaart WZ deel 2 - Donkerbroek 2x insteek Vaart WZ deel 2 - Donkerbroek 2x insteek AC 11 surf AC 22 bind 40/60 PR Rond AC 22 base 40/60 PR Rond AC 22 bind 40/60 PR Rond AC 22 base 40/60 PR Rond AC 22 bind 40/60 PR Rond uur 19/ uur uur uur uur ± 50 Eelde 12,6-15,3 70 Leeuwarden 14,4 2,9-7,9 4,6 75 Eelde 20,3-22,7 21,7 7 0 ± , , ± 55 ± Eelde 20,2 5 0 ± Eelde 22,8-23, Uitvul Eelde 23,1 23,0 22,9 5 8 ± ± 95 ± Vaart WZ deel 3 - Donkerbroek SMA-NL 11B 70/100 Bestone Eelde 13,5-15,9 14,6 7 0 ± 27 70

71 Vaart WZ deel 4 - Donkerbroek 2x insteek G.W. Smitweg - Donkerbroek SMA-NL 11B 70/100 Bestone AC 22 base 40/60 PR Rond uur 35 Eelde 16,7-18, ± 33 17,8 6, Eelde 23,6 7 7 ± G.W. Smitweg - Donkerbroek SMA-NL 11B 70/100 Bestone Eelde 24,2 5 6 ± Fietspad omg. Donkerbroek AC 22 base 50% PR Eelde 18,4 4 0 ± Fietspad omg. Donkerbroek AC 11 surf Eelde 18,9 5 1 ± Snelheid en werkbreedte van spreidmachine Deze paragraaf gaat in op hoofdvraag 3 en bijbehorende subvragen. Deze luiden als volgt: 3. Welke operationele werkwijze wordt aangehouden wat betreft asfaltspreiding? 3.1 Met welke gemiddelde snelheid wordt het asfalt gespreid? 3.2 Wat is de werkbreedte van de spreidmachine? Voor een aantal van de gemonitorde projecten kan de operationele werkwijze van de spreidmachine geduid worden. Onder de operationele werkwijze wordt in dit geval de werkbreedte en snelheid verstaan. Tezamen bepalen deze de output rate van de spreidmachine. Deze vormen onderdeel van de analyse en komen in hoofdstuk 7 aan bod. Werkbreedte Bij de gemonitorde is in alle gevallen met één spreidmachine gewerkt, waarbij de maximale werkbreedte van de machine 6,0 meter is. Gedeeltes van het werkvak breder dan 6,0 meter werden in twee parallelle banen geasfalteerd. De werkbreedtes komen overeen met de (gemiddelde) breedte van de aan te leggen weg. Het is dus zo dat de output rates op afwijkende stukken werkvak (breder of smaller) opgaan in het gemiddelde. In hoofdstuk 7 zal verder ingegaan worden op de output rates. Daar komen niet alleen de uiteindelijke gemiddelde output rates aan bod, maar zal ook worden ingegaan op de variabiliteit in output rates gedurende een werk. In de derde kolom van Tabel 16 zijn per project de werkbreedtes weergegeven. Snelheid Op basis van de gegevens zoals geregistreerd in/door de Thunderbuild APEX applicatie, kan een indicatie van de machinesnelheid gemaakt worden. In principe is de APEX applicatie bedoeld om de asfaltploeg te voorzien van informatie omtrent de asfaltlogistiek. De actuele locatie en verwachte aankomsttijden van vrachtauto s wordt getoond. Op basis van deze informatie kan de machinist van de spreidmachine zijn snelheid zodanig bepalen dat stopplaatsen zoveel mogelijk voorkomen worden. Daarnaast maakt de 71

72 applicatie het mogelijk om inkomende vrachten direct administratief af te handelen. Bij sommige projecten wordt dit door de balkman of machinist gedaan, direct nadat de auto in de hopper gelost heeft. Op het moment dat een vracht administratief in APEX verwerkt wordt, wordt de GPS-locatie tezamen met het tijdstip opgeslagen. Zie Figuur 21 voor een voorbeeld. Op basis van deze GPS-locaties en tijdstippen, kan de gemiddelde snelheid van de machine bepaald worden. Deze snelheid betreft de uiteindelijke gemiddelde snelheid en niet de operationele snelheid zoals ingesteld op de machine. Bij het wisselen van de vrachtauto s voor de machine, staat de machine veelal even stil. Hierdoor daalt de gemiddelde snelheid. Aangezien de balkman of machinist niet bij elk werk de inkomende vrachten via APEX verwerkt heeft, is niet voor alle projecten de snelheid van de machine te achterhalen. Voor 7 projecten is de snelheid bepaald. In de tweede kolom van Tabel 16 zijn de gemiddelde snelheden weergegeven. Tabel 16: Karakterisering operationele werkwijze bij het spreiden van asfalt Project Gemiddelde snelheid (m/min) Gemiddelde werkbreedte (m) 1. Centrale As tussenlaag 3,5 4,0 Veenwouden 2. Lheeweg deklaag 4,9 6,0 Dwingeloo 3. Oosteresweg onderlaag 4,6 5,5 Lhee 4. Oosteresweg deklaag 3,6 5,5 Lhee 5. Zuidenweg onderlaag 4,1 5,0 Lhee 6. Zuidenweg deklaag 4,6 5,0 Lhee 7. VONN A6 tussenlaag Lemmer-Joure 3,5 6,0 72

73 Figuur 21: Locatie- en tijdsbepaling van de spreidmachine in APEX 6.5 Inzet walsmaterieel Deze paragraaf gaat in op deelvraag 3.3 Deze luidt als volgt: 3.3 Hoeveel en welke typen walsen worden in welke volgorde ingezet? In de gemonitorde projecten is in bijna alle gevallen gebruikt gemaakt van twee walsen. Bij één project zijn gedurende een korte tijd drie walsen ingezet. Op basis van de resultaten nucleaire verdichtingscontrole is geconcludeerd dat een derde wals overbodig was, omdat de verdichtingsgraad al ruim behaald werd bij de inzet van twee walsen. Voor de verdichting van onderlagen en tussenlagen (70-80 mm) is de walsinzet en walsvolgorde consistent. Een bandenwals wordt ingezet voor de hoofd- en tussenwalsfase. Een tandemwals wordt ingezet voor de nawalsfase. Deze walsvolgorde is conform het verwerkingsadvies van de BAM. Tevens is deze specifieke walsvolgorde éénmaal (op een totaal van drie projecten) geobserveerd binnen het kader van het promotieonderzoek van Bijleveld (2015). In één van de vier projecten werd de tandemwals in de nawalsfase ook ingezet voor het afstrooien van de tussenlaag (onder ZOAB), aangezien de tussenlaag als tijdelijke deklaag zou fungeren). Voor de verdichting van deklagen is de walsinzet minder consistent. Voor de verdichting van een AC 11 surf (35 mm) wordt de hoofdwaslfase en de tussenwalsfase uitgevoerd door een drierolwals. De 73

74 nawalsfase wordt uitgevoerd door een tandemwals. Deze specifieke walsvolgorde voor deze specifieke combinatie van mengsel en laagdikte wordt door Bijleveld (2015) bestempeld als common practise. In 6 van de 7 gevallen is deze walsvolgorde (drierol-tandem) geobserveerd voor de verdichting van een deklaag van 35 mm dikte. Voor de verdichting van een AC 11 surf van 50 mm zijn twee walsvolgordes geobserveerd, namelijk drierol-tandem en tandem-tandem. Ook deze twee walsvolgordes zijn door Bijleveld (2015) geobserveerd eerdere verdichtingsprocessen. Ten slotte zijn voor de verdichting van een AC 16 surf (50 mm) twee tandemwalsen ingezet. In Tabel 17 is een overzicht per project weergegeven. Tabel 17: Overzicht walsinzet en walsvolgorde Project Mengsel en laagdikte Voorwalsfase + Nawalsfase Tussenwalsfase 1. Centrale As - AC 22 bind - 50% PR, 70 mm Bandenwals Tandemwals Veenwouden 2. Lheeweg - AC 11 surf, 35 mm Drierolwals Tandemwals Dwingeloo 3. Oosteresweg - AC 22 base 50% PR, 80 mm Bandenwals Tandemwals Lhee (gehuurd) 4. Oosteresweg - Lhee AC 16 surf, 50 mm Tandemwals Tandemwals + Drierolwals (zeer korte tijd) 5. Zuidenweg - AC 22 base 50% PR, 80 mm Bandenwals Tandemwals Lhee (gehuurd) 6. Zuidenweg - AC 11 surf, 50 mm Tandemwals Tandemwals Lhee 7. MCS AC 11 surf, ± 50 mm Drierolwals Tandemwals Westerbroek freesbakjes 8. VONN A6 Lemmer-Joure AC 22 bind 40/60 PR Rond, 70 mm Bandenwals Tandemwals (ook voor afstrooien) 9. Vaart WZ deel 1 - AC 22 base 40/60 PR Rond, Compacte Tandemwals Donkerbroek 75 mm tandemwals 10. Vaart WZ deel 1 - AC 22 bind 40/60 PR Rond, Compacte Tandemwals Donkerbroek 11. Vaart WZ deel 2 - Donkerbroek 2x insteek 12. Vaart WZ deel 2 - Donkerbroek 2x insteek 13. Vaart WZ deel 3 - Donkerbroek 14. Vaart WZ deel 4 - Donkerbroek 2x insteek 60 mm AC 22 base 40/60 PR Rond, 65 mm AC 22 bind 40/60 PR Rond, mm uitvulllaag SMA-NL 11B 70/100 Bestone, 35 mm SMA-NL 11B 70/100 Bestone, 35 mm tandemwals Tandemwals Tandemwals Drierolwas Tandemwals Tandemwals 15. G.W. Smitweg - AC 22 base 40/60 PR Rond, Compacte Tandemwals 74

75 Donkerbroek 50 mm tandemwals 16. G.W. Smitweg - Donkerbroek SMA-NL 11B 70/100 Bestone, 35 mm Compacte tandemwals 17. Fietspad omg. AC 22 base 50% PR, 75 mm Compacte Donkerbroek tandemwals 18. Fietspad omg. AC 11 surf, 35 mm Compacte Donkerbroek tandemwals Tandemwals Tandemwals Tandemwals 6.6 Gehanteerde walsstrategie Deze paragraaf gaat in op deelvraag 3.4 en de bijbehorende subvragen. Deze luiden als volgt: 3.4 Welke walsstrategie wordt toegepast? Over welke breedte wordt gewalst? Over welke lengte (van één walsbeweging) wordt gewalst? Met welke gemiddelde snelheid wordt gewalst? Hoeveel walsovergangen worden op één locatie gemaakt? Hoe wordt omgegaan met de watervoorraad en bevoorrading van de walsen? De antwoorden op deze subvragen vormen tezamen een goed beeld van de operationeel gehanteerde walsstrategie. Elke bovengenoemde subvraag wordt in een aparte paragraaf behandeld Gewalste breedte De breedte van een asfaltverharding dat door één wals verdicht wordt, verschilt van project tot project. Bij alle gemonitorde projecten was het zo dat één wals de gehele werkbreedte van de spreidmachine meenam. Dus niet dat voor één walsfase (hoofd-/tussen- of nawalsfase) twee of meer walsen naast elkaar werkzaam waren. De werkbreedte van de spreidmachine varieerde bij de gemonitorde projecten tussen de 3,0 en 6,0 meter. Bij alle projecten was één spreidmachine aanwezig. Gedeeltes van het werkvak breder dan 6,0 meter werden in twee parallelle banen geasfalteerd. Tabel 18 toont per project de verwerkte breedte van de asfaltaag. Bij één project is geen breedte vastgesteld. Dit project betrof het asfalteren van 21 freesvakken met diverse sterk variërende afmetingen. In de tabel is ook de breedte van de met het HCQ-systeem uitgeruste wals weergegeven. Door uit te gaan van een overlap van 10% van de walsbreedte op de vorige track, kan het totaal aantal benodigde tracks bepaald worden (met behulp van formule 4.6). Deze zijn in alle gevallen afgerond naar boven. Aan de hand van formule 4.5 kan vervolgens de effectieve walsbreedte bepaald worden. Deze waarden dienen als input voor de berekening van de theoretische walsoutput. Hier zal in hoofdstuk meer aandacht aan besteed worden. Tabel 18: Breedtes bij gemonitorde projecten Project Laag Breedte van weg/werkbreedte spreidmachine (m) 1. Centrale As - Veenwouden Breedte van gemonitorde wals (m) Aantal benodigde parallele tracks (-) Effectieve walsbreedte (m) TL ± 4,0 1, ,33 75

76 2. Lheeweg - Dwingeloo 3. Oosteresweg - Lhee 4. Oosteresweg - Lhee 5. Zuidenweg - Lhee 6. Zuidenweg - Lhee 7. MCS Westerbroek freesbakjes 8. VONN A6 Lemmer- Joure 9. Vaart WZ deel 1 - Donkerbroek 10. Vaart WZ deel 1 - Donkerbroek 11. Vaart WZ deel 2 - Donkerbroek 2x insteek 12. Vaart WZ deel 2 - Donkerbroek 2x insteek 13. Vaart WZ deel 3 - Donkerbroek 14. Vaart WZ deel 4 - Donkerbroek 2x insteek 15. G.W. Smitweg - Donkerbroek 16. G.W. Smitweg - Donkerbroek 17. Fietspad omg. Donkerbroek 18. Fietspad omg. Donkerbroek DL ± 6,0 1, ,20 OL ± 5,5 1, ,10 DL ± 5,5 1, ,10 OL ± 5,0 1, ,25 DL ± 5,0 1, ,25 DL diverse 1, TL ± 6,0 1, ,50 OL ± 6,0 1, ,50 TL ± 6,0 1, ,50 OL diverse 1, TL diverse 1, DL ± 6,0 1, ,50 DL diverse 1, OL ± 5,5 1, ,375 DL ± 5,5 1, ,375 OL ± 4,0 1, ,33 DL ± 4,0 1, ,33 76

