Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag Door: N.C. Smits Juni 2009

Transcriptie

1 "!# #$ %&

2 Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag ')(+*,&-.0/2143"56 3EDGFIHHJ7LKMF BJNPO : B 77 B DQ89F BN F BJN 1RJ7S137 B 6TF N 7U6 5 BB 7 N 7VKI5F 6T8)7S6 5W?7)8)7 B 6 7G:14/M:?KM3&6 7VHTK2:: NX YZZ[]\4^V_` ( ab, ` cud$ecdgfih F 3&1 f 3"5j6i7 B 3 B 5 h h 7)8Uk lmnpon qprh :=FIKs B W1 h F 3&1t N h :=FuK d W> h viw -+,+(x?( yz {G A e F O FE7VKE7}7SW~ B FE7VH {G> N 7S14W4~>?>Ki c {U> K K2: B 6.jK H h ::=8 7)8 N 7)8 Dƒ7 N l 0on omˆ c.k H h ::=8 7 N 7LK7VFM6 7)8s=F BN d dg 5FI<7)8;1 qprh :=FIKs?RJ7)893 d H5ŠF <7)8;1tˆF B ~>KIK2: B 6 d B K 0Œ \ * xj,, `4Ž,Lx ` ( a Œ A > h 1 c 7S6 7)8K2: B 6 {U>K26 F BJN f W4~J:=8 DQ> 5j6 7Q 0o4 k q. f W~J:=8 DP> 5j6 7 7 N 7LK7VFM6 7)8;1s6T8 d F 8 d. d 6 7G > B 6T39 F 8 dgecd Jd K 5 N qprh :=FIKs:6 7VRi> B 6T3&t >?> h 1 d B K" =H<TKI5 N t >?> h 1 d B K Q = y w - ZZ * \,+y x Z *" [ 7S1437)8K2: B 6 kš 5 B Fil T Het College van Bestuur van de Hogeschool INHolland aanvaardt geen enkele aansprakelijkheid voor schade voortvloeiend uit het gebruik van enig gegeven, hulpmiddel, werkwijze of procedé in dit rapport beschreven

3 Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag I - Inhoudsopgave Hoofdstuk: I Inhoudsopgave II Samenvatting III Voorwoord IV Gedachtenstroom V Inleiding 1. Asfalt 1.1 Introductie 1.2 De deklaag 1.3 Samenstellingen van deklagen 2. Asfaltverbetering 2.1 Glasvezelwapening 2.2 Polymeer gemodificeerde bitumen Eigenschappen Sealoflex bitumen 3. Marktonderzoek 3.1 Ervaringen gevraagde partijen 3.2 Conclusie marktonderzoek 4. Laboratoriumonderzoek 4.1 De Cantabrotest 4.2 De Splijtproef 4.3 Rotating Surface Abrasion Test (RSAT) 4.4 Proefstukbereiding Cantabrotest en Splijtproef 4.5 Proefstukbereiding RSAT proefplaten 4.6 Controle 4.7 Resultaten Cantabrotest Splijtproef RSAT 4.8 Discussie 5. Conclusie en aanbeveling 6. Bronvermelding Pagina: Bijlage: Omschrijving: Foto s Zeer Stil Asfalt op de N382 t.h.v. Coevorden Foto s Microflex op de N317 t.h.v. Doesburg Foto s Zeer Stil Asfalt op de N348 t.h.v. Gorssel Invultabellen voor de proefstukken van de Cantabrotest en Splijtproef Splijtgrafieken Marshall-pers Resultaten RSAT proef - 3 -

4 Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag Afbeeldingen, tabellen en grafieken Afbeelding t/m t/m Omschrijving De opbouw van een asfaltweg SMA DAB Rafeling op de N317 in Doesburg. Mengsel: PMB Microflex Microville Deciville Rotatieviscositeitsmeter Ring en kogel opstelling Ring en kogel opstelling Bepalen van het breekpunt van Fraaß Het meten van de penetratiewaarde Cantabrotest Splijtproef Schematisch weergave RSAT opstelling Proefstukbereiding splijtproef en Cantabrotest Proefstukbereiding RSAT platen Pyknometer Vervormingen asfaltplaat na RSAT proef Plaat in RSAT opstelling Pagina t/m & Tabel Omschrijving Bitumeneigenschappen Aantal proefstukken per mengsel / bitumen Planning conditioneringscyclus Planning bereiden RSAT platen Resultaten Cantabrotest Resultaten Cantabrotest Resultaten Splijtproef Resultaten Splijtproef RSAT Resultaten SMA 0/6 met bitumen RSAT Resultaten Deciville met SFB 5-90 (HS) bitumen Pagina & Grafiek Omschrijving Gradering van asfaltmengsels Viscositeiten Referentie Schadelijnen Massaverlies in procenten na Cantabrotest Scheurtaaiheid / massaverlies Pagina

5 Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag II - Samenvatting Door het toenemende aantal gemotoriseerde verkeersdeelnemers in dichtbevolkt Nederland, neemt daarmee evenredig het veel besproken verkeerslawaai toe. Bij snelheden boven de 50 kilometer per uur is vooral bandengeluid het grootste probleem. Vanaf 2002 tot en met 2007 is het Innovatieprogramma Geluid (IPG) in opdracht van Rijkswaterstaat bezig geweest om samen met opdrachtgevers en opdrachtnemers te zoeken naar oplossingen hiertegen. Wringing is hierbij niet aan bod gekomen. Bandengeluid ontstaat doordat lucht wordt opgesloten tussen de autoband en het asfalt. Deze lucht wordt samengeperst en wanneer de auto verder rijdt, ontsnapt deze lucht met geluid als gevolg. Om dit te voorkomen zijn er open mengsels op de markt gekomen. Deze open mengsels voorkomen dat de lucht wordt opgesloten en daarmee ook de krachtige ontsnapping van de lucht. Deciville, Microville en Microville op ZOAB zijn ook van die open mengsels. Deciville valt in de categorie semi-open (ongeveer 10-12% holle ruimte) en Microville in de categorie zeer open (>20% holle ruimte). De holle ruimtes in asfalt benadelen de samenhang van het asfalt. Een gevuld mengsel (een mengsel waarbij alle holle ruimtes zijn gevuld met zand, vulstof en bitumen) kan de krachten op en in het asfalt verdelen over het volledige asfaltpakket. Een open mengsel kan dit door de holle ruimtes niet. Dit betekent dat het steenslag in een asfaltmengsel slechts op een paar punten door bitumen wordt vastgehouden. Omdat bitumen na een paar jaar veroudert en bros wordt, worden deze verbindingen zwakker en kan wringend verkeer de steentjes uit het wegdek wringen. De schade die hierdoor optreedt heet rafeling. Om deze reden wordt er vooralsnog nooit gekozen voor open deklagen op kruispunten of andere locaties waar veel wringend verkeer aanwezig is. Op deze locaties wordt bijna altijd teruggegrepen naar het meer gevulde mengsel Steenmastiekasfalt (SMA). Door onder andere de geringere holle ruimte heeft het aggregaat rondom genoeg steun om in dit mengsel aanwezig te blijven en treedt rafeling bijna niet op. De weinige holle ruimtes hebben, zoals eerder uitgelegd, wel weer meer verkeersgeluid tot gevolg, ondanks de gewijzigde gradering. Omdat SMA een bewezen product is voor op kruispunten, wordt in dit rapport onderzoek gedaan naar een open mengsel met dezelfde mechanische eigenschappen als SMA. Vooronderzoek liet al snel blijken dat Microville een te open structuur had om dit te kunnen realiseren, maar met Deciville zijn goede resultaten geboekt door zeer zware bitumenmodificatie. Er is ook nog onderzocht om het asfalt met glasvezel te modificeren, maar de positieve invloed hiervan was zo gering dat dit niet opwoog tegen de slechtere verwerkbaarheid die het als gevolg had. Het vooronderzoek is gedaan door diverse asfaltmengsels met verschillende bitumen uitgebreid te conditioneren en te testen met de splijtproef en de Cantabrotest. Naar aanleiding van deze resultaten is gekozen om de gemodificeerde Deciville met Sealoflex SFB5-90 (HS) bitumen verder te beproeven door middel van de Rotating Surface Abrasion Test (RSAT), welke is ontwikkeld door ingenieursbureau Breijn. In deze proef wordt gedurende 24 uur wringing uitgeoefend op een verse plaat asfalt. Hieruit is gebleken dat door het toepassen van hoogwaardig gemodificeerde bitumen, een asfaltmengsel zo sterk kan worden dat deze goed bestand tegen wringing wordt

