Vereniging tot Bevordering van Werken in Asfalt

Postbus 683620 AB Breukelen

Bezoekadres:Straatweg 68 3621 BR Breukelen

T (0346) 26 26 44F (0346) 26 35 05E info@vbwasfalt.nlI www.vbwasfalt.org

5 Start van het walsproces

6 Asfaltsamenstelling

7 Wat gebeurt er tijdens het walsen?

8 Walstijd

9 Gangbare walstypen

10 Walskeuze

11 Walsrolkarakteristiek

12 Bandenwals

13 Walsenpakket

14 Statisch of dynamisch walsen

15 Temperatuur van het asfalt

16 Aansluitingen

17 Walsconditie

18 Walsschema

20 Afwalsen

21 Toekomstige ontwikkelingen

22 Bijzondere gevallen

23 Specifieke mengsels: ZOAB

24 Specifieke mengsels: SMA

25 Specifieke mengsels: PMA

26 Combinatiedeklagen

Inhoud

2 3

Deze uitgave van VBW-Asfalt is bestemd voor walsmachinisten en voormedewerkers in productieteams die met walsmachinisten samenwerken.Met de informatie in deze brochure kunnen zij hun kennis verruimen endaarmee de kwaliteit van de asfaltverharding verhogen. Met duidelijketekeningen en korte teksten wordt aangegeven waar men vooral opmoet letten en wat belangrijk is bij het walsen van asfaltverhardingen.

Breukelen, februari 2003

Waarom walsen?Redactie: Vereniging tot Bevordering van Werken in AsfaltProductie: PRLT bv, ZoetermeerIllustraties: Hilbert BollandDruk: Joh. Enschedé Amsterdam

ISBN

VBW-Asfalt ( Vereniging tot Bevordering van Werken in Asfalt) is een verenig-ing van producenten en aannemers in Nederland, die zich bezighouden methet bereiden en verwerken van asfalt.

De afwerkmachine brengt het asfalt vlak, onder het juiste profiel en in de juiste dikte aan. Omdat het asfalt al

voorverdicht wordt, zorgt het walsen voor een (nog) betere verdichting. Een goede verdichting is namelijk in hoge mate

bepalend voor de uiteindelijke kwaliteit van het asfalt.

Start van het walsproces

4 5

AsfaltsamenstellingAsfalt bestaat uit een mineraal korrelskelet van grind of steenslag, zand en vulstof.

Bitumen zorgt ervoor dat de minerale deeltjes aan elkaar worden gebonden. Afhankelijk van het soort mineraal en bitumen is asfalt makkelijker of moeilijker te

verdichten.

Asfalt met grof en hoekig aggregaat is

moeilijker te verdichten.

Asfalt met fijn en rond aggregaat is makkelijker te verdichten.

Asfalt bestaat uit ca. 85% aggregaat en

ca. 15% vulstof/bitumen.

Asfalt met harde of gemodificeerde bitumen is

moeilijker te verdichten.

Asfalt met normale bitumen is makkelijkerte verdichten.

Per asfaltlaag worden eisen gesteld aan verdichtingsgraad, holle ruimten en laagdikte.

toplaag

tussenlaag

onderlaag

aggregaat

zand

vulstofbitumen

Wat gebeurt er tijdens het walsen ?Tijdens de eerste fase van het walsen vindt allereerst een (her)rangschikking plaats van de korrels in het asfaltmengsel. Het gewicht van de wals zorgt voor samendrukking van het korrelskelet, waardoor het volume van het asfalt afneemt en de dichtheid toeneemt. De hete bitumen zorgt ervoor, dat de korrels daarbij goed langs elkaar kunnen schuiven.

In de tweede fase van het walsen neemt de dichtheid verder toe. Door afkoeling van het asfalt wordt de in het asfalt aanwezige lucht ingesloten, ook de bitumen krimpt iets. Als gevolg hiervan wordt de mortel steeds stugger, waardoor het asfalt zich enigszins verend gaat gedragen.

In de derde fase (laatste fase) van het walsen is het asfalt zo ver afgekoeld dat verdere samendrukking van de korrelskelet (met zware wals) wel weer mogelijk is.

Goed verdicht asfalt is beter bestand tegen weersinvloeden en verkeersbelasting en gaat dus langer mee. Omdat het walsen de laatste handeling is in het hele proces van wegaanleg, wordt door de manier van walsen in hoge mate de kwaliteit van het eindproduct bepaald. Aan dit walsen zelf wordt dus hoge eisen gesteld; vakmanschap van de walsmachinist is daarom onontbeerlijk.

voor verdichting na verdichtingDe asfaltlaag is door de

afwerkmachine met 5-20 % overhoogte aangebracht.

