Asfalt

Geschiedenis van asfalt

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.
Van nature komt asfalt voor in asfaltmeren (zoals op Trinidad) en steen asfalt, dit laatste is een mengsel van zand, leem en asfalt.
Het materiaal, de productie en de verwerking ervan.
Asfalt is een mengsel van steenslag, zand en vulstof dat met bitumen -een product uit de aardolie-industrie en niet te verwarren met teer!- aan elkaar wordt gekleefd. Al in de oudheid kende men asfalt. Het werd gewonnen op die plaatsen waar in de natuur de ruwe aardolie aan het aardoppervlak tevoorschijn kwam en zich mengde met stenen en zand. 
Nadat de vluchtige delen uit de olie verdwenen (verdampten) bleef een soort asfaltmengsel over dat duizenden jaren geleden al werd gebruikt voor het afdichten van waterbouwkundige constructies en het aanleggen van wegverhardingen. En met succes: sommige van deze bouwwerken -zoals kademuren en andere waterbouwkundige werken van meer dan 5000 jaar oud- zijn ook nu nog intact.
Tegenwoordig wordt asfalt geproduceerd in moderne asfaltfabrieken, en nog steeds met praktisch dezelfde grondstoffen. Al deze grondstoffen zijn in principe van natuurlijke herkomst, alleen met dìt verschil dat tegenwoordig het bitumen in olie- raffinaderijen wordt geproduceerd door destillatie van ruwe, speciaal geselecteerde aardolieën. Deze ruwe olie bestaat voor 50 tot 80 % uit bitumen. Bij dit proces van achtereenvolgens verdampen en condenseren worden de vluchtige bestanddelen, zoals benzine en gasolie, uit de aardolie afgescheiden. Tenslotte blijft het zwaarste deel -het bitumen- als reststof over. Bij dit proces worden geen stoffen toegevoegd en worden ook geen nieuwe producten door chemische processen gevormd.
Het bitumen is nagenoeg niet vluchtig, het verdampt niet bij normale omgevings-temperaturen en het verweekt geleidelijk bij verhitting.
In het asfalt is het bitumen het bindmiddel dat door zijn hecht eigenschappen het mineraalaggregaat (steen, zand en vulstof) aan elkaar verbindt. Ook voor deze minerale componenten worden in beginsel materialen toegepast die van nature in de bodem aanwezig zijn. Asfalt bestaat dus volledig uit natuurlijke materialen. In sommige gevallen kan ook gebruik worden gemaakt van alternatieve grondstoffen. Door het kiezen van een bepaalde verhouding tussen de verschillende componenten en door te variëren in de korrelvorm en de gradering van de minerale aggregaten kunnen alle mogelijke mengseleigenschappen aan het asfalt worden gegeven. Afhankelijk van de toepassing kan bijvoorbeeld gekozen worden voor een vloeistofdicht asfaltmengsel of voor waterdoorlatend en geluidsreducerend zeer open asfaltbeton, voor flexibele mengsels of voor mengsels die bestand zijn tegen hoge geconcentreerde belastingen.

Productie

In feite berust het productieproces in een asfaltmenginstallatie op drie hoofd- elementen: drogen en verwarmen van het mineraal aggregaat (160 – 180 graden Celsius) en het mengen van deze componenten in de juiste verhouding met een bepaalde hoeveelheid warme bitumen. In Nederland staan ongeveer 40 van dit soort installaties. Een asfalt-menginstallatie kan gezien worden als een modern uitgeruste fabriek, waarin het gehele proces zich afspeelt onder gecontroleerde omstandigheden, gestuurd en bewaakt door computers. De asfaltinstallaties zijn vergunning-plichtig in het kader van de Wet Milieubeheer en voldoen aan de scherpste eisen aan geluid, geur en de emissie naar bodem en lucht.
De opslag van de grondstoffen vindt plaats in verwarmde tanks (bitumen), in gesloten silo’s (vulstof) of in speciaal daarvoor ingerichte opslagvakken (steen, zand en asfaltgranulaat) op een zodanige manier dat zij geen overlast in termen van stof of geur veroorzaken voor de omgeving. De verbrandingsgassen die ontstaan bij het drogen en het verwarmen van zand en steen worden voordat zij de schoorsteen verlaten gereinigd. Het opgevangen stof wordt weer teruggevoerd in het proces en als vulstof in het asfaltmengsel gebruikt. Zo wordt het ontstaan van afval voorkomen en wordt zuinig omgegaan met grondstoffen.
Het productieproces wordt permanent verbeterd om energie en de daaraan verbonden uitstoot te verminderen. Deze maatregelen maken onderdeel uit van afspraken met de overheid die in de milieuvergunning zijn vastgelegd.

Verwerking

Het aanbrengen van een laag asfalt op het zand, op een fundering of al aangebrachte verhardingslaag gebeurt machinaal met een asfaltspreidmachine. Bij zeer kleine werken of op plaatsen die voor de machine moeilijk bereikbaar zijn wordt asfalt nog wel met de hand gespreid. De werkbreedte van deze “afwerkmachines” kan variëren van 1,2 tot meer dan 7 meter.
De verwerkingstemperatuur ligt tussen de 120 en 160 graden Celsius. De snelheid waarmee de asfaltlaag kan worden aangelegd varieert tussen de zes en tien meter per minuut, afhankelijk van de dikte en breedte van de aan te brengen laag. Direct na het aanbrengen zorgen walsen ervoor dat het asfalt optimaal wordt verdicht. Zodra het asfalt is afgekoeld kan het verkeer er gebruik van maken.