6 III - Voorwoord Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag Langs deze weg wil ik Ooms Nederland Holding BV bedanken voor de kansen die ik heb gekregen om dit onderzoek uit te voeren. In het bijzonder wil ik mijn afstudeerbegeleiders en de medewerkers binnen de afdeling Research & Developement bedanken voor de hulp die zij mij zowel bij diverse proeven als bij theoretische onderdelen hebben gegeven. Daarnaast wil ik alle geïnterviewden bedanken voor hun tijd en de moeite om mijn vragen te beantwoorden, zodat ik een breed marktonderzoek heb kunnen uitvoeren. Als laatste wil ik de heer Kenter van het bedrijf Profiltra bedanken voor het leveren van glasvezels

7 Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag IV Gedachtenstroom Tijdens het afstudeerproject zijn verschillende fases van een onderzoek doorlopen. Elke fase heeft geleid tot keuzes die van invloed zijn op de daaropvolgende fasen. In onderstaande figuur is te zien hoe de gedachtenstroom zich gedurende dit onderzoek heeft gevormd

8 V - Inleiding Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag Verkeersgeluid is een maatschappelijk probleem in Nederland en Europa. Als gevolg van verkeerslawaai hebben miljoenen mensen last van een slechte nachtrust, wat jaarlijks voor doden in Europa zorgt. Ongeveer anderen krijgen last van hartproblemen en overige aandoeningen [ 1 ]. Om dit te beperken wordt er al jaren onderzoek gedaan naar stiller asfalt. Dit omdat is gebleken dat bij snelheden boven de 50 kilometer per uur vooral bandengeluid het grootste probleem is. In Nederland is er voor dit probleem de werkgroep Innovatieprogramma Geluid (IPG) opgericht, in opdracht van Rijkswaterstaat en het ministerie van VROM. Het IPG heeft zich in de periode samen met opdrachtgevers en opdrachtnemers bezig gehouden met het onderzoek naar stille asfaltdeklagen, om zo het lawaai als gevolg van bandengeluid te kunnen beperken [ 2 ]. Bandengeluid ontstaat voornamelijk door het explosief ontsnappen van samengeperste lucht. Dit ontstaat wanneer een band rolt over een dichte deklaag, doordat lucht tussen de band en het asfalt opgesloten raakt. Wanneer de band verder rolt ontsnapt deze lucht weer. Als dit snel genoeg gebeurt (snelheid boven 50 km/u ) heeft dit zoveel geluid tot gevolg dat dit het motorgeluid overstemt. Een mogelijkheid om het geluid als gevolg van deze krachtige ontsnapping van lucht te reduceren, is om het voor lucht onmogelijk maken samen te persen. Dit kan worden gedaan door een open asfaltdeklaag toe te passen. De poriën van deze deklaag staan met elkaar in verbinding, waardoor lucht langs alle kanten door het asfalt weg kan. Voor op doorgaande wegen zijn al talrijke dunne geluidreducerende deklagen (DGD) met deze open structuur ontworpen. Maar: ter plaatse van kruispunten en overige plaatsen waar wringend verkeer voorkomt, wordt vaak weer teruggegrepen naar het veel lawaaierige Steenmastiekasfalt (SMA). De open mengsels zijn namelijk niet of slecht bestand tegen wringing. Als gevolg hiervan gaan deze mengsels vaak rafelen, een schadebeeld waarbij de bovenste steentjes uit het wegdek worden losgelaten of weggereden. Dit zorgt weer voor onvlakheid op megatextuur (5 tot 50 cm), wat voor trillingen in de band zorgt. Dit heeft eveneens veel bandengeluid als gevolg [ 3 ]. Omdat Ooms Nederland Holding BV een bedrijf is wat wereldwijd bekend staat om zijn innovaties, is het voor hen belangrijk om ook op dit gebied onderzoek te verrichten en - indien mogelijk - een dergelijk product op de markt te brengen. Als afstudeerproject dus een ideaal project voor afstudeerder en begeleidende firma. Binnen dit rapport zal - duidelijk worden gemaakt wat asfalt is en waar het uit bestaat - worden uitgelegd wat polymeer gemodificeerde bitumen zijn - inzicht worden gegeven in de markt voor een wringingsbestendige DGD - een aantal bestaande DGD s met elkaar worden vergeleken - worden gekeken naar het huidige vermogen van DGD s om wringing op te nemen - glasvezelmodificatie in een DGD worden getest - bitumenmodificatie in een DGD worden getest - het complete proeftraject worden beschreven waaruit een (mogelijke) wringingsbestendige DGD daadwerkelijk is ontstaan - 8 -

