Waterbouwasfaltbeton: Ontwerp en eigenschappen

.- ••^\ . "*•;-" ^T;.; ..,•***" O *

* •a*.-:*«v

echnische

aterkeringen

WATERBOUWASF:U.TBETON

Ontwerp en eigenschappen (laboratorium- en praktijk-resultaten tot en met 1986)

Werkgroep 4 "Dijkbekledingen" van de Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen

Januari 1987

Adres:

Dienst Weg- en Waterbouwkunde Hoofdafdeling Waterbouw

van der Burghweg l/Postbus 5044 2600 GA Delft

INHOUD: Blz. 1. INLEIDING 1 2. CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN 3 2.1 Conclusies 3 2.2 Aanbevelingen 4 3. HISTORIE 6 4. WATERBOUWASFALTBETON 9 5. MENGSELONTWERP 11 5.1 • Algemeen 11 5.2 De componenten 11 5.2.1 De steenslag of grind 11 5.2.2 Zand • 12 5.2.3 Vulstof 13 5.2.4 Bitumen 13 5.3 Ontwerpmethode 14 5.3.1 Achtergronden 14 5.3.2 Beschouwing van het waterbouwasfaltbetonmengsel 15 5.3.3 Mengselontwerpprocedure 16

6. FYSISCH-MECHANISCHE EIGENSCHAPPEN 18 6.1 Algemeen 18 6.2 De stijfheidsmodulus 18 6.3 De bezwijksterkte 19 6.4 Toepassing van nomogrammen 20 6.5 Niet-destructief onderzoek 25

7. VERDICHTING . 27 7.1 Algemeen 27 7.2 De ondergrond 27 7.2.1 Verweking van de ondergrond 27 7.2.2 Verdichting 28 7.3 Verdichting van het asfaltbeton 28 7.3.1 Onderzoek Commissie Verdichting Asfaltdijktaluds 28 7.3.2 Onderzoek Emmapolderzeedijk 29 7.3.3 Onderzoek zeedijk "het Flaauwe Werk" • 31 7.3.4 Onderzoek drinkwaterreservoir "De Gij ster" 33 7.3.5 Onderzoek "Rak van Scheelhoekdam" 35 7.3.6 Onderzoek "Dollarddijk" 36

8. DUURZAAMHEID ' 38 8.1 Algemeen 38 8.2 Scheurvorming 39

.JPPENDIX III : APPENDIX IV : APPENDIX V : APPENDIX VI : APPENDIX VII : APPENDIX VIII:

beton verzameld door Montauban II.1 Uitgangspunten en resultaten

verdichtings-onderzoek Emmapolderzeedijk III.1 Achtergrondinformatie verdichtingsonderzoek

van het Flaauwe Werk IV.1 Onderzoek proefvakken drinkwaterreservoir

"De Gij ster" V.1 Onderzoek proefvakken waterbouwasfaltbeton

Rak van Scheelhoekdam VI.1 Toepassing van grindasfaltbeton bij de

ver-zwaring van de Dollarddijk VII.1 Gehalte aan poriën (holle ruimte) van

zand-vulstofmengsels bij standaardverdichting

1. INLEIDING

Het materiaal asfalt vindt al geruime tijd en op grote schaal toepas-sing in de Nederlandse waterbouw. Dateert het eerste werk, de afdich-ting van het Julianakanaal, al uit de dertiger jaren van deze eeuw, de grote stimulans voor het gebruik van asfalt in de waterbouw was de stormvloedramp in 1953. Toen moesten namelijk in zeer korte tijd een groot aantal zeeweringen worden hersteld waarbij als dijkbekledings-materiaal vaak asfaltbeton is toegepast gezien de snelle en minder ar-beidsintensieve verwerking ten opzichte van de toen gebruikelijke

ma-terialen. Tevens is asfaltbeton beter waterdicht dan het, toen al schaarse, klei en bevat het, behalve bitumen, geen uitheemse grond-stoffen.

Momenteel zijn een groot aantal werken met waterbouwasfaltbeton uit-gevoerd en zijn de kennis en ervaring op dit gebied zodanig ontwik-keld dat goede bekledingen kunnen worden gerealiseerd.

In 1984 is door de Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen de "Leidraad voor de Toepassing van Asfalt in de Waterbouw" uitgege-ven (1). In deze leidraad worden het ontwerp, de mengseltechnologie, de uitvoering en het beheer en onderhoud van waterbouwkundige asfalt-producten, waaronder asfaltbeton, behandeld.

Na twee jaar gebruik van de leidraad geven signalen uit de "praktijk" aan dat voor sommige aspecten meer achtergrondinformatie is gewenst. Tevens hebben inmiddels nieuwe inzichten vorm gekregen en zijn re-sultaten uit onderzoek' beschikbaar gekomen.

Daarom heeft werkgroep 4 "Dijkbekledingen" van de Technische Advies-commissie voor de Waterkeringen, welke zich onder meer met deze mate-rie bezig houdt, 'gemeend dat het zinvol is voor het materiaal water-bouwasfaltbeton een aanvulling te maken op genoemde leidraad. Dit heeft vorm gekregen in het voor u liggende rapport.

Aspecten die hierin aan de orde komen zijn: - het mengselontwerp;

- de fysisch-mechanische eigenschappen; - de verdichting;

- de duurzaamheid.

Het rapport moet niet worden gezien als een op zichzelf staand geheel maar ter aanvulling op en ondersteuning van de leidraad en dient zo-doende altijd in combinatie hiermee te worden gebruikt.

Voor eisen en voorschriften op dit gebied wordt verwezen naar de Stan-daard R.A.W. Bepalingen (21).

Het rapport is samengesteld door ir. J.A. van Herpen (Ingenieursbu-reau "Oranjewoud") en bevat een verzameling van resultaten van, mees-tal recent, onderzoek, waarvan het meerendeel is uitgevoerd bij de Dienst Weg- en Waterbouwkunde (Montauban, Gruis).

Medewerking werd verleend door een projectgroep, resorterend onder de genoemde werkgroep "Dijkbekledingen", de zogenaamde "Asfaltbegelei-dingsgroep" welke bestaat uit de volgende leden:

Prof. drs. W. van Dijk (Technische Universiteit, Delft) Ir. È.H. Ebbens (Dienst Weg- en Waterbouwkunde)

H.J.A.J. Gruis (Dienst Weg- en Waterbouwkunde) Ir. J.A. van Herpen (Ingenieursbureau "Oranjewoud") Ing. C.C. Montauban (Dienst Weg- en Waterbouwkunde) Ir. G.L.M. Mulders (Bitumarin B.V.)

-3-2. CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN

De belangrijkste conclusies en aanbevelingen van deze rapportage staan hieronder vermeld. Voor meer gedetailleerde informatie wordt verwezen naar de betreffende hoofdstukken.

2. 1 Conclusies

- Met de beschikbare kennis en ervaring is het mogelijk een goede en duurzame bekleding van waterbouwasfaltbeton te realiseren.

- Met de aangegeven ontwerpmethode kan een waterbouwasfaltbetonmeng-sel met de gewenste holle ruimte worden verkregen dat tevens vol-doende stabiliteit bezit.

- Toepassing van te grove steen ten opzichte van de aan te leggen laag-dikte kan tot problemen leiden tijdens de verwerking van het asfalt.

- Het gebruik van grind in waterbouwasfaltbeton, i.p.v. de gebruike-lijke steenslag, is in principe goed mogelijk.

- In beginsel kan als bouwstof iedere zandsoort worden gebruikt. Een meer regelmatig gegradeerd zand, zand A (4), is echter gewenst.

- Vervanging van een gedeelte van het natuurlijke zand door breker-zand geeft mengsels met een lagere holle ruimte die tevens een bete-re stabiliteit bezitten tijdens de verwerking.

- Gebleken is dat toepassing van "zwakke" in plaats van de gebruike-lijke "zeer zwakke" vulstof de verwerkbaarheid van het mengsel ver-groot zonder een significant nadelig effect op de holle ruimte.

- Tegenwoordig wordt een bitumengehalte van 6,5% (m/m) in plaats van de vroeger gebruikelijke 7% (m/m) op 100% mineraal toegepast, aan-gezien dit een betere verwerkbaarheid geeft waardoor het bereikbare holle ruimtepercentage niet verandert en de kans op initiële

scheurvorming wordt verminderd.

- Toepassing van de gebruikelijke nomogrammen ter bepaling van de me-chanische eigenschappen van waterbouwasfaltbeton, met name de stijf-heidsmodulus, vermoeidheidsbreukrekken en de dwarscontractiecoëffi-cient, geeft bruikbare resultaten. Een en ander dient overigens wel te worden gerelateerd aan de gebruikelijke nauwkeurigheid van de nomogrammen.

- Een goed verdichte ondergrond (minimale proctordichtheid 95 a 97%) is van groot belang voor het verkrijgen van een goede waterbouwas^ faltbetonbekleding.

Om verweking van een met water verzadigd zandbed ten gevolge van stootbelastingen te voorkomen dient de relatieve dichtheid van het zand tenminste 60% te zijn (relatieve proctordichtheid 97%) tot een diepte van één a twee meter onder de bekleding.

Tevens geeft een goed verdichte or "lergrond betere resultaten bij verdichting van het asfaltbeton.

- De volgende aspecten zijn van invloed op de verdichting:

. Naarmate de taludhelling flauwer is zijn de bereikte holle ruim-ten lager. Dit aspect speelt nauwelijks een rol bij taluds van 1:4 en flauwer maar is duidelijk aanwezig bij steilere taluds; . De temperatuur waarbij met verdichten moet worden aangevangen

dient zo hoog mogelijk te zijn. Zwaarder en langer verdichten bij lagere temperaturen biedt hiervoor geen alternatief;

. Naarmate het bitumengehalte hoger is wordt de holle ruimte gerin-ger, echter de verwerkbaarheid van het asfalt neemt af. Mengsels met een bitumengehalte groter dan 7,5% (m/m) op 100% mineraal zijn over het algemeen onverwerkbaar. Aanbevolen wordt een bitu-mengehalte van ca. 6,5% (m/m);

. Onnodig lang en zwaar verdichten moet worden vermeden. Dit kan (initiële) scheurvorming geven terwijl het effect op de holle ruimte zelfs negatief kan zijn. Aanbevolen wordt met walsen te stoppen zodra de walssporen zijn verdwenen;

• Verdichten met een rol heeft een minder goede "dieptewerking" dan met een trilwals.

