Asfalt
Asfalt is een materiaal dat wordt samengesteld uit minerale aggregaten en bitumen. Het wordt veel toegepast als wegverhardingsmateriaalVan nature komt asfalt voor in asfaltmeren (zoals op Trinidad) en steen asfalt, dit laatste is een mengsel van zand, leem en asfalt.
Geschiedenis
Asfalt wordt al lang gebruikt de Mesopotamiërs maakten er baden waterdicht mee, de Feniciërs hun schepen, en de Egyptenaren legden asfaltblokken langs de Nijl om erosie te voorkomen. In 625 v.Chr. vinden we het eerste beschreven gebruik van asfalt als wegdek in Babylon. Ook de Grieken waren bekend met asfalt de Romeinen gebruikten het als afdichtmateriaal, zowel voor hun baden en waterreservoirs als voor hun aquaducten.Vanaf de 20e eeuw wordt asfalt vooral gebruikt in asfaltbeton, dat als wegdek moet dienen.In 1870 ontwikkelde de Belgische chemicus Edmund J. Desmedt het moderne asfaltbeton de eerste moderne asfaltweg kwam te liggen in Newark, New Jersey.In 1900 patenteerde Frederick J. Warren een nieuw soort asfalt, dat hij 'bitulithisch' noemde, gemaakt van bitumen en minerale aggregaten.Sindsdien zijn er nog vele vernieuwingen op asfaltgebied geweest.Recente ontwikkelingen zijn het toepassen van poreus asfalt (ZOAB - Zeer Open Asfaltbeton) en de ontwikkeling van dunne, geluidsarme deklagen.
Samenstelling van asfalt
Een asfaltmengsel kan qua samenstelling worden onderverdeeld in twee delen:1-mineraal aggregaat 2-bindmiddelen Het mineraal aggregaat kan weer worden onderverdeeld in de steen-, zand- en vulstoffractie.Kenmerkend voor asfalt is dat als bindmiddel bitumen wordt gebruikt.
Mineraal skelet
De grotere delen uit het mineraal aggregaat vormen samen het mineraal skelet; deze verzorgt het dragend vermogen van het asfaltmengsel. Afhankelijk van het soort asfalt wordt het mineraal skelet opgebouwd uit steenslag of grind, eventueel aangevuld met zand.De poriën in het mineraal skelet kunnen worden opgevuld met vulstoffen en bindmiddelen. De bindmiddelen (bitumen) zorgen samen met de vulstoffen voor de samenhang van het mengsel. De vulling wordt verzorgd door bitumen en vulstof (bijvoorbeeld vliegas of kalksteenmeel), eventueel aangevuld met zand.Een vulling zonder zand heet ook wel mortel, terwijl een vulling met zand wordt aangeduid als steenmastiek.
Bitumen
Hoewel bitumen qua massapercentage het minst belangrijke ingrediënt is van een asfaltmengsel, is juist het gebruik van bitumenkenmerkend in vergelijking met bijvoorbeeld beton, dat geen bitumen maar cement als bindmiddel bevat. Bitumen is een visceuse vloeistof die van nature voorkomt in ruwe aardolie. Na fractionele destillatie kan het gescheiden worden van andere bestanddelen van de aardolie zoals nafta, benzine of dieselen blijft als zwaarste bestanddeel achter.Bitumen heeft de bijzondere eigenschappen dat het goed hecht en bij verwarmen dun vloeibaar is. Het is een viskeus materiaal, waarvan de vervormbaarheid sterk afhangt van zowel het type bitumen, de temperatuur als de belastingstijd. Bij hogere temparaturen is het dun vloeibaar, bij een korte belastingstijd gedraagt het zich elastisch maar bij langdurige belasting plastisch (viskeus).Als het asfalt warm is kan het gemakkelijk in een vlakke stevige laag worden aangebracht. Na verdichting (door een wals en afkoeling is het hard en zeer draagkrachtig.In het verleden werd in plaats van bitumen ook wel teer gebruikt als bindmiddel. Teer is een kunstmatig product dat verkregen wordt via 'destructieve distillatie' van steenkool. Vanwege het hoge gehalte aan polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's) mag teer echter sinds 1990 in Europa niet meer worden toegepast.Oude asfaltlagen kunnen echter nog teer bevatten, hetgeen extra voorzorgsmaatregelen vergt bij de verwijdering van oude asfaltlagen.Bovendien mocht in Nederland teerhoudend asfaltgranulaat als recyclingsproduct tot 2001 nog worden toegepast in onderlagen. Sinds 2001 streeft de Nederlandse overheid echter tot volledige verwijdering van teer uit de asfaltketen.
