Feedbacksessie metingen Dirkshorn Gehouden op 9 maart 2010 te Scharwoude

Transcriptie

1 Frank Bijleveld Ooms Nederland Holding bv Arian de Bondt Ooms Avenhorn Groep bv Seirgei Miller Universiteit Twente Feedbacksessie metingen Dirkshorn Gehouden op 9 maart 2010 te Scharwoude Feedback met de asfaltploeg, asfaltuitvoerders, asfalttechnologen en directie wegenbouwdivisie ASPARi en het project Dirkshorn ASPARi staat voor Asphalt Paving Research & Innovation en is een samenwerkingsverbond, bestaande uit 12 aannemers en de Universiteit Twente, die als doel heeft om de asfaltwegenbouwsector te professionaliseren. Het initiatief om ASPARi op te zetten kreeg extra stimulans als gevolg van de veranderende marktomstandigheden die de asfaltwegenbouw de afgelopen jaren heeft moeten doorstaan. Deze veranderingen leiden ertoe dat bedrijven meer (moeten) investeren in onderzoek en ontwikkeling om zich te kunnen onderscheiden in de markt. Deze ontwikkelingen dwingen bedrijven tot het professionaliseren van hun primaire processen de uitvoering. Ooms Avenhorn Groep bv (OAG) profileert zich als innovatief bedrijf dat het leveren van een goede kwaliteit in een hoog vaandel heeft staan en daarom heeft OAG zich aangesloten bij ASPARi, via haar dochteronderneming Ooms Construction bv. Een eerste stap die ASPARi heeft gezet op weg naar professionalisering is een continue monitoring van het primaire proces en de omstandigheden waaronder een project plaatsvindt met behulp van nieuwe meettechnologieën. Zo wordt bijvoorbeeld GPS-apparatuur gebruikt om de bewegingen op de bouwplaats in beeld te brengen, een linescanner (lasertechnologie) om de temperatuur achter de balk van de spreidmachine in kaart te krijgen en worden thermokoppels gebruikt om de temperatuur in de asfaltlaag te meten. De linescanner levert een continue temperatuurmeting van de oppervlaktetemperatuur op die realtime uitgelezen kan worden en verwerkt. In combinatie met de metingen met de thermokoppels maakt deze apparatuur het mogelijk om de afkoeling van de gehele laagdikte in de loop van de tijd in kaart te brengen. Met de GPS-apparatuur kunnen nauwkeurig de posities en bewegingen van asfaltspreidmachine(s) en de walsen worden gevolgd. Deze informatie (temperatuur en bewegingen) kunnen vervolgens worden gebruikt voor verdere analyse naar procesverbetering, met een terugkoppeling naar de asfaltploegen. Dit geheel, het meten, de analyse en de feedback, gaat volgens de zogenaamde 'Process Quality Improvement'-cyclus. Deze monitoring en cyclus op het gebied van temperatuur en materieelbewegingen zijn uitgevoerd op een project van Ooms Construction bv (OC). Het betrof een werk in Dirkshorn uitgevoerd op 5 november 2009, waarbij in totaal ongeveer 4500 m 2 rondom een loods van een wortelboer geasfalteerd moest worden. Het proefvak voor de metingen was achter de loods op een oppervlakte van 80 bij 20 m. Op de foto s in figuur 1a en 1b is respectievelijk de situatie vooraf en de situatie wanneer het asfalteren bijna klaar is te zien. Figuur 1a: Situatie vooraf Figuur 1b: Situatie achteraf Pagina 1 van 6