77 Snelheid in m/s Lengte van één walsbeweging De lengte van één walsbeweging, dus de lengte door de wals afgelegd tot van richting veranderd wordt, is moeilijk vast te stellen met de gebruikte apparatuur en analysesoftware. Deze bepalen namelijk niet automatisch de lengte van een walsbeweging. De lengtes zijn enkel handmatig te bepalen. Gekeken is naar de door Vasenev (2015) ontwikkelde scripts voor het berekenen van de lengte van een walsgang, maar deze zijn uiteindelijk niet toegepast. Walsmachinisten geven aan dat de minimale lengte van een walsbeweging toch wel minimaal ±50 meter moet zijn om de productiviteit op een acceptabel niveau te houden. Op basis van de acceleratie van een wals, kan de afstand berekend worden die de wals aflegt om een bepaalde snelheid te bereiken. Voor de Hamm DV90 is de acceleratie bepaald door steekproefsgewijs de toename in snelheid en de daarvoor benodigde tijd te bepalen. Opgemerkt dient te worden dat dit waarschijnlijk niet de maximale acceleratie is. Het betreft de in praktijk toegepaste acceleratie. Bij te grote acceleratie op warm asfalt is het mogelijk dat het asfalt gaat verschuiven. In Figuur 22 is de grafiek weergegeven met de versnelling weergegeven. Uit deze grafiek blijkt dat de versnelling ongeveer 0,19 m/s 2 is. Acceleratie tandemwals Hamm DV90 2,5 2 y = 0,1911x R² = 0,9497 1,5 1 0,5 Hamm DV 90 Lineair (Hamm DV 90) Tijd in seconden Figuur 22: Acceleratie Hamm DV90 tandemwals Wil men vanuit stilstand accelereren tot een snelheid van 5,0 km/u, dan is bij deze waarde voor de versnelling al 5,3 meter afgelegd. Vervolgens moet de wals ook weer afremmen. Uitgaande van eenzelfde remvertraging, dan heeft de wals een afstand van 10,6 meter afgelegd. In die tijd is de wals enkel aan het accelereren en decellereren. Het is wenselijk om het grootste gedeelte van de tijd echter op met een constante snelheid te walsen. Stel dat men minimaal 50% van de tijd een constante snelheid van 5,0 km/u wil aanhouden en dus 50% van de tijd wil versnellen/vertragen, dan resulteert dit bij deze snelheid in een walslengte van 29,7 meter. Bij een verhouding van 25% van de tijd versnellen/vertragen en 75% van de tijd met een constante snelheid rijden, bedraagt de walslengte in dit specifieke geval 68,6 meter. Het afhankelijk van de wenselijke tijdsverhouding tussen accelereren/decellereren en het aanhouden van een constante snelheid hoe lang de walslengte zal zijn. 77

78 6.6.3 Gemiddelde snelheid bij het walsen Deze paragraaf gaat in op deelvraag 3.4.3, die als volgt luidt; Met welke gemiddelde snelheid wordt gewalst? Op basis van de geregistreerde meetgegevens kan voor elk werk bepaald worden met welke gemiddelde snelheid het walsproces voltooid is. Met behulp van Veta 4.0 kunnen histogrammen gegeneerd worden die inzicht geven in de frequenties van de gehanteerde snelheden. Uit de histogrammen valt goed op te maken welke maximale snelheid de machinist heeft ingesteld. In Figuur 23 is een voorbeeld van een histogram weergegeven die inzicht geeft in de aangehouden snelheid. In dit geval is ingestelde maximumsnelheid 5,5 km/u (30% van alle meetwaarden). De gemiddelde snelheid bedroeg 5,1 km/u. Figuur 23: Voorbeeld histogram walssnelheid In Tabel 19 is een overzicht weergegeven dat per project inzicht geeft in de gemiddelde snelheid, de standaardafwijking, de ingestelde maximumsnelheid en indien van toepassing de snelheid in bochten en de snelheid bij overige karakteristieken van het werkvak. Tabel 19: Overzicht walssnelheden Project Laag Gemiddelde Std. Ingestelde Snelheid in Snelheid bij walssnelheid (km/u) max. snelheid (km/u) bochten (km/u) bijzonderheid (km/u) 1. Centrale As - TL 4,5 1,3 5,5 4,5 Kantopsluiting 78

79 Veenwouden 3,2 4,2 2. Lheeweg - Dwingeloo DL 5,1 1,1 5,5 - Drempel 2,2 3,2 3. Oosteresweg - Lhee OL 4,9 1,3 6,0 - Insteek 3,5 4. Oosteresweg - Lhee DL 4,9 1,3 6,0 - Insteek 3,7 5. Zuidenweg - Lhee OL 4,9 0,7 5,0 5,5 4,8 Dwarsnaden 4,3 6. Zuidenweg - DL 4,9 1,2 6,0 4,9 Dwarsnaden Lhee 7. MCS Westerbroek freesbakjes 8. VONN A6 Lemmer- Joure 9. Vaart WZ deel 1 - Donkerbroek 10. Vaart WZ deel 1 - Donkerbroek 11. Vaart WZ deel 2 - Donkerbroek 2x insteek 12. Vaart WZ deel 2 - Donkerbroek 2x insteek 13. Vaart WZ deel 3 - Donkerbroek 14. Vaart WZ deel 4 - Donkerbroek 2x insteek 15. G.W. Smitweg - Donkerbroek 16. G.W. Smitweg - Donkerbroek 17. Fietspad omg. 3,8 DL 3,4 0,9 4,0 4,5 - - TL 5,1 1,0 5,5 4,3 Insteek 3,7 OL 3,7 0,9 4,0 4,5 3,6 - TL 4,1 1,1 4,5 4,0 OL 2,6 3,0 TL 3,4 4,7 0,8 0,7 1,0 1,3 3,5 3,5 4,5 6, ,6 3,0-3,4 4,7 DL 5,4 1,0 6,0 5,0 Drempel: 3,4 DL 3,6 3,8 1,1 1,0 5,0 5,0 - Insteek: 3,6 3,8 OL 2,9 1,1 4,0 - Kantopsluiting 1,9 2,4 DL 3,8 0,7 4,5 - - OL 3,8 0,6 4,

80 Donkerbroek 18. Fietspad omg. Donkerbroek DL 3,5 0,7 4,0 - - Uit de tabel vallen een aantal zaken te concluderen; - De gemiddelde walsnelheid varieert per project tussen 2,6 en 5,1 km/u. - De gemiddelde snelheid overall bedraagt 4,1 km/u. - De gemiddelde snelheid verschilt aanzienlijk als de omvang van het werk (in m 2 ) in beschouwing wordt genomen. Bij de grote projecten ( m 2 ) komt de gemiddelde snelheid uit op 4,6 km/u. Bij de kleinere werken ( m 2 ) bedraagt de gemiddelde snelheid 3,5 km/u. - De overall gemiddelde snelheid varieert nauwelijks per type laag. Bij grote projecten bedraagt de gemiddelde snelheid op deklagen 4,7 km/u en bij onder-/tussenlagen 4,5 km/u. Bij kleinere projecten is dit respectievelijk 4,0 en 3,4 km/u. - De overall gemiddelde snelheid varieert nauwelijks per walsfase. Bij grote projecten bedraagt de gemiddelde snelheid in de nawalsfase 4,6 km/u en in de voor- en tussenwalsfase 4,9 km/u. Bij kleinere projecten is voor alle fasen gelijk, namelijk 3,5 km/u. - Deze waarden liggen binnen de range van theoretische walssnelheden zoals genoemd in paragraaf De door de machinist ingestelde maximumsnelheid varieert van 3,5 tot 6,0 km/u. - De ingestelde maximum snelheid is gemiddeld ± 20% hoger dan de uiteindelijke gemiddelde snelheid. Omdat de ingestelde maximumsnelheid met zekerheid vastgesteld kan worden/bekend is, kan ook de uiteindelijke gemiddelde snelheid goed voorspeld worden. Anderszijds kunnen ook instructies aan de walsmachinist gegeven worden als op basis van de beschikbare walstijd een gemiddelde walssnelheid bepaald is. Deze berekende gemiddelde snelheid dient dan met 1,20 vermenigvuldigd te worden. Dit is dan de snelheid die de machinist in de cabine als maximumsnelheid kan instellen. - De aanwezigheid van bochten blijkt geen invloed te hebben om de gemiddelde snelheid waarmee gewalst wordt. Bij de zeven projecten waar het werkvak bochten bevat, is de snelheid daar nagenoeg gelijk aan de gemiddelde snelheid op rechte stukken van datzelfde werkvak. De gemiddelde snelheid in bochten ligt nauwelijks lager dan de overall gemiddelde snelheid bij dat werk. De gemiddelde snelheid in de bochten bedraagt 4,4 km/u, terwijl de overall gemiddelde snelheid 4,7 km/u bedroeg. Dit is een belangrijke conclusie voor het bepalen van de walscapaciteit. - Voor de karakteristieken van het werkvak zoals benoemd in paragraaf 3.1, is ook de gemiddelde snelheid berekend. Opgemerkt dient te worden dat deze snelheden veelal op basis van een beperkt aantal waarden bepaald zijn. De statischtische significantie is dus zeer beperkt en de waarden zijn dus slechts een indicatie. -Dwarsnaden; 4,1 km/u -Kantopsluiting; 2,9 km/u -Drempels; 2,9 km/u -Insteek/inritten; 3,6 km/u 80

81 Snelheid wals (km/u) Snelheid wals (km/u) Snelheid bij weersomstandigheden Door de gegevens van de ingestelde en gemiddelde snelheden te combineren met de uurgegevens van het weer te combineren, kan inzicht verkregen worden of en in welke mate de walsmachinist anticipeert op de weersomstandigheden. Drie aspecten van het weer zijn in ogenschouw genomen, te weten de omgevingstemperatuur, de windsnelheid en de bewolkingsgraad. Juist deze drie aspecten zijn gekozen omdat deze benodigd zijn om met behulp van PaveCool de afkoelingstijd te bepalen. Theoretisch gezien zou de walssnelheid moeten toenemen bij dalende omgevingstemperaturen (1), bij toenemende windsnelheden (2) en bij een toenemende bewolkingsgraad (3). Dit resulteert namelijk in een kortere beschikbare tijd voor verdichting. Bij eenzelfde snelheid van de machine en lengte van de walsgang moet dan een hogere snelheid aangehouden worden. In deze subanalyse is ervan uitgegaan dat bij het bepalen van de snelheid van de spreidmachine geen rekening gehouden is met de weersomstandigheden, wat in de praktijk zeer waarschijnlijk niet het geval zal zijn geweest. De analyse is opgedeeld naar deklagen (35-50 mm) en naar onderlagen/tussenlagen (50-80 mm). In alle grafieken zijn zowel de ingestelde maximumsnelheid als de gemiddelde overall snelheid weergegeven Snelheid vs. temperatuur deklagen mm 5 7, , , ,5 25 Omgevinstemperatuur ( C) R² = 0,5642 R² = 0,3552 Ingestelde snelheid Gemiddelde snelheid Snelheid vs. temperatuur onder-/tussenlagen mm 5 7, , , ,5 25 Omgevinstemperatuur ( C) R² = 0,422 R² = 0,6106 Ingestelde snelheid Gemiddelde snelheid 81

82 Snelheid wals (km/u) Snelheid wals (km/u) 6,5 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 Snelheid vs. windsnelheid deklagen mm Windsnelheid (km/u) R² = 0,6277 R² = 0,3175 Ingestelde snelheid Gemiddelde snelheid Lineair (Ingestelde snelheid) 6,5 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 Snelheid vs. windsnelheid onder-/tussenlagen mm Windsnelheid (km/u) R² = 0,0177 R² = 0,1222 Ingestelde snelheid Gemiddelde snelheid Lineair (Ingestelde snelheid) 82

83 Snelheid wals (km/u) Snelheid wals (km/u) Snelheid vs. bewolkingsgraad deklagen mm Bewolkingsgraad (-) R² = 0,1802 R² = 0,2439 Ingestelde snelheid Gemiddelde snelheid 6,5 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 Snelheid vs. bewolkingsgraad onder-/tussenlagen mm Bewolkingsgraad (-) R² = 0,0032 R² = 0,0235 Ingestelde snelheid Gemiddelde snelheid Lineair (Ingestelde snelheid) Wat opvalt uit de grafieken is dat voor deklagen de trendlijn voor elk van de drie situaties de verwachte helling (stijgend of dalend) aanneemt. Voor onder-/tussenlagen is dit wel het geval voor de omgevingstemperatuur, maar niet voor de windsnelheid en bewolkingsgraad. Daar zijn de trendlijnen dalend, terwijl verwacht mag worden dat ze stijgend zouden zijn. Een algemene opmerking is dat een aantal van de determinatiecoëfficiënten (R 2 ) als matig tot zeer zwak beschouwd dienen te worden volgens de classificatie opgesteld door Doorn en Rhebergen (2006) (Doorn & Rhebergen, 2006). Pas vanaf een waarde van 0,5 mag het verband als sterk worden beschouwd Aantal walsovergangen In deze paragraaf wordt ingegaan op deelvraag 3.3.4, die als volgt luidt: Hoeveel walsovergangen worden op één locatie gemaakt? Met behulp van de HCQ Navigator en de Veta 4.0 software is voor elk gemonitord werk bepaald hoeveel walsovergangen per locatie zijn toegemaakt. Veta 4.0 maakt het mogelijk om histogrammen te genereren die inzicht geeft in het aantal walsovergangen. Een voorbeeld van een dergelijk diagram is 83

