ASFALTKUNDE. Module 1: De Piramiden

ASFALTKUNDE

Module 1:

De Piramiden

ASFALTKUNDE

Opzet cursus Piramiden

Mengselopbouw volumetrie algemene functie

Mechanica weg

spanningen en rekken

Mechanica mengsels reactie mengsels op spanningen en rekken

wensen publiek eigen positie

2 3 4

Mengselontwerp

1

10

`

5 6 7

methoden om eigenschappen te borgen

Productie & Verwerking

9 8

Speciale mengsels Interactie Bouwstoffen bindmiddel

Bouwstoffen aggregaat

ASFALTKUNDE Politieke piramide Publiek Beleid Verkeerskundig ontwerp Wegbouwkundig ontwerp Materialen / Bouwwijzen Bouwstoffen

ASFALTKUNDE Technische piramide HOOG A B S T R A C T I E

LAAG

constructief

deklaag

Gebruikerswensen Functionele eigenschappen Constructief gedrag Materiaalgedrag Aard /type bouwstoffen

Oppervlakteeigenschappen

ASFALTKUNDE Voorbeeld: veiligheid HOOG A B S T R A C T I E

LAAG

Gebruikerswensen Functionele eigenschappen Constructief gedrag Materiaalgedrag Aard /type bouwstoffen


ASFALTKUNDE Voorbeeld: Geen aquaplaning HOOG A B S T R A C T I E

LAAG

GebruikersVlakke weg wensen Functionele Geen Spoor eigenschappen Constructief Vormvast gedrag

Geen kruip Materiaalgedrag geen afschuiving Hard bitumen Aard /type bouwstoffen hoekig aggregaat


ASFALTKUNDE Contractuele Piramide Belastingbetaler Eigenaar/ Opdrachtgever Asfaltverwerker Asfaltproducent Grondstofleverancier

ASFALTKUNDE Wensen gebruikers / belanghebbenden • • • • • • • • •

Capaciteit en beschikbaarheid van de weg Veiligheid voor de weggebruiker Comfort voor de weggebruiker Inpassing in het landschap (esthetica) Hinder voor de omgeving Grondstoffenbeleid Arbo-beleid Milieubeleid Economie

ASFALTKUNDE Functionele eisen Aan verharding en/of constructie en/of deklaag Functioneel: op de functie gericht: de wegconstructie moet een zekere prestatie leveren: 9 9 9 9 9

Veilig Voldoende capaciteit Waterhuishouding Comfort ….

ASFALTKUNDE Functionele eisen Randvoorwaarden: 9Hergebruik 9Milieu 9Kosten 9Realiseerbaar 9Beschikbaarheid materialen 9…..

Randvoorwaarde: Begrenzing van uw vrijheid

ASFALTKUNDE Hiërarchie in eigenschappen Van constructie Via asfaltverharding En mengsels Naar bouwstoffen

ASFALTKUNDE Hiërarchie in eigenschappen Constructie stroef

Asfaltverharding deklaag/textuur

vlak

vormvast / stabiel

realiseerbaar

renovatie / hoe?

waterhuishouding

minimale beïnvloeding

herbruikbaar

geen teer

financieel haalbaar

--

ASFALTKUNDE Van eisen gebruikers naar prestatie-eisen weg

Niveau 1: Wens Gebruiker Capaciteit Technisch

Niveau 2 Randvoorwaarden realisatie

Begaanbaar

Vlak

Incidenteel belang Van groot belang Vanzelfsprekend

Realiseerbaar

Veilig

ASFALTKUNDE Prestatie-eisen asfaltverharding niveau 2 Prestatie eisen aan de asfaltverhar-ding

Voldoende weerstand tegen vervorming Reversibele vervormingen beperkend (G)

Irreversibele vervormingen beperkend (G)

Voldoende sterk Begaanbaar

Niet scheurend

(A,G)

(G)

Prestatie Technisch eisen aan realiseerbaar de weg- Vlak

Niet van belang

Vanzelfsprekend

Van groot belang

Specificaties Niveau 1

verbinding

o.a. beschikbaar, veilig, comfortabel, geen hinder omgeving

2

weg(oppervlak)

3

constructie (gedrag)

o.a. textuur, holle ruimte, rafeling

4

materiaal (gedrag)

o.a. treksterkte, retained splijtsterkte,

5 23-09-04

bouwstoffen (samenstelling / gedrag)

o.a. geluid

o.a. korrelvorm Training functioneel specificeren en risicomanagement

1

Specificaties Niveau 1

verbinding

o.a. beschikbaar, veilig, comfortabel, geen hinder omgeving

2

weg(oppervlak)

3

constructie (gedrag)

o.a. textuur, holle ruimte, rafeling

4

materiaal (gedrag)

o.a. treksterkte, retained splijtsterkte,

5 23-09-04

bouwstoffen (samenstelling / gedrag)

o.a. geluid

o.a. korrelvorm Training functioneel specificeren en risicomanagement

2

Schaden die men wil voorkomen Vanwege de weg (vervoerscapaciteit • ongelukken • capaciteitsverlies • verlies comfort • hinder omgeving Vanwege de constructie • textuur (rafeling, vet etc.) • vlakheid (dwars- en langsvlakheid, oneffenheden) • samenhang (scheuren, lassen, gaten etc.) 23-09-04

Training functioneel specificeren en risicomanagement

3

Inleiding

Schade oorzaken (die voor opdrachtgever van belang zijn, afhankelijk van wijze van specificeren.)

• Draagvermogenschade (scheurvorming start onder in de constructie) • Samenhangschade (scheurvorming start boven in de constructie) • Rafeling (steenverlies bovenste laag) • Dwarsonvlakheid (spoorvorming) • Textuurwijziging • …..

23-09-04


4

Inleiding

Schade oorzaken (die overigens voor opdrachtgever NIET van belang zijn)

Materiaalverlies Spoorvorming Plastisch

Scheuren bovenin, Viskeus groeiend naar beneden

Scheuren onderin, groeiend naar boven

23-09-04


5

Inleiding

Dikte ontwerp (constructie)

Een asfaltverharding moet ONDER MEER zo ‘stevig’ zijn dat: • hij niet breekt • hij niet vermoeit

23-09-04


6

Dikte-ontwerp

Mengselontwerp

Het mengsel moet –onder veel meer- zo zijn dat het geen (minimale) vervorming geeft. Dat vertaalt zich in een kruipproef. Zouden andere denkbaar zijn?

23-09-04


7

Dikte-ontwerp

Het specificeren • Op welk niveau • Contractvorm • Specifieke project-omstandigheden? •…

23-09-04


8

Specificeren algemeen

Specificeren op constructie-niveau De te voorkomen schaden zijn: • materiaalverlies (waaronder rafeling): • dwarsonvlakheid • langsonvlakheid • geluidsproductie • verlies aan draagvermogen • scheurgroei • verlies aan comfort Een contractman hoeft niet te weten wat hij bedoelt (???), als hij maar eisen heeft. En die zijn ….. 23-09-04


9

Specificeren niveau 3

Van niveau 3 naar niveau 4.

Van constructie naar mengsels:

De eisen aan de mengsels volgen uit de eisen aan de weg. De termen materialen wordt voorbehouden aan de bouwstoffen.

23-09-04


10

Specificeren niveau 3 / 4

Functionele Eisen aan Materialen en Constructie: • geen rafeling, • geen watergevoeligheid • geen veroudering • geen scheurgroei van onderuit, • stijfheid (dikte) • weerstand tegen herhaalde belasting • geen scheurgroei van onderuit of bovenaf, • scheurtaaiheid, breuksterkte • geen dwarsonvlakheid • geen vervorming • geen geluidsproductie • geen vervuiling • geen rafeling • geen gladheid • geen polijsten • geen bloeden 23-09-04


11


Mengseleigenschappen Kruipproef: – viskeuze permanente vervorming Trekproef: – plastische vervorming en scheurvorming van bovenaf Cyclische buigproef: – stijfheid, vermoeiing Retained indirecte trekproeven: – watergevoeligheid Mengselsamenstelling: niet specificeren door opdrachtgever

23-09-04


12


Vervorming

Dynamische Kruipproef EN 12697-25

23-09-04


13

Specificeren CEN-wise niveau 4

Vervormingsklasse

Klasse Vervormingssnelheid [μm/m/s] Mengsels

23-09-04

A

B

C

D

E

F

G

< 0,1

> 0,1

> 0,2

> 0,4

> 0,8

> 1,2

> 1,6

en

en

en

en

en

en

< 1,2

< 1,6

< 2,0

< 0,8 < 0,4 < 0,2 * STAB ** STAB(25 -5%)* Scorepave EME -h** ** (70%) STAB -C Fix** Kjellbase GOAB type* 3 ** OAB 0/11 Restaplast ** OAB type 2 EME -l OAB 0/22 DAB C -Fix** GAB C -Fix** * DAB 20/30

* STAB 45/60 DAB 70/100 ** *** DAB 45/60 GAB 45/60 GAB(25 -50%)


14


Stijfheid & Vermoeiing

Stijfheid: EN 12697-26 Vermoeiing: EN 12697-24

23-09-04


15


Stijfheidsklasse Klasse

Stijfheid mix [MPa] Mengsels

* **

A

B

C

D

E

>14.000

> 9.000 en < 14.000

>5.500 en < 9.000

> 3.600 en < 5.500

> 1.500 en < 3.600

EME -h * GAB C -Fix DAB C -Fix STAB C -Fi x *

EME -l STAB (70%) h GAB (70%) h* DAB 20/30 *

GAB (70%) -l * GAB 45/60 * GAB (25 -50%) * STAB (70%) -l * STAB 45/60 *

DAB 70/100 * OAB 70/100 *

Zandasfalt * EAB 0/8 *

STAB ( 25 -50%) Kjellbase Restaplast DAB 45/60 * GAB 45/60 * Scorepave *

Expert guessing Er is bovendien een klasse Z, no requirement gedefinieerd.