9 1. Asfalt 1.1 Introductie Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag Wat is asfalt? Wanneer je die vraag stelt aan willekeurige voorbijgangers op straat, volgt vaak het antwoord Dat zwarte waar wegen van gemaakt worden. Bijna iedereen maakt dagelijks gebruik van asfaltwegen, maar er zijn maar weinig mensen die precies weten wat het is. Zelfs wanneer men dit zou opzoeken in de dikke Van Dale, zouden ze niet verder komen dan het volgende: As falt het; o 1 zwartbruin materiaal voor wegverharding. Omdat er in dit rapport wordt gewerkt aan de verbetering van asfalt, is het belangrijk te weten wat asfalt nu precies is, waar het van gemaakt wordt en wat de eigenschappen er van zijn. Asfaltbeton is een product wat gemaakt is uit mineraal aggregaat, vulstof en bitumen. Oftewel: Zand en stenen, heel fijn materiaal (bijvoorbeeld restmateriaal van een vuilverbranding of kalksteenmeel) en een bindmiddel. Door deze 3 ingrediënten in de juiste verhouding met elkaar te mengen, krijg je asfalt met bepaalde eigenschappen. Deze verhoudingen zijn echter nogal precies: Iets meer bitumen betekent een sterkere binding tussen de steentjes, maar tegelijkertijd een lagere weerstand tot samendrukking, aangezien de druksterkte van bitumen een stuk lager is dan die van steenslag. Dit kan vervolgens weer spoorvorming tot gevolg hebben. Dit mikt allemaal vrij nauwkeurig. Daarnaast is het belangrijk dat de rijbaan stroef is. Een auto die hard moet remmen, wil ook voldoende stroefheid hebben om daadwerkelijk te kunnen remmen. Dit heeft als gevolg dat lang niet alle soorten asfalt geschikt zijn om direct overheen te rijden. Een dergelijk asfaltmengsel is vaak wel weer een stuk goedkoper dan een stroeve deklaag. Al met al is het nogal een heel traject om het juiste asfalt voor een weg te kiezen. Om genoeg sterkte te krijgen bestaat een asfaltweg ook altijd uit een stevige fundering en meerdere lagen asfalt. In de afbeelding hieronder is de opbouw van een asfaltweg schematisch weergegeven. Afbeelding 1.1 De opbouw van een asfaltweg Aan elke asfaltlaag worden andere eisen gesteld. Bij de tussen- en onderlaag wordt er vooral gelet op de sterkte en de weerstand tegen scheuren, terwijl er bij de deklaag wordt gelet op splash-and-spray, geluidreductie, stroefheid en weerstand tegen rafeling. Binnen dit rapport wordt er vooral aandacht besteed aan de deklaag

10 1.2 De deklaag Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag Op de Nederlandse wegen worden op dit moment nog ongeveer 5 verschillende deklagen toegepast: - Dicht asfaltbeton (DAB) - Zeer open asfaltbeton (ZOAB) - Steenmastiekasfalt met steengroottes tussen 0 en 6 mm (SMA 0/6) - Steenmastiekasfalt met steengroottes tussen 0 en 11 mm (SMA 0/11) - Diverse soorten dunne geluidreducerende deklagen (DGD s) Omdat geluidreductie een steeds belangrijker aspect wordt bij de aanleg van nieuwe- en onderhoud van bestaande wegen, zijn ZOAB en de DGD s op dit moment de meest populaire deklagen. DAB is vroeger erg veel toegepast, maar is door de dichte structuur niet geluidreducerend, geeft een hoop splash-and-spray en is gevoelig voor spoorvorming. Voordelen DAB: Lange levensduur (>15 jaar) Gaat niet rafelen Nadelen DAB: Veel splash-and-spray Veel bandengeluid Gevoelig voor spoorvorming Om het verkeerslawaai t.o.v. DAB te verminderen is in de jaren 80 van de 20 ste eeuw ZOAB ontwikkeld. Door de open textuur van deze deklaag kan lucht niet worden samengeperst. Voordelen ZOAB: Weinig splash-and-spray Geluidreducerend Goed bestand tegen spoorvorming Nadelen ZOAB: Slibt dicht bij lagere snelheden (<80 km/u) Niet bestand tegen wringing Niet duurzaam (effectieve levensduur gemiddeld 7 jaar) Voor autowegen, 80-km wegen en wegen binnen de bebouwde kom is er eveneens gezocht naar een vervanger van DAB. Hiervoor is in de jaren 90 het Steenmastiekasfalt (SMA) op de markt gekomen. SMA is een goed gevuld mengsel (alle poriën zijn gevuld met steentjes en mastiek) met een steenskelet. DAB daarentegen is een overvuld mengsel, wat inhoudt dat alle stenen als het ware drijven in het bitumen. In de afbeeldingen rechts is goed het verschil te zien. Het bovenste plaatje is een SMA mengsel, het onderste een DAB. Het voordeel van een steenskelet is de hoge weerstand tegen vervorming: spoorvorming kan niet of nauwelijks optreden. Afbeelding SMA Afbeelding DAB Omdat SMA een vrij dicht mengsel is kan het nog steeds goed tangentiële krachten (wringing) opnemen, zonder dat het asfalt gaat rafelen. Belangrijk daarbij is wel dat de mengverhouding precies goed is: een half procent teveel bitumen kan het mengsel overvuld maken, waardoor er weer spoorvorming kan optreden. SMA wordt gemaakt in 2 varianten: 0/6 en 0/11 (steengroottes van 0-6 mm en 0-11 mm). SMA 0/6 is door de fijne macrotextuur (0,5 5 cm) 1 db(a) geluidreducerend bij 50 km/u ten opzichte van DAB. SMA 0/11 is niet geluidreducerend t.o.v. DAB. Voordelen SMA: Erg duurzaam (levensduur >15 jaar) Minder splash-and-spray dan bij DAB Goed bestand tegen spoorvorming en wringing Nadelen SMA: Lastig te maken (niet tolerant bij grondstofvariaties) Nauwelijks / niet geluidreducerend

11 Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag SMA 0/6 geeft al minder splash-and-spray overlast en is beter bestand tegen spoorvorming dan een DAB, maar is nog steeds nauwelijks geluidreducerend. Om die reden zijn de dunne geluidreducerende deklagen (DGD) ontwikkeld. De DGD s geven weinig splash-and-spray overlast, zijn goed bestand tegen spoorvorming en zijn ook nog geluidreducerend. Om deze reden worden DGD s bijvoorbeeld in de provincies Drenthe, Gelderland en Noord-Holland als voornaamste deklaag toegepast. Dit is gebleken uit interviews met de wegbeheerders. Het grootste nadeel is dat deze deklagen niet toepasbaar zijn op kruispunten, af- en toeritten en andere wegvakken waar wringing voorkomt. Bij de huidige DGD s ontstaat er op deze locaties namelijk rafeling als gevolg van wringing, en dat meestal al binnen 2 à 3 jaar. Rafeling is het schadebeeld wat optreedt, wanneer de bovenste steentjes uit de deklaag uit het asfalt worden losgelaten. Op de afbeelding hiernaast is een goed voorbeeld van rafeling te zien. Vooral linksonder op de afbeelding zijn grote gaten in de deklaag te zien. Afbeelding 1.4 Rafeling op de N317 in Doesburg. Mengsel: PMB Microflex. (Type PMB onbekend) Voordelen DGD: Tot 4 db(a) geluidreducerend bij 70 km/u Weinig splash-and-spray Toepasbaar binnen en buiten bebouwde kom Snel aan te brengen Nadelen DGD: Niet bestand tegen wringing 1.3 Samenstelling van deklagen Om een dunne geluidreducerende deklaag net zo duurzaam te maken als een Steenmastiekasfalt, zal er moeten worden gekeken naar de mengselverschillen. De verdeling van het steenslag in deze 2 mengsels loopt nogal uiteen. Omdat SMA een goed gevuld mengsel is (een mengsel waarbij alle poriën zijn gevuld met bitumen, maar de mineralen nog wel met elkaar in verbinding staan) is het percentage steenslag met een nominale diameter groter dan 2 millimeter een stuk lager. Deciville, een door Ooms Nederland Holding BV ontwikkelde DGD bevat bijvoorbeeld 13% meer steentjes groter dan 2 mm dan SMA 0/6. Dit is uiteraard ook nodig om de holle ruimtes te kunnen creëren welke weer voor de geluidreductie zorgen. De geluidreductie van Deciville bedraagt 3 tot 4 db(a) ten opzichte van DAB, bij een snelheid van 70 km/u [ 4 ]. Verder is het bitumengehalte verschillend. Aan Deciville wordt namelijk 7,0% bitumen toegevoegd, terwijl dit percentage in SMA 0/6 7,8% is. Een verschil van 0,8% bitumen lijkt maar weinig, maar uit ervaring blijkt dat dit percentage uiterst nauwkeurig gekozen moet worden. Een klein beetje meer bitumen kan bijvoorbeeld als gevolg hebben dat de steentjes zweven tussen het bitumen, wat kan resulteren in een mengsel dat gevoelig is voor spoorvorming. Het steenskelet wordt hierdoor namelijk tenietgedaan