Na vijf overgangen (heen en weer) met de rol neemt de dichtheid van het asfalt niet meer toe. Een overgang met een tandemtrilwals geeft hetzelfde resultaat als vier a vijf rolovergangen;

. Een indicatie voor de toe te passen walsmethodiek is:

of voorverdichting met 2 rolovergangen en naverdichting met 4 a 5 tandemtrilwalsovergangen;

of verdichting met 5 a 6 tandemtrilwalsovergangen.

- Bij werken waar zeer hoge eisen aan de verdichting worden gesteld of waar dikke lagen (dikker dan 35 cm) moeten worden gerealiseerd hebben meer-laagsystemen de voorkeur. Hierbij dient wel de onder-linge hechting van de lagen verzekerd te zijn.

- Het verdient de voorkeur tijdens het vooronderzoek de meest opti-male verdichtingsmethodiek te bepalen. Dit kan bijvoorbeeld gebeu-ren in het kader van een "eerste dag" productie.

- De duurzaamheid van waterbouwasfaltbeton wordt sterk beïnvloed door het holle ruimtepercentage. De normaal toegepaste eis van maxi-maal 6% is in dit verband over het algemeen voldoende.

- Het verschijnsel scheurvorming in asfaltbetonbekledingen, dat na-delig is voor de sterkte en duurzaamheid, kan aanzienlijk worden beperkt door:

. een goed mengselontwerp

. een goede uitvoering en toezicht hierop, met name van overgangen en lassen

. een goede opbouw van de ondergrond . een correcte wijze van walsen . toepassing van meer-laagsystemen.

2.2 Aanbevelingen

- Uniforme richtlijnen met betrekking tot de optimale verdichtings-techniek zijn nog niet volledig beschikbaar. Aanvullend onderzoek, onder andere ter verifiëring van bestaande informatie, is hiervoor noodzakelijk.

-5-De duurzaamheid van asfaltbeton is een aspect dat zeker in de toe-komst steeds belangrijker wordt, doch waarover echter nog onvol-doende kennis bestaat. Nader onderzoek is ten sterkste aan te be-velen. Hierbij speelt ook het onderzoek naar niet-destructieve methoden ter bepaling van de eigenschappen van asfaltbeton.

Het verdien*- aanbeveling aandacht te besteden aan de toepassing van grind in plaats van steenslag en "zwakke" in plaats van "zeer zwak-ke" vulstof in waterbouwasfaltbeton.

Aanvullend onderzoek ter vergroting van de kennis met betrekking tot de mechanische eigenschappen in de zin van statische en dyna-mische laboratoriumproeven is aan te bevelen.

Ter toetsing van de diverse aspecten is het wenselijk een volledig "pakket van eisen" te formuleren.

3.

Waterbouwasfaltbeton heeft, voordat het in haar huidige vorm (1986) resulteerde, sinds de eerste toepassingen een aanzienlijke ontwikke-ling doorgemaakt.

Om een beter inzicht met betrekking tot de huidige mengselsamenstel-ling te verkrijgen is enige achtergrondkennis onontbeerlijk. Reden waarom hieronder een beknopt historisch overzicht wordt gegeven (22).

Over het algemeen zijn alle ontwikkelingen in mengselsamenstelling in de loop der tijd gebaseerd geweest op eisen ter verbetering van de verwerkbaarheid en verdichtbaarheid.

In de periode van 1934 tot omstreeks 1950 werden mengsels gebruikt, die als "bitumenrijk" zandasfalt kunnen worden omschreven. Bij het eerste werk met waterbouwasfalt in Nederland, de bodemafdichting van een gedeelte van het Julianakanaal in 1934, werd op een onderlaag van 2,5 cm cementmortel een 5 cm dikke laag zandasfalt aangebracht met de volgende samenstelling:

75 % goed gegradeerd zand 12,5% vulstof

12,5% bitumen 60/70

De laatste grote toepassing van zandasfalt in deze vorm was de be-kleding van de havendammen van Harlingen (1949). De laagdikte bedroeg 0,25 a 0,40 m en de samenstelling was:

82% zand

10% zwakke vulstof 8% bitumen 50/60

Gezien de minder goede ervaringen met deze relatief poreuze mengsels, onder andere stukgroeien van de bekleding,vindt er een ontwikkeling plaats naar de toepassing van een toplaag van het meer dichte asfalt-beton. Voorbeelden hierbij zijn de dijk van de marinehaven in Den Helder (1949-1951) waarbij asfaltbeton op zandasfalt, en de dijken van Oostelijk Flevoland waar grindasfaltbeton op zandasfalt werd aan-gelegd.

De jaren 1950 tot en met 1961 beslaan de periode waarin de zogenaamde "Werkgroep Gesloten Dijkbekledingen" werkzaam was, die in 1961 het be-kende "Voorlopig Rapport 1961" uitgaf (25).

In deze periode worden de volgende combinaties van bekledingstypen aangetroffen:

toplaag

onderlaag

Mengseltype

gab gab wab wab wab

za gza za gza gab

Laagdiktevariatie (m) 0,05-0,10 0,10-0,20 gab = grindasfaltbeton wab = waterbouwasfaltbeton za = zandasfalt gza = grindzandasfalt

-7-De toegepaste gewenste mengselsamenstellingen waren:

steenslag grind zand zwakke vulstof bitumen "in" zandasfalt — 75-90 5-15 6-10 grindzand-asfalt 28-30 55-58 8 6,5-7 grindas-faltbeton 37-44 42-48 5-9 5-8 waterbouw- asfalt-beton 40-48 — 37-44 7-10 7-8

De bitumensoort werd in de loop der tijd zachter: van pen. 50/60 via pen. 60/70 naar het nog steeds gebruikelijke pen. 80/100.

De periode van 1961 tot en met 1971 kenmerkt zich door de toepassing van één-laag systemen en meer stabielere mengsels.

Zo vindt tussen 1961 en 1965, onder invloed van de "Eisen 1962", waarin voor het eerst de kwalificatie "zeer zwakke vulstof" is

opge-nomen, een overgang plaats van "zwakke" naar "zeer zwakke" vulstof-Als mengsel wordt voornamelijk waterbouwasfaltbeton (steenslag) ge-bruikt.

Enige mengselsamenstellingen uit deze periode zijn:

steenslag 5/15 (%) zand A (%) zeer zwakke vulstof (%) bitumen 80/100 "op" (%) laagdikte (m) Lauwerszee (1965) 45 48 7 8 0,20-0,30 Dirksland (1965) 40,5 43 7,5 7,5 0,20-0,50 Brouwersdam (1965) (1970) (1971) 48 48 48 45 43 43,5 7 9 8,5 7,5 7,2 7,0 0,15-0,20

In de periode van 1972 tot en met 1980 wordt de toepassing van as-faltbeton sterk beïnvloed door de bevindingen van de zogenaamde Commissie Verdichting Asfaltdijktaluds (3).

Door deze commissie werd een mengselsamenstelling aanbevolen die la-ter ook in de "Eisen 1978" is opgenomen:

steenslag 5/15 (> 2 mm) zand (2 mm-63 um)

zeer zwakke vulstof (< 63 um) bitumen 80/100 "op"

50% (m/m) 42% (m/m) 8% (m/m) 7% (m/m)

Tevens stelde de commissie dat toepassing in meer-laag systemen, door mogelijke slechte onderlinge hechting, af te raden is en dat de mate van verdichting van de ondergrona 2e e n significante invloed heeft op de verdichtingsresultaten van het asfalt.

In de periode 1980 tot en met 1985 vonden de werkzaamheden plaats van de subwerkgroep 4a "Asfaltbekledingen" van de Technische Adviescommis-sie voor de Waterkeringen (later "Asfaltbegeleidingsgroep") die tussen 1981 en 1984 de "Leidraad voor de Toepassing van Asfalt in de Water-bouw" (1) samenstelde.

Een verlaging van het bitumengehalte van 7%, zoals aangegeven in de Eisen 1978 ( 4 ) , naar 6,5% bleek betere verwerkingsresultaten op te leveren. Deze wijziging in mengselsamenstelling is opgenomen in de in 1985 uitgegeven "Standaard RAW" (21).

Tevens bleek dat de kwaliteit van de ondergrond zeker van invloed is op de verdichtingsresultaten van het asfalt en dat hieraan de nodige zorg dient te worden besteed.

De toepassing van grind in plaats van steenslag en "zwakke" in plaats van "zeer zwakke" vulstof wordt opnieuw overwogen.

-9-4. WATERBOUWASFALTBETON

Waterbouwasfaltbeton is een mengsel van steenslag of grind, zand, vulstof en bitumen. Gezien de gewenste flexibiliteit bij toepassing als dijkbekleding is het in vergelijking met wegenbouwasfaltbeton een "vet" materiaal; dat wil zeggen het bitumenpercentage is hoger.

De momenteel gebruikelijke samenstelling is (21):

Steenslag (> 2 mm) : 50% (m/m) Zand (2 mm - 63 yin) : 42% (m/m) Vulstof (< 63 pm) : 8% (m/m)

Bitumen 80/100 op 100% mineraal: 6,5% (m/m)

Sinds 1980 heeft er een ontwikkeling plaatsgevonden waarbij het bi-tumengehalte is gereduceerd van 7 naar 6,5% (zie hfd. 5 ) .

Tevens staat het gebruik van grind in waterbouwasfaltbeton, waarin sedert de zestiger jaren uitsluitend steenslag is toegepast, weer in de belangstelling (zie hfd. 5 en 7 ) .