23-09-04


16


Vermoeiingsklasse Klasse Vermoeiing ε6 [microstrain]

mengsels

23-09-04

A

B

C

D

E

F

G

H

≥ 310

≥ 220 en < 310

≥ 160 en < 220

≥ 135 en < 160

≥ 115 en < 135

≥ 100 en < 115

≥ 85 en < 100

≥ 50 en < 85

STAB 45/60* DAB 45/60* OAB-type 3* GAB 45/60* GAB(70%)-l* GAB(70%)-h* STAB(70%)-l STAB(70%)-h

STAB(25-50%) GAB (25-50%)* DAB C-Fix STAB C-Fix* GAB C-Fix OAB type 2* DAB 70/100* Restaplast

EME-h EME-l DAB 20/30*

Scorepave

Kjellbase

*


17


Watergevoeligheid

EN 12697-23 Een go/nogo proef

23-09-04


18


Watergevoeligheidsklasse Klasse

A

B

Z

ITSR (%)

≥ 90

≥ 80 en < 90

No requirement

mengsels

Alle deklaagmengsels

Alle overige mengsels

Zandasfalt EAB 0/8

23-09-04


19


Nederland koos Elk mengsel binnen 13108-serie heeft een aparte route naar een CE-Markering. Alleen voor de dichte mengsels (oude dab, oab, stab,gab) zijn er twee mogelijkheden: de functionele en de empirische route. De functionele route is besproken. De emprische (veel lijkend op de oude Marshall-procedure) is niet de Nederlandse keus.

23-09-04


20


DAB 0/16 vk3 volgens 13108-1 Keuze bouwstoffen (herkomst) Mengselsamenstelling Proefstukbereiding Testen Vermoeiing Stijfheid Waterresistentie Deformatie Resultaat TT (Type Test)

AC-16 C A F C

NB: ook o.a. holle ruimte opgeven 23-09-04

FPC

Specie met CE markering AC-16 C A F C Training functioneel specificeren en risicomanagement

21


TT & FPC TT: Type Testing, lees ‘Vooronderzoek’: Een toekenning van technische verwachtingen aan producties, aan de hand van een enkel product. Voor asfaltspecie: het toekennen van potentiële eigenschappen, die gerealiseerd kunnen worden als vervolgtraject (verwerking) goed is. FPC: Factory Production Control, lees IKZ Controle, door NoBo, dat het bedrijf goed werkt en daarmee levert wat verwacht mag worden.

23-09-04


22


De verandering Huidig vooronderzoek t.o.v. Type Testing: •Beide geven uiteindelijk een samenstelling t.b.v. productie •Huidig vooronderzoek is gevoeligheidanalyse op bitumen-gehalte; •Type Testing is bepalen van mechanische en fysische eigenschappen voor één gekozen samenstelling. •Declaratie bij Type Testing: Producent verklaart dat de gegeven eigenschappen gehaald (kunnen) worden met de referentiesamenstelling. 23-09-04


23


Mengselcertificaat Mengselcertificaat

voor asfaltbeton EN 13108 -1 : .………………………. Mengselcode

Nummer Certificaat: ………..

Datum opstellen van dit certificaat:………

Geldig tot: …………………...

Handelsnaam: ………………………..

Afgegeven door: Naam producent Contactpersoon Adres Tel Email

: : : : :

Bedrijfsauthorisatie:

….. ….. ….. ….. ….

Mengselbereiding: Mengsel is bereid:

………………………..

? in laboratorium van …… ? in asfaltmenginstallatie te .......

Proefstukken verdicht:

? in verharding: …… ? in het laboratorium van ……. ? via plaatverdichting ? via gyrator ? via Marshallhamer ? anderszins: ……………………… …. Rapportage onderliggende metingen: A: Rapport nummer: ……….. Datum rapport: B: Rapport nummer: ……….. Datum rapport: C: Rapport nummer: ……….. Datum rapport:

……….. ……….. ………..

Herkomst/naam bouwstoffen en hoeveelheden Bouwstof fen Aggregaat

A: ……. B: ……. C: ……. Hergebruikt asfalt Code: Code: Code: Zand A: ……. B: ……. C: ……. Vulstof A: ……. B: ……. Eigen stof ……. Bitumen type ……. Toevoegingen A: ……. B: ……. …

23-09-04

Ingewogen hoeveelheid [% m/m] A: …. B: …. C: …. …. …. …. A: …. B: …. C: …. A: …. B: …. …. …. A: …. B: …. ….


24


Mengselcertificaat Referentiesamenstelling

Door zeef 1,4 D D D/2

samenstelling [% m/m] … …

2 mm

…

63 μm Bitumen ‘in’ Additieven

… … … …

Algemene Eigenschappen Eigenschap Holle ruimte (HR) Omhulling en homogeniteit

Volgens EN 12697 -5 / 8

Watergevoeligheid (ITSR) Vuurbestendigheid Brandstof resistentie

EN 12697 -12 zie 12697 -9 en 23 EN 13501 -1 EN 12697 -43

Dooizout resistentie EN 12697 -41 Mengtemperatuur

EN 12697 -1

Functionele eigenschappen Eigenschap Stijfheid Vervorming Vermoeiing

Resultaat Min:… ….. % Max:… ….. % Materiaal uit de mixer is homogeen en het aggregaat is volledig omhuld me t bitumen. Er zijn geen klonters van fijn aggregaat. J/N ………. % Voldaan zonder test ?) .nv.t. ?) ….… % ?) n.v.t. ?) ……. % o ……… C

Volgens Resultaat 4-puntsbuigproef ………MPa o EN 12697 -26 (20 C en 8 Hz) Triaxiaalproef ….… μm/m/s EN 12697 -25 B 4-puntsbuigproef ….… μm/m EN 12697 -24

De functionele codering van het mengsel is: Stijfheid: …….. Vervormingsweerstand: …….. Vermoeiing: …….. Strippingweers tand: …….. Hierbij verklaart ondergetekende dat dit certificaat naar waarheid en volledigheid is ingevuld.

23-09-04

Naam:

Handtekening


Datum:

25


Functionele specs Voorbeeld van functioneel specificeren van mengsels - voor een asfaltbeton: AC 16 EBDC, • E is een klasse stijfheid • B is een klasse vermoeiing • D is een klasse vervorming • C is een klasse watergevoeligheid - voor een zeer open asfaltbeton PA 11 met een soortgelijke code 23-09-04


26


ASFALTKUNDE

Module 2:

Mengselopbouw

ASFALTKUNDE



Mechanica weg




2 3 4

Mengselontwerp

1

10

`

5 6 7



9 8



ASFALTKUNDE Terminologie Steen:

groter dan 2 mm

Zand:

tussenmaat

Vulstof:

kleiner dan 63 μm

Toevallige keuze van grenzen Korrelskelet

zandskelet steenskelet

ASFALTKUNDE Lastspreiding door skelet

Uniform / discontinue, korrelafmeting onafhankelijk

ASFALTKUNDE Steenskelet

Discontinue

ASFALTKUNDE Zandskelet

ASFALTKUNDE Ondervuld mengsel

ASFALTKUNDE Gevuld mengsel

ASFALTKUNDE Overvuld mengsel voor belasten

ASFALTKUNDE Overvuld mengsel na belasten

ASFALTKUNDE Volumetrie Zandskelet HR

Steen HR HR

OP Zand Vulstof Bitumen HR in mengsel

2 mm Waar zit de holle ruimte?

63 μm

ASFALTKUNDE Mengsels zand-vulstof [% m/m]

0 HRm 35 30

10

20

30

In mengsel: 37 % zand 7% vulstof

40 : vulstof HRm 35 30

25

25

20 zand : 100

20

90

80

In mengsel 37% zand en 7% vulstof; 7/44=16%

70

60

ASFALTKUNDE Nederlandse asfaltmengsels

Massa perc. bit. in mastiek

gevuld overvuld steenskelet

ondervuld steenskelet

SMA

28

ZOAB

24

mastiek asfalt overvulde

20

mastiek

16 12

gevuld

OAB

8

StAB

4 0

0

10

20

30

40

50

DAB GAB 60

ondervulde mastiek 70

Volume mastiek in mengsel [%]

ASFALTKUNDE Nederlandse asfaltmengsels

Reken eens uit: •het ‘massa percentage bitumen in de mastiek’ •en het ‘volume van de mastiek’ in het mengsel

ASFALTKUNDE Volumetrie OAB 0/16 type 3 Op zeef C16 C11.2 C8 C 5.6 2 mm 63 μm Bitumen 'op' Totaal

Bouwstof Steen Zand Vulstof Bitumen 'in' Totaal mastiek

Hoeveelheid [% m/m] 63.6 25.6 5.7 5.1 100 36.4

% [m/m] 67.0 94.0 5.4 105.4

Hoeveelheid [liter] 236 95 22.8 50.0 403.8

Hoeveelheid [% v/v] 58.4 23.5 5.7 12.4 100 41.6

Massa bitumen in mastiek: 5.1/36.4= 14% (m/m) Volume mastiek in mengsel (23.5+5.7+12.4)= 41.6 % (v/v)

ASFALTKUNDE Duurzaamheid Massa perc. bit. in mastiek ondervuld steenskelet

overvuld steenskelet

28 24

zeer duurzaam

duurzaamheid afh. van dikte mastiekhuid

20 16

overvulde mastiek

12 8 4 0

duurzaamheid afh. van % HR

niet duurzaam 0

10

20

30

40

50

60



ASFALTKUNDE Grootte Holle Ruimte Massa perc. bit. in mastiek ondervuld steenskelet


28

HR= openingen in steenskelet, weinig grote poriën

24 20

HR= rest HR in mastiek, weinig kleine poriën

16

overvulde mastiek

12

HR door hele skelet, poriën met var. grootte

8 4 0

0

10

20

30

HR= porositeit mastiek, veel kleine poriën 40

50

60



ASFALTKUNDE Stabiliteit Massa perc. bit. in mastiek ondervuld steenskelet


28 24

instabiele mengsels

stabiliteit door steenskelet

20 16 12

stabiliteit door mastiek en steen ondervulde mastiek skelet

8 4 0

overvulde mastiek

0

10

20

30

40

50

60

70


ASFALTKUNDE Vervormingsgevoeligheid Massa perc. bit. in mastiek ondervuld steenskelet


28 24

afhankelijk van vullingsgraad mastiek

ongevoelig

20 16

overvulde mastiek

12 8

gevoeliger

4 0

minder gevoelig 0

10

20

30

40

50

60



ASFALTKUNDE Iso-vermoeiingslijnen Massa perc. bit. in mastiek ondervuld steenskelet


28 24

overvulde mastiek

20

betere vermoeiing

16 12 8 4 0

ondervulde mastiek

mindere vermoeiing 0

10

20

30

40

50

60

Volume mastiek

70

Volumetrie: enkele voorbeelden

ASFALTKUNDE

N.B.: niet alle mengsels zijn ook te maken! de maat van de blokken is indicatief

Steenskelet:

Zandskelet:

Poriengrootte en stabiliteit bepaald door steenmaat HR

Steen HR

HR

Steen

HR HR

Zand Vulstof Bitumen HR in

2 mm

Poriengrootte en stabiliteit bepaald door zandmaat OP HR

Zand Vulstof Bitumen HR in

mengsel

63 μm

mengsel

63 μm

2 mm

Vulstofskelet II:

Vulstofskelet I:

Poriengrootte en stabiliteit bepaald door vulstof (Zand steunt stabiliteit)

Poriengrootte en stabiliteit bepaald door vulstof (Steen steunt stabiliteit) HR HR

HR in

‘Multiple’ skelet:

2 mm

63 μm

mengsel

63 μm

•Hoe hangt de weerstand tegen veroudering samen met de mengselsamenstelling?

