Asfalt: samenstelling en beproeving donderdag 6 maart 2008

Presentatie over: "Asfalt: samenstelling en beproeving donderdag 6 maart 2008"— Transcript van de presentatie:

1 Asfalt: samenstelling en beproeving donderdag 6 maart 2008
Materiaalkunde Asfalt: samenstelling en beproeving donderdag 6 maart 2008

2 Voorstellen Eelke Broeders
docent aan de voltijd opleiding Civiele Techniek (2 dagen/week) projectingenieur Ingenieursbureau Oranjewoud (3 dagen/week) opleiding HTS Civiele Techniek

3 Asfalt 3e kwartaal, 6 maart: 4e kwartaal, n.t.b.:
Samenstelling: materialen, mengsels, CE-markering Beproeving: laboratoriumproeven 4e kwartaal, n.t.b.: Productie: werking asfaltmolen Verwerking: transport, materieel, walsen

4 Asfalt 3e kwartaal, 6 maart: Samenstelling Beproeving
mineraal aggregaat, bitumen, kleurstof ed mengsels CE-markering Beproeving laboratoriumproeven eigen proeven: practicum

5 Ingrediënten Mineraal aggregaat: steenslag (grind), zand en vulstof:
vormt het skelet van de asfaltconstructie, zorgt voor de afdracht van de belasting naar de ondergrond Bitumen: olieproduct: ‘lijmt’ het mineraal aggregaat aan elkaar Asfaltgranulaat: gefreesd of gebroken asfalt Overige: afdruipremmers, kleurstoffen e.d.

6 Ingrediënten Mineraal aggregaat: steenslag (grind), zand en vulstof:
continu: korrelgradering discontinu: onderbroken korrelgradering verhouding steenslag-zand-vulstof per mengsel te bepalen volgt uit mengselberekening

7 Ingrediënten Mineraal aggregaat: steenslag
vormt de ruggengraat van het asfaltmengsel steenslag of grind, korrelgrootte: mm afmetingen hangen af van de aan te brengen laagdikte (ca 2,5 tot 3 maal de grootste korreldiameter) herkomst: steengroeven, rivieren

8 Ingrediënten Mineraal aggregaat: zand
vult de holle ruimten in het mineraal skelet zandfracties/korrelgrootte: 2 - 0,063 mm zanddriehoek/zeefkromme, verhouding van korrelgradaties volgt uit zeefproeven herkomst: zee/rivier Zand A: natuurlijk zand, mengsel van natuurlijke zanden Zand B: minimaal 75% brekerzand en maximaal 25% natuurlijk zand Zand C en D: specifieke mengsels voor steenmastiekasfalt

9 Ingrediënten Mineraal aggregaat: vulstof
als vulmiddel tussen de holle ruimten van het mineraalaggregaat korrelgrootte: kleiner dan 0,063 mm vliegas

10 Ingrediënten Bitumen zorgt voor de hechting tussen het mineraal skelet (vergelijk: cement in beton) restmateriaal uit olieraffinaderijen: de zwaarste fractie uit ruwe aardolie typen: 20/30, 40/60 en 80/100 kleur: blank en zwart polymeer gemodificeerd verwarmen i.v.m. vloeibaarheid/viscositeit (t.b.v. verwerkbaarheid en transport)

11 Ingrediënten Asfaltgranulaat:
vrijgekomen bij reconstructiewerkzaamheden niet alle vrijkomende mengsels zijn geschikt of gewenst teerhoudend gekleurd GAB in niet alle nieuwe mengsels kan PR materiaal worden toegepast specifieke eisen aan het nieuwe mengsel aangepaste asfaltmolen nodig (paralleltrommel)

12 Ingrediënten Toeslagstoffen, afhankelijk van de toepassing
kleurstof: o.a. rood, groen, blauw, geel Verwacht hier niet teveel van! toepassing kleurstof kan in combinatie met blanke bitumen bijzondere steenslag afdruipremmende middelen, zorgen voor een betere binding van de bitumen aan het mineraal aggregaat

13 Wegenbouwmengsels asfaltbeton:
betonprincipe: streven naar een ze compact mogelijke korrelverdeling, door toepassing van een continue gradering in het mineraal aggregaat d.w.z. een zo laag mogelijk percentage holle ruimte: hoge stabiliteit verbrijzeling wordt vermeden relatief weinig bitumen nodig (kostentechnisch) Steenmastiekasfalt en zeer open asfaltbeton niet i.v.m. discontinue gradering.

