BESTEKSEISEN DUNNE GELUIDREDUCERENDE ASFALTDEKLAGEN

Transcriptie

1 Postbus 1 Tel ZG Avenhorn Fax Research & Development publicatie Evert de Jong Gerbert van Bochove Rudi Dekkers Hans Schottert Rardy Schunselaar BESTEKSEISEN DUNNE GELUIDREDUCERENDE ASFALTDEKLAGEN CROW Infradagen mei 2012 Papendal

2 Bestekseisen dunne geluidreducerende asfaltdeklagen Evert de Jong VBW-Asfalt Gerbert van Bochove Breijn B.V. Rudi Dekkers KWS Infra B.V. Hans Schottert Dura Vermeer Infrastructuur B.V. Rardy Schunselaar Ooms Construction B.V. Samenvatting In 2004 bracht VBW-Asfalt de Richtlijn dunne asfalt deklagen uit. Deze richtlijn omvatte het hele toepassingsgebied van dunne asfaltdeklagen. Sindsdien zijn de eisen aan de geluidreductie steeds verder toegenomen met de verwachting dat andere aspecten, en dan vooral de levensduur, door productontwikkeling op gelijk niveau zouden blijven. Deze veronderstelling werd versterkt door de ervaringen na een aantal relatief zachte winters. De strengere winters van 2009, 2010 en begin 2011 hebben echter aangetoond dat de toegenomen eisen aan geluidreductie wel degelijk gevolgen hebben op een afname van de levensduur. Bij de uitvraag is ervaren dat de eisen aan het resultaat op meerdere niveaus worden gesteld. Soms conflicteren die eisen. Zo is het niet haalbaar om zowel een lange levensduur als hoge geluidreductie te realiseren. Bij de vraag naar een hoge geluidreductie waarbij de mengselspecificaties worden opgegeven ontstaat een verantwoordelijkheidsconflict als aan de ene eis wel en de andere eis niet wordt voldaan. Er zijn meerdere factoren die invloed hebben op de kwaliteitsontwikkeling in de gebruiksfase waarvan een groot deel niet is te beïnvloeden. Daardoor is het niet mogelijk de opdrachtnemer verantwoordelijk te stellen voor een lange levensduur van half open mengsels. Dit document beschrijft reëel haalbare eisen. Opdrachtgevers moeten zich realiseren dat bij opname van aanvullende en/of zwaardere eisen in het bestek de verwachte prestatie na enige tijd blijkt tegen te vallen. Trefwoorden geluidreductie, levensduur, rafeling, duurzaamheid, bestekseisen 1

3 1. Inleiding Sinds de eeuwwisseling zijn dunne geluidreducerende deklagen sterk in de belangstelling komen te staan en zijn vele producten op de markt verschenen. Om de kwaliteit in de zin van geluidprestatie vast te stellen is de geluidreductie in de vorm van C wegdek beschreven en is de website ontwikkeld waarop ook de geluidprestatie van tientallen producten is opgenomen. In 2004 bracht VBW-Asfalt de Richtlijn dunne asfaltdeklagen uit om de partijen betrokken bij ontwerp, regelgeving en uitvoering te ondersteunen. Daarnaast zijn tal van andere initiatieven genomen om de opgedane kennis te delen. In de loop van de jaren zijn de eisen aan de dunne geluidreducerende asfaltdeklagen aangescherpt en dan met name de eisen aan de geluidreductie en garantie op de levensduur. Omdat de holle ruimte van grote invloed is op de geluidprestatie kwamen er steeds meer projecten waar half open deklagen, die wel een hoge geluidreductie hebben maar sterk gevoelig zijn voor vorstschade, werden toegepast. De lange reeks van zachte winters waarin deze producten goed bleven presteren werden opgevolgd door de strenge winters van 2008 tot en met 2011 waarin deze producten versneld schade vertoonden. Aansluitend werd geconstateerd dat opdrachtgevers meenden hun zekerheid over de te leveren prestatie in het bestek te moeten verwoorden met aanvullende eisen aan de samenstelling, laagdikte, verdichting en te meten geluidprestatie. Omdat de combinatie van die eisen niet altijd reëel is, besloot VBW-Asfalt tot het formuleren van te hanteren bestekseisen als aanvulling op de Richtlijn dunne asfaltdeklagen uit De bestekseisen zijn eind 2011 uitgebracht en in deze paper wordt ingegaan op een aantal kritische aspecten. Baanbreed, dus naadloos, aanbrengen onder goede weersomstandigheden. 2