Na verdichting kan waterbouwasfaltbeton, met een holle ruimtepercen-tage kleiner dan 8%, als voldoende waterdicht voor gebruik als dijkbe-kledingsmateriaal worden beschouwd. Voor toepassing als taludbekle-ding voor waterkeringen wordt mede met het oog op de duurzaamheid een holle ruimtepercentage geëist van maximaal 6% op hellingen steiler dan 1:4 en maximaal 5% op hellingen van 1:4 en flauwer.

Bij gebruik van het materiaal als afdichting van bijvoorbeeld reser-voirs en stuwdammen wordt, in verband met de waterdichtheid, een strengere eis aan de holle ruimte gesteld: nl. 2 a 3%.

Doordat het materiaal moet worden verdicht kan het niet worden aan-gebracht onder water of, tenzij speciale voorzieningen worden getrof-fen (bijv. hulpkaden), bij zeedijken niet beneden de gemiddelde hoog-waterlijn.

Het mengsel wordt in warme toestand in het werk gebracht en gespreid. Dit gebeurt meestal met een hydraulische kraan maar ook spreidmachines worden gebruikt. Verdichten geschiedt over het algemeen met een rol en/of trilwals.

Voor meer informatie met betrekking tot de uitvoering van waterbouwas-faltbeton wordt verwezen haar de "Leidraad voor de Toepassing van As-falt in de Waterbouw" (1).

Waterbouwasfaltbeton wordt gebruikt voor bekleding van dijken, dam-men, oevers en voor afdichting van reservoirs, kanalen, etc.

Het kan dan de volgende functies vervullen:

1. Als bescherming van de ondergrond tegen de eroderende invloed van golven en stroom;

2. Als afdichting tegen waterbeweging;

3. Ter reductie van waterbeweging en -standen in het dijklichaam;

Tevens kan het, mits hiervoor ontworpen, enige secundaire functies, zoals verkeersdrager, vervullen.

In Nederland wordt sinds het verschijnen van het rapport van de "Commissie Verdichting Asfaltdijktaluds (3) de bekleding in één-laag aangebracht. Als reden hiervoor werd aangevoerd dat de hechting

tus-sen de lagen bij meer-laagsystemen problemen ondervindt, bijvoorbeeld door de invloed van stuifzand.

Echter, de verdichting geeft over het algemeen bij dunnere lagen be-tere resultaten. Daarom wordt aanbevolen, daar waar een gering holle ruimtepercentage van groot belang is, zoals bij stuwdambekledingen en daar waar het hechtingsprobleem minder essentieel is of waar de laag-dikte zeer groot is (meer dan 35 a 40 cm) de bekleding in meerdere lagen uit te voeren. Er kan daarbij worden gedacht aan lagen bestaan-de uit asfaltbeton met bestaan-dezelfbestaan-de samenstelling maar ook aan verschil-lende, op elkaar afgestemde, mengsels. Voor dit laatste wordt verwe-zen naar toepassingen op buitenlandse stuwdammen of de wegenbouw.

Aanbrengen van een asfaltbetonbekleding met behulp van een hydrau-lische kraan.

-11-5. MENGSELONTWERP

5.1 Algemeen

In het algemeen moet het ontwerp van een asfaltmengsel, dit is de verhouding waarin en de wijze waarop de afzonderlijke componenten Worden samengevoegd, worden gebaseerd op de functionele eisen die aan het mengsel worden gesteld. Deze eisen hebben bij waterbouwkun-dige toepassingen voornamelijk betrekking op:

- de doorlatendheid;

- de fysisch-mechanische eigenschappen; - de stabiliteit;

- de duurzaamheid; - de verwerkbaarheid.

Asfaltbeton wordt in de waterbouw hoofdzakelijk gebruikt als talud-bekleding. Zodoende zal het mengselontwerp zich in hoofdzaak dienen te richten op het realiseren van een stabiel mengsel dat tevens goed verwerkbaar

c.q. verdichtbaar is.

Uit oogpunt van doorlatendheid en duurzaamheid wordt hierbij een v grens gesteld aan de holle ruimte in het mengsel. Voor de gebruike-lijke toepassing als dijkbekleding wordt in dit verband een holle ruimtepercentage van maximaal 6% geaccepteerd. Bij toepassing op dammen en reservoirs, waar vaak strengere eisen ten aanzien van de doorlatendheid bestaan, worden wel holleruimtepercentages van 2 of 3% worden nagestreefd.

Uit oogpunt van verwerkbaarheid en stabiliteit is een holle ruimte van 2% echter wel het minimum (2).

5.2 De componenten

Asfaltbeton bestaat uit de volgende componenten: - steenslag of grind

- zand - vulstof - bitumen.

De gradering van het mineraalaggregaat wordt zodanig gekozen dat er een geringe "gap" ontstaat op de grens tussen steenslag en zand (ont-breken van de steenfractie 2/5 m m ) , hetgeen een gunstig effect op de verwerkbaarheid heeft (3).

5.2.1 Steenslag of grind

Steenslag of grind kan zijn van Nederlandse of buitenlandse herkomst. De toepassing van grind is indertijd vanwege de slechte verdichtings-resultaten, de lage inwendige stabiliteit en de mogelijk minder goede hechting verlaten (3). De lage stabiliteit en de slechte hechting zijn echter nooit voldoende aangetoond. Tevens blijken de verdich-tingsresultaten niet significant minder te zijn.

Er bestaat dan ook vooralsnog geen reden grind niet toe te passen (1).

De afmetingen van de steenslag worden voornamelijk bepaald door de aan te leggen laagdikte: bij laagdikten kleiner of gelijk aan 0,15 ra, steenslag 6/16 en bij laagdikten groter dan 0,15 m, steenslag 6/22 (4)

5.2.2

Als vuistregel kan dienen: een verhouding tussen laagdikte en maxi-male korreldiameter van 3 met een maximum voor de korreldiameter van 22 mm.

Toepassing van te grove steenslag vooral als deze eenzijdig is gegra-deerd in verhouding tot de laagdikte kan sneller aanleiding geven tot een grovere oppervlaktetextuur. Dit kan nadelig zijn voor de duurzaamheid (minder dicht mengsel). Tevens kunnen er problemen tij-dens de verdichting ontstaan doordat het contact tussen wals en as-faltoppervlak minder is.

Bijvoorbeeld: tijdens een onderzoek van Rijkswaterstaat (1975) bleek dat bij toepassing van kalksteen 20/40 mm in een laag van 0,2 m dik op een talud 1:4 glijverschijnselen optraden tijdens het afwalsen. Toepassing van dit mengsel op een berm met laagdikten van 35 a 50 cm voldeed wel (5).

Zand

In principe kan iedere zandsoort worden gebruikt. Wel is een meer regelmatig gegradeerd zand gewenst aangezien anders hoge vulstof-percentages moeten worden toegepast ter vermindering van de holle ruimte. Dit kan dure en moeilijk verwerkbare mengsels geven. Zand A, dit is zand waarvan het zandpunt in het gearceerde gebied van de zanddriehoek ligt, voldoet aan de gestelde eisen (fig. 1 ) .

De kromme lijn in de zand-driehoek is de globale grens van de natuurlijke Nederlandse zanden

1 brekerzand II zeer fijn zand III matig fijn zand IV matig grof zand

V zeer grol zand

door i e e l ' 8 0 urn percentogp •

op f e e ! 63 urn

Figuur 1: De zanddriehoek.

Ligt het zandpunt in gebied II van de driehoek dan bestaat het zand uit fijnere, eenzijdig gegradeerde fracties met een grote holle ruim-te. Relatief hoge vulstof- en bitumenpercentages zijn dan nodig. Met zanden uit gebied III van de driehoek zijn wel goede resultaten

te bereiken mits het vulstofpercentage wordt aangepast. Goed verwerk-bare mengsels met lage holle ruimten zijn mogelijk.

Zanden in gebied V van de driehoek geven eveneens goed verwerkbare mengsels. Dit zand is echter relatief kostbaar (3).

-13-Vervanging van een gedeelte van het natuurlijke zand door brekerzand geeft mengsels met een lage holle ruimte die tevens tijdens de werkingsfase een betere stabiliteit bezitten. Anderzijds kan de ver-werkbaarheid verminderen (5).

5.2.3 Vulstof

De normaal toegepaste vulstof is van het type "zeer zwak" (4). Dit is vulstof met een zeer geringe holle ruimte (laag "bitumengetal") waardoor weinig bitumen wordt gebonden en vervormbare mengsels ont-staan.

Bij voorkeur wordt kalksteenmeel gebruikt aangezien dit in een wate-rig milieu een goede hechting geeft (3).

Uit recente ervaringen is echter gebleken dat door toepassing van "zwakke" in plaats van "zeer zwakke vulstof" de verwerkbaarheid van het mengsel aanzienlijk toeneemt terwijl het nadelig effect op de holle ruimte nauwelijks aanwezig is.

5.2.4 Bitumen

Het normaal toegepaste bitumen is van het type 80/100 (4). Dit is voor Nederlands gebruik het meeste geschikt gebleken mede in verband met de gewenste flexibiliteit van de bekleding (3). Ook uit oogpunt van resistentie tegen botsingskrachten van door water meegevoerde

objecten moet bij voorkeur geen hardere soort worden benut.

1

Aanbrengen van een asfaltbetonbekleding met behulp van een wegen-bouwspreidmachine.

5.3 Ontwerpmethode

5.3.1 Achtergronden

Het mengselontwerp moet er in principe op zijn gericht om een asfalt-beton te verkrijgen dat een voldoende lage holle ruimte bezit (tus-sen 2 en 6%) en dat tevens goed kan worden verwerkt c.q. verdicht. Het onderzoek naar de gewenste holle ruimte kan gebeuren in een voor-onderzoek in het laboratorium met behulp van een serie gestandari-seerde proeven. In het werk kunnen aansluitend, bijvoorbeeld tijdens een eerste dagproductie, de verwerkbaarheid en verdichtingsmethodiek worden vastgesteld waarbij zonodig de mengselsamenstelling kan worden aangepast.