6 7

WalstijdAfhankelijk van de plaatselijke omstandigheden is meer of minder tijd

beschikbaar om het asfalt goed te verdichten.

Voor het walsen van dikke lagen is meer tijd beschikbaar (paar uur) dan voor het verdichten van dunne lagen (soms maar enkele minuten).

Bij het walsen in kou en vochtig weer is minder tijd beschikbaar dan bij het walsen bij warm en zonnig weer.

Bij het walsen op een koude ondergrond is minder tijd beschikbaar dan bij het walsen op een warme ondergrond.

Gangbare walstypen

Drierolwals (8 - 15 ton)- statische wals- variabel gewicht door waterballast- nieuwe modellen 3 aangedreven rollen

Tandemwals (1 - 18 ton)- statische en/of dynamische verdichting- beide rollen aangedreven en aangestuurd

Combiwals (4 - 15 ton)- statische en/of dynamische verdichting- knikbesturing

Bandenwals (10 - 20 ton)- variabel gewicht door zand/waterballast- variabele bandenspanning- 7 tot 11 banden

zwaar (vanaf 3 ton) licht (tot 3 ton)

8 9

WalskeuzeEen hoger gewicht heeft een groter verdichtend effect. De afmeting van de rol is uiteindelijk echter bepalend voor de overgebrachte druk op het asfaltoppervlak.

Bij dezelfde roldiameter en rolbreedte heeft de rol met het hoogste gewicht een groter verdichtend vermogen.

Een kleinere roldiameter (bij hetzelfde walsgewicht en rolbreedte) betekent een grotere contactdruk en dus een groter verdichtend vermogen.

Een smallere rol (bij hetzelfde walsgewicht en roldiameter) betekent een grotere contactdruk en dus een groter verdichtend vermogen.

WalsrolkarakteristiekOmdat de walsrol bij het walsen iets in het asfalt zakt, is er niet alleen sprake van

verticale druk, maar ook horizontale druk. Hoe groter de horizontale druk, hoe groter het ‘knedend’ effect.

W= walsrolkarakteristiekP = de belasting op de walsrol (in KN, 1 KN = 100 kg)L = de rolbreedte (in m)D = de roldiameter (in m)

Om de effectiviteit van walsen te kunnen vergelijken is de walsrolkarakteristiek ontwikkeld.

P

W =P

L x D2

W = 23 of meer: walsrol werkt ‘knijpend’W = 16 of minder: walsrol werkt ‘strijkend’

L

D

10 11

Bandenwals Bij bandenwalsen kan de luchtdruk in de banden per situatie worden aangepast. Daarmee verandert de grootte van het contactoppervlak dat bepalend is voor de

overgebrachte druk en dus het verdichtend vermogen.

Bandenwalsen worden ondermeer toegepast op dikkere (5 cm of meer) STAB-onderlagen.

Een hoge bandenspanning leidt tot een kleiner contactoppervlak en dus een groter verdichtend vermogen. Dit leidt tot een zijdelings materiaaltransport.

Bij een middelmatige bandenspanning is sprake van gelijkmatige contactdruk en dus meer gelijkvormige verdichting.

Bij een lage bandenspanning is de contactdruk in het midden lager dan aan de zijkant van de band. Dit leidt tot kleine ‘heuvelruggen’.

De banden zijn voor en achter zo geplaatst dat zij elkaar deels overlappen voor een betere en meer gelijkmatige verdichting.

langzaam snel

snellangzaam

Walsenpakket

In principe vraagt elk werk om een wals met een bepaalde walsfactor. Uit praktische overwegingen wordt echter veel gebruik gemaakt van standaard walssets.

Hoe langer een gewicht op het asfalt kan inwerken hoe groter het verdichtend effect is. Bij dunne (dek)lagen kunnen daarom hogere

walssnelheden worden aangehouden dan voor dikkere lagen.

nawalsen

walsen van klein werk en aansluitingen

voorwalsen

dikke deklaag

dunne deklaag

12 13

Statisch of dynamisch walsenBij dynamisch verdichten laat het asfalt zich makkelijker verdichten waardoor (sneller) een betere korrelstapeling wordt bereikt dan bij statisch walsen. Er wordt onderscheid

gemaakt tussen vibrerende (verticale bewegingen) en oscillerende (horizontale bewegingen) walsen.

De slagkracht mag niet te groot zijn om verbrijzeling van de korrels te voorkomen.

Bij het veranderen van walsrichting wordt niet getrild om wegzakken te voorkomen.

Op bruggen, viaducten, vloeren en andere betonconstructies mag nooit getrild worden.

display

sensor

Temperatuur van het asfalt

Opstuwing naast de rol.

Dwarsscheurtjes achter de wals.

Kleven van het mengsel aan de walsrol (ondanks bevochtiging).

Wegzakken van de wals in het asfalt.

