SilentRoads
Hoe maak je een geluidsarm wegdek met voldoende levensduur? Rien Huurman, Sterrebeek, 12-04-2016
Introductie -
ZOAB: Zeer Open Asfalt Beton, Eerste vakken in 1973,
Grootschalige vanaf begin jaren 1980, Verplicht toe te passen op primair wegennet, Nu ca 90% ZOAB op primaire net, Tot 2006 empirisch en trial and error. Open deklagen stiller, minder splash and spray, meer capaciteit tijdens regenval, maar, geen extra veiligheid (NL).
LOT -
In 2007 ontwikkeling LOT (en AOT) Verlaten van empirie en trial and error
We kunnen bruggen en gebouwen constructief doorrekenen Duik de theorie in en zie ZOAB als een mechanische structuur
Deze kennis is niet uniek voor Nederland. Belgen zijn bouwmeesters!
LOT Rafeling is vaak bepalend voor levensduur ZOAB
LOT ZOAB is een structuur op meso schaal en die kunnen we modelleren.
5
LOT De belastingen van die structuur kunnen we meten…
De Beer
Groenendijk
6
LOT En het gedrag van gebruikte materialen kunnen we meten. 10000
.
80
1000 . G*[MPa]
Modelled G* G* - Sigm oidal 100
Meas ured Phase angle
40
Modelled phase angle Phase angle- Sigm oidal 10
Phase angle [degrees]
60 Meas ured G*
20
1
0
1.E-04
1.E-02
1.E+00
1.E+02
1.E+04
1.E+06
Reduced frequency [Hz]
8.0
Log N-modelled [-]
7.0
virgin
aged
virgin+water
aged+water
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0 2.0E+00
3.0E+00
4.0E+00
5.0E+00 Log N-measured [-]
6.0E+00
7.0E+00
8.0E+00
7
LOT Geometrie + belasting + materiaalgedrag
Met LOT kijken we in het materiaal
LOT Belasting 1: Aanslaan steentjes
LOT Belasting 2: Krimp bij kou, winter 2008-2009
LOT Belasting 3: Deflectie
LOT 3 belastingen - Aanslaan:
Sterk
- Koude krimp: Flexibel - Deflectie: Flexibel Veroudering
LOT Krachtjes en deflectie bij kou
LOT Mastiekbruggen vervormen, niet de steen! Wat nu als hier een harde korst op zit, ijs op blubber? Verlies bitumen/mastiek: - Leren vd Weg - DRI / RWS - LOT
Hoe maak je een geluidsarm wegdek met voldoende levensduur?
Implementeer wat je weet want in 2005 beginnen zaken te veranderen…A59 1e DBFM-project.
Hoe maak je een geluidsarm wegdek met voldoende levensduur?
- Watergevoeligheid - Interpretatie ITS(R) proeven
- AWT en LVOv - BVP en ARTe - Recycling
AWT en LVOv Bepaal Master Curve mastiek @ -10°C en bitumengehalte.
10000
.
80
1000 . G*[MPa]
Modelled G* G* - Sigm oidal 100
Meas ured Phase angle
40
Modelled phase angle Phase angle- Sigm oidal 10
20
1 1.E-04
0 1.E-02
1.E+00
1.E+02
Reduced frequency [Hz]
1.E+04
1.E+06
Phase angle [degrees]
60 Meas ured G*
AWT en LVOv 1987 en schade 0. Super ZOAB bestaat! Maar hoe maken we het? Tav erage=-10°C, ΔT=2°C
Tav erage=-10°C, ΔT=6°C
120000
1000000
100000
60000 2 40000
1
700000 600000 500000 400000 300000 1 2
200000
0
0
0
0
0
100000
0
0
Year of construction [Yr]
1994
1990
1986
2010
2006
2002
1998
1994
1990
0
0
0
2002
0
1998
20000
1
Year of cons truction [Yr]
0
2010
1
2006
80000
Relative daily Damage [-]
800000
1986
Relative daily Damage [-]
1
900000
1
AWT en LVOv Schade gerelateerd aan mastiekstijfheid.
AWT voor ZOAB en DGD. % bit. Laag
Goed
Goed
MC MC
Hard Goed Hard Goed
Maatregel #8: aanvullen + verjongen
Kernen
Maatregel #7: aanvullen
MC rafeling
Maatregel #6: verjongen
ja
Maatregel #5: doe niets
Goed
Maatregel #4: aanvullen + verjongen
Hard
Maatregel #3: aanvullen
Goed
Maatregel #2: aanvullen + verjongen
Maatregel #1: aanvullen
AWT en LVOv Visuele inspectie
nee Kernen
% bit. Laag MC Hard
AWT voor SMA??
AWT en LVOv Oplossing is aanvullen en verjongen. Drie producten: - Heijmans/Latexfalt Modimuls ZV - ESHA/Icopal Pentack - BAM/Latexfalt Modiseal ZX
AWT en LVOv Reinigen, spuiten, strooien, walsen.