84 weergegeven in Figuur 24. Het betreft een histogram van het aanbrengen van een deklaag in Dwingeloo. Uit de resultaten blijkt dat in dit geval gemiddeld 3 walsovergangen zijn uitgevoerd. Opvallend is dat er meer meetwaarden zijn met 2 walsovergangen dan met 1 overgang. Dit is theoretisch niet mogelijk. Het aantal meetwaarden met 1 overgang moet altijd het grootst zijn. De meest voor de hand liggende oorzaak hiervan is het feit dat de software met rasters werkt. De instelling van de software bepaalt of een bepaalde meetwaarde uit het HCQ-systeem wel of niet als oppervlak wordt meegenomen, afhankelijk van de minimale benodigde aanraking van een rastervak. Zo kan het zijn dat voor bepaalde walsovergang meer of minder rastervakken gegenereerd worden. Het maximale aantal walsovergangen op één rastervak bedraagt 10 in dit specifieke geval. Figuur 24: Voorbeeld histogram aantal walsovergangen In Tabel 20 zijn voor elke project het gemiddelde aantal walsovergangen, de standaardafwijking, het maximale aantal walsovergangen en het aantal walsovergangen bij verschillende karakteristieken van het werkvak weergegeven. Weergegeven zijn het aantal passages van de machine, dus niet het aantal passages per rol. Uit de tabel blijkt dat er gemiddeld 3 tot 11 walsovergangen worden uitgevoerd. Het maximale aantal overgangen loopt van 10 tot 28(!). Opgemerkt dient te worden dat dit aantal overgangen is toegepast door één wals. Daarnaast is het zo dat op basis van aantal walsovergangen niet direct conclusies getrokken kunnen worden of de gewenste verdichtingsgraad behaald is. 84

85 Tabel 20: Aantal walsovergangen Project Laag Gemiddeld aantal overgangen (-) 1. Centrale As - Veenwouden 2. Lheeweg - Dwingeloo 3. Oosteresweg - Lhee 4. Oosteresweg - Lhee 5. Zuidenweg - Lhee 6. Zuidenweg - Lhee 7. MCS Westerbroek freesbakjes 8. VONN A6 Lemmer-Joure 9. Vaart WZ deel 1 -Donkerbroek 10. Vaart WZ deel 1 -Donkerbroek 11. Vaart WZ deel 2 - Donkerbroek 2x insteek 12. Vaart WZ deel 2 -Donkerbroek 2x insteek 13. Vaart WZ deel 3 -Donkerbroek 14. Vaart WZ deel 4 -Donkerbroek 2x insteek 15. G.W. Smitweg - Donkerbroek 16. G.W. Smitweg - Donkerbroek 17. Fietspad omg. Donkerbroek 18. Fietspad omg. Donkerbroek Std. Maximaal aantal overgangen (-) Gemiddeld aantal overgangen (-) TL Kantopsluiting 6 DL Drempel 5 OL Insteek 7 DL Insteek 4 OL Dwarsnaad 7 DL Dwarsnaad 7 DL TL Insteek 9 OL TL OL 8 4 TL 11 6 Uit de tabel vallen een aantal zaken te concluderen; Insteek Insteek 11 6 DL Drempel 15 DL OL DL OL DL

86 - Het gemiddeld aantal overgangen varieert van 3 tot Het maximum aantal overgangen varieert van 10 tot Het overall gemiddelde aantal overgangen op standaard secties bedraagt 4,8. - Het overall gemiddelde aantal overgangen bij bijzonderheden in het werkvak bedraagt 7,9 - Het gemiddelde aantal walsovergangen varieert in beperkte mate tussen de hoofd- /tussenwalsfase en de nawalsfase (hoofd-/tussenwalsfase = 4,5, nawalsfase = 4,8) - Het gemiddelde aantal walsovergangen varieert in beperkte mate tussen deklagen en tussen- /onderlagen (surf = 4,6, base/bind = 5,0). Daarnaast is het zo dat de zogenaamde compaction contour plots (CCP) (Miller, 2010) veel variabiliteit vertonen in het aantal passages. Dit verschilt er per sectie en per project. Ter illustratie zijn de compaction contour plots van twee secties van twee projecten weergegeven in Figuur 25. Duidelijk is dat bij het project links weergeven een grote variabiliteit in het aantal toegepaste walspassages bestaat. Het project aan de rechterzijde vertoont een sectie waar het aantal walspassages in grote mate uniform is. Dit is een CCP van een nachtwerk. Meerdere secties van dit werk hebben overeenkomstige CCP s. Het is dus aannemelijk dat Intelligent Compaction-systemen inderdaad van toegevoegde waarde kunnen zijn bij nachtwerk, waar het zicht beperkt is, zoals gesteld door (Nieves, 2014). Figuur 25: Voorbeelden van compaction contour plots Invloed van water tanken Drierolwalsen en tandemwalsen zijn uitgerust met watertanks en sproeiers om de walsrollen nat houden, zodat het warme asfalt niet aan de rollen blijft kleven (Simons, 2007). De watervoorraad moet dus op orde worden gehouden en daarom is positie van de waterwagen van belang voor de walsmachinist (Simons, 2007). 86

87 Bij 7 van de18 gemonitorde projecten was gedurende het walswerk de watervoorraad voldoende. Bij één project is het werk onderbroken om de watervoorraad aan te vullen. In dit geval is de wals teruggereden naar het begin van het werkvak (afstand van ± 240 meter), heeft water bijgevuld en is vervolgens ook weer ± 240 meter teruggereden om het werk te hervatten. De bijvulprocedure heeft in totaal ongeveer 13 minuten in beslag genomen. Deze onderbreking heeft een aanzienlijke invloed op de temperatuur gehad. Waar het gewalste asfalt vóór de onderbreking een gemiddelde temperatuur van 102 C had (gemiddeld 111 C bij eerste overgang), had het asfalt ná de onderbreking een gemiddelde temperatuur van 85 C (gemiddeld 98 C bij eerste overgang). Ook na de onderbreking zaten nagenoeg alle temperatuurwaarden boven de in het verwerkingsadvies gestelde limiet van de 70 C. Echter is het wel zo dat het gemiddelde aantal walsovergangen vóór de onderbreking gelijk aan 5 was, terwijl dit ná de onderbreking slechts 3 was. Bij uitvoering van 5 walspassages zou de gemiddelde temperatuur ná de onderbreking lager zijn. Het is dan ook aannemelijk dat er meerdere temperatuurmeetwaarden lager dan 70 C zouden zijn. In die zin is het aannemelijk dat de onderbreking om water te tanken een negatieve invloed heeft gehad op de uiteindelijke kwaliteit van de asfaltlaag, alhoewel dit natuurlijk in grote mate afhangt van het aantal benodigde walsovergangen. Als na 3 walsovergangen de gewenste verdichtingsgraad al reeds was behaald, kan ook niet gesteld worden dat de onderbreking een negatieve invloed op de kwaliteit heeft gehad. 6.7 Temperatuur bij asfaltverdichting Deze paragraaf gaat in op deelvraag 3.5.Deze luidt als volgt: 3.5 Binnen welk temperatuurinterval vindt het walsproces plaats? Ingegaan wordt op de minimum- en maximumtemperaturen, de gemiddelde temperatuur en de temperatuur bij de eerste walsovergang. Tevens is de werkelijke afkoeling van het asfalt vergeleken met de afkoeling zoals voorspeld door PaveCool. Het asfaltverdichtingsproces kan, zoals beschreven in hoofdstuk 2, worden opgedeeld in drie fasen. Per fase en per mengsel zijn temperatuurintervallen bepaald. Deze zijn in de verwerkingsadviezen van de BAM opgenomen. In Tabel 21 zijn de temperatuurintervallen weergegeven. Tabel 21: Temperatuurintervallen per walsfase AC 11 surf AC 16 surf AC 16 base/bind AC 22 base/bind SMA-NL 5 SMA-NL 8A/B SMA-NL 11A/B ZOAB 11 ZOAB 16 Temperatuurinterval voorwalsfase ( C) Temperatuurinteval tussenwalsfase ( C) Temperatuurinterval nawalsfase ( C) Op basis van de door wals vastgelegde temperatuurgegevens kan vastgesteld worden binnen welke walsfase de gemonitorde wals actief is geweest. Met behulp van de Veta 4.0 software kunnen histogrammen gegenereerd worden die inzicht geven in de verdeling van de temperaturen waarbij het 87

88 asfalt gewalst is. Dit kan voor alle walsovergangen tezamen, maar ook specifiek voor de eerste walsovergang. Zie hiervoor Figuur 26. Links is de temperatuurverdeling van alle uitgevoerde walsovergangen weergegeven. Rechts is de temperatuurverdeling van alleen de eerste walsovergang gepresenteerd. Figuur 26: Voorbeeld histogrammen walstemperatuur Bij alle gemonitorde projecten is de oppervlaktetemperatuur van het asfalt vastgelegd. De temperatuurdata van de projecten is gefilterd op basis van twee criteria. De eerste is een minimumtemperatuur en de tweede betreft een maximale rijsnelheid. Uitgegaan is van een minimumtemperatuur > 40 C en rijsnelheid < 7,0 km/u. Snelheden groter dan 7,0 km/u duiden op een transportbeweging aan het begin of aan het eind van het werk of op een transportbeweging richting de schaftkeet. Deze vinden doorgaans plaats op reeds afgekoeld asfalt. Indien de snelheid lager is dan 7,0 km/u en de temperatuur alsnog lager dan 40 C is, is het aannemelijk dat de temperatuursensor op de berm of op koud asfalt is gericht bijvoorbeeld bij naden. Gesteld moet worden dat de grenswaarde van de minimumtempratuur enigszins arbitrair is. Tabel 22 toont per project de gemiddelde temperatuur, de standaardafwijking, de minimum- en maximumtemperatuur, het aantal meetwaarden onder de minimum verwerkingstemperatuur en ten slotte ook de gemiddelde temperatuur bij de eerste walsovergang. Tabel 22: Overzicht walstemperaturen Project 1. Centrale As - Veenwouden 2. Lheeweg - Dwingeloo 3. Oosteresweg - Lhee Walsfase Gem. temp. ( C) Std. Min. temp. ( C) % meetwaarden < min. verwerkingstemp. (%) Max. temp. ( C) Gem. temp. bij eerste overgang ( C) N 82,3 18,8 40, ,0 90,4 N 62,2 18,6 40, ,0 74,1 N 92,9 15,3 40, ,0 103,8 88

89 4. Oosteresweg - Lhee 5. Zuidenweg - Lhee 6. Zuidenweg - Lhee 7. MCS Westerbroek freesbakjes 8. VONN A6 Lemmer- Joure 9. Vaart WZ deel 1 - Donkerbroek 10 Vaart WZ. deel Donkerbroek Vaart WZ deel 2 - Donkerbroek 2x insteek Vaart WZ deel 2 - Donkerbroek 2x insteek Vaart WZ deel 3 - Donkerbroek Vaart WZ deel 4 - Donkerbroek 2x insteek G.W. Smitweg - Donkerbroek G.W. Smitweg - Donkerbroek Fietspad omg. Donkerbroek Fietspad omg. Donkerbroek VT 96,1 20,8 40, ,0 111,9 N 86,6 15,3 44, ,0 97,4 VT 96,0 20,6 40, ,0 108,4 N 50,9 11,4 40, ,0 59,9 N + strooi -en 73,2 17,9 40, ,0 93,0 N 83,1 18,9 40, ,0 89,8 N 80,9 15,8 40, ,0 87,6 VTN 84,4 90,2 VTN 78,0 84,0 18,5 21,2 15,5 13,2 40,0 40,0 40,0 40, ,0 123,0 121,0 122,0 90,0 89,0 87,1 89,9 N 63,3 17,4 40, ,0 79,4 VTN 73,4 82,4 22,7 21,0 40,0 40, ,0 131,0 98,9 106,0 N 77,7 11,9 40, ,0 85,4 N 71,9 14,2 40, ,0 86,4 N 71,3 16,1 42, ,0 72,0 N 73,8 10,0 41, ,0 79,7 89