4 2. Nauwkeurigheid geluidprestatie Om inzicht te geven over de mogelijkheden van de geluidprestatie is de website van start gegaan. Op deze website is ondermeer informatie te vinden over de geluidprestatie van zo n 50 producten. Via een spreadsheet is de geluidreductie te bepalen binnen het opgegeven gebied waarvoor de berekening geldt. Voor een toepassingsgebied (lichte of zware voertuigen) kan de snelheid worden ingevuld en volgt de bijbehorende geluidreductie (mits deze valt in het snelheidsbereik). Het resultaat, uitgedrukt in C wegdek, wordt tot één cijfer achter de komma gepresenteerd. Een beetje spelen met de invoer laat zien dat reducties tot boven 7 db(a) mogelijk zijn. Over het verloop van deze geluidprestatie in de tijd zijn geen gegevens vermeld. Nagegaan moet worden of de periode van hoge geluidreductie voldoende lang is om de kosten te kunnen verantwoorden. De C wegdek van een specifiek product is het gemiddelde resultaat van metingen op vijf verschillende wegvakken. Dat betekent grofweg dat de helft onder en de andere helft boven de vastgestelde waarde ligt. De marge is echter niet vermeld. Ook ligt er geen koppeling met andere eigenschappen. Tot slot moet er op gewezen worden dat de vastgestelde C wegdek een waarde is die vlak na aanleg is vastgesteld. De C wegdek is daarom geen producteigenschap maar een waarborg dat met het product de opgegeven geluidreductie is te bereiken. 3. Holle ruimte Specifiek voor geluidreducerende deklagen geldt dat de geluidreductie bereikt wordt door optimalisatie van de holle ruimte. Sterk vereenvoudigd kan worden gesteld dat een hoger percentage holle ruimte leidt tot een hogere geluidreductie. Echter, hoe hoger het percentage holle ruimte hoe gevoeliger het product is voor vervuiling en rafeling. Gekoppeld aan het gegeven dat bij hogere percentages holle ruimte ook de onderlinge samenhang van het mengsel zwakker wordt geldt dat de levensduur afneemt met toenemende geluidreductie. Levensduur (jaren) Geluidreductie (db(a)) Ruwe relatie tussen holle ruimte in een dunne asfaltdeklaag, de verwachte levensduur en de geluidreductie (schematisch) Naast het percentage holle ruimte is ook de structuur van de poriën van belang: losse bellen of doorlopende kanalen. ZOAB met een holle ruimte percentage van meer dan 19 procent bestaat uit grove, met elkaar in verbinding staande poriën. De poriën in mengsels met een percentage holle ruimte onder de 14 procent (dichte mengsels) bestaan uit losse, niet verbonden bellen. In het tussenliggende gebied (half open mengsels) staan de poriën deels 3

5 met elkaar in verbinding. De kans is groot dat in dergelijke mengsels water opgesloten wordt. Bij vorst dooi cycli kan daardoor al bij relatief jonge deklagen vorstschade ontstaan. Bovenstaande figuur kan daarom wellicht beter vervangen worden door onderstaande relatie. Levensduur (jaren) Geluidreductie (db(a)) Verbeterde ruwe relatie tussen holle ruimte in een dunne asfaltdeklaag, de verwachte levensduur en de geluidreductie (schematisch) Bij een deklaag met een holle ruimte percentage tussen de 14 en 19 procent neemt het risico op een beperkte levensduur toe. 4. Levensduur en geluidprestatie Uit vele jaren ervaring met tientallen producten is naar voren gekomen dat de levensduur van producten met een C wegdek tot 3 db(a) bij 50 km/uur onder normale gebruiksomstandigheden redelijk is te voorspellen. Van producten met een hogere geluidreductie, al dan niet gecombineerd met een hogere rijsnelheid, zijn voldoende ervaringen opgedaan om een indicatie te geven over de richting waarin de levensduur zich ontwikkeld. Uit al die gegevens is het mogelijk om een bestekseis op te stellen voor de termijn waarvoor de opdrachtnemer garant moet staan voor het functioneren van de dunne deklaag. Gezien de vele aspecten die van invloed zijn, leidt een gedetailleerde uitwerking tot een schijnnauwkeurigheid. De eis aan de geluidprestatie gerelateerd aan de levensduur is in categorieën in te delen. Daarmee wordt voorkomen dat de ontwerper en besteksschrijver een te hoge verwachting wekken van de nauwkeurigheid van het resultaat. In onderstaande tabel is de maximaal te garanderen levensduur opgenomen voor de C wegdek bij 50 km/uur en lichte motorvoertuigen. De vermelde levensduur is te gebruiken als referentie voor hogere rijsnelheden en de categorie zware motorvoertuigen. Relatie C wegdek en levensduur Categorie C wegdek bij 50 km/uur Maximale garantie levensduur (rafeling) 1 tot 3 db(a) 8 jaar 2 3 tot 4 db(a) 5 jaar 3 4 tot 5 db(a) 3 jaar 4