Toepassingen en eigenschappen
Asfalt bestaat uit mineraalaggregaat (zand en grind) en een bindmiddel, de bitumen. Voor verschillende toepassingen zijn verschillende mengsels mogelijk. Er wordt bij wegtoepassingen onderscheid gemaakt tussen onder-, tussen- en toplagen. De onderlagen verzorgen de krachtoverdracht op de ondergrond. De toplaag heeft als belangrijkste functie het leveren van de juiste rij-eigenschappen, zoals vlakheid, stroefheid, zichtbaarheid en waterafvoer. Asfalt wordt verwerkt bij een temperatuur van gemiddeld 160° C, al bestaan er nu ook mengsels die bij een lagere temperatuur verwerkt kunnen worden.Een andere toepassing van asfalt is als waterdichte afdekking voor daken en in de waterbouw. Een duurzame waterdichtheid is een belangrijke eigenschap van asfalt voor dergelijke toepassingen. Dergelijk asfalt kenmerkt zich door een hoog percentage bindmiddel (mastiek).
Een asfaltweg bestaat uit meerder lagen.
De onderlaag dat is de eerste laag die op de onderbaan komt ( dit noemen ze BASE)
De tussenlaag dat is de laag tussen de onder en bovenlaag ( dit noemen ze BIND)
De bovenlaag is waar je met de auto of fiets overheen rijdt ) dit noemen ze SURF)
Soorten asfalt
Door te variëren in de samenstelling van het asfalt, bijvoorbeeld de gradering (korrelgrootteverdeling) van het mineraal aggregaatkunnen verschillende soorten asfalt worden geproduceerd.Op basis van de verhouding tussen het mineraalskelet, vulling en eventuele porositeit is een driedeling in soorten asfaltmengsels mogelijk: - ondervulde mengsels - gevulde mengsels - overvulde mengsels In een onvervuld mengsel is de holle ruimte in het mineraalskelet niet volledig gevuld, waardoor de poriën met elkaar in verbinding staan. Belangrijkste voordeel hiervan is de verbeterde afvoer van regenwater.Bij een gevuld mengsel vormt het grove mineraal aggregaat nog juist een skelet, waarbij de holle ruimte van het skelet grotendeels gevuld is met mortel of mastiek de poriën in dit type asfalt staan niet met elkaar in open verbinding. Een voordeel van gevulde poriën is dat de grovere bestanddelen van het mengsel beter aan elkaar hechten, waardoor de levensduur langer wordt.In een overvuld mengsel is tenslotte zoveel mortel of mastiek aanwezig, dat er geen sprake meer is van een mineraal skelet. Het zand en steen ‘drijft’ als het ware in het vulmateriaal in dit geval dient de mortel of het mastiek voldoende dragend vermogen te bezitten.
Laag temperatuur asfalt.
Door Lynpave toe te voegen aan het mengsel kan asfalt geproduceerd worden met een temperatuur die 30-40 graden lager is dan bij de productie van regulier asfalt.
Dit betekend dat er minder energie nodig is om het asfalt
op temperatuur te krijgen.
Ook de ACOB is producent van Lynepave asfalt.
Mengsels
Een mengsel is een hoeveelheid grondstoffen die met elkaar vermengd worden en bestaat grofweg uit steenslag, bitumen, vulstof, zand en eventuele toevoeging.Asfalt wordt gemaakt in diversen samenstellingen dit is afhankelijk van de toepassing ervan.Asfalt voor snelwegen hebben een andere samenstelling als voor een fietspad.Wij maken gebruik van +/- 90 verschillende mengsels.
ZOAB
Het bij de meeste mensen bekende asfaltmengsel ZOAB bestaat uit slechts 4 grondstoffen. PA 16 (zoab)
Dit mengsel bestaat uit.
1. Steenslag - Noorse Graniet 80 %
2. Vulstof 5.5 %
3. Bitumen 4.5 %
4. Brekerzand 10 %
Voor zwaarbelaste wegen o.a veel vrachtverkeer zoals op een industrieterrein wordt o.a onderstaand mengsel gebruikt.
AC 16 Bind Ttd 1A PMB
Dit mengsel bestaat uit.
1. Steenslag Moraine 66 %
2. Brekerzand 18 %
3. Asfaltzand 6 %
4. Vulstof 4.8 %
5. Bitumen 4.8 %
6. Polybilt 0.4 %
Het mengsel wat wij het meeste maken is.AC 22 Base/Bind
Dit mengsel bestaat uit.
