Asfalt in wegen- en waterbouw

IN WEGEN- EN WATERBOUW EIGENSCHAPPEN PRODUKTIE VERWERKING KWALITEIT TOEPASSINGEN

Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever.

Ditboek is verkrijgbaar door overschrijving van onderstaand bedrag op gironummer 1 623071 ten name van de V.B. W. te Breukelen, Rijksstraatweg 68, Postbus 68, Telefoon 0 34 62 - 26 44.

Ten geleide

Gaarne voldoe ikaan het verzoek van het Bestuur van de Verenigingvoor Bitumineuze Werken om in het door haar uit te geven,Asfaltboek' een ,Ten Geleide' te schrijven. De V.B.W. verstrekt in dit boekwerk informatie en ge-gevens over de huidige stand van zaken met betrekking tot de kennis van het materiaal en de technische toepas-singen. Het is mij bekend dat in het overleg tussen het bedrijfsleven en het technisch onderwijs de behoefte is gegroeid om een dergelijke uitgave te doen verschijnen. Het kontakt Onderwijs-Bedrijfsleven is van essentieel belang, in het bijzonder voor het technisch onderwijs, om allerlei ontwikkelingen op het juiste moment met goede dokumentatie door te geven aan studerenden.

Aan de andere kant is het gewenst, dat de onderwijs-funktionarissen een belangrijke didaktische bijdrage leveren om de leerstof over te brengen.

Dit waardevolle boekwerk zal ongetwijfeld als leerboek en naslagwerk worden gehanteerd.

Moge de samenwerking tussen bedrijfsleven en technisch onderwijs, telkens weer aangepast aan de omstandig-heden, blijven voortbestaan en door wederzijdse be-invloeding tot uiting komen in volgende uitgaven. ir L.F. Cooke

Coördinerend Inspecteur Hoger Technisch Onderwijs

Voorwoord

Sedert geruime tijd wordt door de V.B.W. over de toe-passingen van warm asfalt voorlichting gegeven op de scholen voor H.T.O. en M.T.O. met eenafdelingweg- en waterbouwkunde. Bij het jaarlijks kontakt dat hierdoor ontstond isdewens naar voren gekomen om te beschik-ken over een studieboek dat het onderwerp ,Asfalt in wegen-en waterbouw' expliciet zou behandelen. In aan-vulling op de sinds jaren uitgegeven brochures van de V.B.W., diedeelonderwerpen behandelen, ishet vergaren van kennis over asfalt in één boekwerk nuttig en nood-zakelijk gebleken,mede inverband met de thans gangbare eisen, dimensionerings- en verwerkingsmethoden in de praktijk.

In de behandelde stof is noodgedwongen een greep ge-daan uit de vele binnen- en buitenlandse literatuur dieop dit gebied bestaat. Dit boek kan derhalve geenaanspraak maken op volledigheid. Verwacht wordt dat dit boek in de eerste plaats op de technische scholen in een leemte zal voorzien. Het is tevens de bedoeling het boek onder de aandacht te brengen van opdrachtgevers en asfalt-verwerkende bedrijven en hierdoor een bijdrage te leveren tot verbetering vanasfalt in wegen- enwaterbouw. Van groot belang hierbij is dat door scholing in deze materie een eensluidende gedachtengang zal ontstaan voor technici in de praktijk en voor hen die zich hierop voorbereiden.

Opbouwende kritiek, zowel van docenten van het tech-nisch onderwijs alsuit de kring van deopdrachtgevers en van de zijde van het bedrijfsleven wordt op hoge prijs gesteld.

Het bestuur van de V.B.W. prijst zichgelukkig eenaantal medewerkers onder haar leden te bezitten die bereid zijn geweest vanuit de visie van een afgestudeerde technicus alsmede vanuit de dagelijkse arbeid met asfalt voor dit boek een bijdrage televeren.

In alfabetische volgorde zijn het de heren: ir K. A.van den Broek ing. G. Kruyt ing. K. F. M. Ganzeveld ing. G. Rinckes ing. E.R. E.Grevelt ing.J. de Vries

ing. F. A. Hansen alsmede

ing. A. G. Kemps ing.J. J.vander Plas De eindredaktie wasin handen van:

ir R. A. Brzesowsky, direkteur van deV.B.W. ing. J.J. van der Plas, hoofd Technische Zaken ing. T. Stoel, hoofd Algemene Zaken.

Geput kon worden uit een aantal waardevolle publikaties waaronder die van de Stichting Studie Centrum Wegen-bouw.

Bovendien is steun ondervonden door suggesties, o.a. van leveranciers van bitumineuze bouwstoffen. Gememoreerd dient ook te worden de medewerking ten aanzien van ver-schillende illustraties van de zijde van fabrikanten en leveranciers van wegenbouwmaterieel.

Een woord van dank aan allen die op welke wijzedan ook aan de totstandkoming van dit boek medewerking hebben verleend mag in dit voorwoord niet ontbreken.

Onder leiding van ir R. A. Brzesowsky, direkteur V.B.W., werd met vereende krachten getracht aan de inhoud een zodanige vorm te geven dat er verdieping van kennis en inzicht door zal worden verkregen. Moge de V.B.W. in die opzet zijn geslaagd. Het feit dat de datum van ver-schijnen samenvalt met de Jaarbijeenkomst waarop het 45-jarig bestaan van de V.B.W. zal worden herdacht, verleent aan deze publikatie een bijzonder accent, mede door de officiëleaanbieding op die dag aan de Inspectie van het Technisch Onderwijs.

Het bestuur, ir G. Slotboom, voorzitter F. J. Bruil, sekretaris ir H. Sorgdrager, penningmeester M. C. P.Vissers,kommissaris J. W. Idema, kommissaris

ir A. H.J.M. van Dijck, kommissaris

Breukelen, 10 mei 1973 ,Vredenoord'

HOOFDSTUK 1 1.1 Inleiding ₁

1.1.1 Geschiedenis vande weg ₁

De weg

1.1.2 _{Soorten wegen 1}

1.2 Het weglichaam ₂ 1.2.1 Aardebaan ₂ 1.2.2 Stabilisatie ₅ 1.2.3 Verharding ₆ 1.2.3.1 Inleiding ₆ 1.2.3.2 Funderingen ₆ 1.2.3.3 Tussenlagen ₇ 1.2.3.4 Deklagen ₇ HOOFDSTUK 2 _{2.1 Inleiding} 8

2.2 Het mineraal aggregaat ₈

Materialen

_{2.2.1 Herkomst}

8

2.2.1.1 Natuurlijke gesteenten ₈

2.2.1.2 Kunstmatige toeslagstoffen 10

2.2.2 Eigenschappen 10

2.2.3 Afmetingen entoegepaste materialen 13

2.2.3.1 De steenfraktie 13 2.2.3.2. De zandfraktie 15 2.2.3.3. De vulstoffraktie 20 2.3 Bitumineuze bindmiddelen 21 2.3.1 Aard 21 2.3.2 Herkomst 21 2.3.3 Winning enfabrikage 22 2.3.3.1 Asfaltbitumen 22 2.3.3.2 Teer 24 2.3.4 Samenstelling en struktuur 25 2.3.5 Eigenschappen 26 2.3.5.1 Asfaltbitumen 26 2.3.5.1.1 Inleiding 26 2.3.5.1.2 Konsistentieviscositeit 27 2.3.5.1.3 Mechanische eigenschappen 31 2.3.5.2 Teer 33 2.3.6 Bindmiddelsoorten 33 2.3.6.1 Asfaltbitumen 33 2.3.6.2 Asfaltbitumenemulsie 34 2.3.6.3 Vloeibitumen 37 2.3.6.4 Wegenteer 38 2.3.6.5 Teerasfaltbitumen 38 2.3.6.6 Trinidad-épurée 39