6 5. Rafeling is maatgevende criterium De prestatie van een dunne geluidreducerende deklaag bestaat uit een civieltechnisch en een milieuhygiënisch deel. Gesteld kan worden dat zolang het wegdek civieltechnisch voldoet ook de geluidprestatie voldoet. Civieltechnisch is rafeling het maatgevende criterium. Zolang de rafeling binnen acceptabele grenzen blijft, functioneert het wegdek op alle andere aspecten waaronder de al vermelde geluidprestatie. Er is wel een vraag over het vaststellen van de acceptabele grenzen. Via het systeem van rationeel wegbeheer, visuele inspectie, is de mate van rafeling te bepalen in het kader van onderhoud. De methodiek leent zich echter minder goed als bestekseis voor goed of afkeuring. Rijkswaterstaat heeft daarom in het modelbestek voor tweelaags ZOAB een eenduidiger set van eisen geformuleerd. Dit systeem is ook bruikbaar voor dunne geluidreducerende asfaltdeklagen en is als volgt opgebouwd: - situaties waarbij over meer dan 20 % van een oppervlak van 1 m bij 1 m de oorspronkelijke stenen uit de deklaag zijn uitgereden, mogen niet voorkomen; - indien situaties voorkomen waarbij over 11 tot 20 % van een oppervlak van 1 m bij 1 m de oorspronkelijke stenen uit de deklaag zijn uitgereden, mag de omvang van dit schadebeeld niet meer dan 25 % van de lengte van een 100 meter-vak bedragen; - situaties waarbij de tweede steenlaag is uitgereden mogen niet voorkomen. De vermelde percentages zijn arbitrair en deze zouden, met name vanwege de geluidprestatie, op juistheid moeten worden beoordeeld. Het verdient aanbeveling om de wijze waarop de rafeling moet worden vastgesteld nog eens kritisch te beoordelen. 6. Ontwerp en voorbereiding 6.1 Geluid Uit de geluidberekeningen, volgens het Reken- en meetvoorschrift, volgt voor een specifieke situatie de vereiste geluidreductie. Ligt deze binnen de mogelijkheden van de dunne geluidreducerende asfaltdeklagen (zie dan kan deze eis aan de geluidreductie in het bestek worden opgenomen. Als waarborg dat deze eis haalbaar is kan van het aan te bieden product een C wegdek worden verlangd die minimaal moet voldoen aan de vereiste geluidreductie. Deze benadering verlangt van de opdrachtnemer dat deze zich moet inspannen om de vereiste geluidreductie daadwerkelijk te realiseren omdat bij de vaststelling van de C wegdek van zijn product de helft lager scoorde. Het stellen van een hogere eis aan de geluidreductie dan nodig, is vanuit het effect op de levensduur (duurzaamheid) ongewenst. 6.2 Geschiktheid De mengsels voor dunne geluidreducerende deklagen zijn kritisch en handwerk is met deze kritische mengsels (meestal) niet mogelijk. Hierbij moet in het ontwerp al rekening worden gehouden! Weerstand tegen wringend verkeer is beperkt: op plaatsen met wringend verkeer heeft het de voorkeur een ander mengsel (als SMA-NL 8 of eventueel SMA-NL 5) toe te passen. Op plaatsen waar vervuiling optreedt (bijvoorbeeld bouw- en landbouwverkeer) kan een open deklaag zo sterk vervuilen dat de geluidreductie definitief verdwijnt. 5

