AANVANGSSTROEFHEID TWEELAAGS ZOAB

Transcriptie

1 AANVANGSSTROEFHEID TWEELAAGS ZOAB Toepassing van acryl vezels in TLZOAB Jan Voskuilen InfraQuest seminar TLZOAB,

2 HET PROBLEEM 2 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

3 Waarom een probleem? In tegenstelling tot dichte deklagen werd ZOAB niet afgestrooid omdat dit de holle ruimtes zou verstoppen Vroeger werd stroefheid van ZOAB pas gemeten na slijtage bitumenhuidje N.a.v. dodelijk ongeval op nieuw ZOAB op A34 in 1991 is beleid veranderd, want toen werd n.a.v. onderzoek bekend dat bituplaning kan ontstaan Oorzaak bituplaning: smelten bitumenfilm bij remmen Proeven om bitumenfilm te verwijderen niet erg succesvol (kost teveel tijd of is te duur) 3 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

4 remvertraging [m/s2] Huidige beleid 9 8,5 8 7,5 7 6,5 6 5,5 5 Nieuw ZOAB Oud ZOAB Nieuw DAB Type deklaag Range remvertragingen Oud DAB Plaats waarschuwingsbord als remvertraging tussen 5,2 en 6,5 m/s 2 is Minimum niveau DAB Voertuigeisen Eis minimale remvertraging Bord mag weg als de remvertraging > 6.5 m/s 2 is Bij remvertraging < 5,2 m/s 2 snelheidsbeperking 4 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

5 DVS REMPROEF (100% slip, droog) Snelheid: 80 km/u Remmen met uitgeschakelde ABS Temperatuursverhoging in rijsporen Rookontwikkeling tijdens remmen 5 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

6 Zet je schap! De remproef 6 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

7 Wat gebeurt er bij te lage remvertraging? 7 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

8 Meten stroefheid Meetsnelheid: 50 of 70 km/u Slip: 86% Meting: nat 8 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

9 86% slip aanhanger (natte stroefheid) 9 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

10 EISEN VOOR AANVANGSSTROEFHEID Remvertraging conform DVS methode ten minste 5,2 m/s 2 Stroefheid actuele stroefheidscore ten minste 0,02 (oude eis bij 50 km/u meting ten minste 0,40) Nieuwe normwaarden Tabel 4: Voorstel nieuwe normwaarden standaard 70 km/u PIARC km/u PIARC km/u PIARC 1975 (oud) open deklagen 1 0,42 0,45 0,38 dichte deklagen 2 0,39 0,44 0,38 1 open deklagen zijn: ZOAB, ZOAB+, 2 laags ZOAB, dunne deklagen 2 dichte deklagen zijn: DAB, SMA, cementbeton 10 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

11 RESULTATEN AANVANGSSTROEFHEID TWEELAAGS ZOAB (IPG Zebravakken) REMVERTRAGING (m/s2) Remvertraging (m/s2) Remvertraging (m/s2) Remvertraging (m/s2) Remvertraging (m/s2) Heij (2/6) KWS (2/6) Bruil (4/8) Ooms (4/8) HBG (4/8) BAM (4/8) Dura (5/8) Ras (5/8) autosnelweg Meetvak A15 A28 A30 A59 Natte stroefheid (-) Stroefheid 0,60 0,55 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 4/8 mengsels , dagen Remvertraging dagen dagen 0 20 Stroefheid 40 dagen dagen Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

12 Wat is er in het verleden gedaan om het probleem op te lossen? Bij vele ZOAB proefvakken getracht om aanvangsstroefheid te verbeteren - verwijdertechnieken - toevoegtechieken (afstrooien) - aanbrandtechnieken Conclusies: - afstrooien met brekerzand beste resultaat (7m/s 2 ) - bitumenhuid verwijderen kan, maar applicatietechniek te traag en te duur 12 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

13 Wat is er in het verleden gedaan om het probleem op te lossen? 2004 IPG proefvakken A12 bij Arnhem: Tweelaags ZOAB is met verschillende hoeveelheden Neorough en brekerzand afgestrooid na het walsen Resultaat: aanvangsstroefheid werd verbeterd, maar het effect was tijdelijk (na 1 dag weer op zelfde niveau). Door walsen bitumenfilm te koud en te dun -> slechte hechting 13 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

14 Wat is er in het verleden gedaan om het probleem op te lossen? 6 gemodificeerde toplaag TLZOAB mengsels 2005 A15 Leerdam, 4 mengsels aannemers : - Mengsel D - 2/6 + toevoeging van Glanzkies - Mengsel B speciale scherpe vulstof (EUF) - Mengsel H1 2/6 met fijn zand - Mengsel H2 2/6 en 4/8 = 2/8 Aangevuld met 2 mengsels op voorstel van RWS: - Mengsel R1 H2 met 6,4 mm acryl vezel - Mengsel R2 H2 met 3,2 mm acryl vezel en bitumen 70/100 i.p.v. polymeergemodificeerd bindmiddel 14 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