2.3.6.7 Bijzondere toevoegingen aan het bindmiddel 39

HOOFDSTUK 3 _{3.1 Benamingen en definities 41}

3.1.1 Warm asfalt 41

Mengsels

_{3.1.2 Koudasfalt} 43 3.1.3 Teermengsels 43 3.2 Warm asfalt 44 3.2.1 Inleiding 44 3.2.2 Verwerkbaarheid 44 3.2.3 Mechanische eigenschappen 46

3.2.3.1 Vervorming tot breuk 46

3.2.3.1.2 Vermoeiing 48 3.2.3.2 Visceuzevervorming van blijvende aard 49

3.2.4. Bestandheid 53

3.2.5 Stroefheid 54

3.2.6 Oppervlaktextuur 55

3.2.7 Vlakheid 55

3.2.8 Weerstand tegen slijtage 56 3.2.9 Optische eigenschappen 56

3.2.10 Enige begrippen 57

3.2.11 Mengselsamenstellingen 60

3.2.11.1 Walsasfalt 60

3.2.11.2 Gietasfalt enstrijkasfalt 62

HOOFDSTUK 4 4.1 Geschiedenis 64

De asfaltmeng

i

n

s

tallatie

44..22.1 DeOndermoderneverdeling nasfaltmenginstallatieaar werkwijze 6869

4.2.1.1 Het diskontinu systeem 69

4.2.1.2 Het kontinu systeem 70

4.2.1.3 Het semikontinu systeem 71

4.2.1.4 Afwijkende systemen 72

4.2.2 Onderverdeling naar bouwwijze 74 4.2.2.1 Transportabele installaties 74 4.2.2.2 Semi-transportabele installaties 75 4.2.2.3 Vast opgestelde installaties 75 4.3 Deasfaltmenginstallatie in haar onderdelen 77

4.3.1 Hetvoordoseerapparaat 77

4.3.1.1 Volumetrische dosering 78

4.3.1.2 Gewichtsdosering 79

4.3.2 Het drooggedeelte 79

4.3.2.1 De koude ladder 79

4.3.2.2 Dedroogtrommel 79

4.3.2.3 De ontstoffingsinrichting 80

4.3.3 Het menggedeelte 83 4.3.3.1 De warme ladder 83 4.3.3.2 De zeefinstallatie 83 4.3.3.3 De warm mineraalbunkers 84 4.3.3.4 De weeginrichting 84 4.3.3.5 De mengbak 85 4.3.4 De opslag van asfaltbitumen 86 4.3.5 De opslag vanvulstof 86 4.3.6 De opslag van warm asfalt 87 4.3.7 De kommandoruimte 88

4.3.8 De elektrische stroomvoorziening 89 4.4 Het afstellen vaneen asfaltmenginstallatie 89

HOOFDSTUK 5 5.1 Transport 96

5.2 Spreiden 97

Ver

w

erking

v

an a

s

falt

5.3 Verdichten lOl

5.3.1 Inleiding 101

5.3.2 Walstypen 101

5.3.3 Verdichtingsresultaa t 104

HOOFDSTUK 6 6.1 Inleiding ₁₁₀

6.2 Vooronderzoek 112

Onderzoek en kontrole

6.3 Bedrijfskontrole 115

6.3.1 Kontrole op de kwaliteit van de

grond-stoffen 116

6.3.2 Kontrole op de bereiding van het asfalt 116 6.3.3 Kontrole op de verwerking vanhet asfalt 117

6.4 Opleveringskontrole 120

HOOFDSTUK 7 _{7.1 Inleiding 122}

Dimensionering

7₇._.2_2.1 Dimensioneringsberekeningen_Inleiding 123₁₂₃

7.2.2 Elasticiteitsmoduli 125

7.2.3 Constante van Poisson 125

7.2.4 Spanningen en vervormingen 126 7.2.5 Toelaatbare relatieve vervormingen 127

7.3 De verkeersbelasting 128

7.4 Dedraagkracht van de ondergrond 129

7.4.1 De C.B.R.-proef 130 7.4.2 De sondering 130 7.4.3 De plaatbelastingsproef 131 7.4.4 Trillingsmetingen 132 7.5 Enige ontwerpmethoden 132 7.5.1 Inleiding 132 7.5.2 Road Note 29(1965) 134

7.5.3 Road Note 29(Third Edition 1970) 135

7.5.4 Shell Handleiding 1963 137

7.5.5 Opmerking 139

HOOFDSTUK 8 _{8.1 Inleiding 140}

8.2 Ondergrond, aardebaan, zandbed 140

Asfaltkonstrukties

_{8.3 Deverharding 142}

8.3.1 Verdeling in soorten wegen 142

8.3.2 Primaire wegen 142

8.3.3 Secundaire wegen 144

8.3.4 Tertiaire wegen 145

8.3.5 Quartaire wegen 146

8.3.6 Wegenbinnen de bebouwde kom 149

8.3.7 Rijwielpaden 150

8.4 Rehabilitatie 150

8.4.1 Inleiding 150

8.4.2 Onderzoek 152

8.4.3 Ontwerpmethoden voor versterkingslagen 155

8.4.4 Uitvoering 155

HOOFDSTUK 9 _{9.1 Inleiding 157}

9.2 De omschrijvingvan het werk 158

Besteksbepalingen

_{9.3 Algemene voorwaarden; eisenvoor}

bouwstoffenen mengsels 159

9.4 Hoeveelheden; verrekening 160

9.5 Bereiding enverwerking van asfalt 161 9.6 Kwaliteitsbeheersing en kwaliteitskontrole 165

HOOFDSTUK 10 10.1 10.1.1 10.1.2 10.1.3 10.1.4 10.1.4.1 10.1.4.2 10.1.4.3 10.1.4.4 10.2 10.2.1 10.2.1.1 10.2.1.2 10.2.1.3 10.2.1.4 10.2.2 10.3 10.4 10.5 10.5.1 10.5.2 10.5.3 10.5.3.1 10.5.3.2 10.5.4 10.5.4.1 10.5.4.2 10.5.4.3 10.5.4.4 10.6 10.6.1 10.6.2 10.6.2.1 10.6.2.2 10.6.2.3 10.6.3 10.6.3.1 10.6.3.2 10.7 10.7.1 10.7.2 10.7.3

Andere bitumineuze

konstrukties

Bedrijfsvloeren,terreinverhardingen, enz. Inleiding Ontwerpgegevens Konstrukties Materialen Inleiding Warm asfalt Koudasfalt Kunstharsen Rekreatieve bestemmingen Sportvelden enz. Inleiding Grasvelden