Steen Zand Vulstof Bitumen HR in

Zand Vulstof Bitumen

Vragen:

Poriengrootte bepaald door vulstof. Stabilitiet door alle aggregaten. HR

OP

HR in

mengsel 2 mm

HR

OP HR

63 μm

HR

Steen HR

Zand Vulstof Bitumen

HR OP

2 mm

HR

Steen

mengsel

•En de vermoeiingslevensduur? •Welke mengsels zijn kritisch voor permanente vervorming? •Welke zijn vloeistofdicht? • Hoeveel bitumen kan er in een ‘multiple skelet? En in een vulstof skelet?

ASFALTKUNDE

Module 3: Mechanica van de verharding

ASFALTKUNDE



Mechanica weg




2 3 4

Mengselontwerp

1

10

`

5 6 7



9 8



ASFALTKUNDE Type verhardingen Skeelerpaden

Voet- en fietspaden

Bedrijfsverhardingen

h r e

n e g Wegen van tweede orde n i d ar

v t l Opslagterreinen a f Brugdekken s A

Startbanen

Wegen van derde orde

Parkeerdaken

Wegen van eerste orde

AGV-banen

ASFALTKUNDE

Mechanica Mechanica vraagt:

constructie belasting materiaal

Mechanica van de verharding: weg wiellast asfalt / fundering

ASFALTKUNDE Constructie in breedte en diepte

Verticaal

Horizontaal (schuif)

Mengselontwerp Vervorming band Zijwind Afschot Remmen

Verhardingsontwerp Gewicht

ASFALTKUNDE Contactspanning band/wegdek

vorm contactoppervlak: cirkel spanning onder wiel

verticaal schuifspanning

x-richting

ASFALTKUNDE Wiellast-verticale spanning zz 2.0 MPA

voorzijde

σzz, band: R16/0 AZ, 100 kN, 700 kPa, 0.3 m/s

ASFALTKUNDE Wiellast-schuifspanningen yz 0.4 MPA

voorzijde

τyz, band: R16/0 AZ, 100 kN, 700 kPa, 0.3 m/s

ASFALTKUNDE Wiellast-schuifspanningen xz 0.4 MPA

voorzijde

τxz, band: R16/0 AZ, 100 kN, 700 kPa, 0.3 m/s

ASFALTKUNDE Wiellast-schuifspanningen yz

Schuifspanningen yz

Veroorzaken schuifspanningen door rubber

ASFALTKUNDE Eenvoudig, maar reëel model Lege band

Let op: banden zijn gewapend

Volle band

ASFALTKUNDE Radiale schuifspanningen onder wiel

Outward shear

Inward shear

ASFALTKUNDE

Ontwerp Horizontale spanning +

Verticale spanning

= mengselontwerp

= verhardingsen mengselontwerp

ASFALTKUNDE Spanningen

trekspanningen

drukspanningen

ASFALTKUNDE Buigspanningen

drukspanningen

trekspanningen

ASFALTKUNDE

Schadeplaatsen Waar in de constructie treedt schade op?

ASFALTKUNDE Buiging balk (spanning) Maximale horizontale spanning: waarbij:

σmax = M / W M: buigend moment (de last) W: weerstandsmoment van de balk W = b h2 / 6 De spanning is dus omgekeerd evenredig met het kwadraat van de hoogte.

ASFALTKUNDE Buiging balk (zakking) De zakking in het midden van een overspanning is: w = P L3 / ( 48 E I ) waarbij:

P: de last L: de overspanning E: de elasticiteitsmodulus I: het traagheidsmoment van de balk I = b h3 / 12

Dus:

w ∝ P / ( E h3 )

ASFALTKUNDE

asfalt fundering ondergrond Rekenen: Eigenlijk via meerlagen We doen het via vertaalslagen (derde macht)

ASFALTKUNDE

Lastspreiding Boussinesq

a

a

α z σz σz=P*(1-sin3α)

σx

uz=P/E*(a2+z2)1/2 [2(1-ν2)-(1-ν-2ν2)sin α -(1+ν)sin2 α]

ASFALTKUNDE

Lastspreiding • Verticale kracht (belasting) F blijft gelijk •Spanning = kracht per oppervlakte σ=F/A •Volgens Boussinesq σz=P*(1-sin3α)

met P=F/π a2

•Verandert het oppervlak A dus als A(α)=a2/(1-sin3α) = a2/[1- z3/(a2+z2)3/2] •Voor hele grote dieptes: A= a2/(1-1) = oneindig, en dus spanning nul!

ASFALTKUNDE

Lastspreiding Boussinesq

Spanning [MPa] -0,2

Diepte [mm]

0

0,2

0,4

0,6

0

400

800

1200

σz σx

0,8

ASFALTKUNDE

Lastspreiding Laagequivalentie volgens Odemark 1 3

⎡ E1 ⎤ he = f * h1 * ⎢ ⎥ ⎣E2 ⎦

f is 1.0 voor eerste scheidingsvlak 0.9 voor twee lagensysteem 0.8 voor meer lagensysteem

ASFALTKUNDE

Lastspreiding Laag equivalentie volgens Odemark Verharding

Equivalente lagen

E [MPa]

h [mm]

Ee [MPa]

he [mm]

Asfalt

4000

120

40

557

Granulaat

500

250

40

464

Zand

100

500

40

543

Ondergrond

40

oneindig

40

oneindig

ASFALTKUNDE

Lastspreiding Werkelijke Constructie E in MPa 4000 500 100

Boussinesq ‘s constructie E = 40 MPa Asfalt Fundering Zand

40

Ondergrond

σz=P*(1-sin3α)

ASFALTKUNDE

Lastspreiding: buiging en afschuiving

Lastspreiding is inderdaad buiging en afschuiving

ASFALTKUNDE Een verhardingsconstructie

Snelheid

Belasting

E MPa

ν

Verharding

500

0.35

Fundering

250

0.35

Fundering

100

0.35

Ondergrond

ASFALTKUNDE Gemeten en Berekend Longitudinale rek [mm/m]

VEROAD LINTRACK

0.2

0.1

0 -0.1

-2000

Time trace; 23 ºC; 20 km/uur

-1000

0

1000

2000

Positie van het wiel [mm]

ASFALTKUNDE Gemeten en Berekend Transversale rek [mm/m]

VEROAD LINTRACK

0.2 0.1 0 -2000

Time trace; 23 ºC; 20 km/uur

-1000

0

1000

2000

Positie van het wiel [mm]

ASFALTKUNDE Gemeten en Berekend Elastische longitudinale en transversale rek 0,12 0,09 0,06 0,03 -3000 -2000

0 -0,03

2000 3000 Positie van het wiel

ASFALTKUNDE Rek onderin asfaltlaag Rek [mm/m] 0.15 0.1 0.05 4000

3000

2000

1000

0

exx eyy ezz

0

-1000 -2000 -3000 -4000 -0.05

Afstand tot wiel [mm]

-0.1 -0.15 -0.2 Foto, z=160 mm, y=0 mm, v=19 m/s

ASFALTKUNDE

Spanning aan oppervlak Spanning [MPa] Sxx Syy Szz

0.4 0 4000

3000

2000

1000

0

-1000 -0.4 -0.8

Foto, z=0, v=1.9 m/s, y=75 mm

-2000

-3000

-4000

Afstand tot wiel [mm]

ASFALTKUNDE

Invloed van slip Hoe worden de rekken beïnvloed als er een glij-laag in de asfaltverharding zit?

ASFALTKUNDE Invloed van slip 0.2 0.15

Rek εyy

0.1 0.05 0 -0.05

0

50

100

150

200

-0.1 -0.15 -0.2

Diepte 60 / 5 / 100

geen onthechting

εyy, y=0, totale dikte 165 mm, op fundering en zand

100 / 5 / 60

30 / 5 / 130

ASFALTKUNDE Sxx bij onthechting Spanning [MPa] 1.5 1 0.5 0 -0.5

0

50

100

150

200

-1 -1.5 -2

diepte [mm] 60 / 5 / 100

100 / 5 / 60

geen onthechting

30 / 5 / 130

ASFALTKUNDE DWW-RWS Wegontwerp (dikte) Dubbele wiellast bovenaanzicht

asfalt fundering ondergrond

ASFALTKUNDE

Enige opmerkingen: •Het dikteontwerp is gebaseerd op vermoeiing •Het veronderstelt voldoende lastspreiding door asfaltlaag om secundaire spoorvorming te voorkomen •Primaire spoorvorming geen deel van wegontwerp

ASFALTKUNDE

Betekenis van SAL100 In elastische geval zijn spanning en rek evenredig met de last. Waarom dan een 4e macht-relatie?

Het kan niet goed zijn!