90 Uit de tabel vallen een aantal zaken te concluderen; - De gemiddelde temperatuur varieert tussen 50,9 en 96,1 C. - De maximumtemperatuur varieert tussen 108 en 152 C. - De gemiddelde temperatuur bij de eerste walsovergang varieert tussen 59,9 en 111,9 C. - De gemiddelde walstemperatuur in de voor- en tussenwalsfase bedraagt 96,1 C (gemiddeld 110,2 C bij de eerste walsovergang). Dit is lager dan de gestelde minimumtemperatuur van 110 C. - De gemiddelde walstemperatuur voor de nawalsfase bedraagt 73,1 C (gemiddeld 86,4 C bij de eerste walsovergang). Dit is hoger dan de gestelde minimumtemperatuur van 70 C. - De gemiddelde temperatuur bij de eerste walsovergang is gemiddeld 16% hoger dan de overall gemiddelde walstemperatuur. - Bij alle gemonitorde projecten blijkt dat een variërend aantal temperatuurwaarden lager is dan de gestelde minimum verwerkingstemperatuur van 70 of 110 C. Dit percentage varieert tussen de 5 en 94 %. Dit wil zeggen dat het walsproces bij elk project in meer of mindere mate te laat/op te koud asfalt voltooid is. Walsen bij de te lage temperaturen kan twee hoofdoorzaken hebben. De eerste mogelijke oorzaak is dat er te weinig walscapaciteit beschikbaar is om het walsproces binnen het tijdsinterval te voltooien. De tweede mogelijke oorzaak is dat de machinist een verkeerd walspatroon gehanteerd heeft, dat wil zeggen dat bij voldoende walscapaciteit men er toch niet in geslaagd is om binnen het tijdsinterval het walsproces te voltooien. Een verkeerd walspatroon is een gehanteerd walspatroon met een te lage gemiddelde snelheid, te veel walsovergangen of te lange walsgangen. Opgemerkt dient te worden dat er hierbij vanuit gegaan wordt dat het asfalt wel met de gewenste temperatuur op het werk geleverd is. Het is uiteraard ook mogelijk dat het asfalt al een te lage temperatuur had op het moment dat het in de hopper van de spreidmachine werd gelost. Steekproefsgewijs kan met behulp van de HCQ Navigator-software ook de oppervlaktetemperatuur bij elke opeenvolgde walsovergang bepaald worden met behulp van een zogenaamde puntanalyse. Een voorbeeld is te zien in Figuur 27. In deze figuur is te zien dat de temperatuur van het asfalt bij de eerste walsovergang ± 113 C bedroeg en het asfalt bij de laatste walsovergang reeds was afgekoeld tot ± 84 C. In de figuur is ook een afname en toename in temperatuur te zien tussen de eerste en derde walsovergang. Dit is theoretisch niet mogelijk. Dit wil zeggen dat de gemeten temperatuur bij de tweede overgang niet klopt, of in ieder geval niet representatief is met het oog op de andere temperatuurwaarden. Mogelijke oorzaken voor deze daling en toename kunnen o.a. zijn; water op de rol, dun laagje water op het asfalt, mensen in nabijheid van de wals/temperatuursensor of lokale zeer tijdelijke weersinvloeden (bijv. windvlaag). Een groot nadeel van de puntanalyse m.b.v. de HCQ Navigator is dat er geen time stamps worden getoond. De tijd tussen elke walsovergang is dus niet af te lezen en zodoende is ook de afkoelingssnelheid ook niet te bepalen. 90

91 Figuur 27: Voorbeeld punt-analyse temperatuurmeting Om toch de werkelijke afkoelingssnelheid te kunnen vergelijken met de door PaveCool voorspelde afkoelingssnelheid, is op bij één werk op twee locaties de afkoeling van de asfaltlaag bepaald door middel van een handheld infraroodtemperatuurmeter. Door te temperatuur op vaste tijdsintervallen op één specifieke plaats te meten, kan de afkoelingssnelheid bepaald worden. In Figuur 28 en Figuur 29 zijn de vier afkoelingscurves weergegeven. Uit de grafieken blijkt dat PaveCool de werkelijke afkoeling zeer goed benaderd. De werkelijk gemeten temperatuurwaarden op beide locaties liggen initieel iets hoger dan de door PaveCool voorspelde temperatuurwaarden. De voorspelde tijd totdat het asfalt is afgekoeld tot ± 60 C komt zeer goed overeen met de werkelijke tijd. De aanlevertemperatuur op locatie 2 was ± 10 C hoger dan op locatie 1. Dat resulteert in een langere beschikbare walstijd van ongeveer 5 minuten. 91

92 Temperatuur asfalt ( C) Temperatuur asfalt ( C) Afkoelingcurve locatie 1 AC 11 surf 35 mm - bewolkt C, wind 4-8 km/u 40 9:43 9:50 9:57 10:04 10:12 10:19 10:26 10:33 Tijdstip PaveCool Werkelijk Figuur 28: Werkelijke en voorspelde afkoeling op locatie 1 Afkoelingcurve locatie 2 AC 11 surf 35 mm - bewolkt C, wind 4-8 km/u :55 11:03 11:11 11:18 11:26 11:34 11:42 11:50 Tijdstip PaveCool Werkelijk Figuur 29: Werkelijke en voorspelde afkoeling op locatie 2 92

93 7. Output rates van spreidmachine en walsen In dit hoofdstuk wordt ingegaan op de operationele werkwijze van spreidmachine en wals, waarbij in dit geval de werkwijze wordt samenvattend wordt gekarakteriseerd door middel van de output rate van respectievelijk de machine en van de wals. Dit hoofdstuk gaat in op hoofdvraag 5 en de bijbehorende subvragen. Deze luiden als volgt: 5. Welke patronen zijn waar te nemen tussen de operationele en theoretische werkwijze (output rates) van asfaltspreiding en werkwijze bij asfaltverdichting? 5.1 Wat zijn de theoretische en werkelijke output rates van spreidmachine en wals? 5.2 In hoeverre zijn de theoretische walsoutput rates en daadwerkelijke walsoutput rates op elkaar afgestemd (i.e. wat zijn de effiencyfactoren)? 5.3 In hoeverre zijn de daadwerkelijke, operationele output rates van spreidmachine en wals op elkaar afgestemd? In paragraaf 7.1 wordt ingegaan op de output van de spreidmachine, terwijl in paragraaf 7.2 de theoretische en daadwerkelijke walsoutput rates van de wals aan bod komen. Het verschil tussen de theoretische en daadwerkelijke output duidt de mate van efficiency van het verdichtingsproces aan. In paragraaf 7.3 wordt de afstemming tussen spreidmachine en wals geanalyseerd. Op basis van de in hoofdstuk 4 gepresenteerde formules en de in hoofdstuk 6 gepresenteerde gegevens kunnen de output rates worden berekend. 7.1 Output van de spreidmachine Door de gemiddelde snelheid te vermenigvuldigen met de werkbreedte van de machine, kan de oppervlakteoutput van de spreidmachine bepaald worden. Dit betreft dan de actuele output. De theoretische output en de efficiencyfactor zoals gedefinieerd in hoofdstuk 4, kunnen niet bepaald worden, aangezien de daadwerkelijk ingestelde snelheid van de spreidmachine niet vastgelegd is. De gemiddelde output rates zijn gepresenteerd in de vierde kolom van Tabel 23. Door deze te vergelijken met de output rates van de wals, kan gekeken worden in hoeverre het spreid- en verdichtingsproces op elkaar was afgestemd. Voor zeven projecten is de gemiddelde snelheid bepaald op basis van de data vastgelegd in APEX. Tabel 23: Werkelijke gemiddelde output van de spreidmachine Project 1. Centrale As tussenlaag Veenwouden 2. Lheeweg deklaag Dwingeloo 3. Oosteresweg onderlaag Lhee 4. Oosteresweg deklaag Lhee Gemiddelde snelheid (m/min) Gemiddelde werkbreedte (m) Gemiddelde output (m 2 /uur) 3,5 4, ,9 6, ,6 5, ,6 5,

94 5. Zuidenweg onderlaag Lhee 6. Zuidenweg deklaag Lhee 7. VONN A6 tussenlaag Lemmer-Joure 4,1 5, ,6 5, ,5 6, Theoretische en werkelijke output van de wals In Tabel 24 zijn voor alle projecten gemonitord met het HCQ-systeem zowel de werkelijke walsoutput als de theoretische walsoutput weergegeven. Met behulp van Veta 4.0 is het gewalste oppervlak bepaald. Eveneens wordt in het softwareprogramma aangegeven wanneer gestart en gestopt is met walsen. Door het totale gewalste oppervlak te delen door de totale gewalste tijd, kan de werkelijke output bepaald worden. Hierbij dient opgemerkt te worden dat de eventuele schaft, overige pauzes, of overige stops (bijv. t.g.v. stokkende aanlevering) bij deze totale walstijd zijn opgenomen. Ook komt het regelmatig voor dat een walsmachinist de laag even laat rusten. Dat wil zeggen dat de machinist bewust een bepaalde tijd wacht voordat hij de volgende walsovergang toepast. Deze tijden hebben allen invloed op de waloutput rate daar het gewalste oppervlak niet toeneemt, maar de walstijd wel. Men kan ook de zuivere walstijd (dus zonder schaft etc.) bepalen en op basis hiervan de walstijd berekeken. Dan zullen de output rates hoger uitvallen. Echter zijn bij het bepalen van de output rates van de spreidmachine ook de stopplaatsen meegenomen. Dus om consequent te vergelijken is dit bij de walsoutput eveneens gedaan. Theoretische output rates kunnen niet voor insteken bepaald worden, omdat een gemiddelde breedte hier geen representatieve waarde heeft. Tabel 24: Vergelijking theoretische en werkelijke output Project 1. Centrale As - Veenwouden Oppervlak gewalst (m 2 ) Tijd gewalst (uur) ± =3,05 Werk. walsoutput (m 2 /uur) Eff. walsbreedte (m) Gem. walssnelheid (km/u) Gem. aantal overgangen (-) Theor. Walsoutput (m 2 /uur) Efficiencyfactor werk. output vs. theor. output. (-) 996 1,33 4, , Lheeweg - Dwingeloo 3. Oosteresweg - Lhee ± =1, ,20 5, ,895 ± =3, ,10 4, , Oosteresweg - Lhee 5. Zuidenweg - Lhee ± =3,03 ± =4, ,10 4, , ,25 4, , Zuidenweg - Lhee ± ,25 4, ,97 94

95 7. MCS Westerbroek freesbakjes 8. VONN A6 Lemmer-Joure 9. Vaart WZ deel 1 - Donkerbroek Vaart WZ deel 1 - Donkerbroek Vaart WZ deel 2 - Donkerbroek 2x insteek Vaart WZ deel 2 - Donkerbroek 2x insteek Vaart WZ deel 3 - Donkerbroek Vaart WZ deel 4 - Donkerbroek 2x insteek G.W. Smitweg - Donkerbroek G.W. Smitweg - Donkerbroek Fietspad omg. Donkerbroek Fietspad omg. Donkerbroek =3,48 ± =3,78 ± =6,38 ± =4,13 ± =1,266 ± 195 ± 200 ± 322 ± =0, =0,33 41 =0, =0,416 ± =2,466 ± 440 ± =1,05 30 =0,5 ± =0,516 ± =1,383 ± =0,116 ± =0, , ,50 5, , ,50 3, , ,50 4, , ,6 3,0-3,4 4, ,50 5, , ,6 3, ,375 2, , ,375 3, , ,33 3, , ,33 3, , Uit de tabel vallen de volgende zaken te concluderen - Werkelijke walsoutput rates voor de reguliere secties en groot oppervlak (> 1500 m 2 ) variëren van 996 m 2 /uur tot 1826 m 2 /uur. - Werkelijke walsoutput rates voor irreguliere secties/klein oppervlak (<440 m 2 ) variëren van 275 m 2 /uur tot 2025 m 2 /uur. - Vaart WZ deel 1 is niet meegenomen in bovenstaande range omdat bij dit werk ernstige aanleverproblemen ervoor gezorgd hebben dat de wals een zeer lange tijd heeft stilgestaan, wat correspondeert met een niet-representatieve output rate voor een regulier wegvak. 95

96 Output (m 2 /h) - Efficiencyfactoren variëren van 0,42 tot 1,22. - De gemiddelde onderschrijding (factoren < 1,00) bedraagt 0,73. - De gemiddelde overschrijding (factoren > 1,00) bedraagt 1,15. - De gemiddelde effiencyfactor voor de gemonitorde projecten bedraagt 0,91, wat dus wil zeggen dat de werkelijke uitput iets lager is dan de corresponderende theoretische walsoutput. 7.3 Afstemming tussen spreidmachine en wals Bij de toepassing van de in hoofdstuk 4 gepresenteerde formules op intervalschaal, kunnen de doorlopende output rates worden berekenden en geëvalueerd over tijd en locatie. Zo kan men controleren of de output rates van de asfaltspreidmachine en wals op elkaar tijdens zijn afgestemd gedurende het gehele asfaltverwerkingsproces, en dus of het actuele proces een uniform en continu proces is. Zo niet, dan kunnen corrigerende maatregelen worden voorgesteld. Voor vijf gemonitorde projecten zijnde werkelijke output rates berekend. Voor een specifiek project (AC16 surf, 5,5 m breed, voor- en tussenwalsfase) zijn de resultaten zijn uitgezet in figuur Output rates 50 mm AC 16 deklaag Distance from start (m) Machine output (actual) Roller output (theoretical) Roller output (actual) Figuur 30: Output rates over locatie Uit Figuur 30 kan worden geconcludeerd dat de output rates in meer of mindere mate variëren tijdens het proces. De meeste variatie kan worden waargenomen gedurende de eerste 200 meter van de weg in aanbouw. Daarna zijn de output rates meer constant. Dit patroon kan ook worden waargenomen bij de andere vier gemonitorde projecten (zie Bijlage 5), waarbij de variatie in output rates het grootst is in de eerste meter en meer constant zijn in de resterende meter. Bij vergelijking van de theoretische walsoutput met de daadwerkelijke walsouput kan in het algemeen gesteld worden dat de lijnen hetzelfde patroon volgen. Het lijkt echter dat een zekere vertraging bestaat omtrent de veranderingen in de theoretische ouput en het moment dat ze kunnen worden waargenomen in de daadwerkelijke walsoutput. Daarnaast ligt in dit geval de actuele walsoutput ongeveeer 50 m 2 /uur hoger dan de theoretische output. Figuur 30 maakt ook duidelijk dat de output van de spreidmachine lager is dan de output van de wals gedurende de eerste ± 250 meter. Daarna ligt de spreidmachineouput hoger dan de walsoutput, zodat in dit geval de wals achter raakt op de machine. Echter, aan het einde van dit spreid- en verdichtingsproces zijn de output rates van zowel spreidmachine als wals gelijk aan ± 1150 m 2 /uur. Dit houdt in dat overall de gemiddelde output rates van de machine en wals goed op elkaar 96