2 Het doel van de metingen in Dirkshorn was tweeërlei. Ten eerste om de metingen met betrekking tot de temperatuur en bewegingen toe te passen op een werk van OC en ten tweede om het effect van de verdichtingstemperatuur op de dichtheid en de mechanische eigenschappen te bepalen. Daarom zijn bij het proefvak drie stroken van 4,5 m breed met 8 cm dik STAB 0/16 mengsel, zonder PR (AC 16 base) aangebracht, die verdicht zijn bij verschillende temperaturen. Bij de eerste strook is begonnen met verdichten bij 130 C (gemiddelde temperatuur over de laagdikte), bij de tweede strook bij 110 C en de derde strook bij 90 C. Resultaten van de metingen Temperatuur De oppervlaktetemperatuur direct achter de balk van de spreidmachine is gemeten met een linescanner (zie figuur 2). Het resultaat hiervan is een overzicht van de oppervlaktetemperatuur over de gehele lengte van de verschillende werkvakken in de vorm van thermografiebeelden (zie figuur 3). Daarnaast zijn over elke 10 strekkende meter een drietal temperatuurmetingen uitgevoerd met een digitale thermometer om inzicht te krijgen in de gemiddelde temperatuur van het asfalt. In het midden van de strook is de afkoeling van de gehele laagdikte gemeten door thermokoppels in de onderkant van de asfaltlaag en in het midden van de asfaltlaag. De oppervlaktetemperatuur in het midden van de strook is gemeten met behulp van een warmtebeeldcamera. Figuur 2: Linescanner Figuur 3: Thermografiebeelden van de linescanner Bij deze metingen zijn een aantal aspecten opgevallen. Ten eerste is opgevallen dat de eerste paar vrachten vrij koud waren, ongeveer 135 C, terwijl de andere vrachten rond de C waren. De meest logische verklaring hiervoor is dat de onderdelen bij de asfaltmolen nog koud waren bij de productie. Verder zijn de plaatsen waar de spreidmachine moet wachten op asfalt, stopplaatsen, duidelijk zichtbaar in de thermografiebeelden. Ter plaatse van de stopplaats koelt het asfalt over de gehele breedte van de spreidmachine af tot ongeveer 135 C. Uit de metingen met de thermokoppels blijkt logischerwijs dat het midden van de laagdikte het warmst is, de oppervlaktetemperatuur het koudst is en de temperatuur van de onderkant van de asfaltlaag daar tussenin ligt. Tijdens de regenbuien die er die dag geregeld vielen, valt op dat de oppervlaktetemperatuur heel sterk afkoelt, terwijl het midden van de laagdikte nog vrij warm blijft. Dit betekent dat er een soort korst op de asfaltlaag ontstaat, waarbij de oppervlaktelaag relatief koud en stijf is, terwijl het midden van de asfaltlaag nog warm en kneedbaar is. Dit zijn een drietal aspecten (de eerste vrachten, stopplaatsen en afkoeling over de laagdikte) die met behulp van de meetinstrumenten snel(ler) inzichtelijk gemaakt kunnen worden. Met uitzondering van de genoemde aspecten is verder wel geconcludeerd dat, over het gehele project bezien, de temperatuur van het asfaltmengsel redelijk homogeen was. Pagina 2 van 6

3 Materieelbewegingen Voor het verdichten van het asfalt bij de praktijkmeting in Dirkshorn is een combiwals (rubberbanden aan de voorkant en een statische stalen walsrol aan de achterkant) en een kleine tandemwals gebruikt. Op deze walsen en de spreidmachine is GPS-apparatuur geïnstalleerd (zie figuur 4). Figuur 4: GPS-apparatuur op de kleine tandemwals Op basis hiervan zijn alle bewegingen geregistreerd, omgezet in een filmpje, zodat per locatie de walsintensiteit kan worden bepaald (zie figuur 5). Figuur 5: Screenshot film van bewegingen spreidmachine, combiwals en kleine tandemwals Uit analyse van deze gegevens is de taakverdeling duidelijk zichtbaar geworden; de combiwals voert de bulkverdichting uit en de kleine tandemwals walst de naden en tussen de kolken. Verder is geconcludeerd dat er redelijk consistent is gewalst, de walsen zijn overal geweest. Wel is te zien dat de combiwals in het midden van de strook meer heeft gewalst dan aan de zijkanten van de strook. Bij de kleine tandemwals valt op dat het begin van de eerste strook vaker gewalst is dan de overige stroken. Mechanische eigenschappen Vervolgens zijn er 42 kernen geboord verdeeld over de drie asfaltstroken, waarvan de dichtheid en de mechanische eigenschappen in het laboratorium zijn bepaald. Uit analyse van deze gegevens is geconcludeerd dat wanneer begonnen wordt met verdichten bij een lagere verdichtingstemperatuur, het moeilijker wordt om de streefdichtheid te behalen. Desalniettemin is het in de praktijk nog steeds mogelijk is om de streefdichtheid te behalen wanneer begonnen wordt met verdichten bij een temperatuur van 90 C (gemiddelde temperatuur over de laagdikte). Vervolgens is de mechanische Pagina 3 van 6

