Rien Huurman, Sterrebeek, 12-04-2016

SilentRoads

Hoe maak je een geluidsarm wegdek

met voldoende levensduur?

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…

6

Groenendijk

De Beer

LOT

En het gedrag van gebruikte materialen kunnen we meten.

7

1

10

100

1000

10000

1.E-04 1.E-02 1.E+00 1.E+02 1.E+04 1.E+06

Reduced frequency [Hz]

G*[

MP

a]

.

0

20

40

60

80

Ph

as

e a

ng

le [

de

gre

es

] .

Measured G*

Modelled G*

G* - Sigmoidal

Measured Phase angle

Modelled phase angle

Phase angle- Sigmoidal

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

2.0E+00 3.0E+00 4.0E+00 5.0E+00 6.0E+00 7.0E+00 8.0E+00

Log N-measured [-]

Lo

g N

-mo

de

lle

d [

-]

virgin aged

virgin+water aged+water

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.

1

10

100

1000

10000

1.E-04 1.E-02 1.E+00 1.E+02 1.E+04 1.E+06

Reduced frequency [Hz]G

*[M

Pa]

.

0

20

40

60

80

Ph

as

e a

ng

le [

de

gre

es

] .

Measured G*

Modelled G*

G* - Sigmoidal

Measured Phase angle

Modelled phase angle

Phase angle- Sigmoidal

AWT en LVOv

1987 en schade 0. Super ZOAB bestaat!

Maar hoe maken we het?

Tav erage=-10°C, ΔT=2°C

1

1

2

0000

0

1

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

1986

1990

1994

1998

2002

2006

2010

Year of construction [Yr]

Rela

tive

daily

Dam

age

[-]

Tav erage=-10°C, ΔT=6°C

1

0 00 0 0

211

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

800000

900000

1000000

1986

1990

1994

1998

2002

2006

2010

Year of construction [Yr]

Rel

ativ

e da

ily D

amag

e [-]

AWT en LVOv

Schade gerelateerd aan mastiekstijfheid.

AWT en LVOv

rafeling

Visuele

inspectie

Kernen Kernen

% bit. % bit.

MC MC MC MC

ja nee

Goed Laag Goed Laag

Goed Hard Goed Hard Goed Hard Goed Hard

Maa

treg

el #

1: a

anvu

llen

Maa

treg

el #

2:

aan

vulle

n +

ver

jon

gen

Maa

treg

el #

3: a

anvu

llen

Maa

treg

el #

4: a

anvu

llen

+ v

erjo

nge

n

Maa

treg

el #

5: d

oe

nie

ts

Maa

treg

el #

6: v

erjo

nge

n

Maa

treg

el #

7: a

anvu

llen

Maa

treg

el #

8: a

anvu

llen

+ v

erjo

nge

n

AWT voor ZOAB en DGD. 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.

ZEG OF SCHRIJF: voorkomen is beter dan genezen!

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

Bending Beam Rheometer

- BBR @-16, m, s [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

2

-3 44/0,430 -3

- 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

-3 88/0,378 3

- 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

-3 161/0,345 3

- 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

DSR frequency sweep

- G* (-10oC, 1E-5 Hz) [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

Relaxatie / DSR

- Stress ratio (10 min.) [%] 6,0 0 25,1 -3 6,4 0 1,2 3 2,4 3 23,2 -3 6,0 0

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!

- Respons: gelijk

- Veroudering: beter

- Vermoeiing: beter 1.E+07

1.E+08

1.E+09

1.E+10

1.E-05 1.E-04 1.E-03 1.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+01

G* [

Pa]

Reduced frequency @-10°C [Hz]

Comparison of aged mortars TZ 086 with control line

Control lineMortar 1 agedMortar 2 agedMortar 3 agedMortar 4 agedMortar 5 agedMortar 1 virginMortar 2 virginMortar 3 virginMortar 4 virginMortar 5 virgin

y = 316.54x-3.494

R² = 0.7441

y = 411.38x-4.635

R² = 0.9472

y = 2152.9x-3.152

R² = 0.8816

1.00E+03

1.00E+04

1.00E+05

1.00E+06

1.00E+07

0.1 1

Nf

[-]

Strain level [%]

LE2AP mortar performance after ageing

fatigue results @10°C

Mortar 1

Mortar 2

Mortar 3

Macht (Mortar 1)

Macht (Mortar 2)

Macht (Mortar 3)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1.E-05 1.E-04 1.E-03 1.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+01

Ag

ing

in

dex

G*/

G* [

-]

Reduced frequency @-10°C [Hz]

Comparison of aging index of various mortars TZ 086

Mortar 1

Mortar 2

Mortar 3

Mortar 4

Mortar 5

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.