ZOAB vorstschade en onderhoud Evert de Jong; VBW-Asfalt De vorst rond de jaarwisseling 2008/2009 leverde prachtige beelden op en voor het eerst sinds jaren kon weer massaal worden geschaatst op natuurijs. Geweldig voor de schaatsliefhebbers, maar een nachtmerrie voor de weggebruikers en beheerders. Want voor een aantal oude ZOAB wegvakken betekende dit dat het tijdstip van einde levensduur iets eerder kwam dan normaal. Maandag 5 januari: Na een jaarwisseling met vorst en veel schaatsplezier begint de eerste gewone werkdag van 2009. Het bijbehorende verkeersbeeld vertoont weer de traditionele omvang. Omdat het nog steeds erg koud is, met temperaturen onder de vorstgrens, is het bitumen wat harder en dus ook brosser. Op enkele oudere ZOAB wegvakken waar de hechtbrug tussen de stenen al kritisch was na jarenlang verkeers- en klimatologische belasting, is de extra verstijving door die lage temperatuur net te veel van het goede. Er treedt eerst initiatie van microscheur- vorming op en onder invloed van vorstdooi cycli in combinatie met aanwezigheid van vocht ontstaan scheuren in de hechtbruggen waarna de stenen hun samenhang verliezen en er schade optreedt in de vorm van gaten en overmatige rafeling. De losse stenen kunnen ruitbreuk en lakschade aan de auto s veroorzaken. Op de A6 bij de Hollandse Brug was de overmatige rafeling zodanig dat RWS besloot om twee rijbanen af te sluiten. Aandacht van de media Met de afsluiting van twee rijbanen op de A6 bij de Hollandse Brug begon de aandacht van de media voor de kwaliteit van ons hoofdwegennet. De opmerking dat bij vorst geen herstelmaatregelen mogelijk zouden zijn, deed de wenkbrauwen van de journalisten fronsen. Men ging op zoek naar de achtergronden van de schadebeelden en de reden waarom niet direct goede maatregelen mogelijk zouden zijn. Deze aandacht hield aan omdat ook op andere plekken schades ontstonden. Vele specialisten werden benaderd en uit hun uitgebreide analyses werden enkele opmerkingen uitgezonden of gepubliceerd, waardoor soms een verkeerd beeld ontstond. Hollandse Brug De voor- en nadelen Vanaf 1990 is het beleid van RWS (Rijkswaterstaat) om het hele hoofdwegennet van geluidsreducerend asfalt te voorzien, meestal in de vorm van enkellaags ZOAB. Dit besluit werd genomen nadat RWS bijna twee decennia lang positieve ervaring had opgedaan met ZOAB. De voordelen van geluidsreductie, minder spat- en stuifwater en geen aquaplaning tijdens regen en goede weerstand tegen spoorvorming waren voor de weggebruiker zo groot dat iedereen deze asfaltsoort kent. 4 Asfalt nr. 1, maart 2009
Maar ZOAB heeft een wat kortere levensduur, er moet aandacht aan de aanvangsstroefheid worden besteed en ingereden kadavers kunnen later schade veroorzaken. Ook is de aansluiting van nieuw ZOAB op oud ZOAB kritisch. Walsen die tijdens onderhoud op oud ZOAB rijden kunnen aanleiding geven tot versnelde rafeling op het bestaande oude ZOAB. De gladheidsbestrijding bleek een ander strooiregime te vereisen. Verder kwam enige jaren geleden de stroefheidsontwikkeling na ongevallen op de A12 in Zuid-Holland uitgebreid in het nieuws. Al deze onderwerpen zijn uitvoerig onderzocht en samen met de aanbevelingen voor oplossingen uitgedragen via rapporten, lezingen en artikelen. goede weerstand tegen permanente vervorming van zowel ZOAB als de onderliggende asfaltlaag. Ook werd duidelijk dat overmatige rafeling het maatgevende schadecriterium was. Bij aanvang is uitgegaan van een technische levensduur van zeven tot acht jaar. Deze periode werd over het algemeen met meerdere jaren overschreden voordat herstel nodig was. Daarbij bleken de linkerrijstroken nog weer enkele jaren langer te functioneren dan de meest bereden