12 Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag Waarom kan het bitumenpercentage in SMA dan wel 7,8% zijn? Door het verschil in de verdeling van steenslag, worden heel veel ruimtes tussen de grotere steentjes in een SMA mengsel opgevuld met het kleinere mineraal. Daarnaast is het specifieke steenoppervlak van SMA 0/6 groter dan dat van Deciville. Het specifiek oppervlak is de totale oppervlakte van alle steentjes bij elkaar. Hoe kleiner de steentjes, hoe groter het specifiek oppervlak. En hoe groter het specifiek oppervlak, hoe meer bitumen aan het mengsel kan worden toegevoegd, zonder dat het afdruipt omdat het bitumenlaag om 1 steentje individueel te dik wordt. Gradering (percentages m/m 'door' zeef) Massaprocent DAB 0/16 DAB 0/8 SMA 0/6 Deciville , ,2 8 5,6 2 0,063 Zeefmaat in mm Grafiek 1 Gradering van asfaltmengsels In grafiek 1 is het verschil in gradatie tussen verschillende asfaltmengsels weergegeven. Hierop is goed te zien dat er circa 12% verschil tussen SMA 0/6 en Deciville zit in het massapercentage van de steentjes die door de 2 mm zeef vallen. Dit betekent dus dat SMA veel meer steentjes heeft die kleiner zijn dan 2 mm. Naast Deciville is er nog een tweede mengsel wat onderzocht zal worden op wringingsbestendigheid: Microville. Microville is een zeer open dunne geluidreducerende deklaag, met ongeveer 20% holle ruimtes. Microville heeft daarom bij 70 km/u een geluidreductie ten opzichte van DAB van 4 tot 5 db(a). Uit onderzoek zal moeten blijken of het mogelijk is om de bovenste steentjes uit een dunne geluidreducerende deklaag net zo vast in het mengsel te krijgen als de bovenste steentjes van een SMA 0/6 deklaag. Om dit te realiseren is er gekeken naar de toepassing van glasvezel, gemengd door het bitumen en het gebruik van speciaal hoogwaardig gemodificeerde bitumen. Afbeelding 1.5 Deciville (boven) en afbeelding 1.6 Microville (onder)

13 Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag 2. Asfaltverbetering 2.1 Glasvezelwapening Glas- en koolstofvezel wordt steeds vaker gebruikt als wapeningsmateriaal in verschillende bouwstoffen. Na het zoeken naar voorbeelden waarbij deze vezels zijn toegepast in asfalt, kon de conclusie worden getrokken dat dit bijna niet gedaan wordt. Koolstof heeft als nadeel dat het elektriciteit geleidt, waardoor het asfalt statisch kan worden. Om die reden is hier vrijwel direct van afgezien. Glasvezel daarentegen heeft deze eigenschap niet, maar kan wel een hoge treksterkte opnemen. Het idee achter de toevoeging van glasvezel was dat dit een netwerk gaat vormen tussen de steentjes van het asfaltmengsel. Op deze manier kunnen de steentjes beter worden vastgehouden en kan rafeling voor een groot deel worden beperkt. Er is contact opgenomen met het bedrijf Profiltra, welke is gespecialiseerd in asfaltadditieven. In het verleden hebben zij al geëxperimenteerd met losse glasvezels in asfalt, maar ondanks dat de resultaten van die proeven goed waren, is er later niets meer mee gedaan. 2.2 Polymeer gemodificeerde bitumen Naast de toepassing van vezelwapening in het asfalt, is er ook gekeken naar het effect van polymeer gemodificeerde bitumen in een mengsel. Polymeer gemodificeerde bitumen zijn bitumen die door de toevoeging van polymeren andere eigenschappen gaan vertonen. De weerstand tegen vervorming, scheurvorming en veroudering veranderen, en de levensduur van het asfalt neemt toe. Binnen Ooms wordt er veel geëxperimenteerd met Sealoflex bitumen. Sealoflex is de merknaam van polymeer gemodificeerde bitumen, ontwikkeld door Ooms Nederland Holding BV en wordt wereldwijd toegepast in asfaltmengsels [ 5 ]. Sealoflex wordt gemaakt door aan standaardbitumen een SBS polymeer toe te voegen. SBS wordt gemaakt door polybutadieen (synthetisch rubber) en polystyreen (plastic) op te lossen en chemisch met elkaar te binden. De toevoeging van dit SBS polymeer aan standaardbitumen, zorgt voor een verhoging van de viscositeit, het verwekingspunt en de elastische terugvering. Deze 3 punten bij elkaar zorgen voor een langere levensduur van het bitumen en het asfalt. De verwerkbaarheid neemt wel af naarmate meer polymeer aan het bitumen wordt toegevoegd. Daarom zal moeten worden gezocht naar een bitumen met een polymeer waarbij de verwerkbaarheid zo goed mogelijk blijft [ 6 ]. De dunne geluidreducerende deklagen Deciville en Microville worden beiden standaard al gemaakt met Sealoflex bitumen. Aan deze bitumen wordt 3% polymeer (radiaal SBS) toegevoegd, wat het bitumen al aanzienlijk duurzamer maakt Eigenschappen Sealoflex bitumen Voor dit onderzoek is onderzocht wat voor invloed Sealoflex SFB 5-90 (HS) bitumen (de officiële naam) heeft op asfaltmengsels in vergelijking met standaard bitumen. Sealoflex SFB 5-90 (HS) is zwaarder gemodificeerd dan de SFB3-100 bitumen die normaal in Deciville en Microville wordt toegepast. De viscositeit van SFB 5-90 (HS) bitumen is zowel bij 135 C, als bij 185 C is circa 2 keer zo hoog als bij SFB bitumen. Ten opzichte van normale bitumen is de viscositeit van SFB5-90 (HS) bitumen ongeveer 3 tot 5 keer zo hoog. De viscositeit wordt bepaald Afbeelding Rotatieviscositeitsmeter