Half verharde oppervlakken Geheel verharde oppervlakken Paden Penetratielagen Kleeflagen Oppervlakbehandeling Inleiding Materialen Hoeveelheden Afdekmateriaal Bindmiddelen De uitvoering Inleiding Het sproeien Het afstrooien Het walsen Waterbouwkundige toepassingen Inleiding

Asfaltmengsels voor taludbekledingen Algemene eisen

Soorten asfaltmengsels Toepassingsvoorbeeld Andere toepassingen Bodembescherming Zoetwa terreserv0irs

Vliegvelden Eigenschappen Dimensioneringseisen Konstrukties 168 168 168 169 171 171 171 173 173 173 173 173 174 175 176 178 179 180 181 181 182 183 183 183 185 185 186 186 186 187 187 187 187 188 190 191 191 192 194 194 195 196 Geraadpleegdeliteratuur Verantwoording iUustraties Trefwoordenregister 199 201 203

HOOFDSTUK 1

De weg

1.1 INLEIDING

1.1.1 Geschiedenisvan de weg

Een wegis een gebaand gedeelte van het terrein ten be-hoeve van hetverkeer te land. Uitgaande vandezedefinitie zijnwegen,inwelkevorm dan ook,zo oud als de mensheid zelf.Immers reeds in de oudheid beschikte de mens over een pad door hetoerwoud, eenwoestijnpad of een handels-weg.

De echte aanleg van wegen is vooral ontwikkeld door de Romeinen, die doordachte envrij Zware wegkonstrukties hebben gemaakt. Nadevalvan het Romeinse rijk raakten ook dewegen inverval met als gevolg dat de wegen in de Middeleeuwen zo slecht waren, dat reizen nauwelijks goed mogelijk was. Pas in het begin van de 19de eeuw onder Napoleon I werden plannen voor wegenaanleg op grote schaal ontworpen. Het waren voornamelijk grind-wegen, deels echter ook wegen met verhardingen van keien of plavuizen.

Met de ontwikkeling van het voertuig èn de kracht-bronnen, zoals de stoommachine, de diesel- en benzine-motor, groeide de behoefte aan goede wegen aan het eind van de 19de eeuwen het begin van de 20ste eeuw steeds meer. De aanvankelijk meest onverharde wegenwerden omgebouwd tot steenslag- en klinkerwegen of keiwegen. In 1873werd het eerste wegdekvan stampasfalt in Neder-land in de Amsterdamse Kalverstraat gelegd. In 1923 had Amsterdam de primeur van het eerste petroleumasfalt in Nederland. De eerste toepassing van asfalt op een rijks-weg vond plaats bij Wassenaar in de vorm van een ge -penetreerde steenslaglaag.Na die tijd isde ontwikkeling,

aanleg en uitbreiding van het wegennet enorm voort-geschreden. De verkeersprognoses bleken achteraf steeds te laag te zijn en de diverse wegenplannen dienden daar-aan te worden aangepast.

1.1.2 Soorten wegen

Afhankelijk van het doel waartoe een weg dient: het ont-sluiten van een gebied, het vormen van snelle verbin-dingen tussen steden of het vergemakkelijken van het stedelijkverkeer, kent men bepaalde soorten wegen: - primaire wegen,dieeen hoofdverbinding vormen voor

het doorgaande verkeer met motorvoertuigen.

vor-men voor het doorgaande verkeer met motorvoer-tuigen.

- tertiaire wegen, die een belangrijke verbinding vormen voor het interlokale verkeer met motorvoertuigen. Tertiaire wegen en de eerder genoemde secundaire wegen kunnen ook voor ander verkeer zijn opengesteld. - quartaire wegen zijn interlokale wegen van minder

belang die aan bepaalde eisen voldoen. Tot deze groep behoren o.a. landbouwwegen en rekreatiewegen.

- overige wegen, bijvoorbeeld in steden en dorpen, die veelal bestemd zijn voor gemengd verkeer dat zich in en tussen woonwijken en industrieterreinen afspeelt. Ook wegen voor het doorgaande verkeer, zoals ring-wegen, behoren tot deze groep.

Deze soorten wegen verschillen niet alleen in dwarsprofiel met betrekking tot de wegbreedte en het aantal al dan niet gescheiden rijstroken, maar ook in hun konstruktieve opbouw in samenhang met de plaatselijk optredende verkeers- en belastingspatronen en de draagkracht van de ondergrond (zie hoofdstuk 8).

Primaire, secundaire en tertiaire wegen zijn meestal 'plan -wegen' volgens de Wet Uitkering Wegen. In deze wet, die de ontwikkeling van het Nederlandse wegennet koördi-neert, zijn o.a. regelingen ten aanzien van de financiering van aanleg en onderhoud van de plan wegen vastgelegd. Primaire wegen zijn in de regel wegen van het Rijkswegen-plan. In figuur 1.1 is het Rijkswegenplan 1968 aangegeven. Aan de uitvoering daarvan wordt regelmatig gewerkt. Secundaire en tertiaire wegen komen meestal voor op de Provinciale wegenplannen. Tenminste eenmaal in de tien jaren moeten de plannen worden herzien.

Quartaire en andere wegen worden de 'niet-planwegen' genoemd.

1.2 HET WEGLICHAAM

1.2.1 Aardebaan

De aardebaan is het gedeelte van het weglichaam tussen fundering en de bestaande, van nature aanwezige, grond-laag. De aardebaan kan dienen om het geringe draag-vermogen van de natuurlijke ondergrond te verbeteren en het weglichaam ongevoelig te maken voor vorstin vloeden. Onder de ondergrond wordt verstaan een verzamelnaam voor de grondlagen onder de verharding. De ondergrond kan bestaan uit de natuurlijke ondergrond met de aa

rde-Bestaande wegen van het

Rijkswegenplan 1968 op 1auguslus1972 __±Z_ 1 rijbaan (2 rijstroken)

~ 2 rijbanen (2x 2 rijstroken) 13

2 rijbanen (2JL:3 rijstroken)

in dejaren:

1973 t/m 1977 gereedkomend _]1_ aanleg 1 rijbaan (2rijstroken)

43 aanleg Zerijbaan (2 rijstroken) ~ aanleg 2 rijbanen (2x2 rijstroken)

20 aanleg 2 rijbanen (2;0;3rijstroken)

~ ...erbreding tot 2JL:3 rijstroken • uitbreiding veerhaven

na 1977 gereedkomend

~ aanleg 2e rijbaan (2rijstroken) - _l_ aanleg nieuwe wegen

niel genummerde wegen z Ijn geenwegen van hetRijkswegenplan

."=:",, door derden danteleggen wegen

100''''

...

Fig. 1.1

Het Rijkswegenplan 1968 (uitvoeringsprogramma 1973-1977)

baan. Bij het ontbreken van het zandbed in de aardebaan is de ondergrond de natuurlijke ondergrond. Zie voor een overzicht van de ondergrond en de opbouw van het weg-lichaam figuur 1.2. Als de natuurlijke ondergrond niet geschikt is, d.w.z. geen voldoende drainerend vermogen en/of onvoldoende draagkracht bezit om het weglichaam te dragen, moet er geheel of gedeeltelijk verbeterd worden. Dat kan door vervanging van de ondergrond door zand, hetzij door ontgraven of wegbaggeren, hetzij door weg-persen en weer aanvullen.