14 Wegenbouwmengsels Soorten mengsels
ondervuld: niet alle holle ruimten zijn gevuld, bijv. open asfaltbeton gevuld: de holle ruimten zijn gevuld, het mineraalaggregaat vormt nog net een skelet, bijv. dicht asfaltbeton en steenmastiekasfalt (niet: geen holle ruimten meer!) overvuld: het mengsel bevat meer bitumen/mastiek dan in de holle ruimten van het mengsel past: de delen van het mineraalskelet ‘drijven’ in de bitumen, bijv. gietasfalt hoe meer bitumen, des te beter is het mengsel bestand tegen weersinvloeden, maar des te lager is de verkeersklasse

15 Wegenbouwmengsels tot 1 maart 2008
onderlaag (GAB) STAB steenslagasfaltbeton toepassing asfaltgranulaat mogelijk bestand tegen vervorming, eisen aan sterkte GAB vk 2 STAB vk 4/5 tussenlaag OAB open asfaltbeton toepassing als tijdelijke deklaag (bouwwegen)

16 Wegenbouwmengsels tot 1 maart 2008
deklaag DAB dicht asfaltbeton SMA steenmastiekasfalt ZOAB zeer open asfaltbeton Combinatiedeklaag: ZOAB met cementslurry ZSA zeer stil asfalt diverse leveranciergebonden mengsels Eisen m.b.t.: stroefheid vlakheid weerstand tegen weersinvloeden: zonlicht (UV), water/ijs weerstand tegen chemische en fysische aantasting: olielekkages, kadavers

17 Wegenbouwmengsels tot 1 maart 2008
DAB dicht asfaltbeton kenmerken toepassing asfaltgranulaat mogelijk ‘standaard’ deklaagmengsel levensduur gem. 10 tot 15 jaar toepassing 0/8: zeer vlak aan te leggen, bijv skatebanen op vrijwel alle wegen kunstwerken start- en landingsbanen vk2/3: veel bitumen => veel weerstand tegen weersinvloeden => niet voor zwaar belaste wegen/gevaar voor overvulling van het mengsel vk4: weinig bitumen => minder weerstand tegen weersinvloeden => beter optimum m.b.t. belasting

18 Wegenbouwmengsels tot 1 maart 2008
SMA steenmastiekasfalt verschil mastiek/DAB: holle ruimten gevuld met zand/vulstof/bitumen mengsel i.p.v. enkel bitumen kenmerken toepassing asfaltgranulaat niet mogelijk afdruipremmers i.v.m. opbouw korrelskelet (weinig opp.korrelskelet vs veel bitumen) veel weerstand tegen wringend verkeer licht geluidsreducerend levensduur gem. 15 tot 20 jaar toepassing op zwaar belaste wegen en kruisingen, voornamelijk binnen de bebouwde kom

19 Wegenbouwmengsels tot 1 maart 2008
ZOAB zeer open asfaltbeton kenmerken toepassing asfaltgranulaat niet mogelijk afdruipremmers i.v.m. opbouw korrelskelet +20% holle ruimte geluidsreducerend goede waterafvoer slecht bestand tegen wringend verkeer preventief strooien levensduur gem. 10 jaar toepassing provinciale wegen rijkswegen (niet op kunstwerken) dubbellaags ZOAB combinatie van een grove onderlaag en een fijne deklaag geeft extra geluidsreductie toepassing op rijkswegen