In het ontwerp moet worden voorkomen dat het mengsel overvuld raakt: dat wil zeggen dat er meer bitumen wordt toegevoegd dan nodig is voor hét vullen van de holle ruimte in het mineraalaggregaat. Hierdoor ont-staat namelijk een instabiel mengsel. Enige rest holle ruimte is ge-wenst (2).

Als uitgangspunt voor het ontwerp kan worden aangenomen dat het meng-sel is opgebouwd uit een grover mineraal (steenslag, grind) en een hoeveelheid mastiek (mengsel van zand, vulstof en bitumen). De eigen-schappen van het mineraal en het mastiek bepalen zodoende die van het mengsel.

Indien wordt gesteld dat de holle ruimte in het steenskelet volledig is gevuld met mastiek zal de gewenste holle ruimte in het mengsel moeten worden geleverd door de mastiek. De mastiek zal dus zodanig moeten worden ontworpen dat een zekere mate van ondervulling aanwe-zig is.

De holle ruimte van verdichte steenslag of grind bedraagt ca. 40%. Het percentage steen in het steen-mastiekmengsel waarbij deze holle ruimte juist gevuld is met mastiek ligt dus in de orde van 65% (m/m)

(3). Om eventuele spreiding in de mengselsamenstelling i.c. het steenpercentage op te vangen en dus te voorkomen dat het mengsel on-dervuld (te weinig mastiek) raakt wordt meestal een percentage van ca. 50% (m/m) aangehouden (3).

Het mastiek bestaat uit een mengsel van zand, vulstof en bitumen.

In het zand-vulstofmengsel bevindt zich na verdichten holle ruimte. Deze holle ruimte wordt slechts gedeeltelijk gevuld met bitumen om de eerder genoemde "ondervulling" te bereiken.

In principe wordt gestreefd naar een minimale holle ruimte in het zandvulstofmengsel.

Om dit te bepalen kan gebruik worden gemaakt van de verdichtingsme-thode van Engelsmann (zie Appendix VIII).

In figuur 2 wordt het verband tussen de holle ruimte in een zand-vulstofmengsel, bepaald met Engelsmann, en het gewichtspercentage van het vulstof hierin gegeven. Het optimum ligt tussen 25 en 30%.

In de praktijk werd vaak uit economische overwegingen een 5 tot 10% lager vulstofgehalte gekozen aangezien in de omgeving van het minimum wijzigingen hierin slecht geringe veranderingen in de holle ruimte veroorzaken. Tevens kan zodoende een spreiding in het vulstof-gehalte, hetgeen bij overschrijding van het minimum een ongewenst "opruimend" effect veroorzaakt, worden opgevangen.

1 5

-INCEWOGEN VULSTOF (•*>

Figuur 2: Zand-vulstof verdichting volgens Engelsmann.

Bij een betere gradering van het zand (zand A) neemt de holle ruimte in het zandvulstof-mengsel sterk af en wordt de minimum holle ruimte bij een lager vulstofgehalte bereikt (6).

5.3.2 Beschouwing van het waterbouwasfaltbetonmengsel

De samenstelling van waterbouwasfaltbeton zoals deze momenteel wordt gehanteerd is tevens opgenomen in de Standaard-RAW 1985 (21).

Tabel 1: Mengselsamenstelling waterbouwasfaltbeton uit Standaard-RAW 1985 Steenslag Zand Vulstof Bltumen 80/100 ap 100% mineraal Door zeef 2 mm 0,063 mm Op zeef 2 mm 0,063 mm Massapercentage Gewenst 50 42 8 6,5 Min. 48 37 7 6,0 Max. 55 45 10 7,0 Opmerkingen:

- In de praktijk is gebleken dat door een verlaging van het bitumen-percentage van 7, zoals voorgeschreven in de Eisen 1978 (4), naar 6,5%

(m/m) een betere verwerkbaarheid (stabiliteit in warme toestand) wordt verkregen zonder dat de "kwaliteit" van het mengsel wordt aangetast.

- Tevens wordt een vooronderzoek vereist waarbij na verdichten vol-gens de z.g. Marshallproef het holle ruimtepercentage maximaal 4% mag bedragen.

Het bitumengehalte voor waterbouwasfaltbeton met de samenstelling gegeven in tabel 1 kan worden berekend zoals aangegeven in Appen-dix I. Hieruit volgt dat:

- Bij een "optimale verdichting, waarbij een rest holle ruimte van 4% (v/v) in het mengsel blijft bestaan, bedraagt het gewenste bi-tumengehalte 6,3% (m/m) "op".

- De aanpassing van de Eisen 1978 terecht is.

- Bij toepassing van meer bitumen het punt van "overvullen" steeds meer zal worden benaderd. Hierdoor vermindert de "stabiliteit" van het mengsel in warme toestand (verwerking!) sterk en kan zelfs in koude toestand "instabiliteit" (vloei) optreden.

5.3.3 Mengselontwerpprocedure

Voor het mengselontwerp kan de volgende procedure dienen (zie Appen-dix I ) :

1. Keur de bouwstoffen en bepaal de dichtheden overeenkomstig de van kracht zijnde eisen en voorschriften.

2. Bepaal de holle ruimte volgens Engelsmann (HR ) voor mengsels van de te gebruiken vulstof en zand(en).

3. Kies de minerale samenstelling hetzij op basis van de van kracht zijnde eisen hetzij op basis van een gewenst steengehalte (max. 65% m/m) en een zand-vulstofinengsel met een "gunstige" holle ruim-te Engelsmann.

4. Bereken de dichtheid van het mineraalaggregaat van het gekozen minerale mengsel.

5. Bereken het volumedeel van het zand + de vulstof in het mengsel (Z + V ) .

6. Bepaal de holle ruimte in het mineraalaggregaat (HR1) als:

HR

' • ïööVx *

1OOZ

7. Kies de gewenste rest holle ruimte (HR) in het mengsel.

8. Bereken het volumedeel bitumen benodigd voor het bereiken van deze gewenste HR als B = HR' - HR.

-17-9. Bereken het bitumengehalte in massa procenten "in" het mengsel als b m + b x 100% waarin: b = 100 x dichtheid bitumen volumedeel mineraal (= 100 - HR') m

~ ïoo

1.0. Bereken eventueel het bitumengehalte in massa procenten berekend als "op" 100% mineraalaggregaat volgens

100 - bit % "in"

100 x (bit % "in")

'^Si-n va'^Si-n ee'^Si-n asfaltbeto'^Si-nbekledi'^Si-ng met behulp va'^Si-n ee'^Si-n aa'^Si-nge paste spreidmachine.

6. FYSISCH-MECHANISCHE EIGENSCHAPPEN

6.1 Algemeen

In de "Leidraad voor de Toepassing van Asfalt in de Waterbouw" (1) worden een aantal rekenmodellen gegeven ten behoeve van de dimensio-nering van een asfaltbekleding. Hiervoor is het onder meer nodig een aantal relevante mechanische eigenschappen van het materiaal te kennen.

De kennis op het gebied van deze eigenschappen, in het geval van de waterbouwkundige toepassing, is nog gering. In dit hoofdstuk wordt een verzameling gegeven van diverse onderzoekingen die de laatste tijd op dit gebied zijn verricht met de bedoeling het inzicht zoda-nig te vergroten dat een verantwoorde dimensionering kan plaatsvin-den. Toch zal in de toekomst aanvullend onderzoek noodzakelijk zijn. In de volgende paragrafen komen de van belang zijnde eigenschappen, namelijk de stijfheidsmodulus, de bezwijksterkte en de dwarscontrac-tiecoëfficiënt, aan de orde.

Overigens verdient het aanbeveling de proefmethode bij onderzoek naar de mechanische eigenschappen te relateren aan de in de praktijk optredende belastingcondities. Aangezien de golfklapbelastingen op een asfaltbekleding vaak buiging en dus trek- en drukspanningen ver-oorzaken is een dynamische buigproef een geschikte beproeving.

6.2 De stijfheidsmodulus

Een belangrijke parameter ter beschrijving van het mechanisch gedrag van bitumen en asfalt is de stijfheidsmodulus S(t,T) die de verhou-ding aangeeft tussen de opgebrachte spanning en de rek.

Deze parameter is te vergelijken met de elasticiteitsmodulus uit de elasticiteitsleer maar is, door het visko-elastische gedrag van as-falt, belastingduur en temperatuur afhankelijk.

In formulevorm: S(t,T) = | waarin: S = stijfheidsmodulus (N/m2) a = spanning (N/m2) e = rek (-) t = tijd (sec) T = temperatuur (°C)

Door Montauban (7) is een verzameling gemaakt van de resultaten van diverse proefnemingen naar de mechanische eigenschappen van waterbouw-asfaltbeton. In appendix II wordt een overzicht gegeven van de onder-zochte mengsels en de typen proeven, alsmede van de resultaten van de diverse proefnemingen. Een overzicht van de gevonden waarden wordt ge-geven in fig. 3, waarin de mengselstijfheidsmodulus is uitgezet tegen de stijfheidsmodulus van het bitumen (de z.g. Mastercurve).

-19-10

10

1O

10

10'

10

10

10

Figuur 3: Stijfheidsmodulus van waterbouwasfaltbeton als functie van de stijfheidsmodulus van het bitumen bepaald uit verschil-lende metingen (7).

De waarden voor zowel het hoge als het lage stijfheidsgebied liggen redelijk, binnen een band. De stijfheden bepaald op basis van trek-spanningen liggen zoals verwacht op een lager niveau dan op basis van drukspanningen, een verschil dat bij druk- en trekproeven duide-lijker is dan bij kruip- en trekproeven. Bij wisselende buigbelas-tingen (druk-trek) is dit effect niet te onderscheiden.

De bezwijksterkte

Een belangrijke eigenschap van asfalt is de vermoeiingsgevoeligheid; de bezwijksterkte neemt af naarmate het materiaal langduriger wordt belast.

In het onderzoek van Montauban (7) zijn de bezwijksterkten bepaald uit splijtproeven, uniaxiale druk- en trekproeven en vierpuntsbuig-proeven. De resultaten zijn vermeld in tabel 2; voor de mengselsamen-stelling wordt verwezen naar Appendix II.