1. Steenslag Moraine 32 %
2. Oud asfalt (gerecycled) 45 %
3. Asfaltzand 19 %
4. Vulstof 1.5 %
5. Bitumen 2.5 %
Europese classificatie van asfaltmengsels
Tot voor kort kende ieder land in Europa een eigen categorisering van asfalt. In 2007 zijn echter nieuwe Europese normen voor asfalt geïmplementeerd, waardoor nu in heel Europa dezelfde typen categorieën asfaltmengsels worden onderscheiden (met tussen haakjes de Engelstalige benaming):
- Asfaltbeton (asphalt concrete)
- Asfaltmengsels voor dunne lagen (asphalt concrete for very thin layers)
- Warmgewalst asfalt (hot rolled asphalt)
- Zacht asfalt (soft asphalt)
- Steenmastiekasfalt (split mastic asphalt)
- Gietasfalt (mastic asphalt)
-Zeer Open Asfaltbeton (porous asphalt)
Van de hierboven beschreven categorieën wordt in Nederland en België zacht asfalt en warmgewalst asfalt niet of nauwelijks toegepast. Warmgewalst asfalt wordt vooral toegepast in Groot-Brittannië, terwijl zacht asfalt vooral in de Skandinavische landen wordt toegepast.Van de hierboven beschreven mengsels zijn gietasfalt, een overvuld mengsel, en ZOAB, een ondervuld mengsel, te typeren als extremen. De twee belangrijkste hoofdsoorten gevulde mengsels zijn (gewoon) asfaltbeton (met mortelvulling) en steenmastiekasfalt (met mastiekvulling).
Traditionele en nieuwe asfalttypen
In de Nederlandse wegenbouwIn Nederland wordt op basis van de oude categorisering binnen de continu gegradeerde asfaltmeng-sels onderscheid gemaakt tussen grindasfaltbeton, steenslagasfaltbeton, open en dicht asfaltbeton. In de Europese classificatie zijn dit allemaal varianten binnen de categorie asfaltbeton. Hieronder staan een aantal voorbeelden van asfalttypen, met enkele eigenschappen, waarbij nog de oude, in Nederland gebruikelijke, benamingen zijn aangehouden
AC surf
Voorheen (dicht asfaltbeton (DAB)Traditionele en meest toegepaste deklaag dient als referentie onder andere voor het geluidsniveau van andere deklagenLevensduur gemiddeld 17 jaar.
AC bind
Voorheen (open asfaltbeton (OAB)Een mengsel dat als tussenlaag gebruikt wordt.Levensduur gemiddeld 17 jaar.
PA -> voorheen (zeer open asfaltbeton (ZOAB)
Voorziet meer dan 80 % van het autosnelwegennet en voorkomt door de open structuur (waterdoorlatend) plasvorming. Spat- en stuifwater worden daardoor voorkomen waarmee het zicht voor de weggebruiker goed blijft. De geluidreductie (t.o.v. dicht asfaltbeton) verhoogde de toepassing en stimuleerde de ontwikkeling van geluidarme wegdekken. Zoab is wel duurder dan dicht asfaltbeton en moet eerder worden vervangen.8-20 jaar is de levensduur van asfaltbeton en zoab heeft de levensduur van gemiddeld 10 jaar.
LT-Asfalt (Lage Temperatuur Asfalt)
Asfalt geproduceerd bij een temperatuur van 95°C. De eigenschappen van LT-Asfalt zijn gelijk aan die van normaal asfalt.Het principe is gebaseerd op schuimbitunen-technologie, waarbij productie en verwerking bij lage temperaturen mogelijk is, zonder dat kwaliteitsverlies optreedt. Grote voordeel van deze technologie is de verminderde hoeveelheid brandstof bij de productie, waardoor de CO2-uitstoot ca. 35% afneemt ten opzichte van reguliere asfaltbeton.LEAB (Laag Energie Asfalt Beton)Asfalt geproduceerd bij een temperatuur van 95°C. De eigenschappen van LEAB zijn gelijk aan die van normaal asfalt
Fluisterasfalt (tweelaags PA zoab)
Nog betere geluiddemping dan zoab (met 5 à 6 dB(A)) ook bij lagere snelheden (50 km/uur). Echter: vanwege de lage weerstand tegen wringend verkeer is tweelaags ZOAB niet geschikt voor wegen binnen de bebouwde kom De levensduur ervan is gemiddeld 7 jaar
Asfalt met een dunne deklaag.
Relatief goedkoop vanwege gering materiaal per oppervlak waardoor er specifieke eigenschappen mogelijk worden (kleur, geluidreductie)De levensduur is gemiddeld 12 jaar.
Steenmastiekasfalt (SMA)
Geeft geen spoorvorming en enige geluidsreductie en is zeer geschikt voor toepassing binnen de bebouwde kom.Levensduur is gemiddeld 20 jaar.
Mastiek
Dunne laag asfalt, vermengd met fijn grind net als dakbedekking
Rollpave
Een (nog experimentele) nieuwe vorm op- en afrolbaar asfalt dat geprefabriceerd op rollen wordt aangevoerd.
