ZOAB in process Zó naar verbetering van levensduur

Transcriptie

1 ZOAB in process Zó naar verbetering van levensduur Eindrapport IPG DWW Het Innovatieprogramma Geluid beoogt de invoering van een nieuwe set maatregelen om verkeerslawaai bij rijkswegen en spoorwegen te verminderen bij de bron. Naast het testen van nieuwe maatregelen aan voertuigen, weg en rails is het versnellen van het implementeren van de innovaties een tweede belangrijke stap van het IPG. Invoering van de nieuwe maatregelen moet leiden tot een duidelijke geluidsvermindering en een halvering van de bestaande kosten van geluidmaatregelen.

2 Colofon 1. Rapportnummer DWW Ontvanger catalogus nummer - 5. Datum rapport 14 november Schrijver(s) ir. B.W. Sluer (BAM Wegen) M.J. van Domselaar (BAM Wegen) R. van den Beemt (BAM Wegen) Dr. ir. H. ter Huerne (Universiteit Twente) 9. Naam en adres opdrachtnemer Combinatie SSH-2 vof Postbus AC Culemborg 12. Naam en adres opdrachtgever Dienst Weg- en Waterbouwkunde Postbus GA Delft 15. Opmerkingen Verspreiding: NVT 2. Serienummer - 4. Titel en ondertitel ZOAB in process- Zó naar verbetering van levensduur 6. Code uitvoerende organisatie Combinatie SSH-2 vof 8. Nummer rapport uitvoerende organisatie Projectnaam Prijsvraag wegdekken 11. Contractnummer DWW Type rapport Onderzoeksrapport 14. Code andere opdrachtgever Trefwoorden tweelaags ZOAB, LEAB, TAS, Shuttle Buggy, ontmenging, afdruip, infrarood, GPS, verwerkbaarheid, CPA-analyse 17. Referaat In deze rapportage wordt een beschrijving gegeven van de verbetermaatregelen om de levensduurverwachting van tweelaags ZOAB met twee jaar te verhogen. Aandacht wordt besteed aan de homogeniteit van de asfaltspecie door middel van optimalisatie mengselontwerp en productie, homogeniteit van de temperatuurverdeling tijdens de verwerking en de homogeniteit van het verwerkingsresultaat (verticaal afdruip en horizontaal ontmenging). 18. Distributie systeem Verkrijgbaar bij de Dienst Weg- en Waterbouwkunde T.a.v. Mw. M.A. Schomaker Tel.: Aantal blz Acceptatie projectleider A. van den Burg 19. Classificatie 20. Classificatie deze pagina Prijs Acceptatie programma manager IPL drs. J.R.P. Nijland 25. Acceptatie afdelingshoofd IP drs W. Hoevers 26. Acceptatie directeur Infrastuctuur dr. P. Stienstra De Dienst Weg- en Waterbouwkunde van Rijkswaterstaat heeft de in deze publicatie opgenomen gegevens zorgvuldig verzameld naar de laatste stand van wetenschap en techniek. Desondanks kunnen er onjuistheden in deze publicatie voorkomen. Het Rijk sluit iedere aansprakelijkheid uit voor schade die uit het gebruik van de hierin opgenomen gegevens mocht voortvloeien. Pagina 2 van 100

3 Voorwoord Samenwerking tussen overheid en marktpartijen biedt kansen om innovatie te bevorderen; zo ook in de GWW sector. Met die gedachte heeft Rijkswaterstaat Dienst Weg- en Waterbouwkunde begin 2006 de prijsvraag Verbetering van wegdekken uitgeschreven. Bij deze prijsvraag is aan marktpartijen gevraagd om complexe vraagstukken op het gebied van luchtkwaliteit, geluidsreductie en levensduur van tweelaags ZOAB op te lossen aan de hand van anticiperend onderzoek. Ervaringen bij her programma Wegen naar de Toekomst hadden toen al geleerd dat een alternatieve marktbenadering, zoals een prijsvraag vaak leidt tot verrassende oplossingen die ook in de praktijk implementeerbaar zijn. De prijsvraag Verbetering van wegdekken bestaat uit drie verschillende onderdelen, of percelen met elk een eigen onderzoeksvraag. - Perceel 1: het voorkomen van het opwervelen van fijn stof uit ZOAB - Perceel 2: reiniging van tweelaags ZOAB om de geluidsreductie tijdens de levensduur te behouden - Perceel 3: het verbeteren van de homogeniteit van tweelaags ZOAB met als doel een langere levensduur te garanderen Voor u ligt één van de drie ontwikkelrapporten die in het kader van perceel 3 zijn opgeleverd. Ook voor de andere twee percelen zijn ieder drie rapporten afgerond. Van de dertig ingediende ideeën zijn er negen, door een onafhankelijke jury, genomineerde voor verdere uitwerking. De negen ontwikkelde ideeën zijn geschikt om in 2007 in proefprojecten te demonstreren, te monitoren en te rapporten. Het ontwikkeltraject is uitgevoerd door marktpartijen en door deskundigen van de overheid getoetst op de afgesproken procedure en op de technische inhoud. Voor perceel 3 betrof het de volgende personen: Rijkswaterstaat DWW Fons van Reisen Aad van den Burg Jos Voskuilen Rob Hofman Marktpartijen Heijmans Infrastructuur Partick van Beers, Heijmans Sjoerd Mangnus, Van Kleef Gerbert van Bochove, Heijmans Jan Hooghwerff, M+P Combinatie SSH Berwich Sluer, BAM Wegen Thijs Mackus, BAM Infra Multiconsult Remy van der Beemt, BAM Wegen Henny ter Huerne, Universiteit Twente Dura Vermeer Laurens Smal Infrastructuur Monique den Hertog Bas Laureijssen Bastiaan Ruiter Samen is een flinke stap voorwaarts gezet bij deze vorm van publiek private samenwerking op het gebied van anticiperend onderzoek. Dat is iets om trots op te zijn en geeft inspiratie om het vervolgtraject op een goede wijze af te ronden. DE HOOFDINGENIEUR-DIRECTEUR, Ir. W.P.A. Broeders Pagina 3 van 100

4 Pagina 4 van 100

5 Inhoudsopgave Voorwoord...3 Managementsamenvatting Inleiding Analyse homogeniteit Beschrijving van de oplossing Verwerkbaarheidstoets Nauwkeurige inkoop eisen (gericht op tweelaags ZOAB) Meten restvochtpercentage Temperatuurbeheersing steensilo s CPA meetapparatuur zeeffracties Shuttle Buggy Twee laags Asfalt Systeem Lage temperatuur asfalt Infraroodcamera Monitoringmethode met gebruik van GPS Samenvatting maatregelen 24 4 Onderbouwing te realiseren verbetering in homogeniteit Doelstelling 27 5 Analyse van testresultaten Analyse van de kosteneffectiviteit Algemeen 31 7 Uitvoering van proefvak Kwaliteitscontrole/beheersing Randvoorwaarden en risico s Conclusies en aanbevelingen Verklaring bereidheid tot realisatie Literatuur...45 Bijlage 1: Inventarisatie procesonderdelen aanleg tweelaags ZOAB Bijlage 2: Projectvoorstel Monitoring bewegingen op bouwplaats Bijlage 3: Tech Notes Washington State Department Of Transport Bijlage 4: Literatuur Review effect materiaaltemperatuur tijdens verwerking op dichtheid asfalt Bijlage 5: Verwerkbaarheidstoets in relatie tot mengselontwerpprocedure Bijlage 6: Proefvak Halfwarm onderlaag tweelaags ZOAB Bijlage 7: Resultaten verkennend onderzoek temperatuurmetingen met infraroodcamera Bijlage 8: Resultaten verkennend onderzoek temperatuurvariatie met infrarood pistool Bijlage 9: Statistisch analysemodel levensduur tweelaags ZOAB Pagina 5 van 100