7 Aanbrengen dunne geluidreducerende deklaag met shuttle buggy. Bij het ontwerp moet al rekening worden gehouden dat handwerk wordt voorkomen. 6.3 Onderbaan De kwaliteit van de onderbaan heeft invloed op het presteren van de dunne deklaag. Dit betreft vooral de vlakheid en het draagvermogen omdat deze met de maximale laagdikte van 30 mm van een dunne asfaltdeklaag niet zijn te corrigeren. Voor de vlakheid gelden de eisen aan het resultaat dus voor het oppervlak van de onderbaan. Onvoldoende draagvermogen en scheuren leidt onherroepelijk tot voortijdijdige schade in de dunne deklaag. In een bestaande situatie waarbij de deklaag is weggefreesd moet ook beoordeeld worden of het oppervlak niet te ruw is. Dit is ook van belang om een goed aaneengesloten kleeflaag te bereiken. Ook de kwaliteit van de kleeflaag is van belang en de aan te brengen hoeveelheid moet minimaal 0,4 kg/m 2 bedragen. Er zijn ook systemen waarbij een veel dikkere kleeflaag wordt aangebracht die de afwerkmachine net voor de spreidworm aanbrengt. 7. Bestek De eisen in het bestek moeten uiteraard haalbaar en toetsbaar zijn. Voor dunne geluidreducerende asfaltdeklagen kunnen sommige eisen, die voor gewone lagen gangbaar zijn, tot problemen leiden. Zoals hiervoor al is aangegeven kan er geen eis aan de vlakheid worden gesteld; die moet aan de onderbaan worden gesteld. Indien de opdrachtnemer deze onderbaan aanlegt kan er wel voor gekozen worden om eisen aan de vlakheid van de deklaag te stellen omdat de uitvoerende partij dan de vlakheid van de onderbaan in de hand heeft. Als de onderbaan beschikbaar wordt gesteld moet de opdrachtgever de onderbaan voldoende vlak aanleveren. Laagdikte, dichtheid en holle ruimte zijn aspecten die voor de geluidprestatie en levensduur van belang zijn. 6

8 Laagdikte De meeste geluidreducerende dunne asfaltdeklagen hebben een nominale laagdikte van 25 millimeter en de C wegdek is over het algemeen bij deze laagdikte vastgesteld. Het voorschrijven van laagdikten van minder dan 25 mm kan daarom conflicteren met de verlangde geluidreductie. Daarnaast is het aanbrengen van een dunnere laag dan 25 mm volgens de conventionele methode (aanbrengen kleeflaag en een traditionele afwerkmachine) niet wenselijk vanuit civieltechnisch oogpunt. Beoordeling van de aangebrachte laagdikte kan aan de hand van boorkernen. Maar omdat hiermee schade aan het net aangelegde wegdek wordt toegebracht is een andere wijze van beoordeling gewenst. Uit de aangebrachte hoeveelheid asfalt en het oppervlak is bij een vastgestelde dichtheid van het product (die via de bedrijfscontrole wordt getoetst) een gemiddelde laagdikte te berekenen. Dit gemiddelde is redelijk betrouwbaar omdat met deze dunne lagen nauwelijks een variabele dikte is te realiseren. Dichtheid en holle ruimte De beoordeling van de dichtheid en holle ruimte van het aangebrachte product levert problemen op. Om deze te kunnen beoordelen moet de deklaag van de boorkern worden gezaagd. Vervolgens moeten de proeven uit de Standaard RAW Bepalingen worden uitgevoerd. De uitslag kan sterk afwijken van het verwachte resultaat. Dit komt allereerst vanwege de toleranties bij het prepareren van het proefstuk. Vervolgens is het randeffect bij de meting zo groot dat ook hier een relatief grote afwijking ten opzichte van de werkelijkheid kan ontstaan. Gezien deze onnauwkeurigheden moet deze vorm van bepaling achterwege blijven. Vanwege het grote belang van de dichtheid en holle ruimte op de duurzaamheid en geluidprestatie moeten er in het bestek wel bepalingen worden opgenomen die de opdrachtgever zekerheid bieden dat de bedoelde prestatie is geleverd. Daartoe kunnen desgewenst de resultaten van de kwaliteitscontrole bij de producent worden opgevraagd. Hierin zijn de samenstelling en te bereiken dichtheid en holle ruimte van het geleverde mengsel opgenomen. Via de eis aan de rafeling binnen de garantieperiode wordt de aannemer gedwongen tot een kwalitatief goed resultaat. Terzijde wordt nog aangetekend dat destructief onderzoek in de vorm van boren van kernen ongewenst is omdat daarmee een zwakke plek ontstaat. 8. Verwerking Naast de ongeschiktheid voor handwerk, dat al bij het ontwerp moet worden voorkomen, gelden nog een aantal aspecten waar de verwerking mee te maken krijgt. Vanwege de kritische mengsels en beperkte warmteinhoud van de dunne laag verdient het aanbeveling dat de uitvoering onder goede weersomstandigheden plaatsvindt. Uitvoering in de periode april tot november biedt hiervoor de grootste zekerheid en opdrachtgevers zouden bij hun werkuitgifte er naar moeten streven dat de uitvoering in deze periode plaatsvindt. De dunne deklaag moet bij voorkeur één aaneengesloten vlak vormen. Naden, onderbrekingen en aansluitingen zijn de zwakke plekken die als eerste schade vertonen De opdrachtgever kan de eis stellen dat de verwerking baanbreed, dus naadloos, plaatsvindt. Dit is onder andere van belang bij het aanbrengen van fietssuggestiestroken. Bij de verdichting moet er rekening mee worden gehouden dat de dunne laag snel afkoelt. Zwaar walsen moet voorkomen worden omdat dit snel leidt tot verbrijzeling. 7