14 Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag met behulp van een rotatieviscositeitsmeter [ 7 ] (NEN-EN voor gewone bitumen, NEN-EN voor gemodificeerde bitumen). In grafiek 1 zijn de viscositeiten van SFB 5-90 (HS) bitumen en bitumen uitgezet tegen de temperatuur SFB 5-90 (HS) Schagen S ( ) bitumen Viscositeit [mpa.s] Temperatuur [ C] Grafiek 2 - Viscositeiten In deze grafiek is het verschil te zien in viscositeit tussen normale bitumen en het gemodificeerde Sealoflex SFB 5-90 (HS) bitumen. Ook valt hieruit op te maken dat de mengtemperatuur van het Sealoflex bitumen hoger ligt. Bij de gebruikelijke mengtemperatuur van 165 C voor gewone bitumen is de viscositeit nog te hoog. Het verwekingspunt (het punt waarop het bitumen week wordt), wordt gemeten met de Ring- en Kogelmethode (NEN-EN 1427) en ligt bij het SFB 5-90 (HS) bitumen gemiddeld graden hoger dan bij SFB bitumen. In vergelijking met bitumen scheelt dit 35 tot 45 graden. Dit zorgt dat een asfaltmengsel beter bestand is tegen hoge temperaturen (vervorming). Bij de ring en kogelmethode ligt een plaatje bitumen op een ring. Hierop wordt een kogel gelegd waarna de temperatuur geleidelijk wordt verhoogd. Zodra het bitumen 1 inch (2,54 cm) is gezakt is het verwekingspunt bereikt. Afbeelding 2.2 en 2.3 Ring en Kogel opstelling De derde belangrijke eigenschap van bitumen is het breekpunt van Fraaß. Het breekpunt van Fraaß is een maat voor de glasovergangstemperatuur van een bitumen. Hierbij wordt een standaardplaatje bitumen bij een temperatuurdaling van 1 C per minuut, elke minuut gebogen. De temperatuur waarbij het plaatje breekt, is het breekpunt van Fraaß. De specificaties van deze proef staan omschreven in NEN-EN

15 Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag Afbeelding 2.4 Bepalen van het breekpunt van Fraaß. Afbeelding 2.5 Het meten van de penetratiewaarde. Het breekpunt van Fraaß is voor SFB 5-90 (HS) nog niet bepaald en ligt bij gewone bitumen rond de -18 C. [ 8 ] Voor SFB bitumen ligt deze op -16 C. De vierde belangrijke eigenschap van bitumen is de penetratiewaarde. Deze waarde geeft een indicatie van de hardheid van bitumen. Heel harde bitumen kunnen bros zijn en slecht te verwerken. Dit gaat ten koste van de levensduur van het asfalt. De penetratiewaarde wordt bepaald door de indringing te meten die een naald, belast met 100g na 5 seconden heeft in een blokje bitumen met een temperatuur van 25 C. De penetratiewaarde wordt uitgedrukt in 0,1 mm. Voor bitumen zit deze penetratiewaarde tussen 7 en 10 millimeter (dat verklaart ook de naam van het bitumen). Bij SFB 5-90 (HS) is de penetratiewaarde ook tussen 70 en 100. SFB bitumen heeft een penetratiewaarde tussen de 90 en 120. Tabel 1 - Bitumeneigenschappen SFB SFB 5-90 (HS) Penetratiewaarde (mm x 0,1) Verwekingspunt ( C) Breekpunt van Fraaß ( C) Viscositeitsrange (mpa * s) bij 135 C en 185 C * * * Doordat SFB 5-90 (HS) een speciaal additief bevat om de verdichtbaarheid van het asfalt te verbeteren kan er, ondanks de hoge viscositeit, worden aangenomen dat er geen extra complicaties optreden bij de verwerking. Bij het maken van de proefstukken en platen in het lab is dit ook gebleken. Bij de verwerkbaarheid was er zelfs amper verschil te merken tussen het standaard bitumen en het SFB 5-90 (HS) bitumen

16 Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag 3. Marktonderzoek Voordat aan de ontwikkeling van een nieuw product kan worden begonnen, dient er een marktonderzoek te worden gedaan om zo de eisen van diverse potentiële opdrachtgevers te kunnen indexeren en concretiseren. Op basis van deze eisen wordt vervolgens het eindproduct ontwikkeld. Vooraf is een lijst gemaakt met bedrijven en overheden die mogelijk interesse in het product zouden hebben. Deze lijst bestond uit de volgende partijen: - Corus - Port of Rotterdam - Rijkswaterstaat - Provincie Noord-Holland - Gemeente Amsterdam - Gemeente Alkmaar Voor het uiteindelijke onderzoek zijn de gemeenten Amsterdam en Alkmaar afgevallen. Daarnaast is de lijst wel uitgebreid met de volgende partijen: - Provincie Drenthe - Provincie Gelderland - BituNed bv 3.1 Meningen gevraagde partijen Corus - Contactpersoon: Dhr. Enthoven Namens Corus heeft de heer Enthoven aangegeven niet direct in het product geïnteresseerd te zijn. De wegen van het Corusterrein worden op sommige plaatsen erg zwaar belast, en een combinatiedeklaag, betonplaten of betonklinkerweg hebben hun weerstand tegen deze zware verkeersbelasting al bewezen. De voordelen van een dunne deklaag wegen dus niet op tegen de slechts beperkte levensduur in vergelijking met eerder genoemde alternatieven. Wel geeft de heer Enthoven aan dat een wringingsbestendige deklaag een goede oplossing zou zijn voor de wegen naar Corus toe. Hier is nu ZOAB toegepast, maar omdat ZOAB slecht bestand is tegen wringing, is deze weg in een paar jaar al helemaal opgereden. Port of Rotterdam - Contactpersoon: Dhr. Tuitel De heer Tuitel heeft aangegeven weinig te kunnen zeggen over de toepassing van een dunne deklaag op de wegen van het havengebied in Rotterdam. Wel gaf hij aan er weinig voordeel in te zien, maar voor meer informatie kon contact op worden genomen met gemeentewerken Rotterdam. Hier is helaas geen reactie van gekomen. Rijkswaterstaat - Contactpersoon: Dhr. Quellhorst Rijkswaterstaat is zeer geïnteresseerd in de toepassing van dunne geluidreducerende deklagen, maar ziet het niet als alternatief op ZOAB. De heer Quellhorst geeft ook aan dat het een goed product is op 80 kilometer wegen, maar minder goed voor autosnelwegen. Uit eigen onderzoek van Rijkswaterstaat is gebleken dat bij de huidige dunne geluidreducerende deklagen, de kosteneffectiviteit tegen blijkt te vallen ten opzichte van ZOAB, evenals de overlast voor de weggebruiker door splash-and-spray. De levensduur van een dunne