4 kwaliteit van de proefstukken bepaald in het laboratorium. Hierbij is te zien dat de proefstukken waarbij begonnen is met een temperatuur van 90 C, ongeacht dat de streefdichtheid toch behaald is, meer dan 50% meer scheursnelheid vertonen dan de proefstukken waarbij begonnen is met verdichten bij een optimale temperatuur van 130 C. Dit betekent dus dat ongeacht of een bepaalde streefdichtheid behaald kan worden, de mechanische kwaliteit kan variëren afhankelijk van de temperatuur waarop het asfaltmengsel verdicht wordt. Sturen op alleen dichtheid is dan dus niet voldoende, maar er zal ook gestuurd moeten worden op temperatuur. Het is dus van belang om deze temperatuur tijdens het proces te monitoren en expliciet vast te leggen. De feedbacksessie De feedbacksessie vond plaats op 9 maart Het doel van de feedbacksessie is het verkrijgen van inzicht in het verwerkingsproces, het vastleggen van het vakmanschap van de asfaltploeg en het zoeken naar mogelijkheden voor verbetering. Eerst geeft Arian de Bondt, technische directeur van Ooms Avenhorn Groep, een korte toelichting waarom Ooms bij APSARi aangesloten is en waarom dit van belang is. Arian geeft aan dat de metingen op de weg steeds belangrijker worden, zeker in het kader van prestatiecontracten en de langere garantieperioden. Verder stipt Arian aan dat slimme producten bedacht kunnen worden achter een bureau, maar dat het van belang is om het product ook verwerkbaar en uitvoerbaar te maken en ook hierin kunnen de metingen een belangrijke rol spelen. Vervolgens geeft Seirgei Miller, promovendus aan de Universiteit in Enschede, een korte presentatie over ASPARi en de ervaringen tot nu toe met de metingen bij andere aannemers (figuur 6). Aansluitend geeft Frank Bijleveld, net afgestudeerd aan de Universiteit Twente en sinds kort in dienst bij Ooms Nederland holding bv als onderzoeker, een presentatie over de metingen bij het specifieke project in Dirkshorn en de aspecten die zijn opgevallen aan de hand van deze metingen. Na deze presentaties is er een feedbacksessie geweest met de asfaltploeg, asfaltuitvoerders en asfalttechnologen (zie figuur 7). Achtereenvolgens worden de belangrijkste punten die hier naar voren zijn gekomen beschreven. Figuur 7: Sfeerbeeld van de feedbacksessie Figuur 6: Analyse en feedback Universiteit Twente Pagina 4 van 6