Fig. 1.2

De opbouw van het weglichaam

WEGLICHAAM

NATUURL'JKE '11

ONDERGROND

I

Aan de aardebaan worden eisen gesteld ten aanzien van: - dikte

- draagvermogen en dichtheid - drainerend vermogen

- weerstand tegen vorstinvloeden.

De dikte van de aardebaan wordt bepaald op basis van de aard van de natuurlijke ondergrond, de vorstindringing, de ligging van de grondwaterstand en de capillaire stijg-hoogte van water. Het bovenste deel van het zand bed - voor Rijkswegen tot I m beneden het oppervlak van het wegdek - moet bestaan uit materiaal dat niet gevoelig is voor vorst en opdooi. Zie 'Eisen Rws. 1972' (literatuur-lijst).

Het draagvermogen en de dichtheid van de aardebaan zijn

van zeer groot belang voor de houdbaarheid en de duur-zaamheid van het gehele weglichaam. Het draagvermogen hangt, behalve van de soort zand en het vochtgehalte, sterk af van de dichtheid. Aan de in de weg te bereiken dichtheid worden eisen gesteld door een bepaalde ver-dichtingsgraad teverlangen ten opzichte van de maximum

laboratorium-verdichtingsproef bepaald (zie 'Eisen Rws. 1972'). Door het aanbrengen van drainage in de aardebaan kan een stijging van het vochtgehalte, welke nadelig is voor het draagvermogen, worden voorkomen.

1.2.2 Stabilisatie

Bij sommige zandsoorten biedt het zandbed, vooral bij lage vochtgehalten, door de minder gunstige korrel-verdeling en korrelvorm weinig weerstand tegen verv or-ming. Dan is de bovenste laag slecht te verdichten terwijl het aanbrengen van de fundering moeilijkheden onder-vindt door spoorvorming tengevolge van het bouwverkeer. In die gevallen kan tot stabilisatie van het zand worden overgegaan, teneinde een goede werkvloer te verkrijgen

voor het aanbrengen van de volgende lagen van het weg

-lichaam.

Stabiliseren wil zeggen: het zodanig veranderen van de mechanische eigenschappen van de grondlagen, dat zij onderverschillende weersomstandigheden voldoende weer -stand bezitten tegen vervorming tengevolge van verkeers -lasten. Stabilisatie van de grondslag beoogt dus een ver-hoging van de hoek van inwendige wrijving en van de cohesie.

Stabiliseren kan op de volgende wijzen plaatsvinden:

- mechanisch, d.w.z. door het optimaal verdichten van het materiaal;

- fysisch-mechanisch, een verbetering inhoudend van de korrelopbouw in kombinatie met de mechanische ver

-dichting;

- chemisch-fysisch, dat is het mengen van het materiaal met een bindmiddel:

a. hydraulisch met cement;

b. bitumineus met teer, asfaltbitumen of as faltbitumen-emulsie.

De methode die in Nederland het meest wordt toegepast is stabilisatie met cement, en wel in laagdikten van 0,12 tot 0,40 m. Hierbij wordt een hoeveelheid cement, 140 tot 200 kg per m' zand, onder toevoeging van water intens

gemengd.Dit kan plaatsvinden op de baan('mix-in-place')

of in een mengmachine ('mix-in-plant'). De'mix-in- place'-methode komt in Nederland het meest voor. De zand

-cementstabilisatie dient verhard te zijn vóór de volgende lagenworden aangebracht.

1.2.3 Verharding 1.2.3.1 INLEIDING

Onder de verharding verstaat men het gedeelte van het weglichaam dat ten behoeve van het verkeer is verhard en uit één of meer lagen bestaat. De verharding kan bestaan uit een deklaag, verdeeld in een boven- en een onderlaag, een tussenlaag en een fundering. Afhankelijk

van de verkeersbelasting, de aard van de ondergrond en de te kiezen verhardingsmaterialen kan de tussenlaag of

kunnen de tussenlaag en fundering beide vervallen. Soms

bestaat de deklaag uit één enkele laag. Zie figuur 1.2.

1.2.3.2 FUNDERINGEN

De funderingen dienen als basis voor de tussen- en dek -laag. Zij zijn naar hun eigenschappen te verdelen in twee hoofdtypen :

- de flexibele funderingen, die bestaan uit puin, hoog-ovenslakken, steenslag, mijnsteen en lava, of uit bitu-mineus gebonden materialen;

- de stijve funderingen, die bestaan uit schraal beton of

zandcement.

De flexibele funderingen worden, als ze bestaan uit onge-bonden funderingsmaterialen, aangelegd in laagdikten

van 0,I

°

tot 0,40 m. De verdichting ervan vindt plaats

met zware funderingswalsen van 10 tot 15 ton; meestal

stalen driewielwalsen.

De funderingslaag van bitumineus gebonden materialen kan bestaan uit een laag grindasfaltbeton, zandasfalt of

een steenslaglaaggepenetreerd met asfaltbitumen of vlo ei-bitumen.

Bij het flexibele funderingstype kunnen bepaalde zettingen

van de aardebaan gevolgd worden zonder dat sc

heur-vorming optreedt. Daardoor vermindert weliswaar het rijkomfort, maar de weg wordt niet vernield. Vooral de bitumineuze funderingslagen worden na aanleg als tuss en-fase gebruikt o.a. voor de ontsluiting van woonwijken.

Later, na voltooiing van de wijk, worden de tussen- en de deklaag aangebracht.

De stijve funderingen kunnen vooral worden toegepast op die plaatsen waar weinig zettingen te verwachten zijn. Of als fundering van een tussenlaag van ongebonden materiaal, bijvoorbeeld steenslag ingewassen met zand. Dan ontstaat de zogenaamde 'sandwichkonstruktie',

1.2.3.3 TUSSENLAGEN

In principe kan met eentussenlaag elke laagworden aa

n-geduid, die tussen twee lagen van een andere s

amen-stelling wordt aangebracht. In de praktijk wordt onder de tussenlaag verstaan de bitumineuze laag, die tussen de al

of niet bitumineuze funderingslaag en de deklaag aan -wezigis.Zo komt bij deaanleg van Rijkswegen onder de deklaag meestal een laag grindasfaltbeton als tussenlaag

voor. Soms betreft het meer dan één laag. In bepaalde

gevallen kan de tussenlaag zelfs vervallen en zal de dek-laag direkt op de fundering worden aangebracht. Het doel

van de tussenlaag is:

- hetverhogen van desterkte van de wegkonstruktie ;

- eenverhoging van devlakheid van de deklaag;

- het verkrijgen van een geleidelijke overgang vans terkte-eigenschappen van de fundering naar desterke deklaag.

1.2.3.4 DEKLAGEN

De deklagen zijn te onderscheiden in de onder- en de bovenlaag.