rechterrijstrook. Verlenging levensduur Op basis van labonderzoek en het jarenlang volgen van proefvakken kon worden aangetoond dat verhoging van het bitumengehalte met 1 % ten opzichte van standaard ZOAB resulteerde in ver- Voorspelbaarheid levensduur De eerste jaren na de grootschalige introductie van het ZOAB is vooral heel praktisch gekeken naar de ontwikkelingen. Daarbij werden soms onverwachte positieve resultaten geconstateerd waaronder de goede spoorvormingsweerstand van ZOAB. De lastspreiding van het korrelskelet en de temperatuurgradiënt van het ZOAB zorgden voor de Goed zichtbaar is de overgang van de verouderde laag op de voorgrond het goed functionerende ZOAB op de rijbaan. 5 Asfalt nr. 1, maart 2009
komt omdat het areaal aan ZOAB toen nog niet zo groot was en dat het ZOAB toen nog relatief jong was. Typisch schadebeeld van vorstschade op de A12 bij Utrecht lenging van de technische levensduur van 2 tot 3 jaar. Daarom schrijft RWS het ZOAB+ (ZOAB met 1 % meer bitumen) sinds 2007 voor als hét deklaagmengsel voor het hoofdwegennet. Stroefheid Er moet wel rekening worden gehouden met het effect van de langeduur stroefheid. RWS heeft na de ervaringen in 2004 met ZOAB wegvakken waar de stroefheid snel achter uitging besloten om de eis aan steenslag aan te scherpen. De minimale eis aan PSV waarde (weerstand tegen polijsting) werd verhoogd van 53 naar 58. Tevens mag alleen 100 % gebroken materiaal worden toegepast. De wegvakken van voor die periode kunnen nog steenslag bevatten met een mindere kwaliteit en lopen het risico dat ze vanwege te lage stroefheid eerder vervangen moeten worden. De kritische wegvakken worden naarmate ze dichter bij de grenswaarde komen steeds intensiever gemonitord, zodat het moment dat maatregelen nodig zijn steeds nauwkeuriger kan worden vastgesteld. Overigens leidt deze ervaring ook tot de discussie in hoeverre verhardingsoppervlakken voor extreem lange perioden moeten worden ontworpen. Immers, wegvakken met een heel lange constructieve ontwerplevensduur kunnen door tal van oorzaken (hogere verkeersbelasting dan verwacht, onverwachte kwaliteitsontwikkeling) ineens versneld onveilig worden waardoor ze ver voor de ontworpen technische levensduur moeten worden afgeschreven. Monitoring RWS monitort om de twee jaar uitvoerig de kwaliteit van het gehele hoofdwegennet met de AutomaticRoadANalyser (ARAN) en meet frequent de stroefheid. Blijkt dat de kwaliteit terugloopt dan neemt de onderzoeksfrequentie toe. Met deze gegevens wordt met modellen steeds nauwkeuriger het tijdstip voor onderhoud gepland. Uit de analyse van RWS blijkt dat deze systematiek zeer goed werkt, want de ZOAB wegvakken waar begin 2009 vorstschade optrad, stonden in de planning om vervangen te worden. De strenge vorstperiode heeft het tijdstip van einde levensduur iets vervroegd, mede door het feit dat het rafelingsproces progressief verloopt in de tijd. Bij een zachte winter was er veel minder vorstschade opgetreden. Een dergelijke vorstperiode komt statistisch gezien een maal per tien jaar voor. RWS ziet de nu ontstane schade als een ingecalculeerd risico. Op deze wijze wordt het ZOAB tot einde levensduur benut en is het de meest kosteneffectieve oplossing. Dat in de vorige vergelijkbare vorstperiode van 96/ 97 nagenoeg geen vorstschade in ZOAB was opgetreden Onderhoud Uit de nu ontstane vorstschade blijkt wel dat als onderhoud gepland is, dat dit ook daadwerkelijk volgens planning moet worden uitgevoerd. Uitstel van onderhoud is een bijna natuurlijke reactie als de noodzaak niet voor iedereen zichtbaar is, maar leidt bij een strenge vorstperiode tot veel meer schade. Hierin schuilt het grote gevaar voor het wegennet. De ervaringen in de winterperiode aan