SilentRoads Hoe maak je een geluidsarm wegdek met voldoende levensduur? Rien Huurman, Sterrebeek, 12-04-2016
Introductie - ZOAB: Zeer Open Asfalt Beton, - Eerste vakken in 1973, - Grootschalige vanaf begin jaren 1980, - Verplicht toe te passen op primair wegennet, - Nu ca 90% ZOAB op primaire net, - Tot 2006 empirisch en trial and error. Open deklagen stiller, minder splash and spray, meer capaciteit tijdens regenval, maar, geen extra veiligheid (NL).
LOT - In 2007 ontwikkeling LOT (en AOT) - Verlaten van empirie en trial and error - We kunnen bruggen en gebouwen constructief doorrekenen - Duik de theorie in en zie ZOAB als een mechanische structuur Deze kennis is niet uniek voor Nederland. Belgen zijn bouwmeesters!
LOT Rafeling is vaak bepalend voor levensduur ZOAB
LOT ZOAB is een structuur op meso schaal en die kunnen we modelleren. 5
LOT De belastingen van die structuur kunnen we meten De Beer Groenendijk 6
LOT En het gedrag van gebruikte materialen kunnen we meten. 10000 80 G*[MPa]. 1000 100 10 Measured G* Modelled G* G* - Sigmoidal Measured Phase angle Modelled phase angle Phase angle- Sigmoidal 60 40 20 Phase angle [degrees]. 1 0 1.E-04 1.E-02 1.E+00 1.E+02 1.E+04 1.E+06 Reduced frequency [Hz] 8.0 7.0 virgin virgin+water aged aged+water Log N-modelled [-] 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 2.0E+00 3.0E+00 4.0E+00 5.0E+00 6.0E+00 7.0E+00 8.0E+00 Log N-measured [-] 7
LOT Geometrie + belasting + materiaalgedrag Met LOT kijken we in het materiaal
LOT Belasting 1: Aanslaan steentjes
LOT Belasting 2: Krimp bij kou, winter 2008-2009
LOT Belasting 3: Deflectie
LOT 3 belastingen - Aanslaan: Sterk - Koude krimp: Flexibel - Deflectie: Flexibel Veroudering
LOT Krachtjes en deflectie bij kou
LOT Mastiekbruggen vervormen, niet de steen! Wat nu als hier een harde korst op zit, ijs op blubber? Verlies bitumen/mastiek: - Leren vd Weg - DRI / RWS - LOT
Hoe maak je een geluidsarm wegdek met voldoende levensduur? Implementeer wat je weet want in 2005 beginnen zaken te veranderen A59 1 e DBFM-project.
Hoe maak je een geluidsarm wegdek met voldoende levensduur? - Watergevoeligheid - Interpretatie ITS(R) proeven - AWT en LVOv - BVP en ARTe - Recycling
AWT en LVOv Bepaal Master Curve mastiek @ -10 C en bitumengehalte. 10000 80 G*[MPa]. 1000 100 10 Measured G* Modelled G* G* - Sigmoidal Measured Phase angle Modelled phase angle Phase angle- Sigmoidal 60 40 20 Phase angle [degrees]. 1 0 1.E-04 1.E-02 1.E+00 1.E+02 1.E+04 1.E+06 Reduced frequency [Hz]
AWT en LVOv 1987 en schade 0. Super ZOAB bestaat! Maar hoe maken we het? Relative daily Damage [-] 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 T av erage =-10 C, ΔT=2 C 1 1 2 0 0 0 1 0 0 Relative daily Damage [-] 1000000 900000 800000 700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 0 T av erage =-10 C, ΔT=6 C 1 1 1 2 0 0 0 0 0 1986 1990 1994 1998 2002 2006 Year of construction [Yr] 2010 1986 1990 1994 1998 2002 2006 Year of cons truction [Yr] 2010
AWT en LVOv Schade gerelateerd aan mastiekstijfheid.
AWT en LVOv Visuele inspectie Kernen ja rafeling nee Kernen % bit. % bit. Goed Laag Goed Laag MC MC MC MC Goed Hard Goed Hard Goed Hard Goed Hard Maatregel #1: aanvullen Maatregel #2: aanvullen + verjongen Maatregel #3: aanvullen Maatregel #4: aanvullen + verjongen Maatregel #5: doe niets Maatregel #6: verjongen Maatregel #7: aanvullen Maatregel #8: aanvullen + verjongen AWT voor ZOAB en DGD. AWT voor SMA??