Onder de onderlaag verstaat men de 'binder' of bindlaag, gelegen tussen de bovenlaag en de tussenlaag. De binder, een open asfaltbeton, isde laatste afwerklaag voordat de bovenlaag wordt aangebracht. Bij het aanbrengen van de binder moet dan ook naar de hoogste mate van vlakheid worden gestreefd, daar korrekties in de laagdikte van de bovenlaag ongewenst zijn. De binder dient voorts als v

er-ankering (haakweerstand) voor de bovenlaag en tenslotte

om de verschillen in de mechanische eigenschappen van de bovenlaag en de tussenlaag te overbruggen. De onder

-laag wordt meestal uitgevoerd in laagdikten, variërend

van 30 tot 50 mrn.

Onder de bovenlaag wordt verstaan de uiteindelijk zicht

-bare asfaltlaag die door het verkeer wordt bereden. De bovenlaag wordt ook weltoplaaggenoemd. Omdat deze bovenlaag direkt aan de invloed van de verkeerskrachten en aan de atmosfeer is blootgesteld, moet aan hoge eisen

worden voldaan. Daardoor zal deze laag tevensde duurste in de konstruktie zijn. De gestelde eisen hangen sterk af

van de soort weg. Voor wegen met snelverkeer gelden hogere eisen ten aanzien van de vlakheid dan voor wegen insteden.In hetalgemeen moet aan eisenworden voldaan op het gebied van: slijtvastheid, weerstand tegen verv or-ming,weerstand tegenasmosferische invloeden, stroefheid,

HOOFDSTUK 2

Materialen

2.1 INLEIDING

Bitumineuze mengsels zijn voor het grootste gedeelte samengesteld uit steen, zand en vulstof, tezamen vormend het mineraal aggregaat. Behalve de juiste samenstelling hiervan spelen de verschillende eigenschappen van de af

-zonderlijke materialen een belangrijke rol in het mecha

-nisch-fysisch gedrag van het wegdek. Zacht gesteente en onjuiste korrelvorm kunnen leiden tot verbrijzeling onder

het verkeer; anderzijds moet de te gebruiken steenslag voldoende weerstand tegen polijsten bieden om gladheid tevoorkomen. Verontreinigingen in het zand en chemisch zuur gesteente verminderen de hechting van het bitumen

enkunnen daardoor, evenals een te grote watergevoelig

-heid van de vulstof, aanleiding geven tot desintegratie van het wegdek.

Hoewel het gehalte aan bitumineus bindmiddel ten op

-zichte van het mineraal aggregaat betrekkelijk gering is, bepaalt dehoeveelheid en zeker ook de kwaliteit hiervan

in hoge mate het gedrag van debitumineuze konstruktie.

De eisen, waaraan de grondstoffen en de daarmee samen

-gestelde asfaltmengsels moeten voldoen, zijnin normen en

voorschriften vastgelegd. Voor de werken van de R ijks-waterstaat gelden de eerder genoemde 'Eisen door de

Rijkswaterstaat gesteld aan bouwstoffen voor de wegen -bouw 1972'.Deze'Eisen Rws. 1972' wordenwat de grond

-stoffen betreft veelaldoor andere instanties overgenomen. Voor de samenstellingen van de mengsels worden voor toepassingen op andere soorten wegen of als gevolg van

andere technologische inzichten ook afwijkende voor

-schriften gehanteerd.

De uitvoering van de proeven voor bitumineuze bouw-stoffen zijn vermeld in de Nederlandse norm NEN 1013 'Keuring van bitumineuze bouwstoffen, K.V.B.B. 1962' (zie literatuurlijst). De in deze norm vermelde eisen voor de bitumineuze bindmiddelen wijken af van die van de 'Eisen Rws. 1972'. In de aanstaande herziene uitgave van de K.V.B.B. zijn deze eisen weer gelijkluidend. Op ditmoment moeten de 'Eisen Rws.1972'worden gebruikt. 2.2 HET MINERAAL AGGREGAAT

2.2.1 Herkomst

2.2.1. 1 NATUURLIJKE GESTEENTEN

De onderdelen, waaruit de aardkorst IS opgebouwd,

alleen uit harde graniet of kalksteen, maar ook o.a. uit klei, zand, veen en andere bestanddelen bestaat, zijn dit dus alle gesteenten, ongeacht hun hardheid of vastheid. De gesteenten kunnen in drie groepen worden

onder-verdeeld:

- stollingsgesteenten

- afzettingsgesteenten

- metamorfe gesteenten.

Stollingsgesteenten, die een zeer groot gedeelte van de

aardkorst opbouwen, ontstaan door stolling uit een magma, een gloeiend-vloeibare gesmolten massa. Men

onderscheidt de stollingsgesteenten niet alleen naar hun mineralogische samenstelling,maar ookvolgenshunvoor

-komen in de aardkorst.

Dieptegesteenten zijnop vrij grote diepte in de aardkorst gestold, vaak gelijktijdig in enorme massa's. Door het langzame uitkristalliseren hebben zij een grofkorrelige

struktuur gekregen. Dit zijn o.a.: graniet, syeniet, dioriet en kwartsdioriet.

Ganggesteenten stollen in gangen en spleten dichter bij het aardoppervlak. Door de snellere afkoeling zijn deze gesteenten fijnkorrelig. Belangrijkevoorbeelden zijn: gra

-niet, syenietporfier, porfier, diorietporfieriet en gabbro. Uitvloeiingsgesteenten zijn vulkanische gesteenten, die

aan het aardoppervlak stollen. Door de zeer snelle af-koeling zijn deze gesteenten nog fijnkorreliger en soms

zelfsglasachtig van struktuur. Voorbeelden hiervan zijn: diabaas, melafier, basalt, kwartsporfier en porfieriet. Afzettingsgesteenten of sedimenten ontstaan door ver

-weringvan gesteenten die aan de oppervlakte voorkomen. Het puin wordt door water en soms wind weggevoerd en op een andere plaats weer afgezet. Onder druk of door

verhitting vindt daarna eenverharding plaats. Sedimenten worden in meer of minder dikke lagen horizontaal a fge-zet. Zij zijn gemakkelijk herkenbaar aan hun wisselende

samenstelling.

Voor de wegenbouw zijn in deze groep de grauwacke,

kwartsiet, harde kalksteen en dolomiet goed geschikt.

Onbruikbaar isbijvoorbeeld kalkmergelvanwege het hoge

kleigehalte.

Metamorfe gesteenten ontstaan uit stollingsgesteenten of

afzettingsgesteenten onder hoge druk enveelal hoge tem-peraturen. Vaak voert deze metamorfose tot verbetering

van de oorspronkelijke gesteentestruktuur, veelal echter ook tot verslechtering doordat onder gerichte druk een gelaagde struktuur kan ontstaan. Goed bruikbaar zijn hier gneis, amfiboliet en hoornblende.

2.2.1.2 KUNSTMATIGE TOESLAGSTOFFEN

Bij debereiding vanstaal indehoogovenskomen slakken

vrij, die door een bepaalde behandeling langzaam a

f-koelenenuitkristalliseren. Ook bij de bereiding vanandere metalen komen hoogwaardige slakken vrij. Mineral o-gisch komen zij ongeveer overeen met de stollingsgestee

n-ten. Snel afgekoelde slakken vertonen een glasachtige struktuur en zijn voor de asfaltwegenbouw ongeschikt.