het begin van 2009 maken weer eens duidelijk hoe belangrijk tijdig onderhoud is. De belasting van het Nederlandse hoofdwegennet is zo groot dat bij de minst geringe storing direct verkeersopstoppingen ontstaan. De schade van de hinder ondervinden de individuele weggebruikers, inclusief het vrachtverkeer. Herstel in de winter RWS heeft ervoor gekozen om de wegvakken met overmatige rafeling in het ZOAB met een fijne frees af te frezen en het verkeer over de tussenlaag te laten rijden totdat de weersomstandigheden zodanig verbeterd zijn dat er zonder bijzondere maatregelen een nieuwe deklaag kan worden aangebracht. Waarom kan er in de winter geen ZOAB worden verwerkt? Dat was de meest indringende vraag tijdens de media aandacht voor de schade in de eerste weken van januari 2009. Het antwoord is dat ook in de winter asfalt kan worden verwerkt. Maar dan moeten er wel extra maatregelen worden getroffen. Om te beginnen moet er een operationele asfaltmolen in de omgeving zijn 6 Asfalt nr. 1, maart 2009
die ZOAB kan produceren. En alhoewel de meeste asfaltproducenten de eerste periode van het jaar gebruiken voor groot onderhoud zijn er altijd wel installaties die snel kunnen leveren. De kans bestaat echter dat er in de nabije omgeving van het werk geen installatie operationeel is en het asfalt van ver weg moet komen. Door de langere transportafstanden en mogelijk tijden neemt het risico toe dat de kwaliteit onvoldoende is bij aankomst. Hoge productietemperaturen zijn gewenst om de afkoeling tijdens het transport op te vangen en om een zo hoog mogelijke verwerkingstemperatuur te krijgen. Daardoor neemt de gevoeligheid voor ontmenging toe. Haperingen in de logistiek kunnen leiden tot koudere plekken in de vracht. Verder moeten de asfaltploegen worden opgeroepen. Er zijn maatregelen nodig Typisch schadebeeld van vorstschade op de A12 bij Utrecht om bevriezing van het materieel te voorkomen. Denk daarbij aan de leidingen. De ondergrond is erg koud en daardoor koelt het ZOAB op de tussenlaag te snel af, met een slechte hechting tussen de lagen en mogelijk onvoldoende verdichting van het asfalt tot gevolg. Dit kan voorkomen worden door de tussenlaag eerst op te warmen. Een uur voor het aanbrengen van het ZOAB kan een laag hete steenslag worden aangebracht, die vlak voor de spreidmachine wordt verwijderd. Of er kan een pre-heater worden ingezet. Met infrarood verwarmers en blowers met een speciale straalmotor zijn ook goede ervaringen opgedaan. Dus het kan wel. RWS heeft toch besloten om dit niet te doen omdat asfalteren bij vorst duurder is en een slechtere kwaliteit wordt bereikt. Bovendien geven aannemers geen garantie op asfalt dat bij vorst is aangebracht omdat zij buiten het ervaringsgebied treden. RWS vond het kosteneffectiever om met asfalteren te wachten op betere weersomstandigheden. Omvang schade In vierkante meters is de vorstschade beperkt. Het gaat voornamelijk om oudere ZOAB wegvakken die al in de planning stonden om vervangen te worden. Al met al gaat het om minder dan 0,2 % van het totale hoofdwegennet. Het vervelende is dat deze schade direct om maatregelen vraagt. Naast de wegbouwkundige werkzaamheden moeten ook verkeerstechnische maatregelen worden getroffen. En de schade voor de weggebruikers in de vorm van directe schade aan voertuigen en indirecte schade door vertragingen moeten ook worden meegerekend. Is de gekozen maatregel van RWS goed? RWS koos er voor om deklagen waar versneld veel steenverlies aan de orde was omwille van de veiligheid weg te frezen. Ter plaatse zijn snelheidsbeperkingen ingevoerd en op een later tijdstip wordt de definitieve oplossing in de vorm van een nieuwe deklaag uitgevoerd. De hinder voor de weggebruiker als gevolg van snelheidsbeperking bij een gefreesd wegvak blijft beperkt als de definitieve maatregelen niet te lang op zich laten wachten. Deze keuze ligt vanuit het standpunt van de wegbeheerder het meest voor de hand, want hiermee wordt de beste kwaliteit bereikt voor de definitieve situatie. Uitvoering tijdens de vorstperiode brengt een risico met zich mee. Het risico van mindere kwaliteit en kortere levensduur. Het verdient 7 Asfalt nr. 1, maart 2009