6 Pagina 6 van 100

7 Managementsamenvatting De doelstelling van perceel 3 van de prijsvraag Stiller, Schoner en Homogener van Rijkswaterstaat is het verlengen van de levensduurverwachting van tweelaags ZOAB met twee jaar. Om dit doel te bereiken zijn in de ideefase door de Combinatie SSH voorstellen gedaan voor procesverbeteringen bij ontwerp, productie en verwerking van tweelaags ZOAB. Op basis van een inventarisatie van reeds beschikbare kennis is ten eerste geconcludeerd dat bij mengselontwerp en productie een zo homogeen mogelijke en goed verwerkbare specie moet worden nagestreefd (categorie: homogeniteit asfaltspecie). Ten tweede kan er nog grote winst behaald worden door aandacht te besteden aan de homogeniteit van de temperatuurverdeling van het asfalt tijdens de verwerking (categorie: temperatuurhomogeniteit). Ten derde is het van groot belang dat de homogeniteit van de laag tweelaags ZOAB in verticale zin (geen afdruip) en in horizontale zin (geen ontmenging) goed is (categorie homogeniteit verwerking). De negen voorstellen van de ideefase zijn in deze ontwikkelfase verder uitgewerkt en zijn als volgt gecategoriseerd: Homogeniteit asfaltspecie Temperatuurhomogeniteit Homogeniteit verwerking A: verwerkbaarheidstoets in relatie tot mengelontwerp B: inkoopeisen grondstoffen C: restvochtpercentage D: temperatuurbeheersing mineraalaggregaat E: beheersing korrelgradering met CPA meetapparatuur F: toepassing Shuttle Buggy G: toepassing Tweelaags Asfalt Systeem (TAS) H: toepassing Lage Temperatuur asfalt (Halfwarm procédé) I: Temperatuurmetingen met infraroodcamera Naast deze voorstellen die een verwacht direct effect hebben op de duurzaamheid van tweelaags ZOAB is er ook aandacht besteed aan drie ontwikkelingen die op de langere duur hun vruchten moeten afwerpen, namelijk: 1. het opzetten van een statistisch analysemodel, waarmee de invloed van procesverbeteringen op de levensduur van asfalt kan worden gekwantificeerd 2. het opzetten van een innovatief monitoringsysteem op basis van GPS-registraties voor het registreren, analyseren en vervolgens optimaliseren van met name de stopplaatsen en verdichtingswerkzaamheden op de bouwplaats 3. het registreren van monitoringgegevens, bijvoorbeeld slechte plekken als gevolg van grote termperatuurvariaties in de verharding, op een digitale ondergrond door middel van GPS-plaatsbepaling. Voorwaarde hiervoor is, en ook voor de registraties bij punt 2, dat de plaatsbepaling met GPS voldoende nauwkeurig is. Om alle voorstellen bij de aanleg van het proefvak in praktijk te kunnen brengen moeten nog wat investeringen worden gedaan en met name de nieuwe methoden en technieken verder worden uitgewerkt en/of geverifieerd door laboratorium- en praktijkonderzoek. Uitgaande van een toename van de levensduurverwachting met twee jaar is, rekening houdend met de benodigde investeringen en aanpassingen in het productie- en uitvoeringsproces, becijferd dat de kosteneffectiviteit van de toepassing van tweelaags ZOAB met circa 20% kan toenemen ten opzichte van de huidige praktijk. Pagina 7 van 100

8 1 Inleiding De steeds hogere eisen die gesteld worden aan asfaltwegen en voortkomen uit een complex van omgevingsfactoren, hebben sterke invloed op de ontwikkeling en aanleg van wegdekken. Perceel 3 van de prijsvraag Schoner, Stiller en Homogener heeft als doel de levensduur van tweelaags ZOAB te verlengen met twee jaar. Daarbij dienen oplossingen aangedragen te worden die op korte termijn tot verlenging van de levensduur leiden. Uit diverse onderzoeken komt naar voren dat een snelle kwaliteitsverbetering mogelijk is door de kwaliteitsvariatie in de processen te verkleinen. Met name in het productie- en verwerkingsproces is veel winst te behalen. De voorgestelde oplossing speelt hierop in en richt zich op het uitsluiten van de zogenaamde early failures, hetgeen moet resulteren in een langere levensduur. Early failures bij de aanleg van asfaltwegen kunnen worden beperkt en zelfs worden uitgesloten door het toepassen van een combinatie van nauwkeurig te monitoren methoden (procesgangen) en innovatief materieel. Procesoptimalisatie is de oplossing om de gemiddelde levensduur van asfalt te verlengen. In tegenstelling tot hetgeen de titel van perceel 3 van de prijsvraag suggereert Homogener is niet homogener asfalt het einddoel, maar asfalt met een langere levensduur (hogere duurzaamheid). Homogener asfalt is slechts het middel om het uiteindelijke doel te bereiken. Om een goed wegdek te realiseren, is het belangrijk om de invloed van kritieke parameters in het proces te onderkennen en de invloed ervan te beperken. Bijvoorbeeld door de verwerkbaarheid van specie te verbeteren, constructies robuuster te maken en productieprocessen en logistiek te optimaliseren. Onderstaande schematische weergave van het realisatieproces van een asfaltweg maakt duidelijk op welke onderdelen technologische ontwikkelingen kunnen worden ingezet. Doel is systematische eliminatie van early failures in alle fasen te bewerkstelligen door procesoptimalisatie. Figuur 1: Schematische weergave productieproces Ook in [1] is een soortgelijke schematisatie van het volledige realisatieproces weergegeven, die in dat onderzoek aan de basis heeft gestaan van de (kwalitatieve) inventarisatie van kennis en kennisleemten voor de levensduurverbetering van tweelaags ZOAB. In bijlage 1 zijn de onderdelen van het proces uitgeschreven, zoals die bij de uitwerking van dit project als uitgangspunt zijn gebruikt voor het vaststellen van de kritische onderdelen en de onderdelen waarin belangrijke winst kan worden geboekt bij de realisatie van werken met tweelaags ZOAB. Pagina 8 van 100

