Doorbraak in voorkomen van vorstschade aan asfalt

Doorbraak in voorkomen van vorstschade aan asfalt E.R. de Jong & R.L.M. Demmer Akzo Nobel Industrial Chemicals B.V., Amersfoort, Nederland [email protected] *** M. Skakuj & H. Balck HELLER Ingenieursgesellschaft, Darmstadt, Duitsland [email protected] *** Professor M. Stöckner Steinbeis Transfer Centers GmbH – Karlsruhe University of applied Science Transfer Center for Infrastructure Management in Transportation Engineering, Karlsruhe, Duitsland [email protected] *** Samenvatting Het is alom bekend dat winterweer een desastreus effect heeft op asfalt [1; 2; 3]. Vorst-dooi cycli verminderen de cohesie van asfaltmengsels en hebben een algemene verslechtering van het asfalt tot gevolg. Dit uit zich voornamelijk in rafeling en verergering van scheuren. Dit leidt tot een significante kostenpost voor (ad hoc) reparaties en bovendien vormen de gaten in het wegdek een direct gevaar voor de weggebruiker. Reparatie van vorstschade kost Rijkswaterstaat bijvoorbeeld elk jaar ongeveer 10 - 20 miljoen Euro. AkzoNobel heeft een volledig ecologisch en economisch duurzame oplossing hiervoor ontwikkeld: Ecosel®AsphaltProtection. In samenwerking met de nationale beheerders van de Deense, Nederlandse, Zweedse snelwegen en met de Tiroler overheid heeft AkzoNobel het product, dat kan worden toegevoegd aan zowel pekel als zout, in de praktijk getest. Wanneer water bevriest, neemt het een ca. 9% groter volume in en transformeert het tot hard ijs. Water, dat in de asfaltporiën ingesloten zit, breekt het asfalt open, terwijl het verkeer de schade verder verergert. Ecosel®AsphaltProtection voorkomt de vorming van hard ijs door het zachter/brosser te maken. Mechanisch gezien is dit ijs zwakker dan asfalt geworden en daardoor niet meer in staat het asfalt te beschadigen. Gebaseerd op beelden met zeer hoge resolutie van ca. 800 km asfaltwegen, hebben ingenieursbureau HELLER en Prof. Stöckner, die zich respectievelijk specialiseren in gedetailleerde analyses van wegdekken en wegenbouw, vastgesteld dat Ecosel®AsphaltProtection vorstschade met 30-80% reduceert. Het gestrooide zout bevatte slechts 1 gewichtsprocent additief. Het gebruik van het additief kan derhalve een grote besparing op onderhoudskosten betekenen. In hoeverre Ecosel®AsphaltProtection de levensduur van het asfalt verlengt, wordt momenteel nader onderzocht.

Akzo Nobel Industrial Chemicals B.V. Salt

Doorbraak in voorkomen van vorstschade aan asfalt Samenvatting onderzoeksrapport, 2013

27 februari 2014 E.R. de Jong & R.L.M. Demmer, Akzo Nobel Industrial Chemicals B.V M. Skakuj & H. Balck, HELLER Ingenieursgesellschaft Professor M. Stöckner, Steinbeis Transfer Centers GmbH – Karlsruhe University of applied Science Transfer Center for Infrastructure Management in Transportation Engineering

Doorbraak in voorkomen van vorstschade aan asfalt

02

Contents Doorbraak in voorkomen van vorstschade aan asfalt 1. Introductie 1.1. Rafeling

3 4 4

1.2.

Scheurvorming

5

1.3.

Test partners

5

2. 2.1.

Experimentele opzet van de proef Doel van het onderzoek

6 6

2.2.

Wegselectie, additiefdosering en strooiacties

6

2.3.

Gedetailleerde analyse van het asfalt

7

3. 3.1.