17 Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag deklaag is volgens onderzoek korter dan die van ZOAB, waardoor het sneller vervangen zou moeten worden. Wel geven ze aan de ontwikkelingen op het gebied van dunne deklagen nauw te volgen, en er ook zelf mee te blijven experimenteren. Provincie Noord-Holland - Geen contactpersoon In uitgave 3 van de 10 e jaargang (maart 2009) van het webtijdschrift Geluidnieuws wordt gerefereerd naar een persbericht van 6 februari In dit persbericht, door de provincie uitgegeven, worden de plannen van de provincie Noord-Holland voor het wegennet voor de komende jaren beschreven. Deze plannen bestaan uit het toepassen van stil asfalt op een groot deel van de wegen van de provincie Noord-Holland. Als groot probleem kaarten zij de toepassing van dunne geluidreducerende deklagen op kruispunten, rotondes en wegvakken korter dan 500 meter aan. Een wringingsbestendige dunne geluidreducerende deklaag zou hier dus uitkomst bieden. Provincie Drenthe - Contactpersoon: Dhr. Eerland Via een door VBW-asfalt uitgegeven publicatie is contact gezocht met de provincie Drenthe. Deze zijn al jaren bezig met de toepassing van dunne geluidreducerende deklagen van diverse aannemers. Ook hebben zij pogingen gedaan om dit asfalt toe te passen op kruispunten, rotondes en op- en afritten, maar dat heeft hen helaas een negatieve ervaring opgeleverd. 1 rotonde, voorzien van een door Dura Vermeer ontwikkelde Micropave deklaag, moest na 2 jaar al opnieuw worden geasfalteerd. Verder hebben zij in samenwerking met KWS Infra geëxperimenteerd met toevoeging van een Genicel asfaltadditief bestaande uit een cellulosevezel en een synthetisch bitumenadditief - in het bestaande Zeer Stil Asfalt product van KWS. Dit is vervolgens op 2 oktober 2005 toegepast op de N382, op de op- en afritten ter hoogte van Coevorden. Zoals op de foto s in bijlage 1 (foto s gemaakt op 3 maart 2009) is te zien, begint ook deze deklaag na nog geen 3,5 jaar al te rafelen. De heer Eerland heeft aangegeven zeer geïnteresseerd te zijn in een dunne geluidreducerende deklaag welke wel bestand is tegen wringing. Provincie Gelderland - Contactpersoon: Dhr. Bobbink Dankzij een tip van de heer Eerland van de provincie Drenthe, is ook de provincie Gelderland benaderd. Ook hier is in de laatste jaren erg veel gewerkt met dunne geluidreducerende deklagen van meerdere aannemers. Ook is hier gekeken wat het resultaat is van de huidige dunne geluidreducerende deklagen op kruispunten. Op de N317, ter hoogte van Doesburg is zodoende geëxperimenteerd met Microflex, een product van Heijmans. Het betreft hier een door polymeer gemodificeerde bitumen gebonden asfaltmengsel (polymeer product onbekend). Deze deklaag is in 2004 aangebracht, maar begint eveneens rafeling door wringing te vertonen. Dit verschijnsel is te zien op de foto s in bijlage 2 (foto s gemaakt op 3 maart 2009). Verder is er ook in Gelderland in 2005 getest met het Zeer Stil Asfalt van KWS. Dit keer is er niet gekozen voor een Genicel additief, maar een verhoging van het bitumengehalte met 0,5%. Echter, ook hier treedt inmiddels rafeling op, zoals te zien op de foto s in bijlage 3 (foto s gemaakt op 3 maart 2009). Deze proef is gedaan op de N348 in Gorssel

18 Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag BituNed bv - Contactpersoon: Dhr. Hydra BituNed is een bedrijf wat fungeert als verkoper van diverse duurzame en innovatieve producten ten behoeve van de wegenbouw en geluidreductie. Ook hier wordt aangegeven dat de interesse in een wringingsbestendige dunne geluidreducerende deklaag zeer groot is. Zij ondervinden dezelfde problemen als eerder genoemde partijen. 3.2 Conclusie Marktonderzoek Op dit moment is er al een talrijk aanbod van diverse dunne geluidreducerende deklagen. De meeste grote aannemers hebben wel een product in het assortiment welke aan de beschrijving dunne geluidreducerende deklaag voldoet. Helaas is geen van allen werkelijk bestand tegen wringing. Toevoeging van een Genicel additief, zoals in de provincie Drenthe is gedaan, heeft niet voldoende effect gehad. Hetzelfde geldt voor een verhoging van het bitumengehalte, zoals op de N348 te zien valt

19 Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag 4. Laboratoriumonderzoek Om het effect van hoogwaardig gemodificeerde bitumen en glasvezeltoevoeging op een dunne geluidreducerende deklaag te testen, zijn er een aantal proeven gekozen om te onderzoeken of het asfalt beter bestand wordt tegen het verlies van steenslag uit het mengsel. Als voorbereidende proeven zijn de Cantabrotest en de Splijtproef gekozen, als eindproef zal er een Rotating Surface Abrasion Test worden gedaan. Voor de Cantabrotest en de Splijtproef is gekozen om SMA 0/6, Deciville en Microville te beproeven. De aantallen proefstukken per mengsel / bitumen is weergegeven in onderstaande tabel. Tabel 2 - Aantal proefstukken per mengsel / bitumen SFB 5-90 (HS) SFB 5-90 (HS) + Glasvezel SMA 0/ Microville Deciville De Cantabrotest Bij de Cantabrotest wordt getest hoe groot de weerstand van een mengsel is met betrekking tot het verliezen van steenslag uit het mengsel. Van ieder te beproeven mengsel worden 6 proefstukken gemaakt van 60 mm dik en een diameter van 100 mm. Deze proefstukken worden volgens ASTM C131 en NEN-EN getest op massaverlies. Dit gebeurt doordat de proefstukken bij een temperatuur van 5 C in een trommel worden geplaatst, welke per proefstuk 300 omwentelingen maakt (zie afbeelding 4.1). Door een schot in de trommel wordt het proefstuk elke keer tot boven in de trommel getild, waarna hij weer naar beneden valt. De massa van het proefstuk aan het begin van de proef, minus de massa van het proefstuk na afloop van de proef geeft het massaverlies. 4.2 De Splijtproef Bij de splijtproef wordt de weerstand van een proefstuk tegen scheuren gemeten. Deze waarde geeft een indicatie van de taaiheid van het asfalt. Hoe taaier het asfalt, hoe hoger de weerstand tegen scheuren. De proef wordt uitgevoerd door een proefstuk van 50 mm hoog en 100 mm in diameter te plaatsen tussen een pers met 2 stalen randen van 10 mm breed. Deze opstelling wordt in de Marshall-pers geplaatst en de druk wordt langzaam opgevoerd, totdat het proefstuk splijt (zie afbeelding 4.2). De weerstand tegen scheuren wordt de scheurtaaiheid genoemd en wordt uitgedrukt in N mm/mm². De specificaties van deze proef zijn opgesteld in NEN-EN De temperatuur van de proefstukken bedroeg 5 C en de beproevingssnelheid was 0,85 mm/s. Afbeelding 4.1 Cantabrotest Afbeelding Splijtproef

20 Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag 4.3 Rotating Surface Abrasion Test (RSAT) Omdat de Cantabrotest en Splijtproef slechts ter indicatie zijn, is er besloten om ter afsluiting van het project een RSAT proef te laten uitvoeren bij ingenieursbureau Breijn te Rosmalen. Bij deze proef wordt een plaat asfalt daadwerkelijk aan wringing door een rubberen wiel blootgesteld. Omdat er bij Ooms Nederland Holding BV niet de beschikking was over een opstelling waarbij dit mogelijk was, is er gekozen om de beproeving zelf uit te besteden. Bij de RSAT opstelling wordt er een achthoekige plaat asfalt gedurende 24 uur belast door een wiel wat ofwel wringt, ofwel de plaat ronddraait. Hierdoor wordt de volledige asfaltplaat op wringing belast. De opstelling is als volgt: Afbeelding 4.3 Schematische weergave RSAT opstelling Het wiel verplaatst met een constante snelheid in 1 lijn over de plaat. Totdat het wiel halverwege is, wordt de plaat niet vastgehouden, waardoor deze zal draaien om de draai-as. Vanaf het punt waarop het wiel halverwege de asfaltplaat is, zal het remmechanisme de plaat vasthouden en zal het wiel over de plaat schuren, oftewel wringen. Zodra het wiel op het einde van de plaat is wordt de rem weer losgelaten en kan de plaat weer een slag verder draaien. Na 24 uur is de gehele plaat op wringing belast en is er als de proef goed verloopt rafeling opgetreden. De hoeveelheid rafeling staat als maat voor de bestandheid tegen wringing. De uit de plaat gewrongen steenslag wordt samen met de afgesleten rubber van het wiel opgezogen door een stofzuiger. Vervolgens wordt het steenslag weer van de rubber gescheiden en kan er worden gewogen hoeveel steenslag uit de plaat is losgelaten [ 9 ]. Dit wordt zowel achteraf als tussentijds gedaan. In het proefvoorschrift, afkomstig van ingenieursbureau Breijn, behorende bij de RSAT proef, staat verder de grafiek zoals op de volgende pagina:

21 Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag Grafiek 3 Referentie Schade lijnen Opvallend is het slechts kleine verschil tussen SMA 0/5 en een dunne geluidreducerende deklaag. Op basis hiervan hebben wij geïnformeerd naar de mogelijkheid om de proeven geen 24, maar 48 uur te laten duren. Dit is nog nooit eerder gedaan, maar moet goed mogelijk zijn is ons verteld. Helaas bleek het echt niet te lukken in de resterende tijd van het afstudeerproject, waardoor er alsnog is gekozen om de proeven 24 uur te laten duren. 4.4 Proefstukbereiding Cantabrotest en Splijtproef Voor de Cantabrotest en de Splijtproef zijn alle proefstukken met de Marshallhamer geslagen volgens NEN-EN De Marshallhamer is een apparaat die een gewicht 50 keer omhoog tilt en vervolgens naar beneden laat vallen. Na 50 keer dient het proefstuk omgedraaid te worden en zullen er nog 50 slagen volgen. Het nadeel hiervan is dat een deel van het steenslag op deze manier verbrijzeld. Bij verdichting met de gyrator gebeurt dit een stuk minder, omdat deze meer de eigenschappen van een wals nabootst. Helaas was dit niet mogelijk, omdat dit te veel tijd zou gaan kosten. Daarnaast moesten alle proefstukken worden geconditioneerd, wat inhield dat het asfalt nog 7 dagen in de vorm moest blijven zitten. Omdat er hooguit 4 gyratorvormen beschikbaar waren, is deze optie afgevallen en is er gekozen voor de Marshallhamer. Gekozen is om de proefstukken in 2 fases te maken. Op deze manier zijn er per fase 36 vormen nodig en kunnen alle proefstukken ook tegelijk op dezelfde manier geconditioneerd worden. Omdat de proefstukken onder andere 70 uur in een waterbad op 40 C moeten worden geplaatst was het niet mogelijk om 72 proefstukken tegelijk te conditioneren. Hiervoor was geen plaats. Om de asfaltproefstukken te conditioneren hebben ze de volgende conditioneringscyclus (gebaseerd op AASHTO R 30) ondergaan: uur in stoof op 85 C - 48 uur in vriezer op -20 C (in de Marshall-vorm, welke tot net boven het asfaltoppervlak is gevuld met bevroren water)

22 Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag - 24 uur geforceerd ontdooien in een stoof op 30 C - 70 uur in waterbad op 40 C (procedure conform NEN-EN ) - 4 uur in zout water (50 gram zout per liter water) op 5 C In de praktijk zag dit er als volgt uit: Tabel 3 Planning conditioneringscyclus Datum wo do vr za zo ma di wo do vr za zo ma di wo do vr za zo ma (maart/april 2009) In stoof op 85 C In vriezer op -20 C Ontdooien op 30 C In waterbad op 40 C Zoutwaterbad op 5 C De proefstukken zijn op de maandag en dinsdag ingewogen, en woensdags geslagen. Wel diende er rekening te worden gehouden met het verschil in mengtemperatuur tussen de SFB 5-90 (HS) polymeer gemodificeerde bitumen en de normale bitumen. Voor SFB 5-90 (HS) bedroeg deze 185 C, terwijl dit voor de normale bitumen 165 C was. Hiervoor zijn de door Ooms Nederland Holding BV uitgegeven meng- en opwarmprocedures voor Sealoflex bitumen aangehouden [ 10 ][ 11 ]. De eerste 36 proefstukken bestonden uit: - 6x SMA met bitumen 6cm dik - 6x SMA met bitumen 5cm dik - 6x SMA met SFB 5-90 (HS) bitumen 6cm dik - 6x SMA met SFB 5-90 (HS) bitumen 5cm dik - 6x Deciville met SFB 5-90 (HS) bitumen 6cm dik - 6x Deciville met SFB 5-90 (HS) bitumen 5cm dik Op maandag 16 maart 2009 is begonnen met het zeven van het benodigde steenslag voor de SMA en Deciville mengsels. Voor deze 2 mengsels bedroeg dit Bestone. Dit is gezeefd door steeds 1,5 à 2 kg steenslag in de zeef te doen en deze vervolgens 10 minuten te laten zeven op een intensiteit van 4 (uit 10) en een pauze van 1 seconde per 5 seconden. De gezeefde steenfracties zijn vervolgens apart opgeslagen. Op dinsdag 17 maart zijn vervolgens de eerste 36 proefstukken ingewogen, volgens een vooraf bekende mengselverhouding. Deze is omgerekend naar proefstukken van 5 en 6 centimeter dik, zodat na het mengen en verdichten, de proefstukken automatisch de juiste dikte zouden moeten hebben. Ook zijn de eerste 36 Marshall-vormen ingewogen en genummerd. Woensdag 18 maart zijn de eerste proefstukken gemengd en met de Marshallhamer geslagen. Deze proefstukken bestonden uit de 2 SMA mengsels met bitumen en met SFB 5-90 (HS) bitumen en de 12 Deciville proefstukken met SFB 5-90 (HS) bitumen, maar zonder glasvezeltoevoeging. Na verdichting zijn de vormen op een voetplaat geplaatst, zodat