5 Temperatuur Ten eerste is het aspect betreffende de eerste vrachten, die relatief koud waren, besproken. Dit is inmiddels een algemeen onderkend probleem. Een eerste stap hierin is gemaakt door in de protocollen op te nemen dat de eerste vracht niet als eerst verwerkt moet worden. Een volgende stap hierin is het voorkomen van relatief koude vrachten. Een mogelijkheid zou kunnen zijn om de asfaltinstallatie op te warmen met alleen aggregaat, maar een probleem waarop gelet moet worden is het ontstaan van veel stof. Op de vraag of een vrachtwagen wel eens teruggestuurd is, omdat deze te koud asfalt had wordt een volmondig nee geantwoord, met de logische (doch qua consequentie onlogische) verklaring Dat kost geld. Het volgende besproken probleem is het ontstaan van stopplaatsen en ook dit is een bekend probleem. Grotendeels is dit een logistiek probleem en omdat OC met name in de Randstad werkt, zijn files een grote onzekere factor in de logistiek. De grootste problemen ontstaan dan in de ochtenden avondspits, waarmee ontwerpers rekening zouden moeten houden. Aangegeven wordt dat communicatie tussen de spreidmachine en de vrachtwagens belangrijk is. Als een vrachtwagen bijvoorbeeld in de file staat, zal dit gecommuniceerd moeten worden naar de asfaltspreidmachine die het tempo mogelijk aan kan passen om stopplaatsen te voorkomen. Als laatste is de spreiding van de temperatuur over de laagdikte (hoogte) besproken. Dit is veelal een nog niet onderkend probleem. De vakmensen zijn op de hoogte dat door regen en wind de oppervlaktetemperatuur snel sterk kan afnemen, maar het effect hiervan, en met name hoe hiermee omgegaan moet worden, is vooralsnog grotendeels onduidelijk. Dit lijkt een probleem waar de Universiteit Twente verder onderzoek naar kan doen. Materieelbewegingen Voor wat betreft de bewegingen op de bouwplaats wordt zeer positief gereageerd. Het is voor de walsmachinisten prettig om te zien waar en hoe vaak men ergens geweest is. Daarnaast kunnen walspatronen duidelijk worden weergegeven. Idealiter zouden de vakmensen het aantal walsovergangen, de asfalttemperatuur en de dichtheid op elk tijdstip voor elke locatie in de cabine instantaan willen zien. Materieelleveranciers hebben een poging gedaan om dit te ontwikkelen, maar deze zijn veelal niet nauwkeurig genoeg en zeer arbeidsintensief, en dus gebruiksonvriendelijk. Hierin ligt ook een taak voor de Universiteit Twente om in combinatie met materieelleveranciers de juiste technologie te ontwikkelen. Een eerste belangrijke stap naar deze ideale situatie zou zijn om het aantal walsovergangen realtime in de wals af te kunnen lezen. Kwaliteit Een belangrijk aspect dat naar voren werd gebracht is het meten van de voorverdichting door de asfaltspreidmachine. In dit project is dat niet gedaan, maar is begonnen met het meten van de dichtheid na de eerste walsovergang. Dit is voor de vakmensen zeker wel van belang, omdat met de eerste walsovergang al de meeste dichtheidsprogressie is bereikt. Ontwikkelingen in de wegenbouwsector Na het bespreken van de meetresultaten van het project Dirkshorn is de discussie wat breder getrokken tot algemene ontwikkelingen in de wegenbouw. De vakmensen geven aan dat de al ontwikkelde technologische hulpmiddelen of te onnauwkeurig zijn of niet gebruiksvriendelijk zijn in de zin van ofwel arbeidsintensiteit ofwel te moeilijke techniek. Er wordt aangegeven dat de asfaltindustrie een relatief kleine markt is en dat de ontwikkelingen vaak niet voor asfalt ontworpen zijn. Dichtheidsmetingen worden bijvoorbeeld van zandmetingen overgenomen, die door middel van vibraties de dichtheid meten, terwijl deze toepassing niet voor asfalt toepasbaar is. Daarnaast wordt aangegeven dat asfalt een complex materiaal is, waarbij de stijfheid, de dichtheid, de temperatuur allemaal een belangrijke rol spelen en in de loop van de tijd veranderen. Technologieën zullen dus ook aan moeten sluiten bij het complexe gedrag van asfalt(mengsels). Pagina 5 van 6

6 Op de vraag als er een nieuwe meting plaats zou vinden de vakmensen weer mee zouden willen werken, wordt instemmend geknikt. Wel wordt voorgesteld om de meting dan op een lange, rechte weg uit te voeren, zodat langere slagen met de walsen gemaakt kunnen worden. Daarnaast wordt er aangegeven dat er steeds minder tijd beschikbaar is om het werk uit te voeren, omdat de weg niet langer afgesloten mag zijn. Daardoor komen de lijnentrekkers vaak al snel achter de walsen aan, waardoor het moeilijk is om het gehele werk af te walsen. Dit betekent dat er soms meer focus ligt op het behalen van kwantiteit in plaats van op kwaliteit, omdat de boetes voor het langer afsluiten van de weg erg hoog zijn. De vakmensen geven verder aan dat het compleet afsluiten van een wegvak veelal een betere kwaliteit oplevert dan het gedeeltelijk afsluiten van een wegvak, hetgeen volgens de vakmensen meer in de beslissing meegenomen zou moeten worden om een weg geheel of gedeeltelijk af te sluiten. Ook wordt aangegeven dat de asfaltploegen steeds vaker s nachts moeten werken. Dit is voor het sociale leven van de vakmensen niet altijd even fijn en sommigen voelen zich soms net een vleermuis op het op de kop hangen na. Last, but not least wordt nog een voorstel gedaan om onderzoek te doen naar de langsnaden bij onderhoud. Hierbij wordt aangegeven dat de bestaande deklaag bijna altijd beschadigd wordt bij onderhoud. Er zou onderzoek gedaan moeten worden naar mogelijkheden om onderhoud te plegen zonder de bestaande wegverharding te beschadigen. Resumé; Een geslaagde meeting waar genoeg ideeën naar voren zijn gekomen voor verder onderzoek c.q. vooruitgang en verbetering. Voor meer informatie: Afstudeerrapport F.R. (Frank) Bijleveld (Te downloaden op Pagina 6 van 6