Resultaten en discussie Ecosel®AsphaltProtection vermindert rafeling met 30-80%

4. Conclusies 5. Verder onderzoek 6. Dankwoord REFERENTIES

9 10 12 12 13 13


Doorbraak in voorkomen van vorstschade aan asfalt E.R. de Jong & R.L.M. Demmer Akzo Nobel Industrial Chemicals B.V., Amersfoort, Nederland [email protected] *** M. Skakuj & H. Balck HELLER Ingenieursgesellschaft, Darmstadt, Duitsland [email protected] *** Professor M. Stöckner Steinbeis Transfer Centers GmbH – Karlsruhe University of applied Science Transfer Center for Infrastructure Management in Transportation Engineering, Karlsruhe, Duitsland [email protected] *** SAMENVATTING Het is alom bekend dat winterweer een desastreus effect heeft op asfalt [1; 2; 3]. Vorst-dooi cycli verminderen de cohesie van asfaltmengsels en hebben een algemene verslechtering van het asfalt tot gevolg. Dit uit zich voornamelijk in rafeling en verergering van scheuren. Dit leidt tot een significante kostenpost voor (ad hoc) reparaties en bovendien vormen de gaten in het wegdek een direct gevaar voor de weggebruiker. Reparatie van vorstschade kost Rijkswaterstaat bijvoorbeeld elk jaar ongeveer 10 - 20 miljoen Euro. AkzoNobel heeft een volledig ecologisch en economisch duurzame oplossing hiervoor ontwikkeld: Ecosel®AsphaltProtection. In samenwerking met de nationale beheerders van de Deense, Nederlandse, Zweedse snelwegen en met de Tiroler overheid heeft AkzoNobel het product, dat kan worden toegevoegd aan zowel pekel als zout, in de praktijk getest. Wanneer water bevriest, neemt het een ca. 9% groter volume in en transformeert het tot hard ijs. Water, dat in de asfaltporiën ingesloten zit, breekt het asfalt open, terwijl het verkeer de schade verder verergert. Ecosel®AsphaltProtection voorkomt de vorming van hard ijs door het zachter/brosser te maken. Mechanisch gezien is dit ijs zwakker dan asfalt geworden en daardoor niet meer in staat het asfalt te beschadigen. Gebaseerd op beelden met zeer hoge resolutie van ca. 800 km asfaltwegen, hebben ingenieursbureau HELLER en Prof. Stöckner, die zich respectievelijk specialiseren in gedetailleerde analyses van wegdekken en wegenbouw, vastgesteld dat Ecosel®AsphaltProtection vorstschade met 30-80% reduceert. Het gestrooide zout bevatte slechts 1 gewichtsprocent additief. Het gebruik van het additief kan derhalve een grote besparing op onderhoudskosten betekenen. In hoeverre Ecosel®AsphaltProtection de levensduur van het asfalt verlengt, wordt momenteel nader onderzocht.

03


1. Introductie Onder winterse omstandigheden worden verscheidene vormen van gladheidbestrijding toegepast om verkeersveiligheid te kunnen garanderen. Dit hangt zowel met de wegfundering als met de asfalt toplagen samen. Winterse omstandigheden zijn verantwoordelijk voor een versnelde beschadiging van de asfaltlagen en dat uit zich voornamelijk in rafeling en scheuren. In dit artikel wordt het fenomeen vorstschade beschreven, dat wordt veroorzaakt door het uitzetten van water tijdens vorst. Vorstschade zou volledig worden vermeden als het water, in het bijzonder in de toplagen, überhaupt niet zou bevriezen. IJsvorming treedt op verschillende dieptes in het asfalt op en leidt tot een verhoogde druk in het asfalt. Dit resulteert in schade zoals rafeling, scheuren en spoorvorming. Om milieuredenen is het niet wenselijk om ijsvorming tegen te gaan door meer zout te strooien. Derhalve moet er een alternatieve technologie worden ontwikkeld om vroege schade aan asfalt tijdens het winterseizoen te bestrijden. Daarom is in het laboratorium onderzocht of geringe hoeveelheden van een additief het kristallisatieproces van ijs zodanig kunnen beïnvloeden dat er geen hard ijs ontstaat. De voorwaarden, waaraan zo’n additief moet voldoen, zijn uitdagend: Het moet biologisch afbreekbaar zijn, geen negatieve effecten hebben op het milieu, en de biologische en chemische “Oxygen Demand” (BOD/COD) moet minimaal zijn Het moet veilig zijn voor het verkeer: mag geen stroefheidproblemen veroorzaken, de voorruit moet niet ondoorzichtig worden en de poriën van ZOAB mogen niet verstopt raken.