Tabel 2: Sterkteresultaten van waterbouwasfaltbeton uit diverse proefnemingen (7). Meng-sel A B C D Temp. °r 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 20 30 Bezwijkspanning f 10 N/m2) Splijt-Proef e=50* 1,54 0,26 1,83 0,33 2,15 0,72 0,35 1,47 0,27 Trekproef e=5* 2,20 0,22 e=50* Drukproef e=5* 1 3,80 0,54 4,50 0,93 e=50* 9,00 1,70 *e = Vervormingssnelheid (mm/min.)

Duidelijk is de invloed van vervormingssnelheid en temperatuur op de sterkte te zien.

Tijdens de vierpuntsbuigvermoeiingsproeven is de spanningsamplitude constant gehouden en de deformatie (rek) in verloop van de tijd ge-meten. In figuur 4 is voor een tweetal mengsels (normaal en gerege-neerd) het aantal belastingherhalingen tot het vermoeiingscriterium (e = 2*e ) , uitgezet tegen de spanningsamplitude o (7). Hierin stelt z de initiële rek, dit is de rek optredende bij aanvang van de proet, voor. De afwijkingen tussen de verschillende mengsels en temperaturen die in de figuur kunnen worden geconstateerd en die vooral bij lagere temperatuur het grootste zijn vallen echter weg indien het aantal belastingherhalingen tot vermoeiing wordt uitgezet tegen de opgenomen energie (fig. 5 ) . Meer informatie over het ener-gieconcept wordt gegeven in de literatuur (23).

6. 4 Toepassing van nomogrammen

Voor het bepalen van de mechanische eigenschappen bestaan nomogrammen die door diverse onderzoekers zijn samengesteld aan de hand van een groot aantal proefresultaten.

Door Van de Poel (8) is een nomogram ontwikkeld voor het vaststellen van de bitumenstijfheidsmodulus gebaseerd op de penetratie-index van het bitumen, de temperatuur ten opzichte van het verwekingspunt ring en kogel en de belastingtijd. Dit nomogram is onder meer opgenomen in de "Leidraad voor de Toepassing van Asfalt in de Waterbouw" (1).

Ter bepaling van de mengselstijfheidsmodulus is een nomogram beschik-baar waarbij de invoerparameters het volumepercentage van bitumen en mineraalaggregaat en de bitumenstijfheid zijn (zie Bonnaure 9 ) . Dit nomogram is van toepassing voor de hogere stijfheidsgebieden, te weten bitumenstijfheidsmodulus S, . > 5 * 10 N/m2 en mengselstijf-heidsmodulus S . > 10 N/m2 (fig. 6 ) . Tevens is er een nomogram ont-wikkeld voor de1 initiële bezwijkrek van asfaltmengsels onder

vermoei-ing (fig. 7 ) . Invoer parameters zijn het volume-percentage van het bitumen, de penetratie-index en de stijfheidsmodulus van het mengsel

(10). Wel dient hierbij nog een keuze te worden bepaald of het mate-riaal wordt belast bij z.g. constante spanning of constante deformatie,

2 1

-10°

10"

10"

0.4

1.0

1.5

Figuur 4: De spanningsamplitude o uitgezet tegen het aantal

lasther-halingen tot vermoeiing0(N ) .

L 3.t 1 0z

-10

10

(MJ/m

)

10

al-10

10°

10

Figuur 5: Het aantal lastherhalingen tot vermoeiing (N ) in rela-tie tot de opgenomen energie (W ) .

1 0 '

'_, -O 20 jO 'CC

Figuur 6: Nomogram ter bepaling van de stijfheidsmodulus van asfalt-mengsels (Bonnaure, e.a.) (9).

: ! i i ! ' _vA 11 13 IS 17 Vb. VOlUntvlCHOUOiNG BITUrUN « « G S U -STUFKIIOSMOOUIUS IN/A1) A " ^

1

tOKSI«Nlt ' | SPANNWO ' •

1 1 I -.O"' ! l l I !»•'

Figuur 7: Nomogram ter bepaling van de vermoeidheidsbreukrek van asfalt (Bonnaure, e.a.) (10).

2 3

-Enige voorzichtigheid bij de interpretatie van de waarden van de le-vensduurverwachting is geboden gezien de grote invloed van een afwij-king van de diverse parameters hierop. In de algemeen toegepaste vermoeidheidsrelatie N = k.e , waarin N het aantal lastherhalingen

tot breuk voorstelt, e de optredende rek en de k en a constanten zijn voor een bepaald mengseltype met een zekere stijfheidsmodulus, kan a variëren tussen 3 en 7.

Door Montauban zijn de resultaten van onderzoek naar de mechanische eigenschappen van waterbouwasfaltbeton getoetst aan deze nomogrammen.

In figuur 8 zijn gemeten en berekende waarden van de stijfheidsmo-duli tegen elkaar uitgezet. Hieruit blijkt dat de stijfheidsmodulus bepaald op basis van het nomogram gemiddeld ca. 30% hoger ligt dan de gemeten waarde; een spreiding die ruim valt binnen de mogelijke afwijking van 1,5 a 2 die voor het nomogram geldt.

10

10

2

*

v

10

10

10

Figuur 8: Gemeten en berekende waarden voor de stijfheidsmodulus (bij 30HZ) van waterbouwasfaltbeton (7).

Tevens zijn van een tweetal mengsels uit vermoeiingsonderzoeken de gemeten waarden voor de initiële bezwijkrek vergeleken met die welke uit het nomogram van fig. 7 kunnen worden afgeleid. Dit is weergege-ven in fig. 9.

10"4 !_ 9 8 7 * o ( nom ) • (m/ m ) • I A / • 0 X5 / . 1 . i u i o / ' / o TEMP. 10"C 20°C mengsel A , c O ' • £o (meting) (m/m) "; 6 7 8 9 10

Figuur 9: Gemeten en berekende w a a r d e n voor de initiële bezwijkrek v a n waterbouwasfaltbeton ( 7 ) .

Het blijkt dat v r i j w e l alle voorspelde w a a r d e n liggen binnen een spreidingsgebied v a n + 3 0 % tot - 1 0 % v a n de gemeten w a a r d e , hetgeen ruim b i n n e n de gestelde afwijking v a n ± 5 0 % v a n het nomogram ligt. Geconcludeerd k a n w o r d e n dat toepassing v a n genoemde n o m o g r a m m e n ter bepaling v a n de stijfheidsmodulus en de initiële b e z w i j k r e k voor het hogere stijfheidsgebied goed m o g e l i j k is. Voor het lagere stijfheids-gebied b l i j f t onderzoek geboden.

Overigens wordt aanbevolen alle onderzoek onder meervoudige span-ningscondities u i t te v o e r e n .

Ter bepaling v a n de initiële " s t r a i n - r a t i o " (de dwarscontractiecoëfficiënt ofwel constante v a n Poisson) voor asfaltmengsels is door H e u -kelom (11) e e n nomogram opgesteld. Deze parameter geeft de verhouding tussen de zijdelingse r e k en de r e k in de richting v a n de belasting. In formulevorm:

R = o e, w a a r i n :

R = initiële dwarscontractiecoëfficiënt (initial strain-ratio) e„ = zijdelingse rek

'1 longitidunale rek

Het n o m o g r a m is w e e r g e g e v e n in fig. 1 0 . Invoerparameters zijn de stij fheidsmodulus v a n het bitutnen en de holle ruimte in het asfalt-m e n g s e l .

1.0 08 2 5 -O.i \-0.1 0.08 0.06 6 8 10 20 holle ruimte percentage

Figuur 10: De constante van Poisson (initiële "strain-ratio" R ) als functie van de holle ruimte in het asfaltmengsel en de bi-tumenstijfheid S, .

6.5 Niet-destructief onderzoek

Door de Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen wordt momen-teel onderzoek verricht naar het gebruik van niet-destructieve meet-methoden ter bepaling van de eigenschappen van een waterbouwasfalt-betonbekleding en het dijklichaam.

Zo zijn ondermeer op een proeflocatie aan de Ommelander Zeedijk tril-lingsmetingen met de "Goodman-Vibrator", de Road Vibration Machine, seismograaf en valgewicht-deflector (12) en op een locatie bij de zeedijk het Flaauwe Werk metingen met behulp van een lichte slagsonde, de grondradar en de Dynatest-valgewicht deflectiemeter uitgevoerd (13)

In het laboratorium en in de praktijk kunnen bepaalde eigenschappen worden gemeten. De relevantie van deze eigenschappen is echter nog onvoldoende vast gelegd bij gebrek aan kennis met betrekking tot de maatgevende belastingen en de te hanteren gedragsmodellen voor de constructie. Voorlopige resultaten lijken wel op mogelijkheden te wijzen ten aanzien van de bepaling van asfalt- en

ondergrondeigen-schappen met behulp van niet destructief onderzoek.

Een groot voordeel hiervan is dat op deze wijze het verloop in de tijd van de "kwaliteit" van een waterbouwasfaltbetonbekleding kan worden gevolgd zonder enige schade aan te brengen, hetgeen nieuwe perspectieven biedt ten aanzien van beheer en onderhoud (rationeel dijkbeheer).

Aanbrengen van een asfaltbetonbekleding op een stuwdam met behulp van een speciale spreidmachine.

-27-7. VERDICHTING

7.1 Algemeen

Waterbouwasfaltbeton moet na spreiding mechanisch worden verdicht om tot de vereiste holle ruimte te geraken. Hoewel de steen-mastiek verhouding (zie hfd. 5) zodanig is dat verdichting door eigen gewicht

op kan treden is de mastiek door zijn ondervulling zodanig stijf dat dit niet gebeurt. De extra benodigde verdichting (toegevoegde ener-gie) kan, mits bij voldoende hoge temperatuur uitgevoerd, gering zijn (2).

In het verleden is gebleken dat door een "onjuiste" verdichting nog-al eens problemen zijn ontstaan met betrekking tot de kwnog-aliteit van de bekleding. Reden waarom in dit rapport de nodige aandacht aan dit onderwerp wordt besteed.