97 Nummer of passes (-)/ Roller speed (km/h) Roller output (m 2 /h) waren afgestemd, terwijl duidelijk een grote mate van variatie gedurende het project kan worden waargenomen. Juist dit benadrukt de toegevoegde waarde van het monitoren op intervalschaal. 6,5 6 5,5 Roller speed, number of passes and resulting theoretical output , , Location from start (m) Figuur 31: Theoretische walsouput over locatie Number of passes Speed Theoretical output Een probleem bij het najagen van afgestemde output rates, is het feit dat de walsmachinst tot op zekere hoogte de mogelijkheid heeft om 'vals te spelen'. D.w.z. met het oog om een bepaalde output rate te bereiken, kan een machinist minder walspassages dan de aangegeven toepassen of kan sneller rijden dan aan hem geïnstrueerd is. Dat impliceert dat afgestemde output rates niet meteen betekent dat het proces correct is uitgevoerd. Derhalve moet analyse van de gemonitorde projecten niet alleen maar focussen op waardes van output rates alleen, maar ook op het aantal walsovergangen en de walssnelheid. In Figuur 31 wordt de theoretische walsoutput op intervalschaal uitgezet, gebaseerd op de doorlopende gemiddelde walssnelheid en aantal walsovergangen. Deze figuur toont duidelijk het effect van veranderende inputvariabelen. Bijvoorbeeld dat bij ± m de gemiddelde snelheid toeneemt, terwijl het aantal overgangen afneemt. Dit leidt duidelijk tot een verhoogde theoretische walsoutput. Vanaf ongeveer 200 m houdt de wals een constante snelheid van 5 km/uur aan, terwijl het gemiddelde aantal passages daalt van 5,75 naar 5,25. Dit resulteert in een continue toenemende walsouput. 97

98 Area paved and compacted (m 2 ) Area to be compacted (m 2 ) :45 8:15 8:45 9:15 9:45 10:15 10:45 Time Figuur 32: Gespreid en verdicht oppervlak Paved and compacted area 400 Area paved Area compacted Area to be compacted Lineair (Area paved) Lineair (Area compacted) Op basis van de GPS-locaties van zowel machine als wals, kan een schatting van het gespreidde en verdichtte asfaltoppervlak gemaakt worden. Het verschil tussen beide is nog te verdichten oppervlak binnen de tijd beschikbaar voor verdichting. In figuur 32 worden deze waarden uitgezet. De lineaire trendlijnen duiden aan dat het te verdichten oppervlak toeneemt over de tijd, dus dat de wals achter raakt op de spreidmachine. Het te verdichten oppervlak varieert tussen de 0 en 350 m 2. Twee meetwaarden duiden een negatief nog te verdichten oppervlak. Dit suggereert dat de wals de spreidmachine gepasseerd zou zijn. Dit is uiteraard niet het geval geweest en dus moet een meetfout/verkeerde locatiebepaling hieraan ten grondslag liggen. Voor de specifieke karakteristieken en condities indiceert PaveCool dat na ongeveer 8 minuten de voor- en tussenwalsfase afgerond diende te zijn. Bij een gemiddelde machinesnelheid van 4,6 m/min zou de theoretische maximale afstand tussen de asfaltspreidmachine en de wals ongeveer 37 meter mogen zijn. Daar de werkbreedte van de machine in dit geval op 5,5 meter was, zou het maximaal nog te verdichten oppervlak niet groter mogen zijjn dan 204 m 2. Zoals te zien in Figuur 32, wordt deze waarde meermaals overschreden. Dit kan betekenen dat de verdichting plaatsvond buiten de tijd- en temperatuurgrenzen van de optimale verdichtingsinterval. Deze stelling wordt ondersteund door de corresponderende temperatuurgegevens, welke aantonen dat de verdichting in grote mate onder de minimale verdichtingstemperatuur heeft plaatsgevonden.. Dit patroon kan worden waargenomen voor andere gemonitorde projecten ook, wat erop kan wijzen dat het nog te verdichten oppervlak het maximale onverdichte oppervlak overschreed en dus dat output rates van de spreidmachine en wals niet goed waren afstgestemd. 98

99 Discussie Hoewel aan de hand van de bovenstaande hoofdstukken gesteld mag worden dat grotendeels voorzien is in het behalen van de doelstelling van het onderzoek, resten er nog een aantal punten die belicht dienen te worden. In dit hoofdstuk worden de belangrijkste punten besproken, opgedeeld naar het thema planning en thema monitoring Discussiepunten planning De voorgestelde methode voor het plannen van en evalueren van asfaltverwerkingsprocessen verondersteld een standaard, vastliggend walspatroon. Dit patroon verwaarloost de benodigde tijd voor het schakelen tussen de transversale parallelle rollenbanen en tussen de longitudinale weggedeelten. Dus in feite overschat deze methode de walsoutput, hoewel dit effect met behulp van de effiencyfactor gereduceerd kan worden. Daarnaast kan het twijfelachtig zijn of en in welke mate dit veronderstelde walspatroon ook daadwerkelijk in de praktijk gehanteerd wordt onder alle omstandigheden. Eerste visuele waarnemingen en het bestuderen van de walsbewegingen bevestigen dat dit patroon in grote mate wordt gevolgd, vooral op de rechte stukken. Echter, aanvullend onderzoek worden kan gewijd worden aan deze kwestie. Vooral is het interessant om na te gaan of de walsmachinisten verschillende walspatronen hanteren in de drie verschillende verdichtingsfasen. Op dit moment zijn er geen financiële aspecten opgenomen in de plannings-/afstemmingsmethode. Echter, wanneer de operationele kosten (bijvoorbeeld kosten t.b.v. de inzet van de (wals)machinist/asfaltploeg, brandstofverbruik, afschrijving, transport etc.) worden opgenomen in de methode, kan men de financiële gevolgen van de gemaakte keuzes beoordelen. Dit maakt op zijn beurt verdere optimalisatie van de spreid- en verdichtingsproces mogelijk, omdat kosten en baten van een hogere productiviteit kunnen worden berekend en worden afgewogen. Een planner kan bijvoorbeeld berekenen of het baat om een extra wals toe te wijzen aan het project als dit leidt tot verminderde totale operationele kosten als gevolg van de verhoogde productiviteit. Bovendien, als de (weers)omstandigheden voor het spreiden en verdichten niet kritisch wordt bevonden (bijvoorbeeld hoge temperaturen, lage windsnelheden, dikke lagen enz.), kan een planner beslissen om minder walscapaciteit dan normaal toewijzen om de operationele kosten te verlagen. Zo kan hij de risico s op (en gevolgen van) een onvoldoende mate van verdichting afwegen tegen lagere operationele kosten. Echter moet men niet vergeten dat de uiteindelijke kwaliteit van de asfaltlaag altijd prevaleert boven de kosten. Kort samengevat; de methode uitbreiden met operationele kosten lijkt van toegevoegde waarde. Hiertoe dient toekomstig onderzoek gericht te worden op de categorisatie en kwantificering van alle relevante operationele kosten. Met het oog op de uit te voeren berekeningen voor het plannen, is het noodzakelijk dat een planner gegronde kennis heeft van operationele waarden voor snelheden van de spreidmachine, walsen het aantal walsovergangen en efficiencyfactoren onder alle mogelijke omstandigheden (bijvoorbeeld type laag, walsfase, weggeometrie etc.). Alleen op deze manier is een planner is in staat om realistische en zinvolle spreid- en verdichtingsstrategieën te genereren. Niettegenstaande het feit dat een aantal algemene operationele waarden voor de algemene omstandigheden bekend zijn in de literatuur en genoemd zijn in dit rapport (zie paragraaf 3.3), loont het de moeite om meer projecten te monitoren en dat met name te focussen op de condities die binnen dit onderzoeksproject niet aan de orde zijn gekomen. Ondanks de voorgestelde methode geschikt lijkt voor het plannen van het spreid- en verdichtingsproces, dient ook het belangrijkste nadeel van de gepresenteerde afstemmingsmethode 99

100 benoemd te worden. Het grootste nadeel van de voorgestelde methode is dat het gebaseerd is op enkele, gemiddelde waardes die tijdens het gehele proces nagestreefd dienen te worden (er vanuit gaande dat de weggeometrie niet verandert). Zo wordt één gemiddelde snelheid van de spreidmachine, één gemiddelde walssnelheid en één lengte van de walsgang berekend. Echter, als gevolg van de complexe interacties met andere fasen van het asfaltverwerkingsproces (asfaltproductie en transport), kan grote variatie in operationele variabelen worden verwacht, terwijl de methode is gebaseerd op slechts gemiddelde waarden. Werken op basis van één gemiddelde waarde suggereert dan ook dat variatie in meer of mindere mate toegestaan is, zolang de geplande gemiddelden maar bereikt worden. Echter; goede gemiddelde resultaten gemeten over het gehele wegvak betekent niet automatisch dat op elke subsectie ook goede resultaten bereikt zijn. Daarom dient elk project niet alleen gepland te worden, maar is ook monitoring op intervalschaal bij elk project vereist. Dit vergt echter wel de nodige (personele) resources en dus kosten. Een laatste discussiepunt omtrent de planningsmethodiek heeft betrekking tot het daadwerkelijke moment van plannen en de gebruikelijke doorlooptijden voor het vastleggen van het benodigde materieel (spreidmachines en walsen). Binnen de methodiek is de beschikbare tijd voor het walsen (als gevolg van de verwachtte weersomstandigheden) een belangrijke factor. Omdat redelijkerwijs pas kort voor de start van het spreid- en verdichtingsproces een betrouwbare weersverwachting beschikbaar is, kan ook pas kort voor de startbepaald worden ingeschat hoeveel tijd er daadwerkelijk beschikbaar is voor het walsproces. Echter blijkt uit de praktijk dat het materieel al relatief ver voor de daadwerkelijke uitvoering per project wordt toegewezen/gepland en dat productienormen ook al relatief ver voor de uitvoering vast liggen zonder dat weersomstandigheden hierbij in ogenschouw worden genomen. Omdat de toewijzing van het materieel al relatief lang vastligt, is het lastig om te anticiperen op de verwachte weersomstandigheden/beschikbare tijd voor verdichting. Dat maakt de gepresenteerde methodiek zeker niet onbruikbaar, maar impliceert wel dat in de meeste gevallen de walscapaciteit leidend zal zijn en niet de machineoutput, simpelweg omdat op korte termijn er geen extra walscapaciteit meer vrijgemaakt kan worden. Discussiepunten monitoring Binnen dit onderzoek zijn 12 verschillende projecten met verschillende karakteristieken en omstandigheden gemonitord. Dit is een noemenswaardig aantal, maar tussen de projecten, projectvariabelen en omgevingsfactoren zit veel verschil. Dat bemoeilijkt of maakt het zelfs onmogelijk om statistisch significante relaties en conclusies vast te stellen. Om wel statistisch significante relaties en conclusies vast te stellen, is het nodig om meer projecten te monitoren en te analyseren. Alle gemonitorde projecten zijn uitgevoerd door de twee asfaltploegen van Regio Noordoost. Binnen deze asfaltploegen hebben slechts twee walsmachinisten gebruik gemaakt van het walsvolgsysteem. Dit heeft conseqenties voor generaliteit van de resultaten. Door het monitoren van projecten van andere Regio s van de BAM en andere walsmachinisten is het aannemelijker dat een algemener beeld van het verwerkingsproces ontstaat en dat de resultaten een generieker beeld weergeven. Tijdens alle projecten was slechts één wals uitgerust met het HCQ-systeem. Dus bij elk project is slechts een deel van het verdichtingsproces geregistreerd. In de meeste gevallen werd de nawalsfase gemonitord. Omdat alleen de nieuwere tandemwalsen beschikken over de software om het HCQsysteem te faciliteren, zijn daarom alleen tandemwalsen gemonitord. De nieuwste bandenwalsen en combiwalsen van de BAM beschikken ook over de benodigde software om het HCQ-systeem te draaien. Echter zijn deze walsen niet ingezet op de dagen waarop gemonitord is. Drierolwalsen kunnen (op dit moment) niet worden uitgerust met het HCQ-systeem. Voor toekomstige dataverzameling van zou het waardevol zijn om de andere soorten walsen (bandenwalsen en combiwalsen) uit te rusten met het 100