9 In diverse bronnen is onderzoek verricht naar de homogeniteit van (tweelaags) ZOAB [1,2,3,4] en op basis van de onderzoeksresultaten wordt in dit project onder inhomogeniteit verstaan: 1. inhomogeniteit van de asfaltspecie Met inhomogeniteit van de asfaltspecie worden alle aspecten bedoeld die van invloed zijn op tweelaags ZOAB van mengselontwerp tot en met de productie 2. inhomogeniteit van de temperatuur Met inhomogeniteit van de temperatuur wordt bedoeld de mate waarin er sprake is van een inhomogene temperatuurverdeling in het asfalt na verwerking door de asfaltspreidmachine. Het betreft de inhomogeniteit van de asfalttemperatuur van het wegoppervlak kort voor en tijdens het walsproces 3. inhomogeniteit van de verwerking Met inhomogeniteit van de verwerking worden, met uitzondering van de inhomogeniteit van de temperatuurverdeling, alle aspecten bedoeld tussen productie van het mengsel en de openstelling van de weg voor het verkeer. Onder andere in [1] wordt gesteld dat deze inhomogeniteit met name veroorzaakt wordt door ontmenging van het aggregaat ( grote stenen die zich naar de buitenzijde verplaatsen en/of over het fijnere materiaal heen rollen) en afdruipen van de mastiek (verdeling van bitumen over het oppervlak van het aggregaat. In Nederland is reeds veel onderzoek verricht naar mogelijkheden om de homogeniteit van de asfaltspecie en de homogeniteit van de verwerking te verbeteren [1,2,3,4,5], maar is nog relatief weinig aandacht besteed aan de homogeniteit van de temperatuurverdeling aan het wegoppervlak tijdens de verwerking. Aan dit aspect is in het buitenland wel veel onderzoek verricht [6,7,8,9,10] en de resultaten van dat onderzoek tonen aan dat er op dit punt nog veel winst is te behalen. Op grond van het voorgaande wordt in dit verbeterproject aandacht besteed aan de verbeteringen in het hele proces, vanaf mengselontwerp tot aan de openstelling van een wegdek van tweelaags ZOAB. Het doel is om in dit proces te komen tot structurele verbeteringen, die moeten leiden tot een levensduurverlenging van tweelaags ZOAB. Vrijwel alle beschouwde maatregelen hebben een naar verwachting direct effect op de levensduur van tweelaags ZOAB op grond van het feit dat de homogeniteit van het product verbeterd wordt. Toch zijn in dit project ook twee maatregelen uitgewerkt, die niet direct de homogeniteit verbeteren, maar wel de mogelijkheid bieden om door monitoring, systematische dataverzameling en analyse van gegevens in de toekomst sneller te komen tot verbeteringen van het uitvoeringsproces van tweelaags ZOAB. De eerste betreft een statistisch model, waarmee op basis van de individuele spreidingen in de relevante procesparameters, de invloed op de spreiding in de levensduur van tweelaags ZOAB inzichtelijk wordt gemaakt. Toepassing van dit model in combinatie met het structureel monitoren van het proces van aanleg zal aangeven welke de primaire parameters zijn die het eindresultaat bepalen. De tweede maatregel betreft de toepassing van een geavanceerde monitoringmethodiek, ontwikkeld door de Universiteit Twente (zie bijlage 2), om te komen tot verbeteringen in het verwerkingsproces van onder andere tweelaags ZOAB. Deze beide maatregelen worden verder uitgewerkt, zodat er tijdens de uitvoering van het proefvak gestart kan worden met het daadwerkelijk gebruik ervan. Het proces dat voor deze prijsvraag doorlopen wordt is in figuur 2 weergegeven. Uit dit schema blijkt direct welke concrete maatregelen in dit perceel beschouwd worden en wat de verwachte invloed van deze maatregelen is op de levensduurverwachting van ZOAB. Pagina 9 van 100

10 Inventarisatie kritische onderdelen totale proces Methode: Opbouwen statistisch model om op basis van registraties en monitoringgegevens spreidingen proces te minimaliseren Optimaliseren mengselsamenstelling Verbeteren temperatuurhomogeniteit wegoppervlak Verbeteren homogeniteit verwerkingsresultaat Monitoring proefvak Homogeniteit samenstelling - Verwerkbaarheidstoets - Inkoopeisen bouwstoffen - Minimaliseren restvochtpercentage - Temperatuurbeheersing mineraalaggregaat - CPA-controle korrelgradering Homogeniteit temperatuur wegoppervlak - Toepassing Shuttle Buggy Homogeniteit verwerkingsresultaat - Toepassing Twee Laags Asfaltmachine - Toepassing Lage Temperatuurasfalt Methode: Monitoring 'bewegingen op de bouwplaats' Toename levensduurverwachting met twee jaar Figuur 2: Proces perceel 3 levensduurverlenging tweelaags ZOAB In [2] is een verband gelegd tussen de gemeten absorptiecoëfficiënt van ZOAB 0/16 en de geluidsreducerende eigenschappen van het wegdek. De variatie in de absorptiecoëfficiënt is het gevolg van de variatie in de holle ruimte van de deklaag door inhomogeniteit na verwerking. In dit project wordt onderzocht of de variaties die voor ZOAB 0/16 zijn gevonden ook voor tweelaags ZOAB aan de orde zijn en of het effect op de geluidsreducerende eigenschappen vergelijkbaar is. Het verbeteren van de homogeniteit van tweelaags ZOAB na verwerking kan ertoe leiden dat de bitumenfilm aan het wegoppervlak in dikte toeneemt. In het project Evaluatie ZOAB 0/16+ [3] is al gebleken dat remvertraging en stroefheid kritisch kunnen worden in dit geval. De te verwachten remvertraging en de stroefheid van het proefvak wordt vooraf kritisch beschouwd en zonodig wordt de samenstelling van de toplaag zodanig aangepast, dat de remvertraging en Pagina 10 van 100

11 stroefheid aan de eisen kunnen voldoen. Met de verbetering van de stroefheid van de toplaag van tweelaags ZOAB heeft BAM Wegen ervaring opgedaan in het kader van het ZEBRA-onderzoek, waarbij minerale bestanddelen aan de samenstelling zijn toegevoegd [19] Pagina 11 van 100