1.1. Rafeling Asfalt wordt gemaakt van verschillende materialen met zeer uiteenlopende eigenschappen: steenslag, bitumen en vulmiddel. Bitumen zorgt voor de binding tussen alle componenten in het asfalt. Steenslag geeft het asfalt draagkracht en de ruwheid ervan zorgt voor de stroefheid van het wegoppervlak. Als de binding tussen steenslag en bitumen verzwakt wordt, kunnen steentjes aan het oppervlak losgereden worden (Figuur 1). Dit proces van steenverlies aan het oppervlak en rafeling gaat sneller naarmate het asfalt ouder is, maar het wordt ook beïnvloed door verkeersbelasting en het productieproces van het asfalt. Daarnaast veroorzaken vorst-dooi cycli (uitzetten en krimpen van water in de asfaltporiën) aanzienlijke mechanische stress in het asfalt, wat leidt tot scheurvorming en verlies van materiaal uit het wegoppervlak. Op de langere duur zullen hierdoor gaten in het wegdek ontstaan hetgeen een direct gevaar vormt voor het verkeer. Het verlies van materiaal treedt alleen op aan het wegoppervlak, maar afhankelijk van het aandeel open ruimte in het asfalt (bij ZOAB ca. 20%) kan het ook de cohesie van materiaal binnenin het asfalt aantasten.

04


05

Figuur 1 – Voorbeelden van lichte, matige en ernstige rafeling (v.l.n.r.). Deze zijn respectievelijk gedefinieerd als het verlies van afzonderlijke steentjes, van meerdere steentjes en als ruwe oppervlakken door groot verlies van meerdere steentjes.

1.2. Scheurvorming Onder invloed van zware massa’s die op het asfalt drukken kunnen scheuren vanaf de bodem ontstaan. In de loop der tijd zullen deze scheuren vaak het oppervlak bereiken. Deze vorm van beschadiging is materiaalafhankelijk en kan ook aan het oppervlak beginnen. Hoe dan ook zullen vorstdooi cycli scheurvorming zeer sterk bevorderen. Temperatuurveranderingen en -gradiënten zorgen herhaaldelijk voor stress in en tussen de asfaltlagen en het asfalt scheurt op de zwakste plekken. In extreme gevallen kan scheurvorming leiden tot grote gaten in de weg (Figuur 2).

Figuur 2 – Scheurvorming kan uiteindelijk leiden tot gaten in het wegoppervlak.

Figuur 3 – Deelnemende landen en testlocaties. Op elke locatie werden twee banen uitgebreid geanalyseerd aan zowel de referentie- als de additiefzijde. In totaal werd ca. 800 km asfalt onderzocht.

1.3. Test partners Een eerdere, grootschalige veldproef op de rijkssnelweg M52 in Denemarken tijdens het winterseizoen 2011-2012 had al kwalitatief aangetoond dat het additief vorstschade zeer substantieel reduceert (meer dan 50%). Deze eerste veldproef is uitgebreid in het winterseizoen 2012-2013 tot vier Europese landen (zie ook Figuur 3).


Land Denemarken Zweden Oostenrijk

Partner Vejdirektoratet Trafikverket & Mesta Land Tirol

Nederland

Rijkswaterstaat

06

Weg M52 E6 B177 B181 A58

Wegvak Kolding – Holsted Lomma – Hjärnarp Zirl – Scharnitz Wiesing – Achenpass Vlissingen – Markiezaat

2. Experimentele opzet van de proef 2.1. Doel van het onderzoek Deze grootschalige veldproef had tot doel: Kwantificeren van de mate waarin Ecosel®AsphaltProtection vorstschade aan asfalt in de vorm van rafeling en scheurvorming voorkomt. Kwantificeren van de relatie tussen rafeling en: o Asfalt materialen o Ouderdom van de weg o Verkeersdichtheid o Weersinvloeden (aantal vorst-dooi cycli) Vaststellen van de invloed van het additief op deze relaties.