23 Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag deze konden besterven zonder dat ze uit de vorm zouden zakken. Ook zijn alle gevulde Marshall-vormen weer gewogen. Op donderdag 19 maart zijn deze eerste proefstukken om 09:00 uur met voetplaat en al in de stoof geplaatst, op een temperatuur van 85 C. Hier zijn ze 120 uur in gebleven. Gedurende deze periode is de stoof niet open geweest. Terwijl de eerste serie nog in de stoof stond, is op maandag 23 maart begonnen met het zeven en inwegen van de tweede 36 proefstukken. Ook is toen bepaald dat er 0,8 massaprocent glasvezel aan de proefstukken zou worden toegevoegd. De volgende dag zijn alle eerste 36 proefstukken weer uit de stoof gehaald en hebben deze vervolgens 1,5 uur de tijd gekregen om af te koelen. Hierna is er in alle vormen een blikken dekseltje gekit, zodat één kant waterdicht wordt. Vervolgens is er afgeweken van de originele cyclus, omdat die was gebaseerd op ZOAB; ZOAB is door de open structuur vol te gieten met water. Omdat dat bij deze dichtere mengsels niet mogelijk is, zijn alle vormen na het kitten twee uur lang op de zijkant in een bak water gelegd. Op deze manier kreeg het asfalt de tijd zich te vullen met water, terwijl ook de lucht die er nog in zat vrij kon komen. Nadat alle kernen gevuld waren met water zijn ze in de vriezer gestopt, waar ze 48 uur bij een temperatuur van -20 C zijn opgeslagen. Ook is op deze dag van de 2 e 36 Marshall-vormen het leeggewicht gewogen. Op woensdag 25 maart is met de Marshall hamer de tweede serie proefstukken geslagen. Deze serie bestond uit: - 6x Microville met bitumen 6cm dik - 6x Microville met bitumen 5cm dik - 6x Microville met SFB 5-90 (HS) bitumen 6cm dik - 6x Microville met SFB 5-90 (HS) bitumen 5cm dik - 6x Deciville met SFB 5-90 (HS) bitumen en glasvezel 6cm dik - 6x Deciville met SFB 5-90 (HS) bitumen en glasvezel 5cm dik De glasvezels zijn pas toegevoegd in de menger. Opvallend was de verwerkbaarheid van de Deciville met glasvezel, aangezien het na het mengen maar amper als gevolg van het eigen gewicht door een gat met een diameter van 7 centimeter wilde zakken. Na verdichting zijn alle vormen weer op een voetplaat gezet tegen het uitzakken en zijn ze wederom gewogen om de dichtheid van het proefstuk te kunnen bepalen. Donderdag 26 maart zijn de tweede 36 proefstukken de stoof ingegaan. Hierin worden ze 120 uur op 85 C bewaard. De eerste 36 proefstukken zijn uit de vriezer gehaald en in de klimaatkast gezet om bij een temperatuur van 30 C 24 uur te ontdooien

24 Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag De volgende dag zijn de dekseltjes uit de vormen gehaald en zijn de proefstukken uit de vorm gedrukt. Hierna konden deze worden geplaatst in een waterbad met een temperatuur van 40 C. Hierin dienden ze 70 uur te verblijven en op maandag konden deze er dus weer worden uitgehaald. Helaas is het waterpeil gedurende het weekend op een te laag punt gekomen, waardoor de thermostaat is afgeslagen en het water weer was afgekoeld naar 20 C. Dit is waarschijnlijk in de laatste 24 van de 70 uur gebeurd. Nadat de eerste serie op maandag uit het warmwaterbad kon, zijn deze proefstukken 4 uur in een zoutwaterbad (keukenzout) geweest, bij een temperatuur van 5 C. Dit water had een zoutconcentratie van 50g/l. Na 4 uur zijn alle proefstukken uit het zoutwaterbad gehaald, maar zijn ze wel nog 20 uur in de koelcel gebleven. Dinsdag 31 maart is de tweede serie proefstukken uit de stoof gehaald en, nadat deze wat zijn afgekoeld, voorzien van een dekseltje in de vorm. Dit om de proefstukken aan de onderzijde dicht te maken, zodat deze gevuld konden worden met water. Daarna zijn ze ongeveer 4 uur geplaatst in een waterbad, zodat de proefstukken verzadigd konden raken met water. Vervolgens zijn de 36 proefstukken in de vriezer geplaatst, bij een temperatuur van -20 C. Dezelfde dag zijn ook alle eerste 36 proefstukken beproefd. 18 stuks zijn gespleten en de overige 18 stuks zijn met de Cantabrotest beproefd. Bij de Cantabrotest zijn er steeds 3 proefstukken tegelijk beproefd, maar om onderscheid te kunnen maken tussen de verschillende proefstukken, hebben ze steeds alle 3 met een spuitbus een kleur gekregen. Dit omdat de nummers die op de proefstukken stonden na de proef niet meer leesbaar waren. Bij de splijtproef zijn proefstukken 10, 20 en 21 helaas verloren gegaan door problemen met het apparaat. De volgende dag is er dan ook direct een monteur bij geweest. Donderdag 2 april is er weer verder gegaan met de cyclus van de tweede serie proefstukken. Deze zijn uit de vriezer gehaald en op 30 C geforceerd ontdooid. Vrijdags is vervolgens overal het dekseltje afgehaald en zijn de proefstukken uit de vorm geperst, waarna ze voor 70 uur in een warmwaterbad geplaatst zijn op 40 C. Op maandag hebben de proefstukken nog 4 uur in een zoutwaterbad gelegen welke een temperatuur had van 5 C. Het zoutgehalte bedroeg ook bij deze proefstukken 50g/l. Na 4 uur zijn de proefstukken hier uit gehaald, maar zijn ze wel tot de volgende middag in de koelcel blijven liggen. De proefstukken hadden dus een temperatuur van 5 C toen deze beproefd werden. Van de tweede serie zijn alle proefstukken goed beproefd, ondanks dat de Marshall-pers nog steeds wat moeilijkheden vertoonde. Afbeelding 4.4 t/m 4.18 Proefstukbereiding Splijtproef en Cantabrotest

25 Afstudeerproject Ontwikkeling van een wringingsbestendige dunne geluidreducerende asfaltdeklaag 4.5 Proefstukbereiding RSAT proefplaten Om de platen de vorm te kunnen geven die ze voor de proef nodig hebben, moesten er mallen worden gemaakt waar de platen in konden worden gemaakt. Afwijkend van het proefvoorschrift, zijn er geen acht-, maar zeshoekige mallen gemaakt. Zo zouden er na het pas-zagen van de plaat asfalt 2 hoekjes per plaat overblijven, die nog voor eventueel extra onderzoek konden worden gebruikt. Het maken van de platen is volgens onderstaande planning gebeurd: Maken plaat 1 Besterven plaat 1 Maken plaat 2 Besterven plaat 2 Maken plaat 3 Besterven plaat 3 Maken plaat 4 Besterven plaat 4 Maken plaat 5 Besterven plaat 5 Maken plaat 6 Besterven plaat 6 Tabel 4 - Planning bereiden RSAT platen April Mei Gelijk met plaat 2 en plaat 5 is er nog een reserveplaat gemaakt, voor het geval er iets met een van de andere platen zou gebeuren. Verder zijn plaat 1 t/m 3 van een ander mengsel dan plaat 4 t/m 6. Na het inwegen van de eerste plaat op maandag 27 april, is het materiaal direct op 165 C in de stoof geplaatst. Een uur later zijn ook het bitumen in de stoof gezet. 3 uur later kon dan worden begonnen met het maken van de eerste plaat. Hiervoor is eerst het materiaal in een trommelmenger gedaan, waarna de exacte hoeveelheid bitumen kon worden afgewogen op een weegschaal en ook in de menger worden gedaan. Hierna heeft de menger 3:01 minuten gemengd. Dit was voldoende om het materiaal homogeen te mengen. Na het mengen is het asfalt opgevangen in een bak, waaruit het weer in de mal geschept kon worden. Deze houten mal lag ingeklemd in een stalen frame, speciaal gemaakt voor het met de hand maken van asfaltplaten. Ook was deze mal voorzien van een laag kleefemulsie, afgestrooid met brekerzand om stroefheid te garanderen en een goede hechting tussen asfalt en mal te creëren. In tegenstelling tot de eerdere proefstukken zijn de RSAT platen niet geconditioneerd. Dit omdat dat bij deze platen niet gebruikelijk is en daarvoor helaas ook geen tijd meer was