20 Wegenbouwmengsels tot 1 maart 2008
Combinatiedeklaag: ZOAB met cementslurry opbouw als ZOAB +20% holle ruimte gevuld met cementslurry kenmerken combineert de flexibiliteit van asfalt met de hoge druksterkte van beton geschikt voor zwaar belaste weggedeelten diverse leveranciers gebonden mengsels niet bestand tegen puntbelasting zoals containerpoten of afzetbakken toepassing zwaar belaste weggedeelten: opstelstroken (VRI’s), parkeervakken, bushaltes

21 Wegenbouwmengsels tot 1 maart 2008
ZSA zeer stil asfalt kenmerken geluidsreducerend niet bestand tegen wringend verkeer toepassing op stroomwegen binnen de bebouwde kom provinciale wegen, in de buurt van bebouwing niet bestand tegen wringend verkeer, dus niet voor kruispunten

22 Speciale mengsels gietasfalt kenmerken toepassing overvuld mengsel
stabiliteit komt van de mortel: stijve bitumen: 20/30 en/of 40/60 hoog vulstofgehalte verdichten is niet nodig: geen holle ruimten speciale eisen aan transport en verwerking toepassing dunne deklaag op bruggen op parkeerdaken als dijkbekleding omhulling van granietblokken

23 Speciale mengsels koudasfalt kenmerken toepassing
2 soorten: warmbereid koudasfalt en emulsieasfaltbeton bij lage temperatuur verwerkbaar i.v.m. behandelde bitumen: toevoeging van fluxolie verwerking bij kamertemperatuur, daardoor na productie lang ‘houdbaar’ Koudasfalt is een merknaam (KWS Infra/Versluys & Zn) toepassing in zettingsgevoelige gebieden en als reparatiemateriaal

24 CE-markering vanaf 1 maart 2008
product getest volgens Europese normen géén keurmerk maar een wettelijke verplichting staat voor Conformité Européenne veiligheids- en gezondheids- en milieuaspecten CE-markering voor asfalt vanaf 1 januari 2008, maar uiterlijk 1 maart 2008 CE-markering voor bitumen: vanaf 1 januari 2009 Vanaf 1 maart 2008 nieuwe NEN-EN normen nieuwe mengselcoderingen nieuwe proeven

25 CE-markering vanaf 1 maart 2008: normen
normen: NEN-EN 13108 deel 1: asfaltbeton (grind- en steenslagasfaltbeton, open en dicht asfaltbeton) deel 2: asfaltbeton voor dunne deklagen deel 3: “zacht asfalt” deel 4 : warm gewalst asfalt deel 5: steenmastiek asfalt deel 6: gietasfalt deel 7: zeer open asfaltbeton deel 8: asfaltgranulaat (zonder CE-markering)

26 CE-markering vanaf 1 maart 2008: normen
reglementen en afkortingen: RAW: Rationalisatie en Automatisering in de Grond-, Weg- en Waterbouw CROW: Centrum voor Regelgeving en Onderzoek in de Grond-, Weg- en Waterbouw en de Verkeerstechniek UAV 1989: Uniforme Administratieve Voorwaarden UAR 1989/UAR 2001: Uniform Aanbestedings Reglement ARW 2004/ARW 2005: Aanbestedingsreglement Werken Nieuwe eisen aan asfalt uit de nieuwe NEN-EN normen worden verwerkt in de Standaard RAW Bepalingen, CE-markering geldt echter ook voor andere contractvormen!