De chemische samenstelling is afhankelijk van de toe

-gepaste toeslagstoffen bij de staalbereiding. Slakken zijn

vaak zeer poreus en verlangen in mengsels relatief veel bindmiddel.

De als vulstof zeer veel toegepaste vliegasis afkomstig van elektriciteitscentrales uit Nederland, Duitsland en

België. De onbrandbare bestanddelen in de steenkool

worden door afscheiders uit de rookgassen gevangen. Het

belangrijkste bestanddeel in desamenstelling van de vlieg

-assen wordt gevormd door siliciumoxyde.

Kalksteenmeel en kalkhydraat worden eveneens hier te

lande als vulstof toegepast. Als grondstof dient hier kalk -steen, gewonnen uit groeven in Nederland (Winterswijk),

Duitsland (o.a. Rheine) en België. Deze vulstoffen be -horen dus tot de natuurlijke gesteenten.

Voor de bereiding van het kalksteenmeel wordt de kalk

-steen uit de groeve gebroken en na droging tot de ge-wenste afmetingen fijngemalen. De aldus verkregen vul -stofdeeltjes zijn conglomeraten van kalkkristallen. Zij

zijn rondhoekig vanvorm.

2.2.2 Eigenschappen

De hechting van het bitumineuze bindmiddel aan het ge-steente is van groot belang. Gladde, dichte breukvlakken

en zuur reagerende gesteenten leverenin dit opzicht vaak moeilijkheden op. Het bitumineuze bindmiddel is in

wezen een zwak zuur en hecht daarom minder op zure gesteenten met een relatief hoog gehalte aan silicium

-oxyde, zoals kwarts, kwartsporfier, graniet, syeniet en gneis. Verschillende porfiersoorten, melafier en gabbro reageren basisch tot zuur terwijl gesteenten als kalksteen, basalt, dolomiet en diabaas met een geringer gehalte aan

siliciumoxyde basisch reageren en daardoor goede hech -tingsmogelijkheden bieden.

Bij gebroken steenslag dient de korrel zoveel mogelijk kubusvormig tezijn. Dezebiedt dan degrootst mogelijke

weerstand tegen verbrijzeling en geeft een betere haak -weerstand aan het mengsel. Hoewel destruktuur van het gesteente en het type steenbreker hierop van invloed zijn blijkt vooral een te grote mate van verbrijzeling in de laatste fase van het produktieproces de belangrijkste oor

-zaakvan een minder goede korrelvorm te zijn.Nederlandse steenslag (gebroken riviergrind) bezit een goede korrel -vorm. De Belgische porfier uit Quenast is vaak staaf -vormig en daardoor minder gunstig van vorm. De zog e-naamde dubbel gebroken steenslag heeft deze bezwaren echter niet.

Hoogovenslakken voor asfaltmengsels dienen kalk- en ijzerbestendig te zijn.

Zand voor bitumineuze mengsels moet natuurlijk kwart

s-zand zijn.

Er zijn een aantal oorzaken aan te wijzen,waardoor be

-paalde materialen minder of geheel niet geschikt zijnvoor

dewegenbouw.

Glimmer, vochthoudende aluminiumsilicaten, vormen gelaagde kristallen die gemakkelijk te splijten zijn. Een hoog glimmergehalte vermindert de drukvastheid van het materiaal. Bepaalde glimmergroepen zijn niet bestand tegen weersinvloeden. Veldspaten zijn kiezelzure alkali-alumi

-niumsilicaten, die kleine kristallen vormen met een heldere rode of groene kleur. Verweerde veldspaten vertonen een dofgrijze kleur en zijn evenals kleimineralen in het

ge-steente ongewenst.

De struktuuropbouw van het gesteente dient gelijkmatig te zijn. Bij graniet kunnen afzonderlijke te grove kwart

s-korrels vaak niet voldoende in de struktuur opgenomen

worden, waardoor zij een ongunstige invloed op de

drukvastheid uitoefenen.

Poreuze gesteenten zijn eveneensminder drukvast. Daar-naast bieden zijin de weg gelegenheid tot wateropname,

zodat ze bij optredende vorst kunnen stuk vriezen. Kleihoudende gesteenten worden door inwerking van

water zacht en kunnen in de weg zelfs aanleiding geven tot zwelvorming. Over het algemeen zijn watergevoelige materialen niet gewenst.

Organische verontreinigingen kunnen zwellen en mogen

leem bezitten hetzelfde euvel. Reeds kleine hoeveelheden hiervan in het materiaal kunnen tot een ongewenste watergevoeligheid van het asfaltmengsel leiden.

Kleihoudende materialen in de vulstof kunnen tengevolge van de inwerking van water zwel van het asfalt veroor-zaken. Kwartsachtige, hydrofiele gesteenten in vulstof kunnen eveneens aanleiding geven tot watergevoeligheid omdat zich onder bepaalde omstandigheden een water-filmpje tussen korrel en bitumenhuidje kan schuiven. Volgens de 'Eisen Rws. 1972' worden alleen materialen uit bekende goede groeven of steenbrekerijen toegelaten, die gaaf, hard en dicht zijn terwijl verontreinigingen zoals bovengenoemd niet mogen voorkomen. Ter beoordeling van de watergevoeligheidvan vulstof zijn aparte proeven opgenomen.

Tevens dient het materiaal bestand te zijn tegen atmos-ferische invloeden en voldoende weerstand tegen verbrij

-zeling te bieden. Aan laatstgenoemde eigenschap is een eisgesteld door het noemen van een maximaal verbrijze -lingspercentage, dat in de desbetreffende proef mag wor

-den aangetroffen.

De weerstand van het materiaal tegen polijsten iseen zeer belangrijke eigenschap voor steenslag, die in deklagen of voor oppervlakbehandelingen wordt gebruikt. Het glad

-worden onder het verkeer hangt behalve van desteensoort ook af van de grootte van de korrels. In de 'Eisen Rws. 1972' worden normen genoemd, waaraan steenslag voor deklagen op dit punt moet voldoen.

De beproeving gebeurt in een polijst toestel.Nadat de steen een bepaalde tijd aan polijsten isblootgesteld, wordt met het S.R.T.-toestel (Skid Resistance Tester) de overge

-bleven stroefheid van het monster bepaald. De gemeten stroefheidswaarden (polijstgetallen) kunnen van zandsteen (61) via porfier (57), graniet (53), hoogovenslakken (51) tot kalksteen (45)afnemen. Het polijstgetal moet tenminste 55 bedragen. Het S.R.T.-toestel wordt in 6.3 nader be

-sproken.

Vulstof bezit een aantal zeer belangrijke eigenschappen.

a. Als materiaal vult het de holleruimtein het steen-zand-mengsel op en vervolledigt als het ware de korrel

-verdeling van het mineraal aggregaat tot de aller

-kleinste afmetingen.

b. Samen met asfaltbitumen vormt vulstof het eigenlijke

blijkt deze hechting 3x zo groot te zijn als bij het pure bindmiddel.

c. Vulstof heeft een verstijvende werking op het bind

-middel. Hierdoor verbetert het visceuze gedrag van het bindmiddel en daarmee worden ontmengingsver

-schijnselen in hetasfaltmengsel voorkomen.