12 Pagina 12 van 100

13 2 Analyse homogeniteit In [1] is een overzicht gegeven van beschikbare kennis en kennisleemten voor de levensduurverlenging van tweelaags ZOAB. De informatie uit dit document die relevant is voor dit project: Bij het gebruik van een bitumengehalte van meer dan 5,5% wordt de levensduur van tweelaags ZOAB met 2-3 jaar verlengd als gevolg van een dikkere bitumenfilm rond het aggregaat De hechting tussen aggregaat en bitumina wordt sterk gereduceerd bij aanwezigheid van stof, door opslag en passage door droogtrommel en verontreinigingen De temperatuur tijdens productie en verwerking is niet constant en heeft mede daardoor grote invloed op de filmdikte, het afdruipgedrag en uiteindelijke verdichting Er bestaat een verschil tussen het bitumengehalte in de boven- en onderzijde van de asfaltlaag. Dit aspect is ruim beschreven in [2] De levensduur van ZOAB is in belangrijke mate afhankelijk van droogproces, homogeniteit, de ervaring van de asfaltploegen, de logistieke planning, weersomstandigheden, verwerkingstemperatuur, productietemperatuur, verdichtingstemperatuur, lijndruk van de walsen, aanwezigheid van naden/lassen, bitumengehalte Temperatuur van steenslag (drogen) tijdens productie is bepalend voor vochtgehalte, oppervlaktespanning en temperatuurgradiënt in steenslag. Vocht aanwezig in de poriën van het aggregaat vormt een basis voor onthechting Te hoge productietemperatuur leidt tot versnelde veroudering van bitumina en vergroot de afdruip Voor ZOAB is verdichten alleen bedoeld voor rangschikken van het aggregaat. Er wordt alleen gecontroleerd op verdichting, maar verdichting kan juist schade veroorzaken. Een minder verdichte deklaag impliceert meer holle ruimte en geeft aanleiding tot meer rafeling. Wegvakken met een goede levensduur hadden een lagere gemiddelde dichtheid en kleinere spreiding dan de wegvakken met een beduidend kortere levensduur. Verbrijzeling van steenslag speelt een cruciale rol. Het is niet duidelijk geworden of dit geldt voor beide lagen van tweelaags ZOAB Variaties in de productie en verwerking van ZOAB zijn groter dan de variaties in grondstofeigenschappen. Echter het reduceren van de variaties in materialen kan bijdragen aan het reduceren van variaties door die verwerking. Op dit aspect wordt ook uitgebreid ingegaan in [4] ZOAB dient zo egaal mogelijk, zonder stoppen, naden en lassen te worden aangebracht Tijdens het spreiden kan ontmenging optreden. Grover aggregaat tendeert naar de buitenzijde te worden getransporteerd. Hierop wordt ook in gegaan in [2,3]. Een te hoge snelheid van de spreidmachine trekt het oppervlak open Van belang is de minimale temperatuur van het mengsel voorafgaande aan de verdichting. Afhankelijk van de weersomstandigheden kan de afstand tussen spreidmachine en wals variëren. Verdichting bij een te lage temperatuur leidt tot versnelde vorming van cracks in bitumina. Deze kennis en leemten zijn in [1] en in de aan dat rapport onderliggende documenten en bronnen slechts kwalitatief beschreven en niet altijd betreft het kennis die specifiek is voor tweelaags ZOAB. In Amerika [6,7,8,9] is onderzoek verricht naar de invloed van temperatuurverschillen in het asfalt tijdens verwerking op de levensduur ervan. Dit onderzoek is niet specifiek uitgevoerd op ZOAB of tweelaags ZOAB, maar de verwachting is dat de bevindingen als gevolg van het breken van bitumenbruggen ook voor tweelaags ZOAB van toepassing zijn. In [6], opgenomen in bijlage 3, is beschreven dat temperatuurverschillen van meer dan 25 F (circa 14 C) gemeten aan het wegoppervlak, tijdens de verwerking leiden tot toename van de holle ruimte van het mengsel. WSDOT [7] stelt dat het gevolg daarvan levensduurverkortingen zijn van circa 10% per 1% toename van de holle ruimte. Pagina 13 van 100

14 Onderzoek naar het effect van de toepassing van de Shuttle Buggy bij de asfaltverwerking heeft aangetoond dat de temperatuurverschillen in het asfalt tot een minimum worden beperkt [6,7,8,9,10]. De temperatuurmetingen in deze onderzoeken zijn vrijwel altijd uitgevoerd met een infrarood-camera, maar in [9] is beschreven dat de toepassing van een infrarood pistool voor de temperatuurmetingen tot gelijkwaardige resultaten leidt. Ter vergelijking: een infrarood camera kost circa en een infrarood pistool circa 200. Op grond van de resultaten van deze onderzoeken is de conclusie dat de Shuttle Buggy van grote waarde kan zijn om de levensduurverwachting van tweelaags ZOAB te doen toenemen. Overigens is in [9] ook beschreven dat naast de Shuttle Buggy ook de toepassing van een Windrow Elevator of aangepaste vrachtwagens bij transport kunnen leiden tot een forse verbetering van de homogeniteit van het asfaltmengsel tijdens de verwerking. Figuur 3: Windrow Elevator In [13], opgenomen in bijlage 4, is het belang van een goed verdichtingsproces op het eindproduct asfalt onderzocht. Er wordt met name gewezen op het belang van het vaststellen van het juiste walstraject en de juiste walsinzet. [4] stelt dat uit onderzoek op ZOAB is gebleken dat er sprake is van spreiding in het massapercentage van mineraalaggregaat op de diverse zeefdiameters. De grootste spreiding treedt op bij de korreldiameters van 8 en 11,2 mm. Verder blijkt dat de spreiding in korrelverdeling van het ZOAB bij de asfaltcentrale even groot is als van de ZOABboorkernen uit de weg. De ontmenging treedt dus hoofdzakelijk al op tijdens het productieproces. In dit onderzoek [4] is tevens vastgesteld dat de meeste sturing van de kwaliteit van ZOAB zit in het walsproces. Aan al de bovenbeschreven punten is bij de uitwerking van de verschillende onderdelen in dit project aandacht besteed of er wordt rekening mee gehouden bij de kwaliteitsbeheersing van het proefvak. Naast de informatie die verkregen is uit de bestudering van bestaande literatuur is ook gekeken naar de ervaringen van BAM Wegen in een aantal tweelaags ZOAB projecten. Pagina 14 van 100