2.2. Wegselectie, additiefdosering en strooiacties In samenwerking met de lokale wegbeheerders werden wegen geselecteerd die strikt aan de onderstaande voorwaarden voldoen: Asfalt moet in matige conditie verkeren: vorstschade is te verwachten, zodat het additief in uitdagende omstandigheden getest wordt. Het asfalt mag echter niet reeds te beschadigd zijn, opdat het effect van het additief nog waarneembaar is. Elke weg moet een additief- en referentievak hebben: o die strikt, fysiek gescheiden zijn o die zeer vergelijkbare verdeling van ouderdom en materialen hebben o die identieke weers- en verkeersomstandigheden hebben, en o waarop identieke gladheidbestrijdingsmethoden worden toegepast. Ecosel®AsphaltProtection bevat meerdere ingrediënten die alle goed in pekel oplosbaar zijn. Het laat geen neerslag na en heeft geen negatieve invloed op het strooimaterieel. Omdat alle testpartners een combinatie van zout en pekel gebruiken (nat-strooien), werd ervoor gekozen het additief vanuit IBC containers met een nauwkeurige doseerpomp aan de pekel toe te voegen. De strooiroutes werden zo gekozen en aangepast dat er geen verwarring kon ontstaan over waar er met en zonder additief gestrooid moest worden. De chauffeurs reden altijd dezelfde route. Hoe het exact georganiseerd is geweest, is te zien in Figuur 4 tot en met Figuur 7.


Figuur 4 – M52 tussen Kolding en Holsted. Twee strooiwagens vertrokken samen van steunpunt “Tankedal” (bij de groene punt) en reden beide op de M52 richting Esbjerg. Vanaf Holsted keerden beide trucks terug naar Tankedal. Slechts een truck had additief in de pekel gemengd. In de ene richting strooide een wagen alleen de hoofdrijbaan en de andere alleen de open afritten en rustplaatsen. In de andere richting verwisselden ze de taken. Zodoende werd het additief alleen aan de noordkant toegepast.

Figuur 6 – B181 in Oostenrijk werd vanaf het steunpunt in Maurach (groene punt) in beide rijrichtingen gestrooid met additief. B177 was de referentie route. Beide wegen zijn hoofdwegen (80-100 km/h) die Oostenrijk met Duitsland verbinden.

07

Figuur 5 – Rijkssnelweg E6 tussen Lomma en Hjärnarp. Direct na elke strooiactie reden de trucks naar Helsingborg om pekel en zout te laden en keerden ze terug naar hun eigen standplaats. Elke truck strooide zijn eigen wegvak in beide rijrichtingen.

Figuur 7 – Meetvakken op rijkssnelweg A58 tussen Vlissingen en knooppunt Markiezaat in Nederland. Vier strooiroutes vertrokken vanaf steunpunt “Vierwegen”, aangegeven met de groene punt. De twee trucks die strooien ten westen van Vierwegen en de twee trucks die strooien ten oosten van Vierwegen pasten als duo dezelfde strategie toe als in Denemarken (zie Figuur 4).

2.3. Gedetailleerde analyse van het asfalt Om absolute objectiviteit van deze studie en de uitkomsten te waarborgen, heeft de firma HELLER Ingenieurgesellschaft alle metingen, waarnemingen en data-analyse onafhankelijk uitgevoerd. Data verzameling TÜV Rheinland Schniering, subcontractor van de firma HELLER, heeft alle metingen uitgevoerd met de ARGUS III meetwagen, die onder andere is uitgerust met 8 camera’s (Figuur 8). De wagen reed 80-90 km/h en verzamelde beelden met hoge resolutie en hogesnelheid camera’s aan de achterzijde van de wagen. Het wegdek werd verlicht met een serie gesynchroniseerde stroboscooplampen. Alle metingen werden uitgevoerd onder uitstekende weersomstandigheden (droog) om optimale beeldkwaliteit te garanderen.


Figuur 8 – De ARGUS III meetwagen, uitgerust met 8 hoge resolutie camera’s, laserapparatuur voor het meten van longitudinale en transversale effenheid en spoorvorming, GPS apparatuur. De groene en gele camera’s aan de voorzijde geven een overzicht vanuit verschillende perspectieven, de blauwe camera’s legden alle beeldmateriaal voor de analyses vast en de rode camera schoot uitvergrootte beelden in het wielspoor.

De camera’s aan de achterzijde legden de beelden vast die werden gebruikt voor de oppervlakteanalyse van het wegdek. Deze beelden werden zonder overlap en zonder hiaat softwarematig verbonden, zoals afgebeeld in Figuur 9.