Allereerst zal worden stilgestaan bij het belang van een goede onder-grond, vervolgens zal de verdichtingsmethodiek aan de orde komen.

De verdichtingsproblematiek wordt in onderstaande paragrafen toege-licht aan de hand van onderzoekingen en ervaringen bij concrete pro-jecten. De resultaten zijn namelijk niet zodanig dat uniforme uitr-spraken kunnen worden gedaan. Hiervoor is aanvullend onderzoek nodig. Toch geeft de verstrekte informatie een substantieel inzicht in de factoren die een rol spelen bij de verdichting.

7.2 De ondergrond

Een goed opgebouwde en verdichte ondergrond is van groot belang voor een kwalitatief goede asfaltbetonbekleding.

De volgende aspecten komen hierbij naar voren:

1. De uitvoering van de asfaltbekleding kan beter gebeuren: o.a. spoorvorming door materieel wordt verminderd.

2. Onregelmatige zettingen van het dijklichaam en dus de kans op ver-vormingen van de bekleding, worden gereduceerd.

3. Een reductie van de asfaltlaagdikte bij de dimensionering op golf-bebelastingen wordt verkregen.

4. Verweking van de ondergrond kan worden voorkomen. 5. De verdichtingsresultaten van het asfalt zijn beter.

In het onderstaande wordt nader ingegaan op de laatste twee aspecten.

7.2.1 Verweking van de ondergrond

Een met water verzadigde grondslag onder een bekleding van waterbouw-asf altbeton kan, onder invloed van een stootbelasting, verweken - de waterspanningen nemen toe ten koste van de korrelspanningen - waar-door de stabiliteit en draagkracht verminderen.

Door Grondmechanica Delft is laboratoriumonderzoek uitgevoerd naar de invloed van een golfklap op een asfaltbekleding liggende op een met water verzadigd zandbed (14). Hieruit blijkt dat om verweking van het zandbed te voorkomen, de relatieve dichtheid van het zand, dat bij voorkeur een laag slibgehalte moet hebben, tot een diepte van 1 a 2 m onder de bekleding minimaal 60% moet bedragen.

Verweking kan vooral optreden indien op het niveau waar de grootste golfklappen kunnen aangrijpen een natte ondergrond aanwezig is, zelfs als de toplaag droog ib. Bij Nederlandse zeedijken ligt dit niveau op ca. N.A.P. +3 a 4 m in geval van een "open" bekleding ter plaatse van de getijzone - hoge buitenwaterstanden kunnen relatief gemakkelijk in het dijklichaam "doordringen" - en op ca. N.A.P. +2 m voor een dichte bekleding.

7.2.2 Verdichting

In het verleden was het in sommige delen van Nederland de gewoonte het zandbed alleen met een bulldozer vlak af te werken. Hiermee wordt slechts een geringe verbetering van de oorspronkelijke dichtheid be-reikt. Uit proefnemingen aldaar is gebleken dat in verschillende dijkvakken de dichtheid van het zand - zelfs tot aanmerkelijke diep-te - zeer laag was.

In het rapport van de Commissie Verdichting Asfaltdijktaluds wordt gesteld dat geen significante verschillen worden geconstateerd in de holle ruimte van goed verwerkbare asfaltmengsels bij uiteenlopende stijfheden van de ondergrond en dat het daarom geen zin heeft de on-dergrond extra te verdichten buiten het normaal afwerken met een bull-dozer (3). Reden voor deze uitspraak was waarschijnlijk de zeer grote spreiding in meetresultaten.

Recente ervaringen hebben echter, in tegenstelling tot de conclusie van genoemde Commissie, het belang aangetoond van een goed verdichte ondergrond op de verdichtingsresultaten. Hiervoor is vlak afwerken met de bulldozer niet voldoende; een laagsgewijze opbouw waarbij met een trilrol wordt verdicht is aan te bevelen (zie ook (1)).

7. 3 Verdichting van het asfaltbeton

7.3.1 Onderzoek Commissie Verdichting Asfaltdijktaluds

Zoals in hfd. 5 reeds is gesteld moet het asfaltmengsei zodanig wor-den ontworpen dat het goed verwerkbaar, c.q. verdichtbaar is.

Van grote invloed op de verdichtingsresultaten is de taludhelling. Het is gebleken dat naarmate deze steiler is, de holle ruimte in het asfalt groter is. De oorzaak is dat pas met walsen kan worden aange-vangen zodra de interne stabiliteit van het asfalt dit toelaat, het-geen pas bij een lagere temperatuur het geval is. Mede hierom kan het tevens nodig zijn het bitumengehalte te reduceren.

Taluds flauwer dan 1:4 geven weinig spreiding te zien in de holle ruimte. Bij taluds van 1:3 en steiler is wel een tendens tot hogere holle ruimtepercentages aanwezig.

Bij hellingen steiler dan 1:4 dienen voorzieningen te worden getrof-fen om de component van het gewicht van de wals evenwijdig aan het talud op te vangen. Dit is mogelijk door de walsen met behulp van kabels te bevestigen aan lieren op de kruin (3).

Naarmate de temperatuur van het asfalt waarbij verdicht wordt hoger is, en dus de viscositeit laag, zijn de resultaten beter. Daarom wordt aanbevolen te beginnen met verdichten zodra de stabiliteit van het asfalt met betrekking tot de wals dit toelaat.

Verdichten bij een lagere temperatuur kan niet worden gecompenseerd door zwaarder of langer walsen. Bij hogere temperaturen blijkt ook de invloed van de verdichtingstechniek van minder invloed (3).

-29-Verhoging van het bitumengehalte geeft eveneens een verlaging van de viscositeit van het mengsel. Hoewel dit een gunstig effect op de holle ruimte kan hebben wordt de verwerkbaarheid echter nadelig beïn-vloedt. Een compromis hiertussen is gevonden in de huidige

mengsel-samenstelling gegeven door de R.A.W. (21).

Mengsels met een bitumengehalte groter dan 7,5% op 100% mineraal zijn over het algemeen onverwerkbaar.

Het blijkt overigens in de praktijk dat vaak onnodig lang wordt door-gewalst om een zekere mate van vlakheid te verkrijgen, terwijl de ver-eiste holle ruimte al is bereikt. Het effect op de holle ruimte kan zelfs negatief zijn.

Tevens kunnen (initiële) scheuren ontstaan door het zogenaamde sand-wich-effect (de buitenzijden van de asfaltlaag zijn meer afgekoeld dan de kern), dat groter is naarmate de laag dikker is.

Aanbevolen wordt te stoppen met verdichten zodra de walssporen zijn verdwenen.

Verdichten van een asfaltbetonbekleding met een rol.

7.3.2 Onderzoek Emmapolderzeedijk

Ter verkrijging van meer inzicht in de vereiste verdichtingsmetho-diek is door de Dienst Weg- en Waterbouwkunde onderzoek uitgevoerd tijdens de aanleg van een waterbouwasfaltbetonbekleding op de Emma-polderzeedijk (15) gelegen langs de Waddenzee in de provincie Gro-ningen.

Het asfaltbeton had de volgende gemiddelde samenstelling: Steen > 2 mm Zand 2 mm - 63 um Vulstof <, 63 um Biturnen op L00% mineraal Massapercentage Gein. 51,3 40,1 8,6 6,4 Grenzen 47,1-54,8 36,8-43,4 7,8- 9,5 6,0- 6,7

De aan te brengen laagdikte bedroeg 20 cm. Onderzocht werden de ta-ludhellingen 1:3,7 en 1:4,7 en 1:6 (fig. 11).

ASFALTBETON

Figuur 11: Dwarsdoorsnede Emmapolderzeediik

De normale verdichtingsprocedure tijdens het werk bestond uit het direct voorrollen met een lichte landbouwrol (ca. 5 overgangen) waar-na met een tandemtrilwals werd afgewalst. Tussen het rollen en wal-sen diende ca. een half uur te worden gewacht tot het asfalt vol-doende was afgekoeld.

De proeven werden in twee series uitgevoerd waarbij de volgende va-riaties zijn aangebracht:

Proefvak 1: verdichting met 5 rolovergangen (op en neer).

Proefvak 2: verdichting met 4 Bomag tandemtrilwals-overgangen (op en neer).

Proefvak 1: verdichting met resp. 1, 2, 3, 4 en 5 rolovergangen. Proefvak 2: verdichting met resp. 1, 2, 3 en 4

tandemtrilwalsover-gangen.

Proefvak 3: voorverdichting met 2 rolovergangen en vervolgens met resp. 1, 2 en 3 tandemtrilwalsovergangen.

-31-Hoewel de temperatuur en mengselsamenstelling naar verhouding sterk varieerden en dus niet de invloed van deze belangrijke factoren kon worden vastgesteld zijn uit het onderzoek de volgende conclusies getrokken:

- Na ca. 4 tot 5 rolovergangen neemt de dichtheid van het asfalt niet meer toe.

- Eén overgang met de tandemtrilwals geeft hetzelfde resultaat als 4 tot 5 rolovergangen.

- De toename van de verdichtingsgraad bij gebruik van de tandemtril-wals na één overgang bedraagt 5%, na 4 overgangen 2%.

- Met de tandemtrilwals wordt meer diepteverdichting verkregen dan met de rol.

Bij verdichting met de rol bleek de holle ruimte boven in de laag geringer dan onderin. Bij toepassing van alleen de tandemtril-wals werden geen significante verschillen ontdekt. Verdichting met zowel de rol en de trilwals gaven wel verschillen te zien die echter minder waren dan bij verdichting met de rol alleen. - Geen indicatie is verkregen of bij flauwere taluds lagere holle

ruimten worden bereikt. Vaak was het resultaat zelfs omgekeerd. - De gemiddelde bereikte holle ruimten zijn:

serie I : proefvak 1: H.R. = 5,4% (talud 1:4,7) H.R. = 4,4% (talud 1:3,7) proefvak 2: H.R. = 4,3% (talud 1:4,7) H.R. = 4,0% (talud 1:3,7) serie II: proefvak 1: verloop H.R. van 8,1 naar 5,9%

proefvak 2: verloop H.R. van 5,7 naar 5,2% proefvak 3: verloop H.R. van 6,2 naar 5,3%

Waarschijnlijk waren de resultaten beter geweest voor de proefvakken 2 en 3 indien de temperatuur waarbij verdicht werd hoger was.