15 In deze beschouwing zijn vooral de reeds lang in gebruik zijnde projecten A8 en A10 West bekeken; de ZEBRA vakken, zoals door (BAM/ HBG en BAM/NBM) gemaakt, zijn nog niet meegenomen: de monitoring geschiedt door RWS/DWW in het kader van IPG. Uitgangspunten van de beschouwing van de A8 en A10 West zijn de volgende: 1. aanleg onder (relatief) gunstige weersomstandigheden: A 8 augustus begin oktober en A 10 West mei augustus 2. aanleg in 4 0 systeem, dus geen verkeershinder 3. beide projecten waren de eerste grootschalige tweelaags ZOAB projecten, dus relatief veel nadruk/ aandacht op alle produktie- en verwerkingsaspecten. Door de aannemer en Rijkswaterstaat zijn minimaal drie jaar visuele inspectie s uitgevoerd naar de bovenlaag van de tweelaags ZOAB, terwijl Rijkswaterstaat de beide wegen ook opgenomen heeft in het monitoringsprogramma voor tweelaags ZOAB. De volgende waarnemingen en conclusies kunnen nu gemeld worden: A. Materiaalkeuze 1. Voor de aanleg van beide wegvakken werd als steenslag B Ierse grauacke toegepast; tijdens de inspectie s bleek, een bekend fenomeen van grauacke, namelijk zwakke delen in het granulaat, ook hier op te treden. 2. Als bindmiddel werd op beide werken voor de bovenlaag hoog gemodificeerde bitumen ingezet (SBS gemodificeerd). Deze bindmiddelen dienen, vanwege hun hoge viscositeit, bij hoge temperaturen geproduceerd en verwerkt te worden. Dit blijkt een nadeel te zijn (zie produktie en verwerking). B. Productie 1. Voor de homogeniteit van de korrelverdeling werd in beide werken rekening gehouden met een verlaagde produktie van de bovenlaag om hierdoor de zeefcapaciteit van de asfaltinstallatie optimaal te gebruiken. 2. De genoemde hoge mengtemperatuur van het bindmiddel blijkt gevolgen te hebben voor de homogeniteit van de temperatuur van het asfaltmengsel: wanneer de installatie stil kwam te staan vanwege te grote voorraad of er werd tussentijds overgegaan naar de produktie van een ander asfaltmengsel, bleek dit gevolgen te hebben voor de temperatuur van het ZOAB bovenlaag mengsel. Dit had tot gevolg, dat de transportmiddelen moeizaam beladen werden en er kans op kluitvorming ontstond door temperatuurverschillen (en dus viscositeitsverschillen). Bovendien bleken door de viscositeitsverschillen plaatselijk afdruip van het bindmiddel en plak aan de laadbak op te treden, waardoor in de vrachtauto s restanten asfalt achterbleven. C. Verwerking 1. Vanwege de genoemde temperatuursverschillen ontstonden bij de verwerking opengetrokken plekken in de bovenlaag van het tweelaags ZOAB. Deze plaatsen werden met de hand verbeterd, maar hier ontstond binnen enkele jaren de eerste rafeling. Ook bij de soms (met de hand) uitgevoerde correctie s van de langslas bleek binnen enkele jaren rafeling op te treden. 2. Tijdens de verwerking van de bovenlaag van tweelaags ZOAB bleek, dat de afstelling en kwaliteit van de strijkplaten en stampmessen van de afwerkbalk van invloed zijn op de textuur van de bovenlaag achter de balk. Bij een slechte afstelling van vooral de uitschuifdelen ontstonden opengetrokken delen en/of vleugverschillen ; na enige jaren bleek op deze plaatsen de eerste rafeling op te treden. Pagina 15 van 100

16 Op basis van de ervaringen in de eigen tweelaags ZOAB projecten zijn de volgende aanbevelingen geformuleerd voor dit project: Bij de keuze van steenslag voor de bovenlaag dient homogeniteit van de korrelsterkte aandacht te krijgen Bij de keuze van het bindmiddel dient de viscositeit van het bindmiddel bij verschillende temperaturen meegewogen te worden Bij de produktie van de (boven)laag van tweelaags ZOAB dient de mengtemperatuur met een zeer geringe spreiding op het gewenste niveau gehouden te worden Bij de uitvoering van de bovenlaag van tweelaags ZOAB dient handwerk verboden te worden; de werkwijze dient zodanig te zijn, dat handwerk niet nodig is Bij de uitvoering van de bovenlaag van tweelaags ZOAB dient de controle op kwaliteit en afstelling van de strijkplaten en stampmessen onderdeel te zijn van de verwerkingsprocedure. Pagina 16 van 100

17 3 Beschrijving van de oplossing 3.1 Verwerkbaarheidstoets Een verwerkbaarheidstoets als integraal onderdeel van het mengselontwerp, voor asfalt is in Nederland, nog geen common practice. BAM Wegen heeft er voor gekozen om een Multi-Criteria Beoordeling voor de verwerkbaarheid van (deklaag)mengsels op te zetten, waarin onder andere ook een verwerkbaarheidstoets in de mengselontwerpprocedure is opgenomen. De Multi-Criteria Beoordeling omvat de volgende onderdelen: 1. De afdruipgevoeligheid van het te gebruiken bindmiddel dmv. de gemodificeerde Schellenbergtest. Bij deze test wordt ook de transporttijd en het transportmiddel meegewogen. 2. Een viscositeitsmeting bij 150ºC en 90ºC van het te gebruiken bindmiddel, zijnde de gewenste produktie/ verwerkingstemperatuur en minimum walstemperatuur van het asfaltmengsel. 3. Ontmengingsgevoeligheid (EN ): met deze proef is door de CROW werkgroep B 24 (ontmenging ZOAB) ervaring opgedaan, echter bij lage bindmiddelpercentage s en minder een korreliger mengsels. De benodigde apparatuur voor deze proef is beschikbaar. Vanwege het hogere bindmiddelgehalte, het eenkorreliger granulaat en extra vulstof in het tweelaags ZOAB mengsel worden van deze proeven betere resultaten verwacht dan er zijn gevonden voor ZOAB 0/ De verwerkbaarheidstoets als onderdeel van het mengselontwerp. In bijlage 5 is de procedure beschreven voor de optimalisatie van het mengselontwerp van tweelaags ZOAB, waarvan de verwerkbaarheidstoets een onderdeel is. 3.2 Nauwkeurige inkoop eisen (gericht op tweelaags ZOAB) Voor de verschillende grondstoffen is nagegaan in hoeverre binnen de gebruikelijke (EN) specificaties een verbetering is aan te brengen: 1. Steenslag: - korrelverdeling - korrelvorm Met een steenslagproducent is reeds overleg geweest over een nauwere zeefband en gebruik van een ander type breker voor een verbeterde korrelvorm. 2. Bindmiddel: - hechting op te gebruiken steenslagsoort - viscositeitscurve - opslagstabiliteit Samen met een bindmiddelproducent is reeds enkele jaren geleden onderzoek uitgevoerd naar een bindmiddelsoort welke naast de bekende eigenschappen ook een verbetering moet geven van de verwerkingsgevoeligheid. 3. Vulstof: - verbetering hechting tussen te gebruiken steenslag en bindmiddel - verbetering afdruipgevoeligheid van het te gebruiken bindmiddel Pagina 17 van 100