ASFALTKUNDE

Module 4: Mechanica van het mengsel

ASFALTKUNDE



Mechanica weg




2 3 4

Mengselontwerp

10

`

5 6 7


.

1


9 8



ASFALTKUNDE Schade-mechanismen -- Vermoeiing en Healing -- Spoorvorming --- Visceus --- Plastisch -- Scheur(door)groei -- Rafeling -- Stroefheidsverlies

ASFALTKUNDE

Stijfheid

ASFALTKUNDE

Mechanische parameters Stijfheid of Elasticiteitsmodulus: E Weerstand tegen axiale vervorming

Poissongetal: ν Verhouding verbreding bij verkorting

Glij- of Schuifmodulus: G Weerstand tegen vormverandering

Bulkmodulus: K Weerstand tegen volumeverandering

ASFALTKUNDE Stijfheid Model

0

0,2

Respons 0,4

0,6

0,8

Tijd [s] lastpuls

E1

E1 η2

E2

E2 en η2 η1

η1

totaal

ASFALTKUNDE

15

0.02

10 0.01

5 0

0 0

2

4

6

-5 -10

-0.01

-15 -0.02

-20 E1

h1

h2/e2

TOTAAL

spanning

ASFALTKUNDE Fasehoek Fase verschil Spanning Rek Tijd

T=1/f

ASFALTKUNDE Frequentie-afhankelijkheid Modulus E [MPa]

Burgers’model

Fasehoek [graden]

1200

80

800 400 0 0.01

0.1

1 10 Frequentie (Hz)

60 ν [-]: 0.5 40 0.4 20 0.3 0 100

ASFALTKUNDE Stijfheidsmeting

Frame Proefstuk

Vijzel Verplaatsingsopnemer

Voetplaat

ASFALTKUNDE

Vermoeiing en Healing

ASFALTKUNDE Vermoeiing en Healing Stijfheidsmodulus

Drie fasen: 1: Initiatie 2: Scheurgroei 3: Scheurdoorslag

1

2

Lastherhalingen

3

ASFALTKUNDE Vermoeiing Co-r-relatie volgens Wöhler:

N f = k 1 ε k2

Log ε

º º

k2

k1 Log Nf

ASFALTKUNDE Invloed van bouwstoffen & samenstelling

Structurele levensduur

Mengsel Variant mengsel

PI TR&K

% (v/v) bit % (v/v)aggr

Vermoeiing

t.g.v.

t.g.v.

[MPa]

[106]

Stijfheid

Vermoeiing

50

0.1

5

52

0.1

5

0.8

5.4

4.2

3.3

0.4

2100

-1 +1 58 10 81

41 4 10 52

5090 3390

86

9

11200 5610

14

85

7530 3140

45

[0C]

Stijfheid

5460

Gebaseerd op nomogrammen

36 15

Resultaat

1.3

ASFALTKUNDE Vermoeiing en Healing Healing is de zelfherstelling H = N rust / N cont Afhankelijk van: -- Viscositeit Temperatuur

Intrinsieke viscositeit Fysische chemie

-- Filmdikte -- Contactvlakken

ASFALTKUNDE Principe Wegontwerp log (ε)

Bel

ast in g slijn

Nf 104 105 106

Temp. Asfalt Temp.

log (Smix)

ASFALTKUNDE

asfalt fundering ondergrond

ASFALTKUNDE Normeren rek Trekrek [mm/m] 0,20 0,16 0,12 0,08 0,04 0,00 -3000

-1000

1000

3000

Afstand tot midden wiel [mm]

Transversale rek onderin asfalt

ASFALTKUNDE Normeren rek Trekrek [mm/m] 0,20 0,16 0,12

?

?

?

0,08 0,04 0,00 -3000

-1000

1000

3000

Afstand tot midden wiel [mm]

ASFALTKUNDE Energie-dissipatie Rek εxx 0.12 0.08 0.04

-0.5

Spanning σxx 0.5

1

1.5

ASFALTKUNDE Energie-dissipatie Per cyclus:

Wdis = π ε2 Smix sin ϕ

Tot einde levensduur:

Nf Wf = Nf * Wdis / ψ

van Dijk: Combineren: Vergelijk Wöhler:

W f = A Nf z Nf =

{ πS

ψA _______ mix

N f = k 1 ε k2

sin ϕ

1/(1-z)

}

ε

2/(1-z)

ASFALTKUNDE

Scheuren bij kou

ASFALTKUNDE Effecten van temperatuur Spanning [MPa] Sterkte

4 2

Beschikbare mechanische 0 sterkte -40

Temp. spanning

-20

Breuktemperatuur

0

20 Temperatuur [0C] dT/dt = -10 0C/uur

ASFALTKUNDE

Dynamische Kruipproef

ASFALTKUNDE Permanente vervorming Axiale vervorming [-] 0.06 0.04 0.02 0

0

2000

4000

6000

Lastwisselingen [-]

8000

ASFALTKUNDE

Frame

Proefstuk


Drukplaat Steunspanning

Drukplaat

ASFALTKUNDE Spoordiepte [mm] 0.01

-1500

-1000

-500

500

-0.02 -0.03 z=0,

40,

80,

1500

Afstand tot hart van wielspoor [mm]

-0.01

Diepte:

1000

120 mm

ASFALTKUNDE

Scheurgroei

ASFALTKUNDE Scheurgroei “modes”

Mode I Trek

Mode II Schuif

Mode III Wringing

ASFALTKUNDE Scheurgroei door trek

ASFALTKUNDE Scheurgroei door schuif

ASFALTKUNDE

Scheurgroei De toename van de lengte van een scheur, per lastherhaling, is gelijk aan een materiaal-parameter en de spanning aan de top van de scheur, waarbij die spanning zwaar meetelt Dat is korter...

ASFALTKUNDE Scheurgroei Wet van Paris:

∂c = AP ⋅ K n ∂N

Materiaal parameters AP en n moeten eigenlijk gemeten worden. Echter, bij benadering:

1

waarbij

1 1 ⋅ c ⋅n AP = d ⋅ a ⋅ b⋅ n σ (2Γ ) Smix Log( AP) = p + q ⋅ n

En helaas:

q < 0 Dus als K=2 dan AP zo klein mogelijk

Relatie voor mode I

ASFALTKUNDE

Trekproef OAB

PMB 40 °C

Treksnelheid [mm/s]

Kracht [100N] 20

0.43 0.85 0.85 1.7 1.7

15 10 5 0

0

2

4

6 8 10 Verplaatsing [mm]

12

14

ASFALTKUNDE

Falen door afschuiven

ASFALTKUNDE Faallijn / afschuifvlak normaalspanning schuifspanning schuifspanning

normaalspanning

ASFALTKUNDE Verlijmd schuurpapier

schuif-

schuif-

spanning

spanning

normaalspanning

Bitumen heeft effect als normaalspanning

normaalspanning

ASFALTKUNDE Afschuifvlak ????

σ1 schuifspanning

σ3

σ3

σ1

σ3

σ1

normaalspanning

ASFALTKUNDE Mohr-Coulomb grafiek Schuifspanning

Faallijn

Cohesie Hoek van inwendige wrijving σ3 σ3

Treksterkte

σ1,f σ1

Normaalspanning

ASFALTKUNDE Mohr-Coulomb Schuifspanningen σ1

jn i l l a Fa

σ1 σ3

σ3

ϕ

c σ3

σ1

ε

σ1

σ1 σ1,f

Normaalspanningen

ASFALTKUNDE Directe Trekproef

Frame

Proefstuk

Vijzel

Voetplaat Verplaatsingsopnemer

ASFALTKUNDE Mohr-Coulomb, factor F Schuifspanningen

F = 1.5 F=2 F=4

σ3

F

σ1

jn i l l aa

Normaalspanningen

ASFALTKUNDE

-0,5

0

0,0

Spanning [MPa] 0,5 1,0 Asfalt, E=5000 MPa, ν=0,25

200

Granulaat fundering, E=450 MPa, ν=0,35

400 600 800 1000 Diepte [mm]

σhor. [MPa] σvert. [MPa] σeig. (hor&vert) [MPa]

Zand, E=100 MPa, ν=0,35 op Veen, E=45 MPa, ν=0,25

ASFALTKUNDE spanning [MPa] en σ1/ σ1,f [-] 0,0 0 C=1.0 MPa 200

1,0

2,0 C=0.3 MPa

3,0 Asfalt, C=? MPa, φ=45 degr

400

Granulaat fundering, C=0.08 MPa, φ=50 degr

600

Zand,

800

C=0.005 MPa, φ=43 degr

1000 diepte [mm]

ASFALTKUNDE Behandelde schademechanismen Vermoeiing en Healing Viskeuze vervorming Scheurdoorgroei Plastische vervorming Hoe hangen ze samen?

ASFALTKUNDE Verbeter een mengsel/constructie Doel: Doorzicht verwerven in complexe samenhangen Hoe wordt een mengsel verbeterd in een bepaalde eigenschap? Via welke (mechanische) parameter? Hoe sturen componenten die parameter aan. Kunt u de invloed ranken?

ASFALTKUNDE Verbeter een mengsel/constructie Eigenschap Mechanische parameter component variatie variatie

Mechanische parameter component

variatie

variatie

variatie

ASFALTKUNDE Verbeter een mengsel/constructie Stijver / draagvermogen stijfheid bitumen harder minder

interactie

dikkere laag aggregaat

modificeren

Graag een beetje verdelen

meer hoekiger (?)

ASFALTKUNDE

ASFALTKUNDE Frequentie-afhankelijkheid Huet Sayegh model

Ea ηa , ka ηb , hb

Ep

ASFALTKUNDE Frequentie-afhankelijkheid Huet Sayegh model Stiffness [MPa]

Phase Angle [o]

32000

80

24000

60

16000

40

8000

20

0 0,00001

0,01

10

ha=202; hb=515, ka=0.27; hb=0.75; Ep=43, Ea=32957

0

10000 Freq [Hz]

Poissons ratio [-] 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

ASFALTKUNDE

Module 5:

Mengselontwerp methoden

ASFALTKUNDE



Mechanica weg




2 3 4

Mengselontwerp

1

10

`

5 6 7



9 8



ASFALTKUNDE Ontwerp Belastingsgebied

Weerstandsgebied Mengselontwerp

Eisen

Wegontwerp

ASFALTKUNDE Ontwerp Overdimensionering

Onderdimensionering

ASFALTKUNDE Onderdimensionering reflectiescheurvorming

temperatuurscheurvorming

rafeling

spoorvorming

?????????