101 HCQ-systeem en te focussen het monitoren van de voor- en tussenwalsfase. Een derde discussiepunt is dat de kwaliteit van de verzamelde empirische gegevens sterk afhankelijk is van de kwaliteit en nauwkeurigheid van het GPS-signaal. Dit geldt voor de (discontinue) GPS-registratie van de positie van de spreidmachine, maar ook voor de continue registratie van de GPS-positie van de wals. Onjuiste GPSsignalen leiden tot onjuiste afmetingen van het gespreide en verdichte oppervlak en dus foutieve output rates. Met betrekking tot de monitoring is vooral de transversale nauwkeurigheid van belang omdat fouten in de dwarspositie de sterkte invloed op de uiteindelijke output rates hebben. Soms was duidelijk het GPS-signaal verstoord tijdens het verdichten van wegvakken grenzend aan bomen/beschoeiing. Een voorbeeld hiervan is te zien in de onderstaande afbeelding, Figuur 33 Het lijkt alsof de wals sterk is afgeweken van de reguliere weg, terwijl dit in werkelijkheid absoluut niet het geval is geweest. De zuidzijde van de aan te leggen weg grensde direct aan een hoge rij bomen en op deze heeft duidelijk het GPS-signaal negatief beïnvloed. Dit soort situaties kunnen echter alleen beoordeeld en juist geïnterpreteerd worden als de analist ook daadwerkelijk op het werk en tijdens de uitvoering aanwezig is geweest. Figuur 33: Verstoord GPS-signaal als gevolg van aanwezigheid van bomen In geval van onnauwkeurige GPS-signalen en om de nauwkeurigheid van de materieelposities te verbeteren en dus ook de output rates, kunnen fabrikanten van Intelligent Compaction systeem overwegen om gebruik te maken van de zogenaamde Dead-reckoning technieken. Het toepassen van de gepresenteerde methode op intervalschaal lijkt een geschikte methode voor het monitoren van het spreid- en verdichtingsproces en voor het sturen van het naar een uniform proces. Echter, over een paar punten kan gediscussieerd worden. Ten eerste worden de output rates van de wals berekend door handmatig het tijdsinterval (d.m.v. tijdfilters) in Veta 4.0 software in te voeren en het gewalste oppervlak te berekenen. Idealiter zou men dit proces willen automatiseren. Dit kan worden 101

102 bereikt door bijvoorbeeld het schrijven van MatLabscripts die de daadwerkelijke walsoutput berekent op basis van de geëxporteerde IC databestanden. Ten tweede; een nadeel van de methode voor de berekening van de werkelijke walsoutput op intervalschaal is dat het gewalste oppervlak ook voor een deel bestaat uit een oppervlak waar slechts één of twee walsovergangen hebben plaatsgevonden en dus redelijkerwijs niet als voltooid kan worden beschouwd. D.w.z. dat de daadwerkelijke productiviteit kan worden overschat. Dit geldt vooral wanneer een relatief groot deel van het gebied is bedekt met slechts een of twee passages, terwijl gemiddeld b.v. 5-6 passages worden toegepast. In dit onderzoek heeft monitoring/evaluatie (op intervalschaal) alleen gedaan achteraf. Echter, indien blijkt dat output rates van de spreidmachine afwijken van de output rates van de wals, kunnen geen corrigerende maatregelen meer worden toegepast. Daarom zou real-time monitoring en bijsturing zeer van toegevoegde waarde zijn. Echter zal voor het sturen van het proces in real-time een applicatie moeten worden ontwikkeld dat de daadwerkelijke output rates voor zowel spreidmachine als walsen berekent en visualiseert voor de operators. Het is aannemelijk dat dit een aanzienlijke onderzoeksinspanning behoeft. Onlangs is binnen de ASPARi onderzoekseenheid machine2machine (m2m)-communicatie onder de aandacht gebracht. De hierboven geschetste problematiek past perfect binnen dit M2M onderzoeksthema, daar de output rates van beide typen machines moeten worden berekend en gecommuniceerd. Tot slot; de methoden voor de planning en monitoring asfalteringswerkzaamheden zoals gepresenteerd in dit verslag, is nog niet gevalideerd als zodanig. D.w.z. dat op voorhand de gepresenteerde formules worden gebruikt voor het berekenen van de output rates. Dit is pas gedaan nadat het spreid- en verdichtingsproces klaar was. Met de onderzoeksresultaten tot nu toe, moeten de verzamelde gegevens een goed uitgangspunt voor een planningsberekening bieden. Zo zouden de volgende (drie) stappen in dit onderzoek kunnen zijn om de planningsmethode toe te passen op voorhand (1), om de asfaltploeg met de berekende machinesnelheid, walssnelheid of -snelheiden, aantal passages en (maximum) afstanden tussen de spreidmachine en wals te instrueren (2) en het proces te monitoren en te evalueren (3). De verkregen waarden van variabelen van het veldexperiment kunnen vervolgens worden vergeleken met de geplande waarden. Tevens moet de temperatuurdata bevestigen of het verdichtingsproces plaatsvond binnen het opgegeven temperatuurinterval. De machinist kan weliswaar zelf zien of hij binnen het juiste temperatuurbereik werkzaam is, maar de vraag is of de asfalttemperatuur met dusdanig veel kleuren weergegeven moeten worden, zoals nu het geval is op de HCQ-tablet. Bij veel kleuren ontbreek wellicht het gevoel van urgentie, omdat een te lage temperatuur slechts maar een tint verschilt van de kleur van de nog juiste verdichtingstemperatuur. In geval van slechts drie kleuren (voor te koud, correcte interval, of te warm) is het aannemelijker dat de machinist deze informatie kan interpreteren en laten terugkomen in zijn werkwijze. Daarom is het het overwegen waard om het kleurenschema aan te passen naar bijvoorbeeld rood (te warm), groen (goed) en blauw (te koud). Een belangrijk punt blijft wel dat men moet blijven beseffen dat het HCQ-systeem (slechts) een ondersteunende functie heeft. Momenteel is en blijft het vakmanschap van de machinist evenzo belangrijk, daar het verwerken van asfalt nog altijd mensenwerk is. 102

103 Conclusies In het kader van het schrijven van de afstudeerscriptie t.b.v. de masteropleiding Civil Engineering and Management is een studie verricht naar de operationele variabelen bij het spreiden en verdichten van asfalt. Het doel van het onderzoek was het doen van aanbevelingen op het gebied van materieelinzet en te hanteren walsstrategieën zodat een asfaltlaag gegeven de heersende condities op en karakteristieken van het werk binnen het beperkte tijdsinterval efficiënt en uniform verdicht kan worden. Per thema (die weer gekoppeld zijn aan de deelvragen en subvragen) zullen hier de belangrijkste conclusies gepresenteerd worden. Theorie: Het product asfalt, verdichting van asfalt en afkoeling van asfalt Samenvattend kan gesteld worden dat asfaltmengsels bestaan uit twee hoofdcomponenten. Dit zijn minerale korrels (mineraal aggregaat) en een bitumineus bindmiddel die de korrels omhult en aaneen bindt. Asfaltmengsels kunnen worden onderverdeeld naar asfaltbeton (AC), steenmastiekasfalt (SMA) en zeer open asfaltbeton (ZOAB), waarbij SMA- en ZOAB-mengsels kunnen fungeren als deklaag en ACmensgels zowel als deklaag als tussen- en onderlaag. Naast deze klassieke mengsels worden tegenwoordig ook in toenemende mate innovatieve mengsels toegepast. Verdichting omvat het proces van het samendrukken van een heet asfaltmengsel zodat het een kleiner volume aanneemt. Verdichting is nodig om de frictie tussen de korrels te verhogen, wat leidt tot een hogere mengselstabiliteit en sterkte. Drie fasen van verdichting worden gedefinieerd in de literatuur. Dit zijn de voorwalsfase, tussenwalsfase en nawalsfase/afwalsfase. Vier typen walsen kunnen worden ingezet voor het verdichten van asfalt. Dit zijn tandemwalsen, drierolwalsen, bandenwalsen en combiwalsen. Elk type wals heeft zijn eigen karakteristieken en toepassingsmogelijkheden, welke in ogenschouw genomen dienen te worden bij de keuze voor walsinzet en walsvolgorde. Afkoeling van asfalt wordt beïnvloed door diverse factoren. Factoren die in de literatuur worden genoemd, zijn; mengseleigenschappen, spreidtemperatuur, laagdikte, temperatuur van de onderlaag, omgevingstemperatuur, windsnelheid, neerslag, luchtvochtigheid en zonnestraling. Met behulp van de tool PaveCool kan op basis van bovengenoemde factoren een goede inschatting gemaakt worden van de afkoelingssnelheid van asfalt en daarmee de beschikbare tijd voor het verdichten. Een gevoeligheidsanalyse wijst uit dat de laagdikte, aanlevertemperatuur en windsnelheid de grootste invloed op de afkoeling hebben. Theorie: Variabelen en relaties bij het spreid- en verdichtingsproces Van de spreidmachine, de walsen en de karakteristieken van het werkvak zijn de belangrijkste variabelen specifiek voor dit onderzoek gedefinieerd en aan elkaar gerelateerd; - Belangrijkste variabelen van de spreidmachine zijn; Snelheid, hoogteinstelling/laagdikte, werkbreedte, oppervlakteoutput, bereikte voorverdichting en aantal stopplaatsen. - Belangrijkste variabelen van de wals(en) zijn; Aantal walsen, breedte van de wals, snelheid, aantal overgangen, lengte walsgang, afstand wals-spreidmachine, overlap en oppervlakteoutput/capaciteit. - Belangrijkste karakteristieken van de nieuw aan te leggen weg; Laagdikte, breedte, lengte, mengseltype/soort laag. Daarnaast de evt. aanwezigheid van krommingen, dwars- en langsnaden, kantopsluitingen, obstakels/putten/drempels en handwerk. 103

104 De relaties hiertussen zijn middels een relatiediagram kwalitatief en middels formules kwantitatief uitgewerkt. Afstemming creëren tussen spreidmachine en wals ( het plannen ) Op basis van de algemene theorie omtrent het spreiden en verdichten van asfalt, de kwantitatieve relaties tussen de relevante variabelen, het concept van beschikbare tijd voor verdichting en het uitgangspunt dat de output van de spreidmachine gelijk moet zijn aan de output van de wals(en), is een methode opgesteld die planners kan helpen bij keuzes omtrent materieelinzet en bij het generen van operationele walsstrategieën in termen van snelheden van spreidmachine en walsen en van (maximale) lengtes van de walstrack. - De methode biedt de mogelijkheid om vanuit twee perspectieven te rekenen. De alternatieven hebben betrekking op hetgeen wat als leidend wordt gesteld. Men kan óf de output van de spreidmachine als leidend beschouwen óf men kan de (op dat moment) beschikbare walscapaciteit als leidend beschouwen. Aan beide alternatieven ligt een andere rationale ten grondslag en zijn andere consequenties aan verbonden. - De methode omvat zes stappen die (iteratief) doorlopen dienen te worden. Stap 1: Definitie van soort laag, type mengsel en laagdikte Stap 2: Definitie van walsfase en aantal walsovergangen Stap 3: Definitie van type wals per walsfase Stap 4: Bepalen van beschikbare walstijd m.b.v. PaveCool Stap 5a: Machineoutput leidend: Bepalen van walssnelheid en walslengte Stap 5b: Walsoutput leidend: Bepalen machinesnelheid Stap 6: Output model beoordelen op basis van gestelde criteria - Het benodigde aantal walsovergangen (stap 2) dient per situatie aan de hand van (nucleaire) metingen vastgesteld te worden. - De criteria (stap 6) kunnen op basis van de input van alle stakeholders (bijv. planner, werkvoorbereider, machinist, technoloog nader geconcretiseerd worden. Door het uitvoeren van deze methode wordt in principe voorzien in de het behalen van doelstelling van het onderzoek. Door de methode toe te passen en de modeluitkomsten in de praktijksituatie aan te houden, moet (althans theoretisch) een asfaltlaag gegeven de heersende condities op en karakteristieken van het werk binnen het beperkte tijdsinterval efficiënt en uniform verdicht kunnen worden. Naast het plannen moet echter ook monitoring en evaluatie van het proces plaatsvinden. Dataverzameling en data-analyse Met behulp van het HCQ Intelligent Compaction-systeem is de data verzameld. Deze zijn geanalyseerd met behulp van Veta 4.0 software en Hamm Navigator software. De belangrijkste conclusies zijn; - Het HCQ IC systeem is een prima systeem voor het monitoren van asfaltverwerkingsprocessen, daar het systeem de belangrijkste variabelen van de wals registreert en visualiseert voor de walsmachinist - Het systeem is eenvoudig in gebruik en heeft een hoog plug-and-play gehalte. Machinisten zijn zelf in staat om het systeem te starten en af te sluiten. Het systeem biedt de mogelijkheid om meerdere walsen te koppelen. - Een groot aandachtspunt blijft wel het GPS-signaal. In aanwezigheid van bomen/beschoeiing, is het signaal al vrij snel verstoord, wat leidt tot onnauwkeurige positiebepaling en dus tot onnauwkeurige registratie van het gewalste oppervlak en aantal walsovergangen op een 104