9 Fietssuggestiestroken gelijk aanbrengen om een naadloos vlak te bereiken. 9. Oplevering De opdrachtgever toetst of aan de contracteisen is voldaan, waar mogelijk op basis van niet destructieve meetmethoden. De opdrachtnemer levert de gegevens van het asfaltmengsel waarop de C wegdek is gebaseerd. Dit betreft de korrelverdeling, type en percentage bindmiddel. Controle op de mengselsamenstelling en de holle ruimte aan de hand van boorkernen is niet haalbaar vanwege de geringe laagdikte en de daaruit voortvloeiende randeffecten, invloed kleeflaag e.d. Uitgangspunt voor de geluidprestatie vormt de toets op de mengselsamenstelling en de holle ruimte uit de kwaliteitscontrole van de producent van de opdrachtnemer. Deze benadering is in overeenstemming met de uitgangspunten van de Europese regelgeving. De opdrachtgever kan de resultaten van de kwaliteitscontrole desgewenst opvragen. Via een CPX-meting kan de geluidprestatie worden getoetst. Leveren de waarden onvoldoende zekerheid dan kan aanvullend een SPB-meting worden uitgevoerd die uitsluitsel geeft over de daadwerkelijke geluidprestatie. Voor de oppervlakeigenschappen gelden de gebruikelijke eisen en metingen als de stroefheid. 10. Conflicterende eisen De opdrachtgever wenst een resultaat dat voldoet aan de eis aan het geluidniveau en zo lang mogelijk functionerend wegdek. Inmiddels is de ervaring opgedaan dat geluidreductie en levensduur gekoppeld zijn en het verlangen van een langere levensduur dan bij de geluidreductie van een product hoort (of een hogere geluidreductie bij gelijke levensduur), leidt tot teleurstelling. De kwaliteit van de op de markt verschenen producten is tot het uiterste opgerekt. Om voldoende zekerheid te krijgen over het te bereiken resultaat is het voorschrijven van productkenmerken in de zin van mengselsamenstelling, bitumengehalte, holle ruimte en dichtheid niet mogelijk omdat elk product een eigen, zeer kritische specifieke samenstelling heeft om de bijbehorende C wegdek te realiseren. Dit zijn tot het uiterste geoptimaliseerde mengsels waarbij afwijkingen direct leiden tot andere prestaties. Aanvullende eisen op de productspecificaties leidt daarom tot een ander (altijd slechter) resultaat dan mogelijk en bedoeld. 8