?????????

ASFALTKUNDE Onder / Overdimensionering

Kosten-effectief

ASFALTKUNDE Onder / Overdimensionering

Veranderende Ontwerpcondities of Bouwmaterialen

ASFALTKUNDE Waargenomen schade (Auto)snelwegen: - rafeling - oppervlakte- & vermoeiingscheuren - permanente deformatie Stedelijke wegen: Plattelandswegen:

- permanente deformatie - onvlakheid vanuit ondergrond - vermoeiingsscheuren - rafeling

ASFALTKUNDE Doel Ontwerpmethode Bepaal de samenstelling van een mengsel die een optimale dekking prestatie/prijs verhouding geeft . Voor wie? Wie is uw klant of de gebruiker? Met betrekking tot wat? -----Hier wordt alleen de techniek besproken.

ASFALTKUNDE Type methode Empirisch of Functioneel? Is geen tegenstelling! Empirisch of Fundamenteel? ‘Marshall-methode’ is Experience Developed

ASFALTKUNDE Amsterdamsche Courant 1920 Schade…….

Schade…….

Afdrukken van de hoeven van de TramPaarden ….

Voorstel: Breek het zand

ASFALTKUNDE Elementen in methode Hoe verdichten? Zoveel mogelijk overeenkomstig de praktijk of in (lineaire) relatie met de praktijk of in dezelfde ranking als in de praktijk? Marshall Plaat- of walsverdichting Trilhamerverdichting Gyrator Statisch

ASFALTKUNDE Elementen in methode En wat is het criterium? Dichtheid Gemak Sterkte (wat is dat?) Een combinatie ?????

ASFALTKUNDE Elementen in methode Volgorde: Ga uit van zeefkromme en zoek bitumen(gehalte) er bij. Andere volgorden zijn mogelijk! Verdicht het mengsel Test het mengsel Toets de resultaten Stel eventueel samenstelling bij en doe opnieuw

ASFALTKUNDE Bepaling van bitumengehalte Bij combinatie van eigenschappen: vermoeiing

vermoeiing

vervorming

vervorming verwerkbaarheid dyn. stijfheid

verwerkbaar

% bit % bit % bit

dyn. stijfh. % bit

TOTAAL % bit Toegestane bit %

ASFALTKUNDE

Methode van verdichten

ASFALTKUNDE Marshallverdichting Verdichtingsgraad (%) 100 90 80

Serie B3

gemiddelde van 7 proefstukken

70 60 Aantal slagen (2 x 50)

ASFALTKUNDE Trilhamerverdichting Verdichtingsgraad (%) 100 90 80

Serie B3


70 60 Tijd (3 x 20 s)

ASFALTKUNDE ICT Verdichting Verdichtingsgraad (%) 100 90 80

Serie B3


70 60 Cycles (max 150)

ASFALTKUNDE

Gyrator F

ASFALTKUNDE Gyrator-verdichtingscurve

ASFALTKUNDE Verdichtingsmethode Welke verdichtingsmethode is het ‘best’? Eén methode voor alle mengsels. Daarom: • 5 mengsels • die op 5 manieren zijn verdicht • karakteriseren op relevante eigenschappen. En dan??

ASFALTKUNDE

Moeilijk!!!

Exploratieve Statistiek

ASFALTKUNDE Correlaties Grootheden krijgen pijlen toegewezen Grootheden: verdichtbaarheid kruipstijfheid

Als de grootheden met elkaar correleren hebben ze dezelfde richting -of tegengestelde richting!-; Hebben ze niets met elkaar te maken dan staan ze loodrecht op elkaar.

ASFALTKUNDE Onderlinge oriëntatie Vloei Permanente vervorming Kruipstijfheid

Roteer zo dat de som van de projecties van de pijlen op de x-as zo groot mogelijk is (de projectie van één grootheid heet componentlading).

ASFALTKUNDE Betekenis dimensies

Kruipstijfheid

Op de eerste dimensie zou iets kunnen staan als bitumengehalte, overvulling

Vloei Permanente vervorming

Wat kan staan op de tweede dimensie?

ASFALTKUNDE Positioneer objecten

Kruipstijfheid

Vloei Permanente vervorming

Positioneer objecten zo goed mogelijk: de projecties van de meetpunten moeten ‘passen’. Object met veel vloei, gemiddelde perm. vervorming en lage kruipstijfheid.

ASFALTKUNDE Princals Deze techniek heet Princals Men kan veel grootheden (pijlen) plaatsen en veel objecten (serie meetpunten). Dit is gedaan voor 5 mengseltypen en 5 verdichtingsmethoden: dat zijn 25 objecten. De grootheden zijn mengseleigenschappen.

ASFALTKUNDE Naar verdichtingsmethode

dimension 2

2

m3

1

g1

creep dyn.st

0 -1

s3

m2 m1 m4

d3 d2 d1 o1

d4

flow

t.str

s2 g2

g3 g4 trm s4

irm

4

gyrator verdichting

3

dynamische verdichting

2

Nederlandse Marshall

1

Duitse Marshall

perm.def

stab

o3

plaatverdichting

o2

o4

s1

5

g5 s5

d5 m5 o5

-2

-1

0 2 dimension 1

3

ASFALTKUNDE Naar asfaltmengsel g = gab

2

s = stab

1

o = oab d = dab m= sma

dimension 2

m2 m1 m4

m3

g1

d3 d2 d1

creep d4 dyn.st

0 s3

s1

o2

o4

t.str

s2 g2

-1

o1

g3,4 s4

stab

o3

trm

flow perm.def g5

irm s5

d5 m5 o5

-2

-1

0 2 dimension 1

3

ASFALTKUNDE Onderscheidend vermogen

Verdichtingsmethode Duitse Marshall Ned. Marshall Gyrator Plaat verdichting Dynamische verdichting

Mengsels Gab

Stab

Oab

Dab

Sma

* * * * *

&

*

@

*

@

#

&

&

@

#

&

$

*

*

*

*

@

#

&

$

Lees de rijen, niet de kolommen!

ASFALTKUNDE Verdichtbaarheid Verdichtbaarheid (= Verwerkbaarheid): Snelheid van afname van de hoogte van het proefstuk bij belasten, of de snelheid van toename van de dichtheid bij belasten.

ρ (n) = ρ (∝) -[ρ (∝) -ρ (0)] e-n/C Als C is groot zal het mengsel moeilijk verdichten

ASFALTKUNDE Gyrator-verdichtingscurve

ρ (n) = ρ (∝) -[ρ (∝) -ρ (0)] e-n/C

ASFALTKUNDE Mengsel / bit. gehalte dab 0 / 8 6.2 6.6 7.0 7.4 dab 0 / 11 5.8 6.2 6.5 6.8 dab 0 / 11 5.8 6.2 6.5 6.8 dab 0 / 16 5.8 6.2 6.6 7.0 dab 0 / 16 5.6 6.0 6.3 6.6

Weerstand tegen verdichting gem. st.afw. 32 37 31 24

6 7 1 2

31 31 25 19

2 1 1 1

34 29 26 22

0.5 0.5 0.8 0.5

29 28 25 21

1 3 2 4

30 30 27 23

0.9 0.4 3 2

Mengsel / Weerstand tegen bit. gehalte verdichting gem. st.afw. dab 0 / 8 6.2 37 3 6.6 36 0.1 7.0 36 0.5 7.4 35 2 dab 0 / 11 5.8 35 1 6.2 38 3 6.5 37 0.3 6.8 35 1

dab 0 / 16 5.6 6.0 6.3 6.6 dab 0 / 16 B 5.6 6.0 6.4 6.6

36 36 33 32

0.3 0.9 2 1

32 27 23 22

2 0.6 0.7 2

ASFALTKUNDE

Mengseltype Weerstand tegen verdichting gem. st.afw. dab 30 5 oab 35 3 gab 24 4 28 4 stab 32 5 zoab sma 30 5

ASFALTKUNDE SHRP-a Bitumeneisen: zie module 7 Mengselontwerp: uitgangspunt functioneel • Techniek is aanwezig; • Te vergaande theorie, die vervolgens schaden volledig fout voorspelde; • Volumetrie: forbidden zone in de gradering Leidt verplicht tot holle ruimte in vulstof

ASFALTKUNDE De Franse Methode Constructie via Alise: Vermoeiingscriterium

Mengselontwerp: • Verdichten met gyrator • Duriez-test • Wielspoorproef

ASFALTKUNDE COMPASS Verharding Aantal lagen Laagdikte Ondergrond

Mengsel/Samenstel

Ontwerpcondities Verkeer Levensduur Temperatuur Materiaal

Proefstuk bereiden Cilinders ∅ 100 mm

Cyclische triaxiale kruipproef

Cilinders ∅ 75 mm

Frequency sweep

Directe trek- of drukproef

Lineair Visco-Elastische Response Berekening

Perm. vervorming Viskeus

Nee

Vermoeiing

Plastisch

Scheurgroei

Energie

Ontwerpcriteria voldaan?

Ja KLAAR

Nee

ASFALTKUNDE Proefopstellingen

Directe treksterkte

Stijfheid en fasehoek Cyclische triaxiale kruip

ASFALTKUNDE Vermoeiingsproef

Frame Proefstuk


Voetplaat

ASFALTKUNDE Invloed componenten Hoe de samenstellingen en componenten te bepalen? Kennis en ervaring leveren de subjectieve voorstellen, de proeven leveren de objectieve acceptatie

ASFALTKUNDE Verbeter een mengsel/constructie Doel: Doorzicht verwerven in complexe samenhangen Hoe wordt een mengsel verbeterd in een bepaalde eigenschap? Via welke (mechanische) parameter? Hoe sturen componenten die parameter aan. Kunt u de invloed ranken?