TU Delft: > 3jaar BAM: 5 jaar De toekomst zal het leren / oudste vak is 5,5 jaar oud
BVP en ARTe Voorkomen is beter dan genezen Aachener Ravelling Tester - Belast steentjes met schuifkrachten - Je toetst de body builder!! - Te doen als deze lekker jong is, want dan is hij nog niet zo sterkt.
BVP en ARTe BVP: blijft de body builder flexibel als hij ouder wordt. Bitumen
Proef
eenheid
A
score
B
score
C
score
D
score
E
score
F
score
G
score
Bitumen na veroudering RTFOT+PAV (weegfactor 3) Elastische terugvering
[%]
92
3
50
-3
81
0
67
-3
84
0
53
-3
94
3
[MPa], [-]
88,5/0,347
3
239/0,263
-3
231/0,331
-3
118/0,338
3
187/0,332
3
260/0,24
-3
44/0,430
-3
-3
88/0,378
3
-3
161/0,345
3
Bending Beam Rheometer -
BBR @-16, m, s
2 -
BBR @-20, m, s
[MPa], [-]
163/0,342
3
382/0,227
-3
331/0,282
-3
233/0,331
3
306/0,306
-3
410/0,21 5
ZEG OF SCHRIJF: voorkomen is beter dan genezen! -
BBR @-24, m, s
[MPa], [-]
285/0,303
3
512/0,196
-3
542/0,243
-3
411/0,269
-3
465/0,253
-3
574/0,19 2
-
S = 300 MPa
[oC]
-25
0
-17,5
-3
-18,4
-3
-23
0
-20
0
-17
-3
-28
0
-
m = 0,300
[oC]
-24
0
-11,5
-3
-18,7
0
-22
0
-20
0
-7
-3
-28
3
[Pa]
4,2.105
0
nm
-300
1,6.106
-3
6,2.105
-3
1,2.106
-3
nm
-300
1,8.105
0
[%]
6,0
0
25,1
-3
6,4
0
1,2
3
2,4
3
23,2
-3
6,0
0
DSR frequency sweep
-
G* (-10oC, 1E-5 Hz)
Relaxatie / DSR -
Stress ratio (10 min.)
Recycling Punten afkomstig van VBW (asfalt) en EAPA( frees) Lijnen volgen uit model van de ontwikkeling van Nederlands wegennet.
Vervangingsmarkt: met nadruk op deklagen door kortere levensduur.
Recycling Ontwikkeling van ons wegennet………
- We zitten dus in een vervangings- / onderhoudsmarkt. - Klimaattop Parijs, Urgenda, Circulair denken, CO2-uitstoot.
Recycling Low Emission2 Asphalt Pavement Haal oude ZOAB uit elkaar…
Recycling Verhit, verjong en homogeniseer de mastiek. Leg nadruk op verouderingsgedrag! 1.E+10
Comparison of aged mortars TZ 086 with control line
LE2AP mortar performance after ageing fatigue results @10°C
1.00E+07
Mortar 1 Mortar 2
1.E+09
11
1.E-04
1.E-03 1.E-02 1.E-01 Reduced frequency @-10°C [Hz]
1.E+00
Nf [-]
G* [Pa]
1.E+07 1.E-05
1.E+01
Macht (Mortar 2)
y = 316.54x-3.494 R² = 0.7441
Macht (Mortar 3)
0.1
1 Strain level [%]
Mortar 1
9
Mortar 2
8
Mortar 3
7
Mortar 4
6
Mortar 5
5 4 3 2 1 1.E-03 1.E-02 1.E-01 Reduced frequency @-10°C [Hz]
1.00E+05
1.00E+03
Comparison of aging index of various mortars TZ 086
1.E-04
Macht (Mortar 1)
1.00E+04
10
0 1.E-05
Mortar 3
y = 2152.9x-3.152 R² = 0.8816
Control line Mortar 1 aged Mortar 2 aged Mortar 3 aged Mortar 4 aged Mortar 5 aged Mortar 1 virgin Mortar 2 virgin Mortar 3 virgin Mortar 4 virgin Mortar 5 virgin
1.E+08
Aging index G*/G* [-]
- Respons: gelijk - Veroudering: beter - Vermoeiing: beter
y = 411.38x-4.635 R² = 0.9472
1.00E+06
1.E+00
1.E+01
Recycling Verschuim de mastiek en meng deze met half warme steen……..
Recycling ….. En je krijgt een goede ZOAB die voor 93% bestaat uit teruggewonnen grondstoffen en die is geproduceerd bij 100+°C.
Hoe maak je een geluidsarm wegdek met voldoende levensduur? -
Pas de kennis die er is toe, Verleng de levensduur door te diagnosticeren en genezen, Of beter nog; zoek mastieken die zacht blijven en controleer op sterkte, Recycling van ZOAB: Levensfase van ons wegennet / milieu, maar……doe dit serieus.
ZOAB in alle varianten met SMA premier league van asfalt.