15 Wat is er in het verleden gedaan om het probleem op te lossen? Mengselontwerp R2 Er zijn RSAT proeven uitgevoerd op R2 mengsels met 3,2 en 6,4 mm lange acryl vezels Resultaten met 3,2 mm lange vezels waren beduidend beter Kennelijk moet de vezellengte worden afgestamd op de maximale korreldiameter 15 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

16 Wat is er in het verleden gedaan om het probleem op te lossen? 2005 IPG proefvakken A15 bij Leerdam Resultaat: alleen de toevoeging van Glanzkies verbeterde de (aanvangs)stroefheid en remvertraging duurzaam. Glanzkies heeft echter een negatief effect op de levensduur! RWS (R1 en R2) vakken konden helaas niet worden gemeten, maar zijn wel gemonitord in de tijd 16 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

17 Wat is er in het verleden gedaan om het probleem op te lossen? 2007 ZOAB+ proefvakken A2 Eijsden Afstrooien met verschillende hoeveelheden Neorough en brekerzand vanaf spreidmachine van Kirchner 17 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

18 Wat is er in het verleden gedaan om het probleem op te lossen? 2007 ZOAB+ proefvakken bij Maastricht, linker weghelft 18 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

19 Afstrooimechanisme Kirchner Afdekken afstrooimechanisme i.v.m. wind Worm verdeelt materiaal 19 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

20 Bevoorrading afstrooimateriaal Zwakke punt was het bevoorraden, want dit leverde stoppunten op. 20 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

21 Welke metingen zijn uitgevoerd? Tijdens aanleg GPS op spreidmachine en walsen. 21 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

22 Resultaten remvertragingsmetingen 22 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

23 Resultaten stroefheidsmetingen 23 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

24 2008 PROEFVAKKEN TLZOAB A15 HRR Afstrooien brekerzand vanaf de wals en bitumenfilm verwijderen Vak km variant Vak A km slijpen VAK B km waterstralen VAK C km /3 200 g/m 2 VAK D km /3 100 g/m 2 VAK E km /3 200g/m 2 24 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

25 Grafiek remvertragingresultaten HRR verloop remvertraging A15 Portland HRR remvertraging 7 6,5 6 5,5 slijpen waterstralen 1/ / /2 200 vluchtstrook eis 5 0 1dag 1week 2 weken 4 weken 6 weken tijdstip 25 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

26 Grafiek stroefheidsresultaten HRR stroefheid 0,68 0,63 0,58 0,53 0,48 0,43 0,38 verloop stroefheid A15 Portland HRR 0 1dag 1week 2 weken 4 weken 6 weken tijdstip slijpen waterstralen 1/ / /2 200 vluchtstrook eis 26 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

27 2008 PROEFVAKKEN TLZOAB A15 HRL Vak Km Variant A /3 150g/m 2 en vegen B /3 150 g/m 2 en ZOAB cleanen C /3 75 g/m 2 en vegen D /3 1/3 75 g/m 2 en ZOAB cleanen E brandpunt stralen (Rowi) F VL kogelstralen (Klaruw) = mislukt Referentievak = vluchtstrook 27 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

28 RESULTATEN REMVERTRAGING HRL verloop remvertraging A15 Portland HRL remvertraging m/s 2 7 6,5 6 5,5 5 1/3 150 vegen 1/3 150 ZOAB cleaner 1/3 75 vegen 1/3 75 ZOAB cleaner brandpuntwaterstralen vluchtstrook eis 0 1dag 1week 2 weken 4 weken 6 weken tijdstip 28 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

29 RESULTATEN STROEFHEID HRL stroefheid 0,63 0,58 0,53 0,48 0,43 0,38 verloop stroefheid A15 Portland HRL 0 1dag 1week 2 weken 4 weken 6 weken tijdstip 1/3 150 vegen 1/3 150 ZOAB cleaner 1/3 75 vegen 1/3 75 ZOAB cleaner Brandpuntwaterst ralen vluchtstrook eis 29 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

30 CONCLUSIES AANVANGSSTROEFHEID Curatief: Afstrooien voor de eerste walsgang met fijn scherp materiaal (1/3) in hoeveelheden van 100 tot 300 g/m 2 levert een duurzame verbetering van de aanvangsstroefheid, zonder de waterdoorlatendheid, geluidsreductie en rafelingsweerstand negatief te beïnvloeden. Correctief: Met slijpen (planeren) en (brandpunt) waterstralen kan achteraf ook een goede aanvangsstroefheid worden verkregen 30 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