- Bij een temperatuur van 150°C kan met verdichten met behulp van de rol worden aangevangen.

Het was niet mogelijk de maximale aanvangstemperaturen voor de tandemtrilwals te bepalen.

Meer informatie over de uitgangspunten en resultaten van dit onder-zoek is te vinden in appendix III.

7.3.3 Onderzoek zeedijk "het Flaauwe Werk"

Om de invloed van de temperatuur te bepalen is vervolgens onderzoek uitgevoerd tijdens de aanleg van een waterbouwasfaltbekleding op de zeedijk "het Flaauwe Werk" gelegen aan de Noord-West kust van Goeree in de provincie<Zuid-Holland (16). Het asfalt is samengesteld uit 75% nieuw materiaal en 25% breekasfalt afkomstig uit de oude bekle-ding.

De taludhelling bedroeg 1:6 (figuur 12). Door onvolkomenheden in de proefopzet zijn echter geen bruikbare resultaten uit de proeven af te leiden. Nader onderzoek is gewenst.

-GEPENETREEROE BREUKSTEEN

WATERBOUWASFALTBETON WATERBOUWASFALTBETON

OPEN STEENASFALT (DICHTE STEENASFALT)

Figuur 12: Zeedijk het Flaauwe Werk

Wel is bij aanvang van het werk door de aannemer de verdichtingsme-thodiek onderzocht. Hierbij zijn de volgende variaties aangebracht:

Proef vak 1 Proefvak 2 Proefvak 3 Voorverdlchting (loodrecht op kruin) Aantal overgangen 2 2 2 Temp. (°C) 110-130 120-140 130-140 Tussenverdichting (evenwijdig aan kruin) Aantal overgangen 5 3 1 Temp. (°C> 100-120 100-120 100-120 Naverdichting (evenwijdig aan kruin) Aantal overgangen 7 5 3 Temp. (°C) 100-120 100-120 100-120

Voorverdichting : met dubbelassige rol Tussenverdichting: met Vibromax-trilwals Naverdichting : met zware Bomag-trilwals

De bereikte gemiddelde holle ruimte bedraagt: Proefvak 1: H.R. = 3,4%

Proefvak 2: H.R. = 4 % Proefvak 3: H.R. = 4,5%

Met alle drie de verdichtingsvarianten wordt dus een acceptabel holle ruimtepercentage verkregen.

In Appendix IV is enige achtergrondinformatie met betrekking tot dit onderzoek opgenomen.

-33-Verdichten van een asfaltbetonbekleding met een tandemtrilwals.

7.3.4 Onderzoek drinkwaterreservoir "De Gij ster"

Indertijd is op het talud van het drinkwaterbekken "de Gij ster" ge-legen in de "Biesbosch" (figuur 13) scheurvorming geconstateerd in de aangebrachte waterbouwasfaltbetonbekleding. Teneinde de mogelijke oorzaak hiervan te achterhalen, zijn proefvakken aangelegd (18).

Zowel één-laag (dik 150 mm) als twee-laagsysternen (dikte onderlaag 90 mm, dikte bovenlaag 50 mm) en diverse mengseltypen zijn onderzocht. Tevens is de invloed bepaald van de dichtheid van het zandbed onder de asfaltbekleding. De taludhelling bedroeg 1:3,6.

Over het algemeen ligt de verdichtingsgraad van het zandbed relatief laag, hetgeen waarschijnlijk is te wijten aan het niet optimale vochtpercentage.

Een groot aantal verdichtingsmethoden is toegepast (Appendix V ) .

Aan de hand van nucleaire dichtheidsmetingen in vergelijking met boorkernonderzoek zijn de benodigde tijd, het aantal walsovergangen en de begin- en eindtemperatuur berekend om tot een holle ruimte van 4% te geraken.

Dit is weergegeven in tabel 3. 1.15 i r -12.10 . 3 0' . • ' t 1 5.00 6.40

1 1

Figuur 13: Doorsnede ringdijk "De Gij ster"

Tabel 3: Aantal walsovergangen benodigd voor het bereiken van 4% holle ruimte per laagdikte met begin- en eindtemperatuur

(18).

I = een-laagsysteem dik 150 mm.

II = twee-laagsysteem ( H a = onderlaag dik 90 mm, Ilb = bovenlaag dik 50 m m ) .

Laag I H a I l b Meet-punt 1 2 3 4 5 15 16 17 6 7 8 10 1 1 12 13 14 6 7 13 14 9 10 1 1 Theoretische verdichtings-graad bij k% H.R. (%) 98,5 98,3 98,0 98,6 99,5 98,1 98,8 98,3 98,4 98,4 98,0 98,0 97,6 98,5 98,8 98,9 99,4 98,8 98,8 98,5 99,2 97,5 98,2 Tijds-duur Cm i n 1 V 1 1 1 1 . 1 1 . / 4 8 20 20 29 4 3 31 39 53 59 13 19 20 20 20 -26 35 12 23 27 -23 Aantal walsover-gangen Sleeprol 12 17 4 13 20 1 4 1 6 3 9 10 14 1 1 6 7 2 0 1 0 8 -7 Bomagwals 2 0 1 1 0 2 6 6 1 4 4 2 0 5 1 0 8 6 6 4 -2 Temp. traject 150-135 160-135 135-110 130-100 140- 95 145-110 150-125 125-100 130- 75 125- 80 150-125 140-100 170-125 165-135 160-130 155-150 170-140 115- 70 135-120 140-105 -130- 80

-35-7.3.5

Het blijkt dat bij het twee laagsysteem in de dunne bovenlaag de ver-dichting te wensen over laat en achterblijft t.o.v. de dikkere lagen. Dit wordt waarschijnlijk veroorzaakt doordat vaak lang op de eerste walsgang moest worden gewacht en daardoor de tijd voor naverdichten onvoldoende was. Uit de resultaten kan worden afgeleid dat er niet veel verschil bestaat tussen zwaardere en lichtere verdichting en de verschillende constructievarianten.

Onderzoek "Rak van Scheelhoekdam"

Proefvakken zijn aangelegd op de Rak van Scheelhoekdam in het Haring-vliet (figuur 1 4 ) , waarbij de invloed is onderzocht van diverse zand-en stezand-ensoortzand-en op de verdichting (5).

nt-tn ASfM

Figuur 14: Doorsnede Rak van Scheelhoekdam

De volgende mengsels zijn toegepast (zie ook Appendix V I ) :

Mengsel A: Nederlandse steenslag 5/15, plaatzand, vulstof en bitumen 80/100

Mengsel B: Nederlandse steenslag 5/15, plaatzand, brekerzand, vulstof en bitumen 80/100

Mengsel C: Kalksteen 20/40, Ned. steenslag 5/15, plaatzand, brekerzand, vulstof, bitumen 80/100

Mengsel D: Kalksteen 20/40, Ned. steenslag 5/15, plaatzand, vulstof en asfaltbitumen 80/100.

De aangebrachte laagdikte is 0,20 m op een taludhelling van 1:4 en 0,35 tot 0,50 m op een berm met helling 1:30. De resultaten van boorkernonderzoek staan weergegeven in appendix VI.

Conclusies van het onderzoek zijn:

- De tendens is aanwezig dat de verdichting op de berm betere resultaten geeft dan op het talud.

- De verwerkbaarheid en verdichtbaarheid van de mengsels A en B bleken goed. Mengsel B was stabieler terwijl er minder vulstof is toegepast.

- Verdichting van de mengsels G en D op het talud gaf problemen. De wals had de neiging over de grovere steenslag af te glijden. - Toepassing van mengsels C en D op de berm, waar dikkere lagen

Kortom:

- Vervanging van een gedeelte van het natuurlijk zand door breker-zand verhoogt de stabiliteit van het mengsel in warme toestand

(zie ook (3)).

- De afmetingen van de toegepaste steenslag dienen gerelateerd te zijn aan de laagdikte.

7.3.6 Onderzoek "Dollarddijk"

In het verleden is om diverse redenen (zie hfd. 5) het gebruik van grind in waterbouwasfaltbeton afgeraden. Aangezien de waarde van deze redenen nooit voldoende is aangetoond wordt het momenteel zin-vol geacht deze toepassing opnieuw te beschouwen. Zo is bij de re-constructie van de Dollarddijk gelegen in de provincie Groningen in 1984 (figuur 15) een proefvak aangelegd waarbij het steenslag in de asfaltbeton voor de bekleding is vervangen door grind (19). Hierbij werd tijdens de verwerking aandacht besteed aan de walsmethodiek, de temperatuur en het gedrag van het asfalt (zie Appendix V I I ) . De taludhelling bedroeg 1:10.

Uit onderzoek van boorkernen bleek dat een mengsel met een bitumen-gehalte van 6% (m/m) op 100% mineraal de beste holle-ruimteresul-taten gaf. Een mengsel met 5,5% bitumen was echter beter verwerkbaar (tabel 4 ) . Mogelijk dat het verschil in het aantal walsgangen hier mede van invloed was.

Tabel 4: Gemiddelde resultaten van de proefvakken met grindasfalt-beton bij de Dollarddijk (referentiemengsel is waterbouw asfaltbeton met steenslag zoals omschreven in het bestek).

Bitumengehalte •op" (% m/m) folie ruimte (%) Proefvak. 1 5,5 4,8 Proefvak 2 6,0 2,8 Referentievak 6,5 3,8 •9.25 3m WATERBOUW -__3m •2.85 ASFALTBETON 16.50 2S.00

-37-De wals is met behulp van een kabel aan een op een voertuig geplaatste lier bevestigd.