Figuur 9 – De drie camera’s besloegen met drie beelden exact de breedte van een rijbaan. Deze drie beelden werden zonder overlap en zonder hiaat aan elkaar verbonden in zowel de rijrichting als in de breedte. De linker figuur laat de codeerstrategie zien: de rafeling is weergegeven in het zwart en de vakken, waaraan de rafeling werd toegekend, zijn met rood gemarkeerd.

Om de invloed van het additief op de ontwikkeling van rafeling te kwantificeren werd het volledige wegdek zowel voor als na een heel winterseizoen gemeten. Al het beeldmateriaal (samen ca. 2 Terabyte), werd door 8 experts van de firma HELLER geanalyseerd en de volledige analyse nam ca. 4 maanden in beslag. Data Analyse Elk beeld (ca. 1 m2 elk) werd gecodeerd voor de rafelingsintensiteit. Vier intensiteiten zijn gedefinieerd in een standard die ontwikkeld is aan de Hogeschool van Karlsruhe. Deze intensiteiten zijn Nul, Licht, Matig en Ernstig, zoals beschreven in paragraaf Error! Reference source not found. (Figuur 1). Alle beelden werden kwalitatief gecodeerd zoals beschreven in Figuur 9. De beelden kregen een kwalitatieve marker voor een van de rafelingsintensiteiten, ongeacht hoeveel van het oppervlak van dit beeld gerafeld was. Dit is verder uitgebeeld in Figuur 10.

08


Figuur 10 – Twee meetcampagnes (voor en na de winter) worden vergeleken. Elke vierkante meter wordt gecodeerd met een kleur (blank, groen, geel en rood) die correspondeert met een rafelingsintensiteit (resp. nul, licht, matig en ernstig). Elke dataset kan opnieuw worden gecodeerd indien nodig, ook de eerste dataset. Elk verandering in de codering wordt opgeslagen met een unieke tijdsaanduiding.

Op een vergelijkbare manier werden scheuren gecodeerd (met een nauwkeurigheid van ±10 cm) met speciaal daarvoor ontwikkelde software. Om de staat van het wegdek voor en na de winter kwantitatief te vergelijken, zijn de coderingen van alle beelden samengevoegd per wegvak met een exacte lengte van 50 meter. Per 50 meter vak is de aanwezigheid van elk van de rafelingsintensiteiten uitgedrukt als een oppervlaktepercentage (m 2/m2).

3. Resultaten en discussie Er zijn vier veldproeven in vier verschillende landen uitgevoerd. Op elke locatie zijn twee metingen van het wegdek uitgevoerd: de eerste eind november 2012 en de tweede begin april 2013. Op alle locaties begon de winter begin december en duurde tot april. Op elke locatie werd een wegvak gekozen, die als referentie diende (conventioneel nat-strooien) en een tweede wegvak werd geselecteerd als testvak waarop het additief werd toegepast in combinatie met nat-strooien. De ontwikkeling van rafeling op het testvak tussen de twee meetcampagnes voor en na de winter zijn vergeleken met de ontwikkeling van rafeling in het referentievak om vervolgens een conclusie te trekken t.a.v. de werking van het additief. Voor elk snelwegvak is de rafeling geanalyseerd zoals beschreven in paragraaf 0. De oppervlaktefracties (% m2/m2) corresponderend met de vier rafelingsintensiteiten is weergegeven per 50 meter vak, zoals geïllustreerd in Figuur 11. Gedurende de winter kan rafeling zich ontwikkelen van Nul naar Licht, Nul naar Matig, Licht naar Ernstig, etc. Figuur 12 laat een klein deel zien van beide meetcampagnes en alle mogelijke overgangen van rafelingstaat zijn uitgedrukt als oppervlaktefractie. Hoewel scheuren net als rafeling aan het oppervlak zichtbaar zijn, bleek het onmogelijk een conclusie te verbinden aan het additief t.a.v. het effect op scheurontwikkeling. Bij iets hogere temperaturen wordt

09


asfalt een plastisch materiaal. Het vervormt gemakkelijk en krimpt en zet uit bij temperatuurfluctuaties. De metingen wezen uit dat kleinere scheuren “verdwenen” tijdens het experiment. Uiteraard is asfalt niet in staat zichzelf te repareren, maar door uitzetting van het asfalt kunnen twee voorheen gescheiden asfaltplaten weer samengedrukt worden, waardoor het lijkt alsof de scheur verdwenen is. Het gevolg hiervan is dat het visueel gemeten aantal scheuren en hun lengte niet representatief is voor de ontwikkeling van vorstschade. Dit effect overschaduwde de analyse zozeer, dat besloten is scheurontwikkeling niet verder meet te nemen in de analyse.