Moderne walsen beschikken over een temperatuursensor zodat de asfalttemperatuur continue vanuit de cabine afgelezen (en zonodig geregistreerd) kan worden.

Asfalt wordt geproduceerd bij een temperatuur van ca 140˚ - 180˚ C. In principe geldt dat, hoe hoger de temperatuur van het asfalt, hoe gemakkelijker het kan worden verdicht. Bij een te hoge asfalttemperatuur kunnen echter de volgende problemen

optreden:

14 15

AansluitingenOm oneffenheden te voorkomen moet het nieuwe asfalt bij aansluitingen zodanig

gewalst worden dat het oppervlak hier naadloos overloopt. Naden zijn overigens de zwakste schakel in een asfaltverharding, hier moet bij het walsen dus bijzondere

aandacht aan worden besteed.

Dwarsnaden in principe dwars op de rijrichting walsen, steeds in stappen van 15 cm overlap op het onverdichte mengsel (aan-snijden). Uiteindelijk nog een keer in langsrichting walsen onder een hoek van 45°.

Langsnaden tegen bestaand werk walsen met 10 cm overlap op onverdicht mengsel. Vervolgens van buiten naar binnen verder walsen.

Bij gebruik van twee gestaffelde asfaltmachines de beide banen eerst afzonderlijk walsen (naar naad toe).Indien naad tot op 15 cm genaderd, dan ook naad zelf verdichten.

Dwarsnaad

Langsnaad koud - warm

afgewerkte baan

afgewerkte baan

onverdichte baan

onverdichte baan

twee asfaltmachines

WalsconditieDe tijd om te walsen is beperkt, daarom mogen onderbrekingen als

gevolg van (technische) storingen tijdens het walsen niet voorkomen. Om op de inzet van de walsen volledig te kunnen vertrouwen is dus

zowel tijdig onderhoud als een goede voorbereiding op het werk erg belangrijk. Desondanks is het verstandig om bij grote werken (meer

dan 1.000 ton/dag) toch een extra wals beschikbaar te houden.

brandstof

schone rollen

afstrijkmessen

smeerpuntenmotor- en hydroliekolie

koelwater

water voorwalsrollen

16 17

WalsschemaHet walsschema bestaat uit parallelle banen waarbij telkens in hetzelfde spoor wordt gereden, zo dicht mogelijk op de asfaltspreidmachine. Het verdient aanbeveling om altijd dezelfde spoorlengte te walsen (ca. 30 - 50 m). Het wisselen naar de volgende

baan gebeurt altijd aan het eind van dit spoor op reeds afgekoeld asfalt.

Gestart wordt aan de lage kant van het dwarsprofiel. De aangedreven rol is altijd het dichtst bij de afwerkmachine.

Langs de zijkant van de rijbaan tot dicht achter de afwerkmachine, hier onder een hoek van 45° indraaien.

Terug in het gewalste spoor tot op het reeds afgekoelde oppervlak en dan een halve rolbreedte versporen.

Opnieuw dicht achter de afwerkmachine (iets verder dan de 1e walsgang), terug naar reeds afgekoeld oppervlak.

Halve rolbreedte versporen en opnieuw naar voren.

Aan het einde van de laatste walsgang schuin naar eerste spoor teruggaan om oneffenheden bij het uitlopen van voorgaande walsgangen te egaliseren.

12

3

12

12

3

4

4

56

18 19

Afwalsen Als de wals een keer op alle banen is geweest kan gestart worden met het afwalsen.

Doel van het afwalsen is het ongedaan maken van walsafdrukken en andere onregelmatigheden aan het oppervlak.

Voor het afwalsen wordt veelal gebruik gemaakt van een statische drierolwals of een tandemwals (in hondegang). In de hondegang staan de rollen versprongen ten opzichte van elkaar.

Afwalsen is nog effectief tot een asfalttemperatuur van ca. 60° C. De platte hand kan dan nog net op het asfalt worden gehouden.60º

Toekomstige ontwikkelingen

Automatische verdichtingsmeter

Geautomatiseerd onderhoud

GPS systeem

x

y

Met een GPS-systeem in de walscabine kan via een satelliet exact bepaald worden waar de wals zich op dat moment bevindt. Zo kan precies worden geregistreerd welk oppervlak hoe vaak en door welke wals is gewalst. Vooral bij grotere werken kan dit een belangrijk hulpmiddel zijn in het kader van de kwaliteitsbewaking.

Met dit systeem kan tijdens het (trillend) walsen continu de draagkracht van het verdichte asfalt worden gemeten. Op basis van deze metingen is in een oogopslag zichtbaar of de gewenste verdichting al of niet is bereikt.