10 Als de opdrachtgever de onderbaan levert kunnen geen eisen aan de vlakheid van de dunne deklaag worden gesteld. Als de aannemer ook de onderbaan aanbrengt is het wel mogelijk eisen aan de vlakheid van het eindproduct te stellen. 11. Reële bestekseisen Een dunne deklaag kan de kwaliteit van de onderbaan voor de aspecten vlakheid en constructieve sterkte niet corrigeren. Als de opdrachtgever de onderbaan ter beschikking stelt, moeten vlakheid en sterkte voldoen. De opdrachtnemer moet voldoende zekerheid over de kwaliteit op deze beide aspecten krijgen. Als de opdrachtnemer ook de onderbaan aanbrengt kan de opdrachtgever wel verlangen dat de deklaag aan de vlakheidseisen voldoet. Hoewel de verantwoordelijkheid voor de uitvoering bij de opdrachtnemer ligt, kan de eis worden gesteld dat het oppervlak één aaneengesloten vlak vormt. Dit is onder andere van belang bij het aanbrengen van fietssuggestiestroken. Warm in warm aanbrengen of een gelijkwaardige oplossing kan worden verlangd. Uiteraard is de geluidreductie een eis. Als waarborg dat deze eis haalbaar is kan van het aan te bieden product een C wegdek worden verlangd die minimaal moet voldoen aan de vereiste geluidreductie. Na afloop kan een CPX-meting worden gevraagd, eventueel aangevuld met een SPB-meting. Als zekerheid over de duurzaamheid in de zin van levensduur is de mate van rafeling aan het eind van de garantieperiode vast te leggen. - situaties waarbij over meer dan 20 % van een oppervlak van 1 m bij 1 m de oorspronkelijke stenen uit de deklaag zijn uitgereden, mogen niet voorkomen; - indien situaties voorkomen waarbij over 11 tot 20% van een oppervlak van 1 m bij 1 m de oorspronkelijke stenen uit de deklaag zijn uitgereden, mag de omvang van dit schadebeeld niet meer dan 25 % van de lengte van een 100 meter-vak bedragen; - situaties waarbij de tweede steenlaag is uitgereden mogen niet voorkomen. 9

11 12. Discussie Geluidprestatie in de tijd De geluidprestatie volgens C wegdek geeft alleen de initiële reductie. Over het verloop van de reductie in de tijd is nog weinig bekend. In 2012 worden ook regels voor de geluidprestatie in de tijd opgenomen. De opdrachtnemer heeft een aantal van de factoren die deze ontwikkeling beïnvloeden (vervuiling, verkeersbelasting) niet in de hand. Hoe de risicoverdeling moet plaatsvinden vereist nog uitwerking waarbij het voor de hand ligt dat de partij die invloed heeft ook het risico draagt Rafeling als meetbare waarde Rafeling is het maatgevende criterium om het functioneren van de van de dunne geluidreducerende deklaag te beoordelen. Het meten van de rafeling is echter niet in normen vastgelegd. De visuele inspectie volgens de CROW methodiek geeft voor de kwaliteitsontwikkeling en het daaruit voortvloeiende onderhoudsregime voldoende informatie. De systematiek leen zich echter niet voor absolute uitspraken over het voldoen aan de verplichtingen. Het modelbestek van Rijkswaterstat is specifieker maar is gericht op tweelaags ZOAB. Gepleit wordt om de mate van rafeling in objectief meetbare waarden vast te leggen. 13. Stellingen 1. De opdrachtgever moet zich beperken tot het stellen van functionele eisen. 2. Producten met een doelsamenstelling met een holle ruimte van 14 tot 19 procent hebben verhoogd risico op een beperkte levensduur. Dit risico bestaat vooral uit de niet te beïnvloeden weersomstandigheden (winterweer). Omdat de opdrachtnemer verantwoordelijk is voor de doelsamenstelling en in principe geen onbeïnvloedbare risico s zou moeten dragen, zouden dergelijke mengsels vermeden moeten worden. 3. Het stellen van een hogere geluideis dan nodig, is maatschappelijk onverantwoord. 4. Opdrachtgevers moeten bij hun werkuitgifte streven naar uitvoering in de periode april tot november. 5. Het opstellen van een harde, objectieve methode om de mate van rafeling vast te stellen is noodzakelijk. 10