De levensduur van asfalt
De uiteindelijke levensduur is afhankelijk van onder andere gebruiksintensiteit en klimatologische omstandigheden.Asfalt is tegenwoordig in bijna alle kleuren van de regenboog verkrijgbaar, zo kennen we rood asfalt voor fietspaden, groen voor een speelveld, en er zijn nog meer toepassingen te bedenken voor gekleurd asfalt.
Funderingen voor asfalt verhardingen
Afhankelijk van de bestaande ondergrond, belasting en intensiteit wordt er een fundering gedimensioneerd. Veelal wordt er gekozen voor mengranulaat, zand, gebroken asfalt fundering en (hoogoven) slakken.In grote lijnen zijn de soorten funderingen geschikt voor asfalt mengsels onder te verdelen in:
Verhardigslagen van steenmengsels zoals: hoogovenslak, fosforslak, staalslak, LD-staalslak, elektro-ovenslak.
Hieronder vallen de onderstaande funderingen: - menggranulaat: een mengsel van gebroken betonpuin en gebroken metselwerkpuin.- betongranulaat: gebroken betonpuin.- Hydraulisch menggranulaat en hydraulisch betongranulaat: een mengsel van gebroken betonpuin en/of gebroken metselwerkpuin waaraan een stabilisator is toegevoegd.- Hoogovenslakmengsel: een mengsel van gebroken hoogovenslak, gegranuleerde hoogovenslak en eventueel LD-staalslak.- Fosforslakmengsel: een mengsel van gebroken fosforslakmengsel, gegranuleerde hoogovenslak en eventueel LD-staalslak.- LD-staalslak; een mengsel van gebroken LD-staalslak en gegranuleerde hoogovenslak.
Gebonden funderingen
Een met cement of bitumen (bijvoorbeeld schuimbitumen) gemengde laag korrelvormig materiaal Hieronder vallen de onderstaande funderingen:
- gebonden asfaltgranulaat;
- zandcement;
- bitumineus gebonden (asfalt)granulaat.
Nieuwe weg
Als het een gehele nieuwe weg betreft wordt deze gemaakt in veelal 3 lagen nl. de base (onderlaag), de bind (tussenlaag) en de surf (bovenlaag).De base komt direct op de puinverharding, als deze laag is gewalst en voldoende afgekoeld en gekleefd volgt de volgende laag de bind.Bij het afkleven wordt een filmlaagje kleef op het asfalt gespoten, dit zorgt voor een goede binding tussen de lagen asfalt.En als ook deze is gewalst en afgekoeld wordt ook deze afgekleefd volgt de laatste laag de surf, zodra deze is gewalst en afgekoeld kunnen de belijningen worden aangebracht.
Een bestaande weg voorzien van een nieuwe bovenlaag (surf)
Bij alleen het vernieuwen van de bovenlaag wordt de eerste paar centimeters van de oude laag af gefreesd.Dat freesmateriaal kan weer worden hergebruikt indien deze voldoende schoon is en geen teer bevat.Als de freesmachine klaar is wordt de weg schoongemaakt door de veeg/zuigauto.Vervolgens wordt het te asfalteren weggedeelte afgekleefd, dit zorgt voor een goede hechting van het nieuwe asfalt aan het oude.
Scheur in het wegdek
Bij bijvoorbeeld scheuren in het wegdek wordt de scheur meestal gerepareerd met een kleeflaag.Als de wegdek verder goed is en er bevindt zich alleen een scheur dan wordt deze scheur opgevuld met kleef en zorgt voor een goed hechting.
Gaten en kapot gereden stukken
Als er gaten in de weg zitten of stukken weg zijn kapot gereden dan zijn meerder optie mogelijk.Indien de conditie van de onderliggende asfaltlagen goed zijn wordt vaak gekozen voor het uitvrezen van alleen het slechte stuk en wordt deze gerepareerd.Indien ook de onderliggende asfaltlagen in slechte conditie zijn zal ook deze geheel verwijderd en vervangen worden.
Plan van aanpak
De plan van aanpak is bij reparatiewerk altijd weer anders, dit is afhankelijk van meerdere factoren.Hoe groot is het te repareren weggedeelte, vormt het een direct gevaar voor de weggebruikers, hoe druk bereden is dit weeggedeelte.Pakken we dit gedeelte goed aan of voeren we alleen een noodreparatie uit, wanneer komt deze weg in aanmerking voor groot onderhoud/vernieuwing.En een van de belangrijkste factoren is het budget gedeelte, hoeveel geld is er beschikbaar voor deze weg.En wat zijn de toekomstplannen voor dit weggedeelte.