Bovenstaande eigenschappen hebben een positieve invloed

op de stabiliteit van het asfaltmengsel. Deaan het mengsel toe te voegen hoeveelheid asfaltbitumen wordt naast de hoeveelheid vulstof tevens bepaald door de holle ruimte,

die in de aanwezige vulstof voorhanden is. Vulstoffen met veel holle ruimte kunnen relatief veel asfaltbitumen

opnemen. Korrelverdeling, korrelvorm en opperv lak-textuur van de vulstofkorrels bepalen hoofdzakelijk het

opneemvermogen. Immers, zij vormen de faktoren die uiteindelijk het holle ruimtepercentage bepalen.

In de 'Eisen Rws. 1972' zijn de vulstoffen geklassificeerd

als middelsoort, zwak en zeerzwak, afhankelijk van het opneemvermogen.

Twee proeven staan aangegeven ter bepaling van dit op

-neemvermogen, namelijk:

- door menging met water voor het bitumengetal;

- door droge verdichting voor het poriënvolume.

Voor de op deze manieren bepaalde holle ruimte staan in de 'Eisen Rws. 1972' de grenzen aangegeven die voor de

verschillende vulstofsoorten gelden. Het bitumengetal is

daarbij primair gesteld. Alleen in die gevallen, waarin de bepaling van het bitumengetal moeilijkheden oplevert, is

de eisten aanzien van het poriënvolume van kracht.

2.2.3 Afmetingenen toegepastematerialen

Het mineraal aggregaat wordt naar de korrelafmetingen

onderverdeeld in:

- de steenfraktie : materiaal groter dan 2 mm - de zandfraktie: materiaal tussen 63 urn en 2 mm - de vulstoffraktie: materiaal kleiner dan 63 urn

De hier genoemde zeefmaten zijn ontleend aan de norm NEN 2560 'Controlezeven' (zie literatuurlijst), waarin

o.a. de draadzeven van 45 urn tot en met 2,8 mrn en de

plaatzeven metvierkante gaten C4 tot en met CI25 nader

zijn beschreven.

2.2.3.1 DE STEENFRAKTIE

grootste korrelafmeting afhankelijk is van de laagdikte waarin het wordt verwerkt. Het gebroken materiaal en het (ronde) grind worden over verschillende zeven

uitge-zeefd in zeeffrakties, die daarna in de gewenste verhou

-dingen bij elkaar worden gevoegd om aan de vereiste korre/verdeling van het materiaal van voorgeschreven a f-metingen te kunnen voldoen.

Steenslag engrind vanverschillende afmetingen zijnin de handel verkrijgbaar. Voor deze'handelsmaten' zijn in de 'Eisen Rws. 1972'voorschriften opgenomen, waaraan de korrelverdelingen dienen te voldoen.

Om een kontinue korrel opbouw in steenslag (grind) te waarborgen is een onderverdeling van meerdere frakties van bepaalde afmetingen in devoorschriften opgenomen. Bij zeefanalyses dienen de gevonden frakties binnen de in tabel 2.1 en in tabel 2.2 aangegeven massapercentages te liggen. In vergelijkingmet grindgeeftsteenslag verhoging

van de stabiliteit van eenasfaltmengsel.

Tabel 2.1 Korrelverdeling voor steenslag

Aanduiding

2/5 2/8 3/10 5/15 5/18 5/20 5/25

massapercentage

min. max. min. max. min. max. min. max. min. max. min. max. min. max.

0 0 10 20 0 0 0 5 15 35 0 0 5 0 5 10 30 0 0 5 10 30 30 60 35 70 50 80 0 0 5 10 30 35 70 60 90 60 90 70 90 0 5 20 40 35 70 60 90 85 100 85 100 95 100 5 25 35 70 65 90 85 100 95 100 95 100 30 65 65 90 85 100 95 100 70 100 85 100 95 100 95 100 95 100 Materiaal op zeef C31,5 C22,4 C20 CI6 CII,2 C8 C5,6 C4 2,8 mm 2mm I mm

Tabel 2.2 Korrelverdeling voor grind Aanduiding

5/20 5/30

Materiaal massapercentage massapercentage

op zeef min. max. min. max.

C45 0 C31,5 0 5 C22,4 0 CI6 0 10 Cll,2 20 60 30 80 2mm 95 100 95 100

Aan split en pare/grind voor oppervlakbehandelingen worden soortgelijke eisen gesteld als aan steenslag en grindvoor bitumineuze mengsels. Voor het doel waarvoor zij gebruikt worden iseen gedrongen korrelverdeling ver-eist.

Tabel 2.3 Korrelverdeling voor split en parelgrind

voor oppervlakbehandeling

Materiaal Massapercentage Aanduiding door leef op zeef min.

Split 3/6 C5,6 2,8mm 80 4/8 C8 C4 90 6/12 CII,2 C5,6 90 8/16 CI6 C8 90 Parelgrind 2/5 C5,6 2mm 80 2/8 C8 2mm 80 2/16{ C16 2mm_C5,6 90₆₀

Voor zowel steenslag alssplit mag het aantal ongebroken stukken ten hoogste 2%bedragen; het gehalte aan ronde en platte stukken maximaal 5%.Het gehalte aan minerale deeltjes door zeef 63 urn mag ten hoogste 1

%

bedragen. De in Nederland meest gebruikte soorten steenslag zijn:

porfier uit België (Quenast) en Duitsland; Grès d'Ivoir, een zachtere porfiersoort uit België; basalt; kalksteen; hoogovenslakken; gebroken grind uit de rivieren als Nederlandse steenslag en moraine-split. Het laatste is af-komstig uit de steenmorainen van Zwitserland en Duits -land. Het gebroken materiaal bevat nogal wat kalkstof wat de hechting van bitumen ten goede komt. Korrelvorm en weerstand tegenverbrijzeling zijn echterwat minder dan dievan de Nederlandse steenslag.

2.2.3.2 DE ZANDFRAKTIE

Deze fraktie kan bestaan uit één zandsoort of uit een mengsel van meerdere soorten. De korrelverdeling speelt een grote rol ten aanzien van de stabiliteit en de holle ruimte in het asfaltmengsel. Een éénkorrelige verdeling heeft een nadelige invloed op destabiliteit en veroorzaakt hoge holle ruimtepercentages in het asfaltmengsel. De korrelverdeling van het zand kan dwingend worden voorgeschreven, zoalsdit het geval is voor dichtasfaltbeton

in de 'Eisen Rws. 1972'. Als geen eisen voor de korrel-verdeling bestaan, zal viaeen laboratoriumonderzoek een

zandmengsel worden gekozen, waarmee op een zo ekono

-misch mogelijke manier aan de voor het asfaltmengsel gestelde eisen kan worden voldaan. Hiervoor staan de wegenbouwer verschillende soorten zand ter beschikking. In de eerste plaats het fijne, ronde duinzand, dat zeer één-korrelig is;m.a. w.de zandkorrels zijnalle nagenoeg even

groot. Ongeveer 60à70%gaat door dezeef 180urn,

Vervolgens het grovere rivierzand, waarvan deafmetingen

afhankelijk zijn van de winplaats in de rivieren. Aan de bovenloop van de grote rivieren zal zich door de hogere

stroomsnelheid grind en grof zand afzetten. Meer ... zeewaarts zal tengevolgevan de afnemende stroomsnelheid

het fijnere zand worden aangetroffen. Zand uit de bove n-loop van deRijnisbijvoorbeeld zeer grof; het bevat 60à

70% korrels groter dan 500 urn. IJsselzand daarentegen is veel fijner; het bevat niet meer dan 30 à 40% korrels groter dan 500 urn.