wel aanbeveling om alle voor- en nadelen van een directe definitieve oplossing in de winter eens te analyseren. Is ons hoofdwegennet wel in orde? Over het algemeen is de kwaliteit van het totale Nederlandse hoofdwegennet uitstekend. Dat moet ook wel gezien de intensiteit van het verkeer. De ervaringen aan het begin van 2009 maken weer duidelijk dat slechts een geringe afwijking direct tot problemen in de doorstroming leidt. Elke concessie aan de kwaliteit leidt daarom tot risico s. Daarbij moet wel een kanttekening worden geplaatst. Natuurlijk moet de wegbeheerder, voor het hoofdwegennet Rijkswaterstaat, een zorgvuldige afweging maken bij de keuze van maatregelen. Hierbij moet een balans worden gevonden tussen kosteneffectiviteit en beschikbaarheid van de weg, waarbij de veiligheid niet in het geding mag komen. De lokale wegen Het overgrote deel van het Nederlandse wegennet bestaat uit lokale wegen met dicht asfaltbeton als deklaag. Hoewel er ook in een dichte deklaag vorstschade kan optreden, gedraagt deze deklaag zich in de winter toch anders dan ZOAB. Het bitumen in het dichte asfaltbeton wordt bij lagere temperaturen ook harder, maar de schade ontstaat meer tijdens de vorst-dooi cycli. Een zachte winter, het meest voorkomend in Nederland, is daarom schadelijker dan een lange periode van vorst. Dat komt omdat het water in de scheurtjes van verouderderde wegvakken, vooral bij aansluitingen, bij vorst bevriest en uitzet. Telkens als dit gebeurt, wordt het scheurtje groter tot er uiteindelijk schade ontstaat. Dichten van de scheurtjes tijdens de zomer kan daarom veel winterschade voorkomen. Gaten dichten Het dichten van gaten tijdens vorst gebeurt vaak nog met koud asfalt. Daar deze reparaties niet duurzaam zijn, soms moet op zwaarder belaste wegen iedere dag hetzelfde gat worden gevuld, is er sterk behoefte aan een duurzamere reparatiemethode voor het vullen van gaten. Rapportage weginspecties Dat monitoring en weginspecties noodzakelijk zijn om de kwaliteitsontwikkeling te volgen in de tijd om zo maatregelen en het moment dat onderhoud moet worden gepleegd te voorspellen is voor RWS duidelijk. Daarvoor bestaat een uitgebreid programma. Ook de beheerders van lokale wegen weten over het algemeen heel goed hoe de staat van de weg is. Over het opzetten van meerjari- Overbodige schade. Duidelijk voorbeeld van achterstallig onderhoud. ge onderhoudsprogramma s is ook al veel gecommuniceerd. Telkens na een vorstperiode met veelschade dringt de vraag zich op in hoeverre gevolg is gegeven aan de voorgestelde onderhoudsmaatregelen. Aanbevelingen Een weginspecteur is een specialist en verwacht mag worden dat zijn adviezen worden opgevolgd. Helaas komt het voor dat deze adviezen worden genegeerd en de winter van 2008/2009 maakt duidelijk wat daarvan de gevolgen kunnen zijn. Het verdient aanbeveling nog eens goed naar de rapportages van de weginspecties te kijken om na te gaan of het voor de beslissers voldoende duidelijk is wat de gevolgen van hun keuzes kunnen zijn. Daaronder valt ook de keuze om een advies voor onderhoud uit te stellen. Ook zou nog eens goed gekeken moeten worden naar de risico s bij het aanbrengen van een ZOAB deklaag in de winter. En wie deze risico s moet dragen. 8 Asfalt nr. 1, maart 2009