105 specifieke locatie. Dit is vervelend voor interne analyse, maar problematisch wanneer (in de toekomst?) de IC data ook aan de opdrachtgever beschikbaar wordt gesteld en contractuele consequenties worden aan verbonden zijn aan de data/resultaten. - De Hamm Navigator software biedt zeer beperkte mogelijkheden tot analyse van de Intelligent Compaction data. Alleen de replay optie is een waardevol om de uitgevoerde walsbewegingen als een filmpje te visualiseren. - Veta 4.0 is daarentegen een geschikt programma voor het analyseren van Intelligent Compaction data. Het enige noemenswaardige nadeel is dat de resolutie beperkt is. Empirische bevindingen bij het spreid- en verdichtingsproces en de daadwerkelijke afstemming tussen spreidmachine en wals ( het monitoren en evalueren ) Bij 12 projecten zijn met behulp van het HCQ-systeem (wals) en APEX Thunderbuild (spreidmachine) operationele waarden van de belangrijkst geachte variabelen verzameld. Deze empirische waarden kunnen worden gebruikt als input/startpunt voor planningscalculaties. - Gemiddelde snelheden van de spreidmachine variëren tussen 3,5 en 4,9 m/min. - Gemiddelde output rates van de spreidmachine varieerden tussen 1195 en 1662 m 2 /uur bij werkbreedtes variërend tussen de 4 en 6 meter. - Gemiddelde walssnelheden variëren tussen 2,6 en 5,1 km/u. - Er blijkt nauwelijks tot geen verschil in snelheid te zijn bij het walsen op de verschillende soorten lagen en gedurende de verschillende walsfasen. - Walssnelheden in bochten verschillen niet noemenswaardig van de snelheden op rechte stukken. - Bij het walsen van insteekjes, dwarsnaden, kantopsluitingen en ander obstakels is de walssnelheid lager ten opzichte van de gemiddeld gereden snelheid op dat werk. - De ingestelde maximum walssnelheid is circa 20% hoger dan de overall bereikte gemiddelde snelheid op een werk. - Het gemiddelde aantal walsovergangen per project per gemonitorde wals varieert tussen 3 en 11. Op reguliere secties worden gemiddeld 4,8 passages toegepast, terwijl op de irreguliere secties het gemiddelde aantal passages gelijk aan 7,9 blijkt te zijn. - Gemiddelde output rates van de wals varieeren tussen de 996 en 1826 m 2 - De gemiddelde temperatuur van het asfalt tijdens het walsen varieert tussen 50,9 en 96,1 C. De maximumtemperatuur varieert tussen 108 en 152 C. - De gemiddelde walstemperatuur in de voor- en tussenwalsfase bedraagt 96,1 C. De gemiddelde walstemperatuur voor de nawalsfase bedraagt 73,1 C. - Bij alle gemonitorde projecten blijkt dat een variërend aantal temperatuurwaarden lager is dan de gestelde minimum verwerkingstemperatuur van 70 of 110 C. Dit percentage varieert tussen de 5 en 94 %. Dit wil zeggen dat het walsproces bij elk project in meer of mindere mate te laat/op te koud asfalt voltooid is. - Uit het evalueren op intervalschaal blijkt dat gedurende een werk veel variatie zit in ouput rates van spreidmachine en wals. Dus gedurende een werk is het proces van spreiden en verdichten in meer of mindere mate op elkaar gestemd. - De grootste mate van variatie komt voor aan het begin van het werk (eerste meter). Na 500 meter blijken de output rates meer constant te zijn. - Variatie in output rates leidt tot variatie in de afmetingen van nog te verdichten oppervlak. Op basis van de data van de gemonitorde projecten kan gesteld worden dat het voorkomt dat het nog te verdichten oppervlak het (theoretische) maximale onverdichte oppervlak overschrijdt en dus dat verdichting buiten het gewenste temperatuurinterval plaatsvindt. 105

106 Aanbevelingen Op basis van de voorgaande hoofdstukken, discussie en conclusies, zijn de volgende aanbevelingen geformuleerd; 1. Pas de gepresenteerde methode voor het plannen van het spreid- en verdichtingsproces toe. Het plannen/creëren van afstemming tussen spreidmachine en wals is een nuttige stap in de verdere professionalisering van de wegenbouwsector. Daarom lijkt de toepassing van de methode voor toekomstige asfaltverwerkingsprocessen een nuttige stap. Het toepassen van de methode binnen de organisatie vergt dat personeel (planners, werkvoorbereiders, uitvoeders etc.) bekend wordt gemaakt met de methode en de zes stappen van de methode kunnen uitvoeren. 2. Monitor geplande projecten en vergelijk uitkomsten. Nadat een spreid- en verdichtingsproces aan de hand van de methode is voorbereid en de operationele variabelen aan de asfaltploeg (specifiek; machinist en walsmachinisten) zijn geïnstrueerd, is het aan te bevelen om die projecten te monitoren en de data op intervalniveau te evalueren op mate van afstemming tussen de output rates en op de afmetingen van het nog onverdichte oppervlak. Tezamen met de temperatuurdata kan nagegaan worden of het verwerkingsproces is uitgevoerd binnen het gewenste temperatuurinterval en dus of het in de praktijk brengen van de geplande en geïnstrueerde waarden van variabelen inderdaad heeft bijgedragen tot een consistent en uniform verwerkingsproces. Op basis van de vergelijking tussen geplande en daadwerkelijke waarden van variabelen kan de methode door middel van efficiencyfactoren worden gekalibreerd. 3. Monitor meer projecten t.b.v. input voor planningscalculaties Binnen de tijdsspanne van dit onderzoek is enkel de tandemwals uitgerust met het HCQ-systeem en is veelal de nawalsfase gemonitord. Met het oog op de uit te voeren berekeningen voor het plannen, is het noodzakelijk dat een planner gegronde kennis heeft van operationele waarden voor snelheden van de spreidmachine, alle typen walsen, het aantal walsovergangen en efficiencyfactoren onder alle mogelijke omstandigheden (bijvoorbeeld type laag, walsfase, weggeometrie etc.). Alleen op deze manier is een planner is in staat om realistische en zinvolle spreid- en verdichtingsstrategieën te genereren. Daarom is het aan te bevelen om ook andere typen walsen uit te rusten (bandenwals en combiwals) en met name te focussen op de situaties en condities die binnen dit onderzoek nog niet zijn afgedekt, waaronder het monitoren van het verdichten van ZOAB-laag. 4. Vul de methode aan met financiële aspecten. Op dit moment zijn er geen financiële aspecten opgenomen in de plannings-/afstemmingsmethode. Echter, wanneer de operationele kosten (bijvoorbeeld kosten t.b.v. de inzet van de (wals)machinist/asfaltploeg, brandstofverbruik, afschrijving, transport etc.) worden opgenomen in de methode, kan men de financiële gevolgen van de gemaakte keuzes beoordelen. Dit maakt op zijn beurt verdere optimalisatie van de spreid- en verdichtingsproces mogelijk, omdat kosten en baten van een hogere productiviteit kunnen worden berekend en worden afgewogen. Kort samengevat; de methode uitbreiden met operationele kosten lijkt van toegevoegde waarde. Hiertoe dient toekomstig onderzoek gericht te worden op de categorisatie en kwantificering van alle relevante operationele kosten. 5. Blijf aandacht houden voor kwaliteitsaspecten in relatie tot het walsgedrag De Intelligent Compactiondata toont aan dat in meer of mindere mate buiten het gewenste temperatuurinteval gewalst wordt en dat in sommige gevallen relatief veel walsovergangen worden toegepast door één wals. Te veel walsenovergangen kan nadelig zijn voor het gewenste percentage holle ruimtes in het asfaltmengsel. Daarnaast is te veel/te lang walsen ook niet kostenefficiënt. 106

107 Laboranten/technologen/adviseurs moeten blijven toezien op de kwaliteitsaspecten en mogelijke verbeterpunten in de vorm van concrete aanwijzingen terugkoppelen aan de walsmachinst. 6. Automatiseer de procedure voor analyse Het verwerken van de data en het genereren van de grafieken van de output rates op intervalschaal is bij dit onderzoek met behulp van Microsoft Excel gedaan. Dit is een goed hulpmiddel bij het verwerken van de data, maar toch blijven er relatief veel handmatige bewerkingen over voor elk gemonitord project, zoals het importeren van de data, het selecteren van gegevens etc. Voor een vervolgonderzoek zou een Matlab-script geschreven kunnen worden, waarmee alle data in één keer verwerkt wordt, van het inlezen van de data tot het genereren van grafieken en het berekenen van de belangrijkste modelvariabelen. Het script zou het dan mogelijk maken om vele meetreeksen snel te kunnen verwerken. Het opstellen van het Matlab-script zal initieel relatief veel tijd kosten, maar uiteindelijk zal het verwerken van de data efficiënter zijn. 7. Onderzoek mogelijkheden tot m2m-communicatie/real-time weergave van output rates Aansluitend op de vorige aanbeveling en in het licht van verdere automatisering, verdient het de aanbeveling om te kijken naar de mogelijkheden om m2m-communicatie te kunnen toepassen bij het berekenen en visualiseren van de output rates, waarbij op de wals naast de eigen ouput rate ook de actuele output rate van de spreidmachine wordt getoond en op de machine ook de walsoutput bekend is. Zo kunnen (wals)machinisten goed inschatten of de output rates goed op elkaar afgestemd zijn en blijven. 8. Maak gebruik van een grondstation voor een GPS-signaal met een verhoogde accuraatheid. Bij projecten waar verwacht mag worden dat het DGPS-signaal beperkt is door de aanwezigheid van topografische obstakels zoals bomen en hoge gebouwen, zou gebruik gemaakt kunnen worden van een RTK-grondstation. Het RTK-grondstation zendt radiocorrectiesingnalen naar de GPS-ontvanger op de wals. Op deze manier wordt de positie van de wals met een nauwkeurigheid op 2,5 cm vastgelegd. Een dergelijk RTK-grondstation wordt aangeboden door Hamm zelf en zou dus goed compatibel moeten zijn met de reeds aangeschafte HCQ-elementen. 9. Probeer ervoor te zorgen dat de analist van de HCQ-data tenminste één keer op de bouwplaats is geweest. Als bij een bepaald project het HCQ-systeem wordt ingezet, is het voor de analist aan te bevelen om het project tenminste één keer te bezoeken. Zo wordt een goed beeld van het project in het algemeen en van de specifieke karakteristieken in het bijzonder verkregen. Dit vergemakkelijkt het interpreteren van de data, zeker indien er opvallende meetresultaten in de dataset blijken te zitten. Op basis van het beeld dat de analist verkregen heeft, is het makkelijker om in dergelijke gevallen een mogelijke oorzaak van de opvallende meetresultaten te achterhalen of te verklaren. 10. Overweeg aanpassing van het kleurenschema op de HCQ Navigator Op dit moment wordt voor elke concrete waarde of interval (walsovergangen, temperatuur, snelheid) een andere kleur/tint gebruikt. Bij (te) veel kleuren ontbreek wellicht het gevoel van urgentie, omdat een te lage temperatuur slechts maar een tint verschilt van de kleur van de nog juiste verdichtingstemperatuur. In geval van slechts drie kleuren (voor te koud, correcte interval, of te warm) is het aannemelijker dat de machinist deze informatie kan interpreteren en laten terugkomen in zijn werkwijze. Daarom is het het overwegen waard om het kleurenschema aan te passen naar bijvoorbeeld rood (te warm), groen (goed) en blauw (te koud). Dit kan tevens gedaan worden voor het aantal walsovergangen, dus slechts drie kleuren voor te weinig, het juiste aantal en te veel walsovergangen. 107

108 Geciteerde werken Hamm AG. (2011). Operating manual HCQ GPS Navigator. Tirschenreuth: Hamm AG. AAPA. (2001). P avement work tips no Asphalt Paving Speed. Australian Asphalt Paving Association. ASPARi. (s.d.). Achtergronden/Background. Retrieved Januari 28, 2016, from ASPARi - Paving the way forward: Asphalt Institute. (1989). The Asphalt Handbook. Lexington, KY: Asphalt Institute. Bijleveld, F.R. (2010). Asfaltwegenbouw, op weg naar professionalisering - Op basis van mechanische eigenschappen het bepalen van temperatuur entijdsvensters voor het verdichten van Nederlandse asfaltmengsels. Enschede, Nederland: Universiteit Twente. MSc Thesis, Bijleveld, F.R. (2015). Professionalising the asphalt construction process - Aligning information technologies, operators' knowledge and laboratory practices. Enschede, Nederland: Universiteit Twente. PhD Thesis, Bijleveld, F. R., Miller, S. R., & Doree, A. G. (2014). Het walsproces in de Nederlandse wegenbouwpraktijk: Variabiliteit en 'common practices'. Bijleveld, F.R., & Dorée, A.G. (2014). Including asphalt cooling and rolling regimes in laboratory compaction procedures. International Society for Asphalt Pavements (ISAP) conference, (pp ). Raleigh, North Carolina, USA. Bijleveld, F.R., ter Huerne, H.L., Mensonides, W., & Dorée., A.G. (2012). Vakmanschap in de asfaltwegenbouw Hoe behouden we het? Enschede: Universiteit Twente. Bomag GmbH. (2009). Basic Principles of Asphalt Compaction - Compaction methods, compaction equipment, rolling techniques. Boppard, Germany: BOMAG GmbH. Breijn Wegbouwkunde. (2011). Asfaltmengsels Standaard RAW Bepalingen Rosmalen: Breijn Wegbouwkunde. CBS. (2015, Juli 15). Factsheet Goederenvervoer Den Haag: Centraal Bureau voor de Statistiek. CBS. (2015, Juli 22). Factsheet Verkeer in Nederland in cijfers. Den Haag: Centraal Bureau voor de Statistiek. Chadbourn, B., Newcomb, D., Voller, V., Desombre, R., Luoma, J., & Timm, D. (1998). An asphalt paving tol for adverse conditions. St. Paul: Minnesota Department of Transportation. CROW. (2010). Deelhoofdstuk 31.2 Asfaltverhardingen - Actualisering. Ede: CROW. D Angelo et. al., J. (2008). Warm-Mix Asphalt: European Practice. Washington D.C.: U.S. Department of Transportation - Federal Highway Administration. Diaz Sanchez, M. (2013). A Study of the Thermal Interactions of Sustainable Asphalt Concrete Pavements. Alabama USA: Auburn University. MSc Thesis,