18 In overleg met een vulstofproducent is onderzoek opgezet naar meer asfaltmengsel-specifieke vulstoffen in plaats van het toepassen van standaard vulstoffen. 3.3 Meten restvochtpercentage Restvocht in het mineraalaggregaat is ongewenst in verband met de invloed op de hechting met het bindmiddel. Beheersing van dit restvocht door inline meting (tijdens het droog- en verwarmingsproces) blijkt op dit moment niet mogelijk: het meetsysteem is niet robuust genoeg om bij de hoge temperaturen en stof nauwkeurig te werken. Op twee BAM asfaltinstallaties is in dit seizoen een zgn. driepuntsmeting ingebouwd om hiermee restvocht en homogeniteit van de mineraaltemperatuur beter te kunnen beheersen. Het principe is gebaseerd op een vochtmeting van het mineraal bij de voordoseurs, een temperatuurmeting halverwege de droogtrommel en twee temperatuursmetingen (snel/ langzaam) in de trommeluitloop. Voor de temperatuurmeting halverwege de droogtrommel is gekozen voor een PT100 temperatuurmeter door de trommelwand, die een radiografisch signaal geeft aan een ontvanger. De meetresultaten worden in het nog verder uit te werken systeem gebruikt om tot een automatisch geregelde branderbesturing te komen. Wanneer de automatische branderbesturing niet bijtijds gereed is voor het proefvak, kan de frequentieregeling van de droogtrommel gebruikt worden om de droogproductie te verlagen om daarmee de verblijftijd van het mineraal in de droogtrommel te verlengen. 3.4 Temperatuurbeheersing steensilo s Er wordt een methode ontwikkeld om de temperatuur bij de steensilo s of bij de trommeluitloop te meten en een procedure vastgesteld om er zorg voor te dragen dat productie van ZOAB pas start als het mineraalaggregaat de gewenste temperatuur heeft bereikt. Het is hierbij overigens van belang om vast te stellen hoe snel de temperatuur van het mineraalaggregaat stijgt of daalt. Dit onderdeel heeft een sterke relatie met onderdeel CPA meetapparatuur zeeffracties Een CPA (Computer Particle Analysis) apparaat binnen het zeefproces van een asfaltinstallatie is nog niet mogelijk: op laboratoriumschaal is een apparaat beschikbaar in het Laboratorium van de gemeente Rotterdam. Als sturingsmechanisme voor het zeefproces kan dergelijke apparatuur een goed hulpmiddel zijn, maar ook hier blijkt de apparatuur niet robuust genoeg. Om in een proefproductie de gewenste homogeniteit te bereiken, kan op dezelfde manier als bij het droogproces de frequentieregeling van de droogtrommel gebruikt worden om de droogproductie te verlagen en daarmee de zeefcapaciteit te verbeteren. (Afhankelijk van het type asfaltinstallatie dienen ook de mineraalsilo s leeggemaakt te worden voordat aan een proefproductie begonnen wordt). Tijdens de proefproductie kunnen monsters van het mineraal aggregaat genomen worden, welke op korrelverdeling onderzocht worden via zeving. Er worden bijvoorbeeld 10 monsters genomen uit de zeeffractie 4/8, waarvan een deelmonster met het CPA-apparaat wordt geanalyseerd en de rest wordt onderzocht door middel van zeving. Pagina 18 van 100

19 Figuur 4: CPA-apparaat Haver & Boecker Het verwachte resultaat van deze proeven is het verkrijgen van inzicht in: de nauwkeurigheid en praktische toepasbaarheid van CPA-apparatuur de snelheid van de analyse de robuustheid van CPA-apparatuur in stofrijke omstandigheden. Als uit de resultaten van deze proef blijkt dat CPA-analyse een toegevoegde waarde heeft voor de asfaltproductie, worden aanbevelingen gedaan voor de ontwikkeling van het systeem voor toepassing in een asfaltinstallatie. 3.6 Shuttle Buggy Het voordeel van de toepassing van een shuttle buggy is meervoudig: vrachtwagens kunnen sneller lossen, hetgeen de homogeniteit van zowel gradering als temperatuur ten goede komt de shuttle buggy zelf homogeniseert het mengsel in enige mate (zowel aan de instroom- als aan de uitstroomzijde) door toepassing van een shuttle buggy is er geen contact meer tussen vrachtwagens en spreidmachine, waardoor er geen stopplaatsen ontstaan bij de verwerking (homogener oppervlak). Het belangrijkste voordeel van de Shuttle Buggy is dat het de temperatuurverdeling van het asfalt tijdens verwerking homogeniseert. Hierover is veel informatie beschikbaar uit onder andere de Verenigde Staten en Spanje [6,7,8,9,10]. In de Shuttle buggy wordt gebruik gemaakt van een gepatenteerd (meng)systeem dat ervoor zorgt dat bij het transport van de asfaltspecie naar de hopper van de asfaltspreidmachine er nog enige menging plaatsvindt. In Figuur 5 is dit systeem weergegeven. Pagina 19 van 100

20 Figuur 5: gepatenteerd mengsysteem Roadtec Shuttle Buggy Door BAM Wegen zijn, sinds de inzet van de TAS, ervaringen opgedaan met verschillende typen shuttle buggy s: 1. Gomaco, een shuttle buggy meer ontworpen voor betonspecie 2. een Vögele- en een Dynapac Beschicker: asfalt shuttle buggy s vooral gericht op hoge verwerkingsproduktie 3. Roadtec, een asfalt shuttle buggy met een grote verwerkingscapaciteit, maar tevens uitgerust met een grote tussenbunker. Figuur 6: Toepassing Shuttle Buggy op A2 3.7 Twee laags Asfalt Systeem De BAM tweelaags asfaltspreidmachine is beproefd en verbeterd sinds de eerste inzet in oktober In eerste instantie is de machine beproefd met dichtasfaltbeton- en steenmastiek deklagen en open- en steenslagasfaltbeton tussenlagen in verschillende laagdikten. In 2005 zijn enkele vakken gemaakt met dunne, geluidsarme deklagen als bovenste laag en in het voorjaar van 2006 werd op de rijksweg A8 HRR de aanwezige tweelaags ZOAB vervangen door een nieuwe tweelaags ZOAB. Pagina 20 van 100

21 Dit project van RWS directie Noord Holland werd op verzoek van DWW/ IPG door BAM Wegen regio Noordwest uitgevoerd met de tweelaags asfaltspreidmachine. Doel van het verzoek was om in een demonstratieproject te laten zien (en te onderzoeken) of een zo n systeem werkt in een groot onderhoudssituatie met als parameters gebruiksruimte, snelheid van werken en verlenging van de huidige seizoensrestricties. De rapportage van dit project (door KOAC-NPC) komt in november 2006 beschikbaar. Vervolgens is na dit project de TAS door BAM Wegen regio Zuidoost ingezet op het groot onderhoud van de A2 tussen Vught en Best, waarbij de aanwezige ZOAB vervangen werd door tweelaags ZOAB. Uit de ervaring van de verschillende projecten is, los van technologische en machine-technische aandachtspunten, gebleken, dat bij de toepassing van tweelaagsverwerkings-systemen de walstechniek aangepast dient te worden. Het voordeel van een grotere warmte-inhoud van de twee lagen kan bij sommige mengsels en weersomstandigheden een nadeel worden: de actuele stabiliteit van de lagen direct achter de machine is dan te laag. Het duurt langer voor de eerste verdichting kan worden uitgevoerd, en het tijdraam waarbinnen totale verdichting dient plaats te vinden wordt verlengd. Indien te vroeg te dicht op de spreidmachine wordt gewalst heeft het asfalt nog te weinig stabiliteit het pakket is nog te warm. De wals zakt weg in het warme asfalt en er ontstaan sporen en stopplaatsen die niet meer weg te werken zijn. 3.8 Lage temperatuur asfalt Normale tweelaags ZOAB wordt geproduceerd op een temperatuur van 150 tot 180 C, afhankelijk van het bindmiddel. Deze hoge temperatuur is noodzakelijk voor een goede productie, verwerking en het verdichten van het asfalt. Lage temperatuur asfalt volgens het Halfwarm -procédé (halfwarme schuimbitumentechniek, verder Halfwarm genoemd) heeft het voordeel dat door de lagere productie en verwerkingstemperatuur ook de temperatuurverschillen tijdens de verwerking kleiner zijn. Dat is gunstig voor de levensduur van het eindproduct. Een steenrijk mengsel als ZOAB is ontmengingsgevoelig. De wormen van de asfaltspreider transporteren de ZOABspecie tot aan de kamers voor het eindschot. Hier rollen de grotere stenen naar beneden en naar de zijkant. De verwachting is dat ZOAB dat geproduceerd wordt bij 95 C aanzienlijk minder ontmenging vertoont omdat er minder afdruip van de mastiek plaatsvindt. De toepassing van Halfwarm-asfalt reduceert de kans op verticale en horizontale ontmenging, hetgeen zorgt voor een homogener wegdek. In de eerste week van november is, verdeeld over twee dagen, ongeveer 1600 ton LEAB gedraaid door de ZNAC in Breda voor een lopend werk. Op de eerste productiedag is voor twee proefvakken circa 15 ton ZOAB 11/16 bij 95ºC en circa 15 ton standaard ZOAB 0/16 geproduceerd en op het terrein van BAM Wegen Regio Midden te Hardinxveld-Giessendam verwerkt. De geproduceerde Halfwarm-specie is gecontroleerd op consistentie en verwerkbaarheid, dit in vergelijking met geproduceerde normale ZOAB 11/16. Parallel aan de productie in de centrale zijn gyratorproefstukken vervaardigd voor verder onderzoek (onder andere retained index bepaling). Tevens is de ontmengingsgevoeligheid van het mengsel onderzocht. In bijlage 6 is de volledige rapportage van deze proefvakken opgenomen. Pagina 21 van 100