27 CE-markering vanaf 1 maart 2008: normen
Hoofdstuk is toegevoegd aan hoofdstuk 31 Wegverhardingen II van de Standaard RAW Bepalingen: 31.28 AANBRENGEN ASFALTVERHARDINGEN Aanbrengen deklaag van asfaltbeton Aanbrengen deklaag van steenmastiekasfalt Aanbrengen deklaag van zeer open asfaltbeton Aanbrengen deklaag van tweelaags zoab Aanbrengen tussenlaag van asfaltbeton Aanbrengen onderlaag van asfaltbeton Aanbrengen onderlaag asfaltbeton in twee lagen Aanbrengen onderlaag asfaltbeton in drie lagen Aanbrengen onderlaag asfaltbeton in vier lagen Aanbrengen profileerlaag van asfaltbeton Aanbrengen profileerdeklaag van asfalt Aanbrengen uitvullingen van asfalt

28 CE-markering vanaf 1 maart 2008: mengselcoderingen
onderlagen: base tussenlagen: binder deklagen: surface naam opgebouwd uit: materiaal: AC grootste korreldiameter grof toeslagmateriaal: 0/16 wordt 16 plaats in de constructie: base/bind/surf type bitumen: bijv. 70/100 DAB 0/16 wordt AC surf 16 70/100

29 CE-markering vanaf 1 maart 2008: mengselcoderingen
Tabel T 31.09 RAW

30 CE-markering vanaf 1 maart 2008: mengselcoderingen

31 CE-markering vanaf 1 maart 2008: proeven
CE-markering is een productkeuring dus: CE-markering is een keuring “aan de poort” en vervangt dus het (Marshall)vooronderzoek maar: voor de opdrachtgever is het resultaat belangrijk, het asfalt “in de weg” deze eisen zijn verwoord in Standaard RAW Bepalingen

32 CE-markering vanaf 1 maart 2008: proeven
tot 1 maart 2008: Marshallvooronderzoek samenstelling wordt (deels) bereikt via interpolatie van gevonden onderzoeksresultaten bij verschillende asfaltsamenstellingen. na 1 maart 2008: Typeonderzoek uitgangspunt is een samenstelling waarbij de gewenste eigenschappen zullen worden bereikt; deze worden aangetoond met het Typeonderzoek.

33 Proeven Doen van proeven in verschillende stadia losse materialen
minerale bouwstoffen zeefproef vulstof (pyknometer) holle ruimten (Rigden toestel) gehalte aan platte stukken percentage gebroken oppervlakten bitumen penetratie verwekingspunt ring en kogel Penetratie-index asfaltmengsels bij de molen Marshallproef Marshallstabiliteit, -vloei en -quotiënt

34 Proeven Doen van proeven in verschillende stadia
constructie, bereid en verwerkt asfalt Decanteerbekercentrifugemethode (verschilmethode) Soxletextractie (directe methode) Verdichtingsgraad (mengsel, proefstuk en asfalt (boorkernen)) Gehalte aan poriën (holle ruimte) Vullingsgraad Vlakheidsmeting Stroefheidsmeting

35 Proeven Aanpassingen in Standaard RAW Bepalingen hoofdstuk 2 Proeven
Proef 250 Typeonderzoek van asfalt Proef 251 Boren cilinders en bepaling samenstelling en eigenschappen van asfalt Proef 252 Laagdiktebepaling verhardingslaag (Wegverhardingen) Proef Gehalte aan bitumen van warm bereid asfalt Proef Soxletextractie (directe methode) Proef Decanteerbekercentrifugemethode (verschilmethode) Proef Verdichtingsgraad van asfalt Proef Verdichtingsgraad van asfalt Proef Gemiddelde afwijking van de verdichtingsgraad Proef 255 Dichtheid van het proefstuk van asfalt Proef 256 Dichtheid van het mengsel van asfalt (dichtheid van het materiaal zonder ingesloten lucht Proef 257 Gehalte aan poriën (holle ruimte) van asfalt

36 CE-markering vanaf 1 maart 2008: proeven
Productie asfalt met CE-markering

37 Practicum Proeven aan bitumen (nog niet volgens CE-markering)
penetratie d.m.v. indringing van een naald in bitumen verwekingspunt d.m.v. ring en kogel

38 Overige informatie internet www.CROW.nl www.VBWasfalt.nl
asfalt.startpagina.nl Boeken Asfalt in wegen- en waterbouw, VBW Asfalt