ASFALTKUNDE Verbeter een mengsel/constructie Eigenschap Mechanische parameter component variatie variatie

Mechanische parameter component

variatie

variatie

variatie

ASFALTKUNDE Verbeter een mengsel/constructie Stijver / draagvermogen stijfheid bitumen harder minder

interactie

dikkere laag aggregaat

modificeren

Graag een beetje verdelen

meer hoekiger (?)

ASFALTKUNDE

Module 6

Bouwstoffen aggregaten

ASFALTKUNDE



Mechanica weg




2 3 4

Mengselontwerp

1

10

`

5 6 7



9 8



ASFALTKUNDE Terminologie Aggregaat: Mineraal:

geheel van geklonterde of samenhangende delen - uit de mijn - niet direct van biologische komaf

Kristal:

homogeen (moleculair opgebouwd) materiaal

Granulaat:

korrelvormige materialen

Stenen:

- granulair (hard) materiaal - steenslag is gebroken steen

ASFALTKUNDE Terminologie Steen:

groter dan 2 mm

Zand:

tussenmaat

Vulstof: kleiner dan 63 μm

Fabriekmatig of natuurlijk of hergebruik stenen, vulstof en zand Ca(OH)2 is calciumhydroxide

CaCO3.xH2O is calciumhydraat

ASFALTKUNDE Kristallen Magnetiet Chalcedoon

Gips

Diamant

Hoornblende

Kalkspaat Diopsiet Grafiet

Toermalijn

Pyriet

Glauconiet Olivien Opaal Robijn Korund Apatiet Talk Vloeispaat Kwarts Wollastoniet Dolomiet Topaas Orthoklaas Carnalliet

ASFALTKUNDE Herkomst Dieptegesteente:

hard en grote kristallen

Uitvloeiinggesteente:

kleinere kristallen en grotere dichtheid

Sedimentgesteente:

maritiem of fluviatiel

Metamorfe gesteente:

stenen die veranderd zijn (marmer uit kalksteen en dolomiet)

ASFALTKUNDE Gesteente Stolling

Afzetting

Metamorf

Basalt

Leisteen

Gneiss

Gabbro

Zandsteen

Serpentine

Graniet

Kalksteen

Leisteen

Diabaas

Krijt

Kwartsiet

Dioriet

Porfier

Porphyriet

Grauwacke

ASFALTKUNDE Gelaagd gabbro

ASFALTKUNDE Graniet

ASFALTKUNDE Zandsteen

ASFALTKUNDE Gneiss

ASFALTKUNDE Groeve

ASFALTKUNDE Aggregaten Steen

Hoekiger stenen leveren een grotere hoek van inwendige wrijving

ASFALTKUNDE

Stenen niet inert Wisselwerking aggregaat/bitumen: 1. exudatie (opnemen bindmiddel in steen) 2. fysisch (innemen van ruimte (inert)) 3. fysisch chemisch (polaire e.a. wisselwerking) (zuurtegraad, oppervlakte karakteristiek, ….)

ASFALTKUNDE

Benatten σL σS

Bitumen Θ

σSL

Adhesie-spanning: τLS=σLcos(θ)

σL

ASFALTKUNDE

Strippen σL Θ σSL

Resultaat:

σS niet van belang, σSL en θ bepalend, water trekt zich onder bitumen

ASFALTKUNDE

Module 6

Zand

ASFALTKUNDE

0μ 18 op

mm en

en

zeer fijn zand

2.0

40

60

50

m 0μ 50

20 80

60

40

20

do

matig fijn zand

op

40

60

0μ m

80

80

or

brekerzand

or do

20

m

Zanddriehoek

door 180 μm en op 63 μm

matig grof zand zeer grof zand

ASFALTKUNDE

Zanddriehoek

op en

en

m

mm

40

60

80

60

20

A 40

or

20


m

do

80

0μ 50

50

40

op

B

60

0μ

2.0

18

0μ

m

or do

20

80

ASFALTKUNDE Iso-holle ruimte lijnen

en

op en

mm

40

60

80

60

40

20


m

20

do

or

80

0μ 50

50

40

op

60

0μ m

2.0

18

0μ

m

or do

20

80

ASFALTKUNDE Volders en Verhoeven Scherpte Trechter Container Schuif Optische sensor opvangbak

Stopwatch

ASFALTKUNDE Volders en Verhoeven Scherpte Doorstroomtijd is afhankelijk van: Korrelvorm , dat willen we ook Korrelgrootte , dat willen we niet. Dus: Korrel:

Uitstroomopening:

63 μm- 0,5 mm

φ 6,4 mm

0,5 mm - 1,0 mm

φ 7,9 mm

1,0 mm - 2,0 mm

φ 13,5 mm

ASFALTKUNDE Volders en Verhoeven Scherpte Glasparels

Brekerzand

VVS = 0%

VVS = 100%

ASFALTKUNDE Volders en Verhoeven Scherpte hoek van inwendige wrijving [degr.] 52 48

breker zand

44

granulaat < 2 mm

40 50%

natuurlijk zand

70% 90% 110% Volders + Verhoeven Scherpte [-]

ASFALTKUNDE Module 6

Vulstof

ASFALTKUNDE Rol vulstof 1. Opvullen steen-zand skelet 2. Verhogen viscositeit 3. Verbeteren hechting bitumen/aggregaat

ASFALTKUNDE

Meten G* (viscositeit)

ASFALTKUNDE

Fase verschil “δ” δ Spanning

Rek Tijd

T=1/f

ASFALTKUNDE

G* G” G*

δ Elastisch: δ=0; G’ heet opslagmodulus, G” heet verliesmodulus

G’

ASFALTKUNDE Wisselwerking bitumen/aggregaat G* [kPa] 25% porfier

10000

25% kalksteen 1000 AA1 100

AAE AAK1

10

AAM1

1 48

50

52

54

56

58

60

Temperatuur [0C]

62

ASFALTKUNDE Karakteristieken Porfier

Kalksteen

Soortelijke massa [kg/m3]

2.719

2.725

Holle ruimte [%]

38,4

34,5

Specifiek oppervlak [m2/kg]

287.3

335.4

270 22 18 79 54

4.8 314 3.8 1.9 4.6

Minerale samenstelling [g/kg] Si Ca Mg Al Fe

ASFALTKUNDE

Mengen

ASFALTKUNDE Mengen Doel: homogeniseren en benatten van aggregaten Mogelijke volgorde van mengen: 1. eerst alle aggregaten mengen en dan benatten 2. eerst steen en zand mengen, dit benatten, dan vulstof bijmengen en af-benatten (KGO) 3. eerst steen en vulstof mengen, benatten en zand toevoegen 4. eerst steen mengen, dan benatten en zand en vulstof toevoegen Wat zijn de mechanische eigenschappen?

ASFALTKUNDE

Mengen Specifiek oppervlak [m2/kg] Aantal korrels = Oppervlak =

1 / (γ . 4/3 . π . R3) 4 . π . R2

Specifiek oppervlak =

4 . π . R2 / (γ . 4/3 . π . R3) 3 / (γ . R)

ASFALTKUNDE

Mengen Specifiek oppervlak (bouwstof) [m2/kg] γ = 2700 kg/m3

spec. opp.

DAB

Steen (4 mm ofwel 0,004 m) =

0,28 m2/kg

55%

Zand (1 mm ofwel 0,001 m) =

1,11 m2/kg

38%

Vulstof (30 μm ofwel 0,00003 m) =

37,03 m2/kg

7%

ASFALTKUNDE

Mengen Specifiek oppervlak (mengsel) [m2/kg] γ = 2700 kg/m3

opp/kg

Steen (4 mm ofwel 0,004 m) =

0,154 m2/kg

4,9%

Zand (1 mm ofwel 0,001 m) =

0,422 m2/kg

13,3%

Vulstof (30 μm ofwel 0,00003 m) =

2,595 m2/kg

81,8%

ASFALTKUNDE

Mengen 100% oppervlak

100%

vulstof

bit.

zand

1

2

3

4

steen

ASFALTKUNDE

Mengen Mengvolgorde bepaalt mede de eigenschappen van de mengsels

Een asfaltmengsel is meer dan de som der delen

ASFALTKUNDE Samenvattend Steen is belangrijke component: voor mengselopbouw zowel als voor de duurzame hechting Steen is een zeer variabele bouwstof: dat zie je terug in de mengseleigenschappen

ASFALTKUNDE

Module 7

Bouwstoffen bindmiddelen

ASFALTKUNDE



Mechanica weg




2 3 4

Mengselontwerp

1

10

`

5 6 7



9 8



ASFALTKUNDE

ASFALTKUNDE

Samenstelling Maltenen

Asfaltenen Samenstelling 15 %

Mol. massa

1000 - 100000

Mol. grootte Polariteit

5 - 30 nm Sterk polair actief

Verzadigden

Aromaten

Harsen

25 %

40 %

20 %

300 1500

300 2000

500 50000

0.5 -3 nm

0.5 - 4 nm

1-5 nm

nihil

polair actief

nihil

ASFALTKUNDE

Specificatie conform • Short of long residue is direct geschikt • Mengen van harde(re) met zachte(re) bitumen (dumb)bel techniek • Licht aanblazen (semi blown) • Visbreken (breken van moleculen om viscositeit te verlagen) • Extraheren paraffine met butaan of propaan

ASFALTKUNDE

Verzadigde keten (alkaan)

H H H

C H

Vet

C H

H H C H

C H

H H C H

C H

H

ASFALTKUNDE

Onverzadigde keten

H H H

C H

C H

H H C H

C

H H C

C H

H

ASFALTKUNDE

Nafteen of cyclo-alkaan

H

H H H

R

C

C C

C

H H Verzadigde aromaat

H

C

H

C

H R

H

ASFALTKUNDE

Aromaat (onverzadigd)