22 3.9 Infraroodcamera Het belang van een homogene asfalttemperatuur tijdens de verwerking is reeds onderkend. Een van de mogelijkheden om een homogenere temperatuurverdeling in het asfalt te bereiken is het toepassen van een Shuttle Buggy tussen vrachtwagen en asfaltspreidmachine. Om vervolgens vast te kunnen stellen dat er daadwerkelijk sprake is van een homogene temperatuurverdeling moeten temperatuurmetingen worden uitgevoerd. De snelste en nauwkeurigste methode om een volledig beeld te verkrijgen van de temperatuurverdeling in het asfalt tijdens de verwerking is de toepassing van de infraroodcamera. Over het nut en de mogelijkheden van de infraroodcamera is veel informatie beschikbaar [6,7,8,9,10]. In bijlage 7 zijn de resultaten van temperatuurmetingen met een infraroodcamera tijdens het aanbrengen van ZOAB 0/16 met de Shuttle Buggy in een recent BAM Wegen project weergegeven. Het belangrijkste nadeel van de infraroodcamera betreft de hoge aanschafkosten c.q. huurkosten. Om deze reden heeft onder andere de Colorado Department of Transportation [9] onderzoek verricht naar de geschiktheid van infrarood temperatuurpistolen als alternatief voor de infraroodcamera. De kosten van een infrarood temperatuurpistool bedragen namelijk slechts een fractie van de kosten van een infraroodcamera (circa versus circa 200). De metingen met een infrarood temperatuurpistool zijn uiteraard geen continumetingen en daardoor is het vrijwel niet mogelijk om alle verdachte plekken te registreren. Met een dergelijk infrarood temperatuurpistool zijn verkennende metingen uitgevoerd (zie bijlage 8) bij de verwerking van een dichte deklaag (EME). Figuur 7 toont een illustratie van de resultaten van metingen met de infraroodcamera verricht in een onderzoek door de Washington State Department Of Transport. Pagina 22 van 100

23 Figuur 7: meet- en analyseresultaten van temperatuurinhomogeniteit [7] Naast de afbeelding van de infraroodmetingen zijn in de tabel aan de rechterzijde in figuur 5 ook de gemeten temperatuurverschillen weergegeven en de daarmee corresponderende gemeten holle ruimte in het asfalt op de betreffende locaties. In hetzelfde onderzoeksrapport [7] vermeldt WSDOT dat de ervaring leert dat ieder procent toename van de holle ruimte leidt tot een levensduurverkorting van circa 10%, hetgeen leidt tot de conclusie dat er nog grote voordelen te behalen zijn. De metingen zijn overigens uitgevoerd op een dicht asfaltbeton Monitoringmethode met gebruik van GPS De nieuwe contractvormen stimuleren te aannemers tot consistente kwaliteitverbetering en verbeterde procesbeheersing. In dat licht werkt de UT vakgroep Construction Management & Engineering aan de ontwikkeling van methoden en instrumenten waarmee de bewegingen van het materieel op de asfaltwegenbouwplaats worden gemonitoord. Betere aansturing en beheersing van het primaire proces van realisatie en onderhoud zijn een sleutel tot een consistent (verbeterend) kwaliteitsniveau. Het real-time monitoren van bewegend materieel, directe analyse van de gegevens en terugkoppeling van belangrijke resultaten richting de machinisten, biedt mogelijkheden om ervoor te zorgen dat de afstand tussen wals en asfaltspreidmachine een kritische grens niet overschrijdt. Een aanvulling op dit systeem is het real-time meten van de temperatuur van het asfalt op/rond/onder zowel de wals, als de balk van de asfaltspreidmachine in combinatie met het vastleggen van de weersomstandigheden. Daarmee wordt inzicht verkregen in de temperatuurverdelingen en het afkoelingsgradiënten tijdens het werk. Tijdens het werk worden ook de weersomstandigheden geregistreerd. Met de combinatie van die gegevens wordt een bijdrage geleverd aan het leren en het verbeteren van de kwaliteit en de inzet van het materieel in volgende projecten. De geregistreerde gegevens spelen ook een rol bij monitoring en analyse van schades en slijtage door gebruik (ex post evaluatie), en vergroten het inzicht in de relatie tussen weersomstandigheden, inzet materieel en kwaliteit. Met meer gedifferentieerde strategieën kan gericht gewerkt worden aan homogenere verdichting. Het real-time monitoren van het materieel wordt uitgevoerd met GPS. De GPS ontvangers worden gekoppeld aan PDA s of een PC (laptop) voor opslag en uitlezing van monitoringgegevens. Communicatie van data vindt plaats via GSM/GPRS. De tweeweg communicatie wordt al gebruikt in andere tracking & tracing oplossingen, en wordt specifiek geschikt gemaakt voor toepassing bij de aanleg van het proefvak. Parallel daaraan wordt tot die tijd ingezet op de verbetering van de GPS nauwkeurigheid (verhoging van de resolutie). In overleg met de leveranciers en bestaande gebruikers van dergelijke systemen voor andere doeleinden wordt in de komende maanden een portable differentiaal GPS oplossing ontwikkeld. Koppeling met infrarood of gelijkwaardige temperatuurmetingen wordt elders beschreven op basis van ervaringen in de Verenigde Staten en Spanje. Het vastleggen van weersomstandigheden geschiedt door frequente uitlezing van een nabijgelegen weerstation. Installatie en in bedrijfname van de GPS-PDA-GSM apparatuur levert een mogelijkheid op om tijdens het walsproces beter de posities en afstanden tussen walsen en spreidmachine te bewaken. Zo is te voorkomen dat de walsen te ver wegzakken in het te warme asfalt c.q. het nog instabiele asfaltmengsel. Deze vorm van monitoring en analyse van monitoringresultaten levert op de lange termijn een nog belangrijker resultaat op; het geeft de mogelijkheid om diepgaand het walsproces te monitoren en te analyseren, hieruit lessen te trekken naar de toekomst en richtlijnen te formuleren voor verbetering van walsstrategieën door real-time bijsturing van het walsproces op het moment dat het asfalt nog warm is. Er wordt dan geleerd van het walsproces, mede door het leggen van een link tussen analyseresultaten van het walsproces en het wals- of verdichtingresultaat. De Deming Pagina 23 van 100