31 WAAROM PROEFVAKKEN AANVANGSSTROEFHEID? Zie voor meer achtergrondinfo: Paper Infradagen 2008: P.Kuijper, D. van Vliet en J.Voskuilen 31 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

32 Testcondities Wehner/Schulze proef Fase 0-0 meting Fase 1 - meting na omwentelingen Fase 2 - meting na zandstralen Fase 3 - meting na omwentelingen Polijstweerstand (PWS) wordt nat gemeten. PWS fase 3 heeft voorspellend vermogen voor langtermijn stroefheid 32 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

33 RELATIE TUSSEN W/S EN REMVERTRAGING PWS in relatie tot remvertraging met 95% betrouwbaarheidsinterval PWS 0.50 A B remvertraging [m/s2] 33 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

34 CONCLUSIES WEHNER/SCHULZE ONDERZOEK Omdat er helaas geen verband kon worden gelegd tussen Wehner/Schultze en remvertraging in de weg, kan alleen de remvertraging met remproeven op proefvakken worden onderzocht. 34 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

35 ONDERZOEK NAAR GOEDE GEDRAG VAN ACRYLVEZELS IN TLZOAB Laboratorium- en proefvakonderzoek en modellering Zie voor meer achtergrondinfo: RILEM 2013 paper van M. Woldekidan, J. Voskuilen, D. van Vliet en G. Leegwater 35 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

36 Mengsels In 2005 zijn 6 proefvakken TLZOAB aangelegd op de A15 Leerdam D B H1 H2 R1 R2 Steenslag Bestone 4/8 Gres d Ardennes 2/6 Gres d Ardennes 2/6 + Andesit 4/8 Gres d Ardennes 2/6 + Andesit 4/8 Gres d Ardennes 2/6 + Andesit 4/8 Additieven Glanzkies 0/1 EUF 1 fijn zand - PAN 6.4 PAN 3.2 Bitumen 70/100 op PMB op Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

37 PERFORMANCE Effecten van de additieven op rafeling: Na 8 jaar: D en B al vervangen R1 en H2 lichte rafeling. R2 en H1 nog steeds goed. 37 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

38 ONDERZOEKSVRAAG Algemene mening in NL: toplaag TLZOAB moet PMB bevatten! R2 is het enige mengsel zonder PMB waarom gedraagt dit mengsel zich nog steeds goed? 38 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

39 Laboratorium studie Microscopie: Acryl vezels homogener verdeeld dan celluloze vezels 39 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

40 Laboratorium studie Microscopie: Goede weerstand tegen erosie van R2 R2 H2 R1 40 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

41 Laboratorium studie Mastiek proeven DSR proef: Vermoeiing en response 41 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

42 Laboratorium studie Mastiek proeven DSR proef: vermoeiing op mastiek met (P) en zonder (R) vezels 25 Fatigue [x10 4 cycles] R P Applied strain [%] Verbeterde vermoeiingseigenschappen 42 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

43 Laboratorium studie Mastiek proeven DSR proef: Response (mastiek R2 en H1 uit proefvak) 1.E E Complex modulus [ Pa ] 1.E+08 1.E+07 1.E+06 1.E+05 1.E+04 G*_Experimental Model fit G*_R2 Model fit G*_H1 δ_experimental Model fit δ_r2 Model fit δ_h δ [ ] 1.E+03 1.E-12 1.E-10 1.E-08 1.E-06 1.E-04 1.E-02 1.E+00 1.E+02 Reduced frequency [ Hz ] 0 43 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

44 Numerieke modellering LOT Design Tool Materiaal eigenschappen Geometrie Belasting LOT model for PA Speed PA Layer November 11, Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

45 Numerieke modellering Vergelijking met data uit + dag-nacht temperatuur fluctuatie 3C November 11, Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

46 CONCLUSIES H1 en R2 mengsels hebben goede rafelingsweerstand. LOT resultaten van H1 en R2 laten een goed gedrag in de winter zien Uniforme verdeling van vezels is waargenomen voor R2 Acrylvezels verbeteren de erosiebestendigheid van mastiek Acryl vezels verbeteren het vermoeiingsgedrag Nieuwe mogelijkheid om TLZOAB te ontwerpen zonder PMB 46 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

47 STELLINGEN Aanvangsstroefheid van (TL)ZOAB is geen probleem als er voor de 1 e walsgang wordt afgestrooid met fijn scherp materiaal. Met bitumen 70/100 is een duurzaame toplaag TLZOAB te ontwerpen als acryl vezels worden toegepast. 47 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB

48 Dank voor de belangstelling! Vragen? 48 Aanvangstroefheid Tweelaags ZOAB