109 Dorée, A. G. (2004). Collusion in the Dutch construction industry: an industrial organization perspective. Building Research & Information, 32(2), Dorée, A. G., Caerteling, J., & Holmen, E. K. (2003). Co-operation and competition in the construction industry of the Netherlands. Proceedings annual conference ARCOM, (pp ). Brighton, UK. Dorée, A. G., & ter Huerne, H. L. (2006). Professionalisering asfaltwegenbouw sector; van ambacht naar industrie. Doree, A., Miller, S., & ter Huerne, H. L.(2008). Asfalt, wat bakken we ervan? CROW Infradagen, juni Delft. Fischer, A., & Schug, R. (2012). Vögele Booklet on Paving. Ludwigshafen: Joseph Vögele AG. Floss, R. (2001). Compaction technology in earthwork, highway and transportation engineering Volume 1 - Basic principles of vibratory compaction, compaction of soil and rock, compaction of asphalt. Boppard: BOMAG GmbH. Gilliland, A., Nieves, A., & Chang, G. (2014). Intelligent Compaction for Asphalt Paving; Application Notes: Intelligent Compaction Implementation on Sitka Airport Project. US Department of Transportation - FHWA. HAMM AG. (2010). Hamm series GRW 280. Tirschenreuth: HAMM AG. Hamm AG. (2016). Technologies - Hamm Compaction Quality. Retrieved April 12, 2016, from Hamm: Hartmann, A. (2015, April 20). Infrastructure management. Importance of infrastructure and infrastructure management. Enschede: Universiteit Twente. Ilbury, C., & Sunter, C. (2001). The Mind of a Fox - Scenario planning in action. Tafelberg: Human & Rouseau. Klatter, L., Vrouwenvelder, T., & van Noortwijk, J. M. (2009). Societal and reliability aspects of bridge management in the Netherlands. Structure and Infrastructure Engineering, 5(1), Kloubert, H.-J. (2009). Basic Principles of Asphalt Compaction - Compaction methods, Compaction equipment, Rolling technique. Boppard: BOMAG GmbH. KNMI. (2016). Uurgegevens van het weer in Nederland meetstation 279 Hoogeveen. Retrieved from KOAC-NPC. (s.d.). Permanente vervorming en verdichting. Retrieved februari 19, 2016, from KOAC-NPC: Meritt, D., Horan, B., & Chang, G. (2009). Improving Construction Control and Documentation with INTELLIGENT COMPACTION. 1st International Conference on Transportation Construction Management 9-12 februari Orlando, Florida. 109

110 Miller, S.R. (2010). Hot Mix Asphalt Construction - Towards a more professional approach. Enschede: Universiteit Twente. PhD Thesis, Minnesota Department of Transportation. (2016). PaveCool Help - Asphalt Pavement Cooling Tool. Retrieved from Minnesota Department of Transportation: Minnesota Department of Transportation. (s.d.). PaveCool - Asphalt Pavement Cooling Tool. Retrieved februari 24, 2016, from Minnesota Department of Transportation: Monu, K., Banger, P., & Duggal, A. K. (2015). A Review Paper on Warm Mix Asphalt Technologies. International Research Journal of Engineering and Technology, 2(5), NCAT. (1996). Hot Mix Asphalt Materials, Mixture Design and Construction. Lanham, Maryland: National Center for Asphalt Technology. Nieves, A. (2014). Intelligent Compaction - Summary of intelligent compaction for HMA/WMA paving. U.S. Department of Transportation - FHWA. Panell, D. (1997). Sensitivity analysis: strategies, methods, concepts, examples. Retrieved februari 26, 2016, from Rijkswaterstaat. (2016). Contracten GWW. Retrieved maart 22, 2016, from Rijkswaterstaat Dienst Weg- en Waterbouwkunde. (1989). Asfaltbetonbekleding van_de_proefvakken- WestKapelie (MAO-R ). Delft: Rijkswaterstaat. Saltelli, A., Tarantola, S., Campolongo, F., & Ratto, M. (2004). Sensitivity Analysis in Practise - A Guide to Assessing Scientific Models. Chichester: John Wiley & Sons Ltd. Schröder, R. (2010). Compaction in asphalt construction and earthworks. Tirschenreuth: HAMM AG. Simons, B. (2007). Op weg naar een beheerst asfaltverwerkingsproces. Enschede: Universiteit Twente. MSc-thesis Simons, B., & ter Huerne, H.L. (2008). Op weg naar een beter beheerst asfaltverwerkingsproces. Asfalt(2), The Transtec Group. (2016). Veta Data Management and Analysis Software. Retrieved April 14, 2016, from Intelligent Compaction: Timm, D., Voller, V., Lee, E., & Harvey, J. (2001). Calcool: A multi-layer Asphalt Pavement Cooling Tool for Temperature Predicition During Construction. International Journal of Pavement Engineering, 2(3), van der Velde, J., Klatter, L., & Bakker, J. (2013). A holistic approach to asset management in the Netherlands. Structure and Infrastructure Engineering, 9(4),

111 Vasenev, A. (2015). Visualizing Asphalt Roller Trajectories in Context - Acquiring, Processing and Representing Sensor Readings. Enschede: Universiteit Twente.. PhD Thesis, Vasenev, A., Bijleveld, F.R., Hartmann, T., & Doree, A.G. (2012). A real-time system for prediction cooling within the asphalt layer to support rolling operations. 5th Eurasphalt & Eurobitume Congress 13-15th June. Istanbul. Vasenev, A., Hartmann, T., & Dorée, A.G. (2013). Employing a Virtual Reality Tool to Explicate Tacit Knowledge of Machine Operators. The 30th International Symposium on Automation and Robotics in Construction and Mining (ISARC). Montreal, Canada. VBW-Asfalt. (2000). Asfalt in wegen- en waterbouw. Breukelen: Vereniging tot Bevordering van Werken in Asfalt. VBW-Asfalt. (2003). Waarom walsen? Breukelen: Vereniging tot Bevordering van Werken in Asfalt. Verschuren, P. J., & Doorewaard, J. A. (2007). Het ontwerpen van een onderzoek (4e ed.). Den Haag: Boom Lemma uitgevers. Wise, J., & Lorio, R. (2004). A PRACTICAL GUIDE FOR ESTIMATING THE COMPACTION WINDOW TIME FOR THIN-LAYER HOT MIX ASPHALT. Proceedings of the 8th Conference on Asphalt Pavements for Southern Africa (CAPSA'04). Sun City, Zuid-Afrika. 111

112 Bijlage 1: Overzicht asfaltmengsels RAW 2010 systematiek In deze bijlage zijn de typen asfalt opgenomen die worden gedefinieerd in de RAW In de basis bestaan er vijf soorten asfaltmengsels (speciale mengsels daargelaten). Dit zijn de AC Surf, AC Bind, AC Base, SMA-NL en ZOAB. Surf is een deklaag, Bind betreft een tussenlaag en Base is een onderlaag. AC is een afkorting van Asphalt Concrete (Asfaltbeton). SMA staat voor Steenmastiek Asfalt en ZOAB voor Zeer Open Asfaltbeton. Binnen de soorten wordt een verdere opdeling gemaakt naar nominale korreldiameter (8, 11, 16, 22 of 32) en klasse (A,B,C en ib). 112

113 113

114 Bijlage 2: Inputgegevens van PaveCool Met behulp van de gebruikersinterface kunnen afkoelingscurves geplot worden. De input omvat algemene projectgegevens, omgevingscondities, bestaande onderlaag en de karakteristieken van de nieuwe aan te leggen laag. De volgende specifieke zaken moeten worden ingevuld: Algemeen - Projecttitel - Datum en beoogde starttijd. De starttijd is de beoogde tijdstip waarop de spreidmachine start. Op basis van de starttijd wordt stand van de zon bepaald en daarmee de hoeveelheid zonnestraling (Minnesota Department of Transportation, 2016). Omgevingscondities - Temperatuur De lokale, gemiddelde temperatuur tijdens het asfalteren. De luchttemperatuur wordt gebruikt om te bepalen hoe snel de warmte wordt onttrokken door de omgevende lucht. PaveCool staat temperaturen van -40 tot 49 C toe. - Windsnelheid - Een schatting van de gemiddelde windsnelheid tijdens het asfalteren. De windsnelheid heeft onder de meeste omstandigheden een significant effect op de afkoelingssnelheid van HMA (Minnesota Department of Transportation, 2016). - Luchtcondities De luchtcondities beïnvloeden de in het model gebruikte formules voor de mate van opwarming (overdag) en afkoeling ( s nachts). In het model zijn vijf opties mogelijk die de luchtcondities karakteriseren, namelijk helder en droog, luchtvochtig en heiig, deels bewolkt, grotendeels bewolkt en bewolkt. De volgende operationalisering wordt gebruikt bij het kiezen van een van de vijf opties (B1): Tabel B1: Operationalisering luchtcondities Pavecool (Minnesota Department of Transportation, 2016) Symbool Conditie Beschrijving Helder en droog Luchtvochtig en heiig Deels bewolkt Grotendeels bewolkt Bewolkt Gebruik bij lage luchtvochtigheid en grote hoogtes Typische zonnige dag tijdens de zomermaanden Wolken bedekken de zon/hemel 50% van de tijd. Wolken bedekken de zon/hemel 75% van de tijd. Wolken bedekken de zon/hemel volledig. - Breedtegraad De breedtegraad tezamen met de datum en tijd wordt gebruikt om de positie van de zon ten tijde van het asfalteren te bepalen. Nederland valt grotendeels binnen de 51e en 53 e breedtegraad. Bestaande onderlaag 114

115 - Type materiaal In PaveCool zijn vier typen onderlagen gedefinieerd, namelijk: asfalt, beton, granulaire onderlaag (zand of grind) en natuurlijke ondergrond (silt of klei). - Materiaalconditie - De materiaalcondities van de ondergrond kunnen droog of nat zijn en bevroren of niet bevroren. De aanwezigheid van vocht is van belang omdat het de thermische eigenschappen en daarmee de mate van afkoeling beïnvloedt. - Temperatuur van de ondergrond - De lokale, gemiddelde temperatuur van de ondergrond tijdens het asfalteren. Nieuwe laag - Mengseltype PaveCool kan momenteel gebruikt worden voor fijne/dicht gegradeerde mengsels (asfaltbeton) en grove mengsels (SMA). - Performance grade (PG) De Performance Grade (PG) van het asfalt definieert in PaveCool de aanbevolen begintemperatuur voor het verdichten. De volgende stelregels worden gehanteerd: PG 58 = starttemperatuur van 120 C, PG 52 = starttemperatuur van 110 C. Als van een specifiek mengsel meer bekend is (bijvoorbeeld vanuit productspecificatiebladen of verwerkingsadviezen) over de minimum en maximum walstemperaturen, dan kunnen deze handmatig ingevuld worden. - Laagdikte Hier gaat het om de beoogde laagdikte, dus de laagdikte na verdichting. In PaveCool is de minimum laagdikte 13 mm. De maximum laagdikte bedraagt 254 mm. - Temperatuur van het asfalt bij aankomst op de bouwplaats Dit betreft de temperatuur van het asfalt op het moment dat het in de hopper van de spreidmachine gegooid wordt. In feite kan deze parameter alleen in-situ bepaald worden. De standaardwaarde in PaveCool voor deze variabele bedraagt 135 C. Op basis van de aanlevertemperatuur en de bovenste grenswaarde van de verdichtingstemperatuur bepaalt het programma na hoeveel tijd gestart kan worden met walsen nadat de spreidmachine is gestart. 115

116 Bijlage 3: Beschikbare tijd voor het verdichten van asfalt onder verschillende omstandigheden Beschikbare tijd (in minuten) voor het verdichten van AC tussenlagen en AC deklagen ( C) 0-10 C C C Wind- Snelheid 0-5 m/s 5-10 m/s (km/u) 0-18 km/u km/u Omgevingstemperatuur Aanlevertemperatuur ( C) Laagdikte (mm)

117 Beschikbare tijd (in minuten) voor het verdichten van AC onderlagen ( C) 0-10 C C C Wind- Snelheid 0-5 m/s 5-10 m/s (km/u) 0-18 km/u km/u Omgevingstemperatuur Aanlevertemperatuur ( C) Laagdikte (mm)

118 Beschikbare tijd (in minuten) voor het verdichten van SMA deklagen ( C) 0-10 C C C Wind- Snelheid 0-5 m/s 5-10 m/s (km/u) 0-18 km/u km/u Omgevingstemperatuur Aanlevertemperatuur ( C) Laagdikte (mm)

119 Beschikbare tijd (in minuten) voor het verdichten van ZOAB deklagen ( C) 0-10 C C C Wind- Snelheid 0-5 m/s 5-10 m/s (km/u) 0-18 km/u km/u Omgevingstemperatuur Aanlevertemperatuur ( C) Laagdikte (mm)

120 Bijlage 4: Screenshot Excelsheet 120

121 121