24 Circle Act-Check) is gesloten door deze terugmelding; een leemte in kennis/methode wordt gevuld. (Plan-Do Samenvatting maatregelen In tabel 1 zijn alle voorgestelde maatregelen op een rij gezet en onderverdeeld in drie hoofdcategorieën, namelijk homogeniteit asfaltspecie, temperatuurhomogeniteit en homogeniteit verwerking. Tevens zijn alle niet tot de standaard productie- en verwerkingscontrole behorende meetbare modelparameters per onderdeel uitgeschreven en zijn voor de volledigheid ook de parameters voor geluid, stroefheid en remvertraging aan de tabel toegevoegd. Pagina 24 van 100

25 Tabel 1: meetbare (model)parameters per voorgestelde maatregel Categorie Onderdeel Parameteromschrijving Parameter Homogeniteit asfaltspecie 3.1: Verwerkbaarheid Viscositeit in traject C Afdruippercentage Schellenberg Ontmengingsgetal ( ) Shear uit gyrator Kinematische viscositeit [mm2/s] Afdruippercentage [%] ST [-] Schuifspanning [MPa] 3.1: Inkoopeisen Viscositeit in traject C Opslagstabiliteit EN 13399, NEN-EN 1427 Kinematische viscositeit [mm2/s] Δverwekingspunt [ C] Afwijking t.o.v. gewenste samenstelling Flakiness index Fout [-] FL [-] Retained index voor bitumen/vulstof Afdruippercentage Schellenberg Tril (bitumen/vulstof) Retained index [%] Afdruippercentage mortel [%] 3.3: Restvochtpercentage Restvochtpercentage vóór de droogtrommel Restvochtpercentage [%] 3.4: Temperatuurbeheersing Temperatuur mineraalaggregaat bij trommeluitloop Temperatuur [ C] 3.5: CPA meetapparatuur Korrelgradering Korrelverdelingsparameter [?] Korrelvorm Korrelvormparameter [?] Temperatuurhomogeniteit 3.6: Shuttle Buggy Temperatuurverschillen wegoppervlak achter balk Δ T wegoppervlak [ C] Homogeniteit verwerking 3.7: TAS Tijdvenster walsen binnen walstraject Walstraject [s] Verdichtingsgraad verwerkt asfalt Verdichtingsgraad [%] 3.8: LT-asfalt Temperatuurverschillen wegoppervlak achter balk Δ T wegoppervlak [ C] Verschil holle ruimte middenstrook en buitenstroken Δ HR,bmb [%] Verschil holle ruimte boven en onder Δ HR,bo [%] 3.9: Infraroodmeting Zie ΔT bij Shuttle Buggy -- Geluid Algemeen Absorptiecoëfficiënt αmax [-] Stroefheid Algemeen Stroefheid volgens proef 150 RAW Stroefheid [-] Remvertraging Algemeen Remvertraging volgens DWW-voorschrift Remvertraging [m/s2] Pagina 25 van 100

26 Pagina 26 van 100

27 4 Onderbouwing te realiseren verbetering in homogeniteit 4.1 Doelstelling Vooraf is als doelstelling geformuleerd dat het totale pakket van maatregelen in het proces van mengselontwerp tot openstelling van een weg met tweelaags ZOAB de gemiddelde levensduur van de deklaag moet verhogen met twee jaar. De voorgenomen maatregelen zijn van dien aard dat met vrij grote zekerheid kan worden gesteld dat: de maatregelen in de categorie verbetering inhomogeniteit mengsel leiden tot een verbeterde hechting bitumen aan mineraalaggregaat, een homogenere en wellicht grotere bitumenfilmdikte om het aggregaat en een homogenere korrelverdeling van de asfaltspecie de maatregelen in de categorie verbetering inhomogeniteit temperatuur wegoppervlak tijdens verwerking leiden tot een homogene temperatuurverdeling tijdens de verwerking, met als resultaat het elimineren van dichtheidsverschillen in het asfalt na verwerking. Door sterke vermindering van dichtheids- en holle ruimte verschillen in de verwerkte deklaag wordt de kans op de zogenaamde early failures (plekken waar vroegtijdige schade ontstaat) sterk gereduceerd de maatregelen in de categorie homogeniteit van de verwerking hebben als resultaat een homogenere korrelverdeling in de verwerkte deklaag, een betere verdeling van het bindmiddel over de laagdikte en in dwars- en lengterichting van de deklaag en een goede oriëntatie van de stenen in de rijrichting. Met de huidige beschikbare kennis wordt dan ook geconcludeerd dat een levensduurverlenging van tweelaags ZOAB met het voorgestelde pakket aan maatregelen in dit project kan worden gerealiseerd. Het kwantitatief onderbouwen van deze levensduurverlenging is strikt genomen echter nog niet mogelijk, omdat er dan tenminste ook resultaten van jarenlange monitoring beschikbaar moeten zijn om die levensduurverlenging te bevestigen. Om verschillende redenen zijn er nog geen monitoringresultaten (openbaar) beschikbaar die kwantitatieve uitspraken over de levensduurverlenging rechtvaardigen. Zo is er bijvoorbeeld nog niet lang genoeg sprake van een vaste mengselreceptuur, die als uitgangspunt dient voor verdere optimalisaties van tweelaags ZOAB, monitoringresultaten van uitgevoerde werken met gedocumenteerde verbeteringen van tweelaags ZOAB zijn nog onvoldoende voorhanden, sommige aanpassingen aan tweelaags ZOAB kunnen zowel tot verbetering als verslechtering van de homogeniteit leiden (denk aan hoge viscositeit = minder afdruip versus lage viscositeit = goede verwerkbaarheid van het bindmiddel). Kortom, op korte termijn moet het wel mogelijk zijn om de verbetering van tweelaags ZOAB voor individuele aspecten te kwantificeren, maar een kwantitatieve onderbouwing van de levensduur als totaal vergt nog jaren van onderzoek, monitoring, registratie en analyse. Om deze gewenste kwantitatieve onderbouwing zoveel mogelijk te bespoedigen is een aanzet gemaakt voor een statistisch model waarin de aanpassingen (verbeteringen) in het proces van de aanleg van tweelaags ZOAB systematisch geregistreerd en geanalyseerd kunnen worden. Het is de bedoeling dat het resultaat van (voorgenomen) aanpassingen theoretisch wordt doorgerekend, leidend tot een onderbouwde voorspelling van de mate waarin de gemiddelde levensduur van tweelaags ZOAB toe of afneemt. De resultaten van deze voorspellingen moeten uiteraard geverifieerd worden door monitoring van het werkelijk praktijkgedrag, waarna ook validatie van het model kan plaatsvinden. Pagina 27 van 100