Toepassingen

Door zijn speciale eigenschappen kan asfalt voor zeer veel toepassingen worden gebruikt. Het bekendste mengsel is ZOAB (Zeer Open Asfaltbeton) dat op snelwegen wordt gebruikt. Maar er zijn tal van andere varianten om kleureffecten te bereiken of geluid te reduceren. Voor extreem zwaar belaste verhardingen is een ZOAB gevuld met cementmortel (combinatie-deklaag) ontwikkeld. 

Milieu en arbeidsomstandigheden

Begrippen als goede arbeidsomstandigheden, hergebruik, kwaliteitsverbetering van bodem, lucht en water en het zuinig omgaan met energie en grondstoffen zijn niet meer weg te denken uit onze maatschappij. Ze vormen dan ook een wezenlijk onderdeel van de milieu-taakstelling van de asfaltwegenbouw. 

Hierbij wordt veel aandacht geschonken aan de leefomgeving, zowel in de huidige situatie als ook voor de toekomst. Ook de ARBeids- Omstandigheden-wet schept duidelijke randvoorwaarden voor het optimaliseren van de voorzieningen op de werkplek in termen van veiligheid, gezondheid en arbeids-omstandigheden.
Naast de milieu- en ARBO-doelstellingen ziet de bedrijfstak zich ook geplaatst voor uitdagingen op het gebied van technische ontwikkeling, internationale harmonisatie en kwaliteitszorg. Deze doelstellingen kunnen alleen worden gerealiseerd in nauw overleg en door samenwerking tussen overheden, opdrachtgevers, ontwerpers en de (wegen)bouwwereld.

Grondstoffen

Asfalt bestaat nog steeds met praktisch dezelfde grondstoffen als duizenden jaren geleden. Al deze grondstoffen zijn in principe van natuurlijke herkomst, alleen met dìt verschil dat tegenwoordig het bitumen in olie-raffinaderijen wordt geproduceerd door destillatie van ruwe, speciaal geselecteerde aardolie. Deze ruwe olie bestaat voor 50 tot 80 % uit bitumen. Bij dit proces van achtereenvolgens verdampen en condenseren worden de vluchtige bestanddelen, zoals benzine en gasolie, uit de aardolie afgescheiden. Tenslotte blijft het zwaarste deel -het bitumen- als reststof over. Bij dit proces worden geen stoffen toegevoegd en worden ook geen nieuwe producten door chemische processen gevormd. Het bitumen is nagenoeg niet vluchtig, het verdampt niet bij normale omgevingstemperaturen en het verweekt geleidelijk bij verhitting. In het asfalt is het bitumen het bindmiddel dat door zijn hechteigenschappen het mineraal aggregaat (steen, zand en vulstof) aan elkaar verbindt. Ook voor deze minerale componenten worden in beginsel materialen toegepast die van nature in de bodem aanwezig zijn. Asfalt bestaat dus volledig uit natuurlijke materialen. In sommige gevallen worden alternatieve grondstoffen gebruikt. Deze moeten niet alleen aan alle milieuvoorwaarden voldoen, ze moeten ook geschikt zijn om telkens weer opnieuw te gebruiken.

Veilig

De samenstellende delen van asfalt (bitumen, vulstof, zand en steen) zijn volledig inert, en ook asfalt reageert niet met andere stoffen. Dat betekent dat het materiaal zonder problemen voor de milieuhygiënische kwaliteit van de bodem, het grondwater of het oppervlaktewater kan worden toegepast. Enkele sprekende voorbeelden zijn de toepassingen van asfalt in de drie- klimaten- kas van de Hortus Botanicus in Amsterdam en de drinkwaterbekkens in de Biesbosch. Deze bekkens zijn aan de binnenkant met asfalt bekleed zodat het drinkwater tegen het asfalttalud aan staat.
Asfalt is vanwege de eigenschappen geschikt om milieuproblemen te voorkomen! Bijvoorbeeld als vloeistofdichte constructie om de bodem te beschermen tegen het indringen van schadelijke stoffen (zoals verontreinigde grond en chemicaliën).
Ook voor de gezondheid van de asfaltwerkers bestaat er geen gevaar. Voortdurende onderzoeken tonen steeds weer aan dat “werken met asfalt” geen gevaarlijke bezigheid is! 

Teer is geen bitumen

Alhoewel teer en bitumen erg op elkaar lijken, zijn het totaal verschillende materialen. Bitumen ontstaat bij de destillatie van aardolie. Teer wordt verkregen bij de destructieve destillatie van steenkool of hout en bevat zeer hoge concentraties PAK -Polycyclische Aromatische Koolwaterstoffen. Teer wordt sinds 1991 niet meer gebruikt. Met teer verontreinigd materiaal moet worden afgevoerd. Een heel belangrijk milieu-aspect is hergebruik. Met elkaar zorgen we ervoor dat het oude glas (zelfs op kleur gesorteerd!), papier, metaal noem maar op weer opnieuw gebruikt kan gaan worden. Het is dus logisch dat ook (bouw)materialen in aanmerking moeten komen om opnieuw te worden gebruikt. Asfalt leent zich hiervoor bij uitstek. Alle bouwstoffen in asfalt kunnen worden hergebruikt met volledig behoud van hun oorspronkelijke eigenschappen. Zo houdt het bitumen zijn kleefkracht en blijven de minerale stoffen hun specifieke constructieve functie vervullen. 
Asfalt kan dus voor 100% opnieuw als (wegen)bouwmateriaal worden gebruikt. Dat spaart nieuwe grondstoffen en voorkomt dat opslag van oud materiaal steeds meer ruimte in beslag neemt.

Meer weten over asfalt?

Bij het bureau van de VBW (vakgroep Bitumineuze Werken) kunt u terecht met uw vragen.