H

H

H

C

C C

C

C C H

H

R

ASFALTKUNDE

Poly-aromaat H

H

C

C H

C

C C H

H

C

C H

C

C

H

H

H

C H

C H

H C

C

C H

H C

C

H

C

C

H

C

C

C

H C

H

H

C

H C

C

H

Asfalteen

H

H

C

C

C

H

H

H

ASFALTKUNDE

Een asfalteen maken H H H H

H

H R

C

C C

C

H H

C

H

C

H

C

C C H

H

C R

C H

R H C H

C H

H C H

C H

H

H

C

C

H

C

C

C

H

C

C

C H

H C

H

H

C

H C

C

H

R

H

H

C

C

C

R

H

H C

C

H

R

H

R

H

H

H C C

C R

H C

H C C

C

H

C H

ASFALTKUNDE

Een asfalteen maken

C H

H

H

C C

C R

H

R

H

H C R

H

H

R

H

C

H

C

H

H

H

C

C

C

C H

C

H

H

H

C

H

C

C

H

H

H

C

H

C

C

H

H

R

R

C

C

H

C

C

H

C

C

C

H

H

C

H

C

H

C

C

C

C

C

H

H

H

C

H

H

C

H

C

H

H

R

R

H C

H C C

C

H

C H

ASFALTKUNDE

Sol versus Gel

+ + +

+ +

+ + +

+ + + + + + + + + + +

+ +

+ + +

++

+ + + + + + + + + + +

+ +

+ + +

+ + + + + + + + + + + +

+

Sol

Gel

ASFALTKUNDE

Functie van componenten • Verzadigden en aromaten vormen oplosmiddel harsen en asfaltenen.

voor

• Harsen peptiseren asfaltenen (voor sol-type) • Harsen en asfaltenen vormen colloïden (voor sol-type) en thermoplastische netwerken • Aromaten wisselwerken met harsen en asfaltenen • Harsen en asfaltenen bepalen mechanische eigenschappen • Harsen verzorgen -met asfaltenen- voor hechting • Verzadigden maken bros bij lagere temperatuur

ASFALTKUNDE

Veroudering Cumulatieve samenstelling [% w/w] 100 80

verzadigde

60

aromaten

40

harsen

20 0

asfaltenen -2

0

2

4

6 PI

8

ASFALTKUNDE

Verharding • Verdampen lichte componenten • Sterische hindering • Ontwikkelen interacties van moleculen en micellen

ASFALTKUNDE

Beweeglijkheid kT ______ f

Diffusie D =

=

x.y ______ t

Stokes: f = 6 π η r Verplaatsing over halve eigen grootte: x = y = r 6 π ___ t= k

η ___ * T

3 * r

Tijd voor verplaatsen over halve lengte 60 °C 20 °C

Aromaat 4 sec 10 min

Asfalteen 2 min 4.5 uur

ASFALTKUNDE Qualagon Warme Opslag Δ R&K Adhesie In-situ ret. marshall Δ R&K

Weerstand tegen oxidatie

homogeniteit 450 0C

Exudatie

volatility lage temp taaiheid

500 0C Δ R&K

ret. PEN

Weerstand tegen oxidatie

ASFALTKUNDE

Verlagen viscositeit • Verhogen temperatuur • Toevoegen flux olie • Heet bitumen mengen met water (schuimbitumen) • Emulgeren

ASFALTKUNDE

Vijf fasen van emulsies 1: In Oplossing in water of oplosmiddel +++ +++ + ++ +++ ++ +++ +++ +++ ++

+ + +

+ + + + +

+ + + + +

++

+ + + ++

+ + + +++ +++ + ++

Anionische emulsie, afstoting, lading door polaire ketens, positieve staart naar buiten

ASFALTKUNDE

Vijf fasen van emulsies 2: Neerslaan

Vanwege mechanische krachten Vanwege verdampen oplosmiddel

++ +++ +++ + + + ++ + + + + ++ + + ++ ++ ++ + + + + + +++ + + + + + + + ++ + + + + + + + + + + + ++

Zure steen / kationische emulsie bij basische steen

ASFALTKUNDE

Vijf fasen van emulsies 3: Breken en hechten Vanwege verder verdampen oplosmiddel

+++ ++ + ++ ++ + + + +++++++ +

Breektijd: stabiel, half-stabiel en onstabiel

+++ +++ ++ + + + ++ + + + + + + + ++ + + + + + + + + + + + + +

ASFALTKUNDE

Vijf fasen van emulsies 4: Verdere hechting en verdampen

+

+ +

+

+ +

ASFALTKUNDE

Vijf fasen van emulsies 5: Verdampen laatste resten water

+

+ +

Karakteristieke duur hangt af van oplosmiddel

+

+ +

ASFALTKUNDE

Meten G* (viscositeit)

ASFALTKUNDE

Fase verschil “δ” δ

Spanning Rek Tijd

T=1/f

ASFALTKUNDE

G* G” G*

δ G’

ASFALTKUNDE

SHRP Weerstand tegen vervorming: G*/ sin δ moet minimale waarde hebben Weerstand tegen vermoeiing: G*. sin δ moet maximale waarde hebben

ASFALTKUNDE

Modificeren van bitumen • Materialen die inert zijn • Chemisch modifceren Semi-blown component • Polymeren die fysisch chemisch wisselwerken Thermoharders en thermoplasten Elastomeren / Plastomeren

ASFALTKUNDE

Elastomeren en plastomeren Elastomeren

Plastomeren

SBS

EVA

SBR

EMA

SIS

PMMA E/BA/HEMA EBA

ASFALTKUNDE

Structuur Elastomeer

Lineair

SBS

Vertakt

SBR

ASFALTKUNDE

Elastomeren-net (Lineair)

ASFALTKUNDE

Elastomeren-net (Lineair) Hogere temperatuur

ASFALTKUNDE Plastomeer structuren

ASFALTKUNDE Polymeerstructuur bij wegdektemperatuur Elastomeer

Plastomeer

ASFALTKUNDE

Interactie Polymeren/Bitumen •Polymeren moeten oplosbaar zijn in bitumen (compatibel) • Polymeren moeten (soms) aggregatie of segregatie van asfaltenen helpen tegengaan (dopes) • Polymeren zwellen door opname van verzadigden en aromaten • Elastomeren zwellen meer dan plastomeren

ASFALTKUNDE 7% SBS

Direct na bereiding

Na 72 uur opslag

ASFALTKUNDE 7 % EVA

Direct na bereiding

Na 72 uur opslag

ASFALTKUNDE 7% S(EB)S

Direct na bereiding

Na 72 uur opslag

ASFALTKUNDE

stijver

Gewenst G* verloop G*

0-60 oC < 0 oC

minder stijf

geen scheurvorming

vormstabiel gedrag

150-80 oC 160-150 oC benatten

viskeus

transport & verdichting

Fase verschil

elastisch

ASFALTKUNDE

minder stijf

stijver

Gewenst G* verloop G*

viskeus

Fase verschil

elastisch

ASFALTKUNDE

G-Black diagram G* [kPa]

1000 100

f

10

nt i e u q e r

1 0.1 0.01

7

90

0 0 /1

00 1 / 70

e

40 0C 50 0C

BS S % 0, 3

80

30 0C

δ

70/10

70 [graden]

freque nt i e

60 0C

0, 6% SBS

60

50

ASFALTKUNDE G* [kPa]

1000

G-Black diagram 7

100

40 50

10

00 1 / 0

30 oC

30 oC

50 oC

oC

40 oC

oC

1 0.1

65 oC

60 oC

5% EVA in 70/100

0.01 90

60 oC

80

δ

70 [graden]

60

50

ASFALTKUNDE

Effect van modificatie Spanning (trek)

Conventioneel Conv. + 5 % SBS Conv. + 6 % EVA

Rek

ASFALTKUNDE

Effect van modificeren mengsels Weerstand tegen vervorming: •Beperking van visceuze spoorvorming •Beperking van plastische spoorvorming door verhoging treksterkte Weerstand tegen scheurdoorgroei •Verhogen van treksterkte •Grotere cohesie

ASFALTKUNDE Module 8

Interactie bitumen en aggregaten

ASFALTKUNDE



Mechanica weg




2 3 4

Mengselontwerp

1

10

`

5 6 7



9 8



ASFALTKUNDE

Interactie Houden aggregaat en bitumen wel van elkaar? • Oppervlak van aggregaat is elektrisch actief • Dit geldt ook voor het bitumen: • Asfaltenen • Harsen • We hebben dus te maken met aantrekking of afstoting

ASFALTKUNDE Aantrekkelijk?

?

ASFALTKUNDE

Interactie Kwartsrijke gesteenten zijn zuur (negatief) • Grind (vuursteen) • Graniet Kalkrijke gesteenten zijn basisch (positief) • Kalksteen Bitumen is in het algemeen licht zuur (negatief)

ASFALTKUNDE

Interactie Fysica van interacties • Covalente binding (echte reactie – onomkeerbaar)) • Waterstofbruggen (gedeelde smart….) • Dipool – dipool (chemische magneet) • Radicalen (zeer tijdelijk) • Hoge temperaturen (opslagtemperatuur) • Breuk door walsen • π- π binding (tijdelijke asymmetrie)

ASFALTKUNDE

Interactie Stoffen die bij elkaar komen • kunnen interacties aan gaan en genereren dan wamte bij contact: immertie warmte • kunnen fysisch samenvloeien als de totale energie kleiner wordt (oppervlakte spanning) • kunnen elkaar afstoten, dan kunnen dopes helpen

• aggregaten kunnen oxidatie katalyseren/versnellen

ASFALTKUNDE

Immertie-warmte Energie flux Dipool-dipool

Vulstof bij bitumen met hechtverbeteraar origineel polarisatie in bulk bitumen

tijd calorimetrie: hoogte piek en staart

ASFALTKUNDE

Immertie • dipool-dipool wisselwerking bitumen/aggregaat • opbouw van een overgangs-fase (inter-phase) • belangrijk de hoeveelheid gedispergeerde asfaltenen (niet de geaggregeerde asfaltenen) • asfaltenen en in mindere mate harsen wisselwerken met aggregaat • de lokale viscositeit neemt sterk toe als de afstand tot het oppervlak van de vaste stof afneemt. wat gebeurt als twee deeltjes dicht bij elkaar komen

