Vereniging tot Bevordering van Werken in Asfalt. Postbus AB Breukelen. Bezoekadres: Straatweg BR Breukelen

Transcriptie

1 Vereniging tot Bevordering van Werken in Asfalt Postbus AB Breukelen Bezoekadres: Straatweg BR Breukelen T (0346) F (0346) E info@vbwasfalt.nl I

2 Inhoud Deze uitgave van VBW-Asfalt is bestemd voor walsmachinisten en voor medewerkers in productieteams die met walsmachinisten samenwerken. Met de informatie in deze brochure kunnen zij hun kennis verruimen en daarmee de kwaliteit van de asfaltverharding verhogen. Met duidelijke tekeningen en korte teksten wordt aangegeven waar men vooral op moet letten en wat belangrijk is bij het walsen van asfaltverhardingen. Breukelen, februari Start van het walsproces 6 Asfaltsamenstelling 7 Wat gebeurt er tijdens het walsen? 8 Walstijd 9 Gangbare walstypen 10 Walskeuze 11 Walsrolkarakteristiek 12 Bandenwals 13 Walsenpakket 14 Statisch of dynamisch walsen 15 Temperatuur van het asfalt 16 Aansluitingen 17 Walsconditie Waarom walsen? Redactie: Vereniging tot Bevordering van Werken in Asfalt Productie: PRLT bv, Zoetermeer Illustraties: Hilbert Bolland Druk: Joh. Enschedé Amsterdam ISBN VBW-Asfalt ( Vereniging tot Bevordering van Werken in Asfalt) is een vereniging van producenten en aannemers in Nederland, die zich bezighouden met het bereiden en verwerken van asfalt. 18 Walsschema 20 Afwalsen 21 Toekomstige ontwikkelingen 22 Bijzondere gevallen 23 Specifieke mengsels: ZOAB 24 Specifieke mengsels: SMA 25 Specifieke mengsels: PMA 26 Combinatiedeklagen 2 3

3 Start van het walsproces De afwerkmachine brengt het asfalt vlak, onder het juiste profiel en in de juiste dikte aan. Omdat het asfalt al voorverdicht wordt, zorgt het walsen voor een (nog) betere verdichting. Een goede verdichting is namelijk in hoge mate bepalend voor de uiteindelijke kwaliteit van het asfalt. 4 5

4 Asfaltsamenstelling Asfalt bestaat uit een mineraal korrelskelet van grind of steenslag, zand en vulstof. Bitumen zorgt ervoor dat de minerale deeltjes aan elkaar worden gebonden. Afhankelijk van het soort mineraal en bitumen is asfalt makkelijker of moeilijker te verdichten. Asfalt met grof en hoekig aggregaat is moeilijker te verdichten. aggregaat Asfalt met fijn en rond aggregaat is makkelijker te verdichten. Wat gebeurt er tijdens het walsen? Tijdens de eerste fase van het walsen vindt allereerst een (her)rangschikking plaats van de korrels in het asfaltmengsel. Het gewicht van de wals zorgt voor samendrukking van het korrelskelet, waardoor het volume van het asfalt afneemt en de dichtheid toeneemt. De hete bitumen zorgt ervoor, dat de korrels daarbij goed langs elkaar kunnen schuiven. 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, ook de bitumen krimpt iets. Als gevolg hiervan wordt de mortel steeds stugger, waardoor het asfalt zich enigszins verend gaat gedragen. zand vulstof bitumen Asfalt bestaat uit ca. 85% aggregaat en ca. 15% vulstof/bitumen. In de derde fase (laatste fase) van het walsen is het asfalt zo ver afgekoeld dat verdere samendrukking van de korrelskelet (met zware wals) wel weer mogelijk is. Asfalt met harde of gemodificeerde bitumen is moeilijker te verdichten. Asfalt met normale bitumen is makkelijker te verdichten. toplaag voor verdichting De asfaltlaag is door de afwerkmachine met 5-20 % overhoogte aangebracht. na verdichting tussenlaag onderlaag Per asfaltlaag worden eisen gesteld aan verdichtingsgraad, holle ruimten en laagdikte. Goed verdicht asfalt is beter bestand tegen weersinvloeden en verkeersbelasting en gaat dus langer mee. Omdat het walsen de laatste handeling is in het hele proces van wegaanleg, wordt door de manier van walsen in hoge mate de kwaliteit van het eindproduct bepaald. Aan dit walsen zelf wordt dus hoge eisen gesteld; vakmanschap van de walsmachinist is daarom onontbeerlijk. 6 7