AWT en LVOv Oplossing is aanvullen en verjongen. Drie producten: - Heijmans/Latexfalt Modimuls ZV - ESHA/Icopal Pentack - BAM/Latexfalt Modiseal ZX
AWT en LVOv Reinigen, spuiten, strooien, walsen. TU Delft: > 3jaar BAM: 5 jaar De toekomst zal het leren / oudste vak is 5,5 jaar oud
BVP en ARTe Voorkomen is beter dan genezen Aachener Ravelling Tester - Belast steentjes met schuifkrachten - Je toetst de body builder!! - Te doen als deze lekker jong is, want dan is hij nog niet zo sterkt.
BVP en ARTe BVP: blijft de body builder flexibel als hij ouder wordt. Bitumen Proef eenheid A score B score C score D score E score F score G score Bitumen na veroudering RTFOT+PAV (weegfactor 3) Elastische terugvering [%] 92 3 50-3 81 0 67-3 84 0 53-3 94 3 Bending Beam Rheometer - BBR @-16, m, s [MPa], [-] 88,5/0,347 3 239/0,263-3 231/0,331-3 118/0,338 3 187/0,332 3 260/0,24 2-3 44/0,430-3 - BBR @-20, m, s [MPa], [-] 163/0,342 3 382/0,227-3 331/0,282-3 233/0,331 3 306/0,306-3 410/0,21-3 88/0,378 3 - BBR @-24, m, s [MPa], [-] 285/0,303 3 512/0,196-3 542/0,243-3 411/0,269-3 465/0,253-3 574/0,19 ZEG OF SCHRIJF: voorkomen is beter dan genezen! 5 2-3 161/0,345 3 - S = 300 MPa [ o C] -25 0-17,5-3 -18,4-3 -23 0-20 0-17 -3-28 0 - m = 0,300 [ o C] -24 0-11,5-3 -18,7 0-22 0-20 0-7 -3-28 3 DSR frequency sweep - G* (-10 o C, 1E-5 Hz) [Pa] 4,2.10 5 0 nm -300 1,6.10 6-3 6,2.10 5-3 1,2.10 6-3 nm -300 1,8.10 5 0 Relaxatie / DSR - Stress ratio (10 min.) [%] 6,0 0 25,1-3 6,4 0 1,2 3 2,4 3 23,2-3 6,0 0
Recycling Punten afkomstig van VBW (asfalt) en EAPA( frees) Lijnen volgen uit model van de ontwikkeling van Nederlands wegennet. Vervangingsmarkt: met nadruk op deklagen door kortere levensduur.
Recycling Ontwikkeling van ons wegennet - We zitten dus in een vervangings- / onderhoudsmarkt. - Klimaattop Parijs, Urgenda, Circulair denken, CO2-uitstoot.
Recycling Low Emission 2 Asphalt Pavement Haal oude ZOAB uit elkaar
Aging index G*/G* [-] G* [Pa] Recycling Verhit, verjong en homogeniseer de mastiek. Leg nadruk op verouderingsgedrag! 1.E+10 Comparison of aged mortars TZ 086 with control line 1.00E+07 LE2AP mortar performance after ageing fatigue results @10 C Mortar 1 - Respons: gelijk - Veroudering: beter - Vermoeiing: beter 1.E+09 Control line Mortar 1 aged Mortar 2 aged Mortar 3 aged 1.E+08 Mortar 4 aged Mortar 5 aged Mortar 1 virgin Mortar 2 virgin Mortar 3 virgin Mortar 4 virgin Mortar 5 virgin 1.E+07 1.E-05 1.E-04 1.E-03 1.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+01 Reduced frequency @-10 C[Hz] 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Comparison of aging index of various mortars TZ 086 Mortar 1 Mortar 2 Mortar 3 Mortar 4 Mortar 5 0 1.E-05 1.E-04 1.E-03 1.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+01 Reduced frequency @-10 C[Hz] Nf [-] 1.00E+06 1.00E+05 1.00E+04 y = 411.38x -4.635 R² = 0.9472 y = 2152.9x -3.152 R² = 0.8816 y = 316.54x -3.494 R² = 0.7441 Mortar 2 Mortar 3 Macht (Mortar 1) Macht (Mortar 2) Macht (Mortar 3) 1.00E+03 0.1 1 Strain level [%]
Recycling Verschuim de mastiek en meng deze met half warme steen..
Recycling.. En je krijgt een goede ZOAB die voor 93% bestaat uit teruggewonnen grondstoffen en die is geproduceerd bij 100+ C.
Hoe maak je een geluidsarm wegdek met voldoende levensduur? - Pas de kennis die er is toe, - Verleng de levensduur door te diagnosticeren en genezen, - Of beter nog; zoek mastieken die zacht blijven en controleer op sterkte, - Recycling van ZOAB: Levensfase van ons wegennet / milieu, - maar doe dit serieus. ZOAB in alle varianten met SMA premier league van asfalt.