Figuur 11 – Gedetailleerd voorbeeld van een rafelings-staafdiagram (referentiezijde Denemarken), De verticale as is afgeknot op 50% rafeling, zodat kleinere veranderingen ook zichtbaar zijn.

Figuur 12 – Deel van de geaggregeerde data uit Denemarken (ca. 12 km). Deze data correspondeert met de snelle baan op het referentievak. Elke staaf in het diagram correspondeert met de data uit een 50 meter vak. De blauwe, gele en rode staven op de tweede rij laten de lichte, matige en ernstige rafeling voor de winter zien. De derde rij laat de rafeling na de winter zien. Alle paarse staven geven de veranderingen in rafeling weer, waarbij de eerste paarse rij de overgang van nul-licht aangeeft.

3.1. Ecosel®AsphaltProtection vermindert rafeling met 30-80% Om een overzicht te krijgen, is een eerste analyse alleen gebaseerd op de experimentele data. Vervolgens is een statistisch model ontworpen om de invloed van verschillende variabelen te extraheren en om te bepalen in welke mate de verschillen tussen de wegvakken toegeschreven kunnen worden aan Ecosel®AsphaltProtection.

10


Ontwikkeling van rafeling per land Figuur 13 laat zien hoe rafeling zich tijdens de winter ontwikkelde per rijbaan in elk land. In elk land (behalve Oostenrijk) zijn twee vergelijkingen gemaakt: referentievakken vs. additiefvakken op ofwel de langzame of snelle rijbaan. Elke vergelijking toont een beduidend lagere ontwikkeling van rafeling op de additiefzijde. Voor Oostenrijk zijn de resultaten voor zowel de rechter- als linkerbaan weergegeven, hoewel deze gelijk zijn behandeld. Ook deze resultaten laten een duidelijk langzamere ontwikkeling van rafeling aan de additiefzijde zien.

Figuur 13 – Gemiddelde ontwikkeling van rafeling per land voor twee overgangen (van Nul naar Licht en van Licht naar Matige rafeling). V.l.n.r.: Nederland, Denemarken, Zweden en Oostenrijk.

Opmerkingen: legenda indices 1 en 2 refereren respectievelijk aan de langzame en snelle rijbaan. indices “ref” en “add” refereren aan de wegvakken waar respectievelijk zonder en met additief gestrooid is. index R refereert aan de rijrichting zoals beschreven in de tabel in paragraaf 1.3 en index L refereert aan de tegenovergestelde rijrichting. Dit is alleen relevant voor Oostenrijk waar R en L op dezelfde manier behandeld zijn. Het is belangrijk om te constateren dat Figuur 13 de rafelingstoename weergeeft als gevolg van alle invloeden gecombineerd (asfalt type, leeftijd, etc.). Het laat alleen een duidelijke trend in het voordeel van het additief zien. In de volgende paragraaf is het exclusieve effect van het additief beschreven.

Rafelingskans gemodelleerd Zoals voor alle andere mogelijke invloeden is de invloed van het additief op de geneigdheid tot rafeling bepaald m.b.v. een statistische modellering. Alle rafelingskansen aan de referentiezijde zijn daarin gedefinieerd als 100% en de rafelingskans aan de additiefzijde zijn gerapporteerd als percentage van de referentiekans. In elk land is wederom een duidelijk lagere rafelingskans te zien aan de additiefzijde (Figuur 14). Hoewel de resultaten in Zweden de breedste betrouwbaarheidsmarges (95%) had, werd de kans op rafeling alsnog door het additief met 37% gereduceerd. In Denemarken en Nederland werden met smallere betrouwbaarheidsmarges (en dus hogere zekerheid) een reductie met 79% waargenomen. In Oostenrijk (waarbij opgemerkt moet worden dat de referentie- en additiefvakken in verschillende valleien lagen en daarmee niet per se identiek waren) werd een 94% rafelingsreductie geconstateerd.