ASFALTKUNDE

+ -

Interactie met zure steen

-

+ -

+ -

+ +-

- + - + -

-

+ -

-

+ -

-

+ -

verzadigden

-

- +

+ aromaat

+ -

-

+ -

+ -

+ -

-

-

- + + -

-

-

- + + -

+ -

+ -

+ -

+ -

harsen

+ - asfalteen

ASFALTKUNDE

Polymeren +-

+ -

+-

+ - Asfalteen

harsen

+ -

+ -

+ + +- + + - +- -

+ -

+ + - + - ++ -

+-

+-

+- -+ - -++-

+-

+ - -+- +- - +-

++-

+- +- +- + +-+-

+ -

+-

+++- - +-+ - + -+- +- -

+-

+-

+-

+ -

+- - - +- + -+ - + - +- +- - - +- +- +-+ - - - +-

+ -

+ +- -

+-

+ -

+ -

+-

+ - --

ASFALTKUNDE

Hechtverbeteraar Functie: zorgen voor wisselwerking als die te gering is • Ca(OH)2 • sylano-groep • amine

ASFALTKUNDE

hechtverbeteraar Mechanismen: • geleidelijk verlopen afstotende werking gelijksoortige polen • verlagen oppervlaktespanning bindmiddelen (temperatuur!) • doneren + lading en accepteren R-groep

ASFALTKUNDE

Ca(OH)2 -

-

Ca(OH)2

Ca - OH - OH

-O

C

a

H O -

H H C

-

HC C H H C R

-

-

HH H C R HC C H

-O

-

H -O

-

-

-

Ca

H+ -

-

R

C H

R H C H

C H

R H C H

C H

H

ASFALTKUNDE

Ca(OH)2 Wijze van aanbrengen Ca(OH)2: • als toevoeging in vulstof •als toevoeging in bitumen (tank) • als toevoeging op steen (droog) • als toevoeging op steen in slurry

ASFALTKUNDE

Mono- of dubbellaag -

-

-

+ + + + + +

-

-

-

+ + +

Stabiliteit / mechanisch en fysisch/chemisch

-

+ + + + +

+ + +

-

-

+ +

-

-

ASFALTKUNDE Nederlands onderzoek • Effecten van Ca(OH)2 op hechting • Weerstand tegen stripping • Retained Marshall (na 48 uur bij 60 graden Celcius) minder dan 70% stabiliteit: niet duurzaam • Ongeveer 15% Ca(OH)2 in vulstof is optimaal • Afhankelijk van combinatie steen-bitumen • Te veel werkt contra-productief

ASFALTKUNDE

Interactie • Er zijn meerdere mechanismen. • Alleen dan stabiele hechting als er voldoende energetisch voordeel blijft • Te zwaar dopen werkt contra-productief • Effectiviteit is instelbaar door juiste dosering

ASFALTKUNDE Module 9 Speciale Mengsels Zoab en tweelaags zoab Geluidsmetingen

Combinatie deklaag Drainway Bermasfalt Warm in Warm: Kompaktasfalt

ASFALTKUNDE



Mechanica weg




2 3 4

Mengselontwerp

1

10

`

5 6 7



9 8



ASFALTKUNDE ZOAB (Zeer Open AsfaltBeton)

ASFALTKUNDE Voor- en nadelen van ZOAB

Voordelen

geen spat- en stuifwater geen aquaplaning betere lichtreflectie spoorvormingbestand isolatie - effect t.o.v. de onderlagen geluidsreductie

Nadelen kortere levensduur aanvangsstroefheid mechanische beschadigingen ijzelproblematiek onderhoud (schoonmaken) vervangen i.p.v. overlagen

ASFALTKUNDE Zeer Open AsfaltBeton

ASFALTKUNDE Effect van ZOAB bij regen

da b

o z

b a

ASFALTKUNDE Waterafvoer Bovenin: verticale doorstroming --> LAGE CAPACITEIT Onderin: horizontale doorstroming --> HOGE CAPACITEIT Met dank:

ASFALTKUNDE Tweelaags ZOAB Structuur / mengsels

2,5 cm

4,5 cm

ASFALTKUNDE Vervuiling Tweelaags ZOAB

Met dank:

ASFALTKUNDE Reiniging ZOAB

Met dank:

ASFALTKUNDE Hydrovac reiniging

Met dank:

ASFALTKUNDE Micro-toplaag 2/4

ASFALTKUNDE Bepaling waterdoorlatendheid ZOAB

Met dank:

Toestel van Becker

ASFALTKUNDE Onderzoek duurzaamheid (RSAT)

Met dank:

Rotating Surface Abrasion Test

ASFALTKUNDE Resultaat RSAT

Met dank:

ASFALTKUNDE Aanliggend fietspad

Met dank:

ASFALTKUNDE

Module 9 Speciale Mengsels Zoab en tweelaags zoab

Geluidsmetingen Combinatie deklaag Drainway Bermasfalt

ASFALTKUNDE Geluidseffecten wegverkeer

motorgeluid

bandentrilling airpumping

ASFALTKUNDE Geluid in dB(A) Raketlanceerplatform Vuurwerk (op 1.5 m) Startend straalvliegtuig op 50 m Rockconcert F16 straaljager op 300 meter hoogte Zware vrachtwagen op 15 m Drukke verkeersweg (dichtbij,dab) stofzuiger op 3 m Personenauto op dab (7.5 m) Personenauto op geluidsarmwegdek (7.m) Normaal gesprek Regen 50 Vogels bij zonsopgang 40 Tikkend uurwerk 30 Vallend blad 10

200 160 140 120 100 90 80 70 68 64 60

ASFALTKUNDE Frequentie spectrum wegverkeerslawaai

L(a) [dBa] 0 -10 -20 -30

snelweg (100 km/u) binnenstedelijk (voor de gevel) binnenstedelijk (achter de gevel)

-40 -50

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

frequentie (Hz)

ASFALTKUNDE Geluidsabsorptiemeting

α in situ Absorptie is: •de verhouding van in- en uitgaand geluid •sterk frequentie afhankelijk (want golflengte-afhankelijk) •sterk afhankelijk van oppervlakte (aggregaat, holle ruimte, bitumen film)

ASFALTKUNDE Dempingkarakteristiek

Demping

ZOAB 8/11

1

0,8

ZOAB 0/16

ZOAB 4/8

0,6 0,4 0,2 0 250

500

1000

2000

Frequentie [Hz]

4000

ASFALTKUNDE Geluidsmeting

CPX-Close Proximity Method

‘Front’ Microphone

‘Rear’ Microphone

ASFALTKUNDE Geluidsmeting

(SPB- Statistical Pass By Method)

Spectrumanalyse

5,0m

Geluidsniveau 7,5m Data verwerking

ASFALTKUNDE SPB-geluidsmetingen 78 Lmax [dBa] 76

Dub. oppervl.beh.

74

DAB 0/16 SMA 0/11

72

SMA 0/8

70

SMA 0/6 68 Snelheid [km/u]

66 60

70

80

90

100

Zoab 0/16 Twinlay

ASFALTKUNDE C-wegdek Is een kwalificatie die tot doel heeft de geluidsreducerende eigenschappen van een deklaagmengsel vast te leggen en te uniformeren. De kwalificatie moet representatief zijn, dat wil zeggen dat de beheerder ‘er van op aan kan’. De aanduiding komt van Correctie-factor voor het betreffende wegdek dat rekening houdt met allerlei effecten. Zie CROW-publicatie 133

ASFALTKUNDE C-wegdek Deze kwalificatie • kan toegekend worden aan een deklaagtype, • houdt rekening met verkeerstypen: motorrijwielen en lichte, middelzware en zware motorvoertuigen, • houdt rekening met de snelheid van verkeer en • wordt uitgedrukt als reductie ten opzichte van een referentie, gebaseerd op meerdere wegvakken (minimaal 5) Veroudering mag leiden tot verhoging geluidsproductie van maximaal 2 dB(A)

Zie CROW-publicatie 133

ASFALTKUNDE

Module 9 Speciale Mengsels Zoab en tweelaags zoab Geluidsmetingen


ASFALTKUNDE Combinatiedeklaag ZOAB gevuld met cementmortel

ASFALTKUNDE Toepassing comb. deklaag ribbelvorming

ASFALTKUNDE Toepassing comb. deklaag Spoorvorming

ASFALTKUNDE Toepassing comb. deklaag Statische belasting

Met dank:

ASFALTKUNDE Aanbrengen comb. deklaag Frezen

ASFALTKUNDE Aanbrengen comb. deklaag Asfalteren

ASFALTKUNDE Aanbrengen comb. deklaag Verdichten

ASFALTKUNDE Aanbrengen comb. deklaag Intrillen cementgrout

ASFALTKUNDE Aanbrengen comb. deklaag Afstrooien

aanvangsstroefheid bescherming tegen regen bescherming tegen uitdroging

ASFALTKUNDE Toepassing combinatie deklaag Opstelvakken

Busbanen

ASFALTKUNDE Toepassing combinatie deklaag Industrieterreinen

Vloeistofdichte verharding

ASFALTKUNDE



ASFALTKUNDE Drainway

ASFALTKUNDE Drainway opbouw

éénkorrelig kunststofgebonden zand, 25% holle ruimte

zoab 0/16 of 11/16

ASFALTKUNDE Drainway na aanbrengen

ASFALTKUNDE



ASFALTKUNDE

ASFALTKUNDE

ASFALTKUNDE Bermasfalt is de oplossing

ASFALTKUNDE

ASFALTKUNDE

ASFALTKUNDE

Energie uit de weg Leidingen

Road Energy Systems

ZOAB-laag

Eco3falt •ECOlogisch •ECOnomisch •Energie uit de COnstructie

ASFALTKUNDE

ASFALTKUNDE

Systeem Ooms Avenhorn

ASFALTKUNDE Energie balans Opbrengst

20 10 0 -10 Folder Ooms Avenhorn

Seizoen

ASFALTKUNDE

dichte deklaag

dekkersfolie drain

berm

berm standaard onderbouw

SAMI-seal

hoofdleidingen voor transport over groter afstand

ASFALTKUNDE



ASFALTKUNDE Kompaktasfalt




ASFALTKUNDE

ASFALTKUNDE. Module 1: De Piramiden

Recommend Documents