Praktisch overal in Nederland komt in de bodem zand

voor, dat deelsgebruikt kan worden voor de bereidingvan

asfaltmengsels. Aan dit zand geeft men allerlei bena -mingen, zoals: duinzand, fijnzand, heidezand, bergzand.

graafzand enz.De korrelverdeling is van plaats tot plaats verschillend. Dat kan ook gelden voor zandsoorten uit dezelfde zandput.

Grindzand, mengsels van grind en zand, komen vrij veel in het oosten en zuiden van het land voor; ook hier weer met wisselende korrelverdelingen. Bijvoorbeeld met

grind-gehalten van 20 tot 80%. Uiteraard zijn deze grindz and-mengsels, mits niet verontreinigd, uitstekend geschikt

voor het maken van grindasfaltbeton. Door bijmenging

van grind of zand kan het gewenste percentage bereikt

worden. Het zand is een afzettingsgesteente, dat door

verschillende krachten in de natuur zijn afmetingen en korrelvorm heeft gekregen. De meeste gegraven zanden hebben een redelijk scherpe vorm; duinzand daarentegen

is onder invloed van dewindvrijrond geslepen.Desame

n-stelling van het zand komt overeen met dievan het moede r-gesteente. In Nederland heeft men overwegend met

kwartszand te doen. De allerfijnste bestanddelen van het

gegraven zand kunnen vaak uit klei en leemmineralen bestaan.

Brekerzand wordt in de steenbrekerijen vervaardigd door

grind, porfier enz. tot de gewenste afmetingen te breken. Het is scherpkantig en wordt uit ekonomische overwe

-gingen alleeninmengsels toegepast, die eenhogestabiliteit

C/inker bestaat uit gegranuleerde en gemalen slakjes (o.a.

vuilverbrandingsslakken van Amsterdam) enverleent ev

en-alshet brekerzand aan deasfaltmengsels hogestabiliteiten.

Ook gemalen hoogovenslakken kunnen als zandfraktie worden gebruikt.

In de 'Eisen Rws. 1972' isbepaald, dat zand voorasfa lt-mengselsten hoogste 5%aan deeltjes kleiner dan 63 urn mag bevatten. De zeefrest opzeef 2 mm mag ten hoogste 15%bedragen.

Voor het vastleggen van de korre/verdeling van het zand worden in de'Eisen Rws. 1972'vierzeven gebruikt, name-lijk de zeven 2 mm, 500 urn, 180urn en 63 urn. Dezand -fraktie van 2 mm tot 63 urn wordt hierdoor dus in drieën gedeeld. Voor dicht asfaltbeton moet zand A of zand B of brekerzand worden gebruikt. Zand A moet zijn natuur -lijk zand of een homogeen mengsel van twee of meer natuurlijke zandsoorten. Zand B moet zijn een homogeen mengsel van fijn natuurlijk zand en brekerzand in een massaverhouding van één deel rondkorrelig zand tegen twee delen brekerzand.

Tabel 2.4 Korrelverdeling van dezandfraktie 2 mm-63 iJ.m Materiaal Zand A Zand B

massapercentage massapercentage door zeef op zeef gewenst grenzen gewenst grenzen 2mm 500iJ.m 25 10-50 40 20-60 500 iJ.ffi 180iJ.m 40 30-60 30 20-50 180iJ.ffi 63 iJ.m 35 20-45 30 20-50

De verhouding van de drie frakties 2 mm-500 urn, 500 Ilm-180 urn en 180 Ilm-63 urn kan worden weergegeven door een punt in dezogenaamde zanddriehoek, een gelijk-zijdige driehoek. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de eigenschap, dat desomvan de drie loodlijnen uit een punt in een gelijkzijdige driehoek gelijk is aan de hoogtelijn. Loodrecht op de basis wordt het percentage tussen 2 mm en 500 um uitgezet; op deschuine zijde rechts het percentage tussen 500 urn en 180 urn, opde schuine zijde links het percentage tussen 180 urn en 63 urn.

In figuur 2.1 staan de voor zand A en zand B vermelde grenzen aangegeven met tevensde gebieden van eenaantal

zandsoorten.

Met behulp van dezanddriehoek kan de mengverhouding

van twee zandsoorten worden bepaald, waardoor een mengsel wordt geleverd, dat zo goed mogelijk aan de voor zand A of B gestelde eisen voldoet. Ter v

erduide-Fig. 2.1

Zanddriehoek voor zand A enzand B

lijking volgt hieronder een voorbeeld. Hierin wordt de verhouding bepaald waarin een grof rivierzand en een fijn zand moeten worden gemengd om de gewenste korrel-verdeling van zand A zo goed mogelijk te benaderen.

Os.

o,~--~--~---,~-4~--~~~--o~~~--o~v---o~~~--~~--~ PERCENTAGEDOORZEEF 2mm

OP ZEEF500"vm

Zeefproeven van monsters van de beide zandsoorten gaven het volgende resultaat. De analyses worden omgerekend tot procentuele verhoudingen.

Tabel 2.5 Zeefanalyse in massaprocenten

door zeef op zeef rivierzand fijn zand 2mm 9 0 2mm 500 [Lm 53 } 58,9 3q 6,4 500[Lm 180[Lm 30 33,3 34,0 180[Lm 63 urn 7 7,8 56 59,6 63[Lm 1 6 100 100 100 100

De desbetreffende ligging in de zanddriehoek isin figuur 2.2 met R en F aangegeven. Ieder mengselvan deze za nd-soorten zal op de verbindingslijn RF liggen.De gewenste of 'ideale' korre/verdeling wordt weergegeven door het punt I.Laat men nu uit het 'ideale' punt I een loodlijn IM op RF neer, dan ishet mengsel M het dichtst bij het ideale punt gelegen. De mengverhouding van de beide zandsoorten is omgekeerd evenredig met de afstand van het zand tot M. Aangezien MR: MF=4:3 zijn dus 3 delen rivierzand en 4delen fijn zand te mengen.

Fig. 2.2

Zanddriehoek : mengverhouding van twee zandsoorten

Natuurlijk is het ook mogelijk de korrelverdeling in een rechthoekig assenstelsel uit te Zetten.Op de vertikale as

100 90 I

1:::-::±:::

I I _./r ,

L

/

I I I rF'JN ~RIVIERZAND , ZAND I

V

,

1/

I

L

/

I

/

I

_L

:

,

/

I

/

,I

:

/

L

I

L1

~ II o 10 Fig. 2.3 Zeefdiagrammen a. zeefopeningen in log-schaal u, w 80