Bij dit systeem geeft de wals zelf tijdig aan, welke slijtagegevoelige onderdelen aan onderhoud en/of vervanging toe zijn. De signalen worden vanuit de wals met een mobiele telefoonverbinding (General Packet Radio Service) verzonden aan de onderhoudsdienst of de leverancier van de wals. Ook kunnen aard en oorzaak van de storingen duidelijk worden gemaakt.

Op termijn zullen steeds vaker projectgebonden gegevens (gewalst oppervlak, afgegeven verdichtingsenergie, rijsnelheid, asfalttemperatuur enz.) direct via GPRS worden doorgegeven.

20 21

Bijzondere gevallen

In geval van een kantopsluiting dient de buitenkant het eerst te worden gewalst. Het overige asfalt zit dan opgesloten, zodat het tijdens de verdichting niet zijdelings weggedrukt kan worden.

In tegenstelling tot het walsen op vlak terrein dient op steile hellingen de aangedreven rol niet het eerst op het asfaltopper-vlak te komen. Dit ter voorkoming van oneffenheden.

Bij bochten dient aan de binnenkant met walsen worden begonnen. Daarmee wordt een betere opsluiting en verdichting bereikt.

In bepaalde gevallen is een scherpe verticale afwerking van de naad wenselijk. Door middel van een aan de wals bevestigd ‘pizzames’ kan de niet opgesloten naad van het asfalt in 1 of 2 gangen worden afgesneden.

1e

2e

1e2e

1e

2e

of

ZOAB moet licht gewalst worden. Eventueel eerst met een tandemwals (6 -7 ton) om het korrelskelet te rangschikken. Vervolgens met een 2e tandemwals (6 - 7 ton) in hondegang, eventueel met drierol. Er mag niet getrild worden om verbrijzeling te voorkomen.

Eerst met tandemwals (6 -7 ton) verdichten om het korrelskelet te rangschikken. Vervolgens afwalsen met lichtere tandemwals (2 - 4 ton), bij grotere producties ook 6 -7 ton wals in hondegang.De inzet van een drierol wals is niet gewenst, ook mag er niet getrild worden.

ZOAB moet voldoende waterdoorlatend zijn. Te veel verdichten leidt tot verbrijzeling van het steenskelet dan wel tot te weinig holle ruimten.

verbrijzeling minimaal 20 % holle ruimten

Specifieke mengsels-ZOAB-

-2laags ZOAB, de toplaag-

22 23

1e

2e

Specifieke mengsels

Eerst walsen met drierolwals om korrelskelet te rangschikken, vervolgens met 6 - 7 tons tandemwals.

-SMA-

Bij voorkeur niet trillend verdichten om verbrijzeling steenskelet en ‘overvulling’ van het mengsel te voorkomen.

verbrijzelingminimaal 4 à 5 % holle ruimten

Initiële inzakkingdoor walspassage

Resterende inzakking door terugvering

Walstraject

30˚- 40˚ C

Warm PMA

Specifieke mengsels

Eerst met trillende tandemwals (6 - 8 ton) verdichten om korrelskelet te rangschikken. Vervolgens 2 drierolwalsen (8 - 10 ton) gevolgd door een drierolwals (12 ton) of tandemwals (8 - 10 ton).

Steenrijk mengsel met gemodificeerde bitumen voor zware belastingen (bijvoorbeeld vliegvelden). Dit vereist veel en zwaar walsen.

Zolang PMA nog warm is heeft het de neiging om ‘terug te veren’, daarom doorwalsen tot asfalttemperatuur is gedaald tot 30° - 40° C. Dit betekent, dat het walsprogramma daardoor lang kan duren (4 - 6 uur), afhankelijk van de buitentemperatuur en de windsnelheid.

-PMA-

stap 1

stap 2

stap 3

24 25

26 27

2-4 ton

6-7 ton

Specifieke mengsels

Verdichten van ZOAB met tandemwals (6 -7 ton), afwalsen met tandemwals (2 - 4 ton). Zoveel mogelijk holle ruimten is gewenst dus een vlak oppervlak is al voldoende. Er mag niet getrild worden.

Vervolgens worden de holle ruimten in het asfalt gevuld met een cementsturry. Afhankelijk van de soort cementslurry is wel of geen aansluitende (trillende) verdichting noodzakelijk.

Als cementslurry wel aanvullend gewalst moet worden, dan met trillende (2 ton’s) tandemwals (trilling afstemmen op type slurry). In verband met snelle verharding van cement altijd een reserve trilwals op het werk hebben.

Het is aan te bevelen om de wals vooraf met bekistingsolie te besproeien om aanhechting aan de cementslurry te voorkomen.

Cementslurry na afloop van het werk direct (milieuvriendelijk) van de walsrollen en lagers afspoelen met water.

-Combinatie deklagen-

Steenslag 11/16 mm

voor na