8. DUURZAAMHEID

8.1 Algemeen

De duurzaamheid van waterbouwasfaltbeton is een belangrijk aspect, zeker voor het latere beheer en onderhoud van de bekleding.

Onder duurzaamheid kan worden verstaan de mate waarin de kenmerkende eigenschappen van de waterbouwasfaltbetonbekleding veranderen c.q. verslechteren. De bekleding dient ook na verloop van tijd nog aan haar primaire functie, dit is het beschermen van het dijklichaam te-gen erosie, te blijven voldoen.

Het nodige is bekend over de factoren die de duurzaamheid kunnen be-invloeden; echter met betrekking tot de mate waarin zowel in grootte als in de tijd bestaat nog weinig informatie.

De wel beschikbare kennis is voornamelijk afkomstig uit ervaring; fundamenteel onderzoek is nauwelijks verricht.

De duurzaamheid kan, in het algemeen, worden beïnvloed door een twee-tal factoren:

- Chemisch-fysische aantasting

Hierbij wordt onderscheid gemaakt in veroudering en stripping.

Stripping houdt in het verlies van hechting in het asfalt doordat water tussen het bitumen en het mineraal dringt. Hierdoor kan de

samenhang van het materiaal verloren gaan.

Onder veroudering wordt verstaan de verharding van het bitumen onder invloed van lucht en licht. Met andere woorden: het asfalt wordt brosser. Dit aspect is groter naarmate de temperatuur en het holle ruimtepercentage hoger zijn.

Tijdens de menging en verwerking van het asfalt treedt al een aan-zienlijke verharding op. Afhankelijk van het type menginstallatie kan de teruggang in penetratiewaarde van het bitumen ca. 10 tot 25% bedragen.

Over de mate van verharding in de gebruiksfase van de bekleding be-staat nog weinig informatie.

Bij een in 1980 uitgevoerd onderzoek naar de kwaliteit van de in 1953 aangelegde bekleding van grindzandasfalt van de zeewering het Flaauwe Werk (24) zijn onder meer de holle ruimte en het penetratie-getal van de bitumen bepaald.

De samenstelling van het asfalt zoals dat in 1953 is vastgesteld bedroeg: grind : 28% zand : 57,5% zwakke vulstof: 8% bitumen 60-70 : 6,5% holle ruimte : 12,4%

Bij het onderzoek in 1980 werden een duidelijk slechter, lager gele-gen gedeelte en een beter hoger gelegele-gen gedeelte van de bekleding aangetroffen.

-39-De volgende gemiddelde analyseresultaten werden gevonden.

slecht gedeelte goed gedeelte holle ruimte % 18,2 16,0 penetratie bitumen 13 19

Het blijkt dat de penetratie duidelijk is afgenomen.

- Mechanische aantasting

Door de belastingen treedt vermoeiing op waardoor de mechanische eigenschappen van het asfalt teruglopen. Ook temperatuursinvloeden

(thermogene spanningen) kunnen hierop van invloed zijn. Naar dit aspect wordt momenteel onderzoek verricht.

Belastingen veroorzaakt door planten, dieren e t c , kunnen de as-faltbekleding aantasten en de kwaliteit verminderen. Een overzicht van deze belastingen wordt gegeven in lit 1.

Zoals reeds gesteld is de kennis met betrekking tot de duurzaamheid van asfaltbetonbekledingen gering. Het verdient zeker aanbeveling onderzoek te verrichten naar de kenmerken die bepalend zijn voor de duurzaamheid en meetmethoden hiervoor.

In eerste instantie kan dit onderzoek bestaan uit een praktijk ge-richte en vergelijkende beschouwing van bestaande bekledingen. Hier-uit kunnen vervolgens aanwijzigingen volgen voor meer fundamenteel onderzoek. Plannen voor een dergelijk onderzoek bestaan momenteel bij de Dienst Weg- en Waterbouwkunde.

Gesteld wordt dat, dankzij de in het verleden, vaak door schade en schande, opgebouwde kennis en ervaring het momenteel mogelijk is een kwalitatief goede waterbouwasfaltbetonbekleding te realiseren. In de voorgaande hoofdstukken wordt de wijze waarop aangegeven. Voor verdere informatie, ondermeer met betrekking tot de dimensionering, wordt verwezen naar (1).

In de eerste plaats zijn het mengselontwerp, de dimensipnering en de uitvoering in grote mate bepalend voor een duurzame bekleding. Dit houdt onder meer in dat een asfaltbeton moet worden verkregen met een voldoende lage holle ruimte.

De holle ruimte wordt vaak gezien als een indicatie voor de duur-zaamheid. Immers, naarmate deze gering is, is het asfalt "ontoegan-kelijker" voor kwaliteitsverminderende invloeden als licht, lucht en water. Echter een minimale holle-ruimtepercentage kan nadelige in-vloed hebben op het vermoeidheidsgedrag.

8.2 Scheurvorming

Een voorkomend verschijnsel in bekledingen van waterbouwasfaltbeton zijn scheuren.

Door een hiertoe ingestelde werkgroep is in 1982 een inventarisatie gepleegd van scheurvorming in asfaltbetonbekledingen waarbij tevens is gepoogd de oorzaak hiervan te achterhalen (20).

Onderzocht zijn een dertigtal projecten waarbij werd vastgesteld dat vrijwel overal incidenteel scheurvorming voorkomt. Vaak bedekt de aanwezige oppervlakbehandeling nog mogelijk aanwezige scheuren.

Drie oorzaken van scheurvorming zijn onderkend, te weten:

- Verdichtingsproces: de afschuifspanningen uitgeoefend door de wals op het asfalt zijn te groot. Het kan hier om scheuren handelen die door de wals zijn geïnitieerd en later pas zichtbaar worden;

- Zettingen van de ondergrond; - Afschuivingen van de asfaltlaag.

Overgangen en lassen in de bekleding zijn eveneens plaatsen die re-latief veel scheurvorming vertonen.

Conclusies van het rapport zijn:

- bij werken waar een juiste uitvoering en goed toezicht hebben plaatsgevonden zijn minder of zelfs geen scheuren ontdekt. Ook de aandacht die aan de ondergrond is besteed (verdichting) speelt hierbij een rol. Dit laatste is waarschijnlijk de oorzaak waarom er in het noorden van Nederland minder scheuren aanwezig zijn dan in het Deltagebied;

- een goede uitvoering van overgangen en lassen beperkt scheurvor-ming;

- de wijze van walsen (temperatuur, walstype en duur) is van grote betekenis voor het ontstaan van scheuren;

- bij meer-laagsystemen is de kans op scheurvorming geringer; - taluds van 1:3 vertonen meer scheuren dan taluds van 1:4. Zo ook

taluds gelegen op het zuiden waarop de invloed van directe zonbestra-ling groter is ten opzichte van die op het noorden;

- "vettere" mengsels (bitumengehalte 7%) geven meer scheurvorming te zien dan minder vette mengsels (bitumengehalte 6,5%);

- walsen in de lengterichting van het talud (evenwijdig aan de as van de dijk) geeft meer kans op scheuren dan bij walsen op en neer.

Overigens hoeven scheuren, mits niet doorgaand en liggende ruim boven de gemiddelde waterstand, niet direct een kwaliteitsverminderende in-vloed op de bekleding te hebben. Wel dient ervoor te worden gezorgd dat de scheuren zich niet kunnen uitbreiden, bijvoorbeeld door deze te dichten (zie ook (1)).

Het aanbrengen van een oppervlakbehandeling bedekt en dicht de klei-nere scheuren.

-41-LITERATUUR

1. Technische Adviesconnnissie voor de Waterkeringen, "Leidraad voor de Toepassing van Asfalt in de Waterbouw", Staatsuitgeverij,

's-Gravenhage, 1984.

2. Gruis, H.J.A.J., "Samenstelling en ontwerpmethoden van asfalt-mengsels voor waterbouwkundige toepassingen" Concept-notitie, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Rijkswaterstaat, Delft, dec. 1984.

3. Commissie Verdichting Asfaltdijktaluds "Asfaltbekleding van dijk-taluds" Eindverslag, maart 1975.

4. Rijkswaterstaat "Eisen 1978 voor bouwstoffen in de wegenbouw" Staatsuitgeverij, 's-Gravenhage.

5. Montauban, C C , "Onderzoek waterbouwasfaltbeton Rak van Scheel-hoekdam" M.A.W.-R-85052, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Rijkswa-terstaat, Delft, augustus 1975.

6. Montauban, C . C , "Oriënterend verdichtingsonderzoek waterbouwas-faltbeton" M.A.W.-R-82084, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Rijks-waterstaat, Delft, maart 1982.

7. Bandsma, W. en Montauban, C.C. "Some properties of asphaltic con-crete for use in hydraulic engineering", Eurobitume Symposium, Den Haag, sept. 1985.

8. Poel, C van der, "A general system describing the visco-elastic properties of bitumens and its relation to routine test data" Journal of Applied Chemistry, Vol. 4, part. 5, May 1954.

9. Bonnaure, F., e.a. "A new method of predicting the stiffness of asphalt paving mixes". Association of Asphalt Paving Technologists, San Antonio, Februari 1977.

10. Bonnaure, F., e.a. "A new method for predicting the fatigue life of bituminous mixes" Proceedings Association of Asphalt Paving Technologists, Louisville, 1980.

11. Hills, J.F. en Heukelom, W. "The Modulus and Poisson's Ratio of Asphalt Mixes" Journal of the Institute of Petroleum, Vol. 55, no. 541, januari 1969.

12. Laboratorium voor Grondmechanica "Onderzoek op een proeflocatie aan de Ommelander-zeedijk", Rapport CO-210069/3, Delft, juli 1984.

13. Laboratorium voor Grondmechanica "Resultaten van het onderzoek betreffende het TAW proefvak op het "Flaauwe Werk"", Rapport CO-276070/17, Delft, september 1985.

14. Ebbens, E.H. "Laboratoriumonderzoek effect drukstootbelasting door golfklappen op asfaltdijktaluds" S-71.066-b, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Rijkswaterstaat, Den Haag, december 1985.