11


Figuur 14 – De invloed van Ecosel®AsphaltProtection op de rafelingskans, geplot per land .

De waarden in Figuur 14 zijn modelwaarden waarvoor aangenomen is dat deze elkaar niet beïnvloeden.

4. Conclusies Een eerste, grootschalige veldproef in Denemarken (2011-2012) had reeds een significante reductie van rafeling door gebruik van het additief laten zien. Alle vier experimenten, die beschreven zijn in dit artikel, bevestigen deze trend. Ecosel®AsphaltProtection, indien toegevoegd aan de pekel/zout combinatie met een concentratie van 1% per gewichtseenheid NaCl, reduceert vorstschade in de vorm van rafeling met 30-80%. Het additief is effectief op alle asfalttypes, ongeacht de leeftijd ervan, en ongeacht de mate van reeds aanwezige rafeling. Daarnaast zijn alle overige invloeden gekwantificeerd, hetgeen terug te lezen is in een uitgebreidere Engelstalige publicatie over dit onderzoek op de website www.ecosel.com. Het additief is niet in combinatie met andere dooimiddelen dan NaCl getest.

5. Verder onderzoek Zoals eerder genoemd is het essentieel te begrijpen wat de onderliggende mechanismen voor vorstschade zijn, vooral voor verdere ontwikkeling van het additief. Verschillende asfaltmonsters kunnen worden onderzocht op hun mechanische eigenschappen hun stressbestendigheid met een focus op verschillen in holle ruimte en bitumen, kunstmatig verouderde monsters evenals verschillen in klimatologische omstandigheden. De verwachting is dat vorst-dooi tests en mechanische stress tests

12


(zoals de Cantabro methode) de bemoedigende resultaten van de veldproeven zullen bevestigen en dat deze een waardevolle bijdrage leveren aan het begrip van het mechanisme achter vorstschade en de werking van het additief. Om een nauwkeuriger, holistisch levensduurmodel te ontwikkelen, worden in het winterseizoen 2013-2014 verdere veldproeven uitgevoerd.

6. Dankwoord De auteurs willen graag alle test partners bedanken voor hun innovatieve mindset en hun actieve bijdragen aan dit project. Op elk niveau in hun organisaties hebben we volledige medewerking en een positieve houding mogen ervaren: Vejdirektoratet Denemarken, Trafikverket Zweden en Mesta Sweden, Land Tirol Oostenrijk en Rijkswaterstaat Nederland. Daarnaast zijn de bijdragen van Vegagerdin IJsland, MOW Vlaanderen en de Poolse GDDKiA aan dit project zeer op prijs gesteld. Speciale dank gaat uit naar W. Maslow (AkzoNobel) voor zijn onmisbare bijdrage aan de ontwikkeling van het product, naar K. Opara van de Poolse Nationale Academie voor Wetenschappen voor zijn waterdichte statistische modellen en naar Professor J. Mielniczuk voor zijn waardevolle bijdrage aan deze modellen.

REFERENTIES 1.

2. 3. 4. 5. 6.

Pavement distress and roadway damage caused by subsurface moisture and freezing temperatures: Case histories from Alaska. Tart, R.G. 2000, Journal of the Transport Research Board, Vol. 1709. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e.V. -FGSV. Entstehung und Verhütung von Frostschäden an Straßen. s.l. : Kirschbaum, 1994. Centre de Recherches Routière, Belgium. Dégâts hivernaux des chaussées asphaltiques: Comment y remédier? Comment les éviter? CRR Bulletin. 18, 1994. HELLER Ingenieurgesellschaft mbH. Observation of the Development of Pavement Damages Over the Winter - Field Experiment 2012/13. Darmstadt, Germany : s.n., 2013. . Porous Asphalt Ravelling in Cold Weather Conditions. Huurman et al., M. 2010, International Journal of Pavement Research and Technology. Development of pavement performance models to account for frost effects and their application to mechanistic-empirical design guide calibration. Puccinelli, J. and Jackson, N. 2007, Journal of the Transportation Research Board, Vol. 1990.

13

Doorbraak in voorkomen van vorstschade aan asfalt

Recommend Documents