5 Walstijd Gangbare walstypen Afhankelijk van de plaatselijke omstandigheden is meer of minder tijd beschikbaar om het asfalt goed te verdichten. Drierolwals (8-15 ton) - statische wals - variabel gewicht door waterballast - nieuwe modellen 3 aangedreven rollen Voor het walsen van dikke lagen is meer tijd beschikbaar (paar uur) dan voor het verdichten van dunne lagen (soms maar enkele minuten). zwaar (vanaf 3 ton) Tandemwals (1-18 ton) - statische en/of dynamische verdichting - beide rollen aangedreven en aangestuurd licht (tot 3 ton) Bij het walsen in kou en vochtig weer is minder tijd beschikbaar dan bij het walsen bij warm en zonnig weer. Combiwals (4-15 ton) - statische en/of dynamische verdichting - knikbesturing Bandenwals (10-20 ton) - variabel gewicht door zand/waterballast - variabele bandenspanning - 7 tot 11 banden Bij het walsen op een koude ondergrond is minder tijd beschikbaar dan bij het walsen op een warme ondergrond. 8 9

6 Walskeuze Walsrolkarakteristiek Een hoger gewicht heeft een groter verdichtend effect. De afmeting van de rol is uiteindelijk echter bepalend voor de overgebrachte druk op het asfaltoppervlak. Omdat de walsrol bij het walsen iets in het asfalt zakt, is er niet alleen sprake van verticale druk, maar ook horizontale druk. Hoe groter de horizontale druk, hoe groter het knedend effect. L Bij dezelfde roldiameter en rolbreedte heeft de rol met het hoogste gewicht een groter verdichtend vermogen. P D W = P L x D 2 Een kleinere roldiameter (bij hetzelfde walsgewicht en rolbreedte) betekent een grotere contactdruk en dus een groter verdichtend vermogen. W= walsrolkarakteristiek P = de belasting op de walsrol (in KN, 1 KN = 100 kg) L = de rolbreedte (in m) D = de roldiameter (in m) Om de effectiviteit van walsen te kunnen vergelijken is de walsrolkarakteristiek ontwikkeld. Een smallere rol (bij hetzelfde walsgewicht en roldiameter) betekent een grotere contactdruk en dus een groter verdichtend vermogen. W = 23 of meer: walsrol werkt knijpend W = 16 of minder: walsrol werkt strijkend 10 11

7 Bandenwals Bij bandenwalsen kan de luchtdruk in de banden per situatie worden aangepast. Daarmee verandert de grootte van het contactoppervlak dat bepalend is voor de overgebrachte druk en dus het verdichtend vermogen. Een hoge bandenspanning leidt tot een kleiner contactoppervlak en dus een groter verdichtend vermogen. Dit leidt tot een zijdelings materiaaltransport. nawalsen Walsenpakket In principe vraagt elk werk om een wals met een bepaalde walsfactor. Uit praktische overwegingen wordt echter veel gebruik gemaakt van standaard walssets. Bij een middelmatige bandenspanning is sprake van gelijkmatige contactdruk en dus meer gelijkvormige verdichting. walsen van klein werk en aansluitingen voorwalsen Hoe langer een gewicht op het asfalt kan inwerken hoe groter het verdichtend effect is. Bij dunne (dek)lagen kunnen daarom hogere walssnelheden worden aangehouden dan voor dikkere lagen. Bij een lage bandenspanning is de contactdruk in het midden lager dan aan de zijkant van de band. Dit leidt tot kleine heuvelruggen. langzaam snel De banden zijn voor en achter zo geplaatst dat zij elkaar deels overlappen voor een betere en meer gelijkmatige verdichting. langzaam snel dikke deklaag Bandenwalsen worden ondermeer toegepast op dikkere (5 cm of meer) STAB-onderlagen. dunne deklaag 12 13

8 Statisch of dynamisch walsen Bij dynamisch verdichten laat het asfalt zich makkelijker verdichten waardoor (sneller) een betere korrelstapeling wordt bereikt dan bij statisch walsen. Er wordt onderscheid gemaakt tussen vibrerende (verticale bewegingen) en oscillerende (horizontale bewegingen) walsen. Temperatuur van het asfalt Asfalt wordt geproduceerd bij een temperatuur van ca C. In principe geldt dat, hoe hoger de temperatuur van het asfalt, hoe gemakkelijker het kan worden verdicht. Bij een te hoge asfalttemperatuur kunnen echter de volgende problemen optreden: De slagkracht mag niet te groot zijn om verbrijzeling van de korrels te voorkomen. Opstuwing naast de rol. Dwarsscheurtjes achter de wals. Bij het veranderen van walsrichting wordt niet getrild om wegzakken te voorkomen. Kleven van het mengsel aan de walsrol (ondanks bevochtiging). Wegzakken van de wals in het asfalt. display Op bruggen, viaducten, vloeren en andere betonconstructies mag nooit getrild worden. Moderne walsen beschikken over een temperatuursensor zodat de asfalttemperatuur continue vanuit de cabine afgelezen (en zonodig geregistreerd) kan worden. sensor 14 15

9 Aansluitingen Om oneffenheden te voorkomen moet het nieuwe asfalt bij aansluitingen zodanig gewalst worden dat het oppervlak hier naadloos overloopt. Naden zijn overigens de zwakste schakel in een asfaltverharding, hier moet bij het walsen dus bijzondere aandacht aan worden besteed. afgewerkte baan onverdichte baan Dwarsnaad Langsnaad koud - warm Dwarsnaden in principe dwars op de rijrichting walsen, steeds in stappen van 15 cm overlap op het onverdichte mengsel (aansnijden). Uiteindelijk nog een keer in langsrichting walsen onder een hoek van 45. Walsconditie De tijd om te walsen is beperkt, daarom mogen onderbrekingen als gevolg van (technische) storingen tijdens het walsen niet voorkomen. Om op de inzet van de walsen volledig te kunnen vertrouwen is dus zowel tijdig onderhoud als een goede voorbereiding op het werk erg belangrijk. Desondanks is het verstandig om bij grote werken (meer dan ton/dag) toch een extra wals beschikbaar te houden. brandstof schone rollen afgewerkte baan Langsnaden tegen bestaand werk walsen met 10 cm overlap op onverdicht mengsel. Vervolgens van buiten naar binnen verder walsen. water voor walsrollen onverdichte baan Bij gebruik van twee gestaffelde asfaltmachines de beide banen eerst afzonderlijk walsen (naar naad toe). Indien naad tot op 15 cm genaderd, dan ook naad zelf verdichten. koelwater motor- en hydroliekolie smeerpunten afstrijkmessen twee asfaltmachines 16 17

10 Walsschema Het walsschema bestaat uit parallelle banen waarbij telkens in hetzelfde spoor wordt gereden, zo dicht mogelijk op de asfaltspreidmachine. Het verdient aanbeveling om altijd dezelfde spoorlengte te walsen (ca m). Het wisselen naar de volgende baan gebeurt altijd aan het eind van dit spoor op reeds afgekoeld asfalt. Opnieuw dicht achter de afwerkmachine (iets verder dan de 1e walsgang), terug naar reeds afgekoeld oppervlak. Gestart wordt aan de lage kant van het dwarsprofiel. De aangedreven rol is altijd het dichtst bij de afwerkmachine. 1 2 Langs de zijkant van de rijbaan tot dicht achter de afwerkmachine, hier onder een hoek van 45 indraaien. Halve rolbreedte versporen en opnieuw naar voren Terug in het gewalste spoor tot op het reeds afgekoelde oppervlak en dan een halve rolbreedte versporen. Aan het einde van de laatste walsgang schuin naar eerste spoor teruggaan om oneffenheden bij het uitlopen van voorgaande walsgangen te egaliseren

11 Afwalsen Toekomstige ontwikkelingen Als de wals een keer op alle banen is geweest kan gestart worden met het afwalsen. Doel van het afwalsen is het ongedaan maken van walsafdrukken en andere onregelmatigheden aan het oppervlak. x GPS systeem Met een GPS-systeem in de walscabine kan via een satelliet exact bepaald worden waar de wals zich op dat moment bevindt. Zo kan precies worden geregistreerd welk oppervlak hoe vaak en door welke wals is gewalst. Vooral bij grotere werken kan dit een belangrijk hulpmiddel zijn in het kader van de kwaliteitsbewaking. Voor het afwalsen wordt veelal gebruik gemaakt van een statische drierolwals of een tandemwals (in hondegang). In de hondegang staan de rollen versprongen ten opzichte van elkaar. Automatische verdichtingsmeter y Met dit systeem kan tijdens het (trillend) walsen continu de draagkracht van het verdichte asfalt worden gemeten. Op basis van deze metingen is in een oogopslag zichtbaar of de gewenste verdichting al of niet is bereikt. 60º Afwalsen is nog effectief tot een asfalttemperatuur van ca. 60 C. De platte hand kan dan nog net op het asfalt worden gehouden. Geautomatiseerd onderhoud Bij dit systeem geeft de wals zelf tijdig aan, welke slijtagegevoelige onderdelen aan onderhoud en/of vervanging toe zijn. De signalen worden vanuit de wals met een mobiele telefoonverbinding (General Packet Radio Service) verzonden aan de onderhoudsdienst of de leverancier van de wals. Ook kunnen aard en oorzaak van de storingen duidelijk worden gemaakt. Op termijn zullen steeds vaker projectgebonden gegevens (gewalst oppervlak, afgegeven verdichtingsenergie, rijsnelheid, asfalttemperatuur enz.) direct via GPRS worden doorgegeven

12 Bijzondere gevallen In geval van een kantopsluiting dient de buitenkant het eerst te worden gewalst. Het overige asfalt zit dan opgesloten, zodat het tijdens de verdichting niet zijdelings weggedrukt kan worden. 2e Specifieke mengsels -ZOAB- of 1e ZOAB moet licht gewalst worden. Eventueel eerst met een tandemwals (6-7 ton) om het korrelskelet te rangschikken. Vervolgens met een 2e tandemwals (6-7 ton) in hondegang, eventueel met drierol. Er mag niet getrild worden om verbrijzeling te voorkomen. In tegenstelling tot het walsen op vlak terrein dient op steile hellingen de aangedreven rol niet het eerst op het asfaltoppervlak te komen. Dit ter voorkoming van oneffenheden. 2e 1e verbrijzeling minimaal 20 % holle ruimten Bij bochten dient aan de binnenkant met walsen worden begonnen. Daarmee wordt een betere opsluiting en verdichting bereikt. ZOAB moet voldoende waterdoorlatend zijn. Te veel verdichten leidt tot verbrijzeling van het steenskelet dan wel tot te weinig holle ruimten. -2laags ZOAB, de toplaag- In bepaalde gevallen is een scherpe verticale afwerking van de naad wenselijk. Door middel van een aan de wals bevestigd pizzames kan de niet opgesloten naad van het asfalt in 1 of 2 gangen worden afgesneden. 2e 1e Eerst met tandemwals (6-7 ton) verdichten om het korrelskelet te rangschikken. Vervolgens afwalsen met lichtere tandemwals (2-4 ton), bij grotere producties ook 6-7 ton wals in hondegang. De inzet van een drierol wals is niet gewenst, ook mag er niet getrild worden

13 Specifieke mengsels Specifieke mengsels -SMA- -PMA- Steenrijk mengsel met gemodificeerde bitumen voor zware belastingen (bijvoorbeeld vliegvelden). Dit vereist veel en zwaar walsen. Eerst walsen met drierolwals om korrelskelet te rangschikken, vervolgens met 6-7 tons tandemwals. Eerst met trillende tandemwals (6-8 ton) verdichten om korrelskelet te rangschikken. Vervolgens 2 drierolwalsen (8-10 ton) gevolgd door een drierolwals (12 ton) of tandemwals (8-10 ton). 2e 1e stap 3 stap 2 stap 1 verbrijzeling minimaal 4 à 5 % holle ruimten Warm PMA Walstraject C Zolang PMA nog warm is heeft het de neiging om terug te veren, daarom doorwalsen tot asfalttemperatuur is gedaald tot C. Dit betekent, dat het walsprogramma daardoor lang kan duren (4-6 uur), afhankelijk van de buitentemperatuur en de windsnelheid. Bij voorkeur niet trillend verdichten om verbrijzeling steenskelet en overvulling van het mengsel te voorkomen. Initiële inzakking door walspassage Resterende inzakking door terugvering 24 25

14 Specifieke mengsels -Combinatie deklagen- 2-4 ton 6-7 ton Verdichten van ZOAB met tandemwals (6-7 ton), afwalsen met tandemwals (2-4 ton). Zoveel mogelijk holle ruimten is gewenst dus een vlak oppervlak is al voldoende. Er mag niet getrild worden. Steenslag 11/16 mm Vervolgens worden de holle ruimten in het asfalt gevuld met een cementsturry. Afhankelijk van de soort cementslurry is wel of geen aansluitende (trillende) verdichting noodzakelijk. Als cementslurry wel aanvullend gewalst moet worden, dan met trillende (2 ton s) tandemwals (trilling afstemmen op type slurry). In verband met snelle verharding van cement altijd een reserve trilwals op het werk hebben. voor na Het is aan te bevelen om de wals vooraf met bekistingsolie te besproeien om aanhechting aan de cementslurry te voorkomen. Cementslurry na afloop van het werk direct (milieuvriendelijk) van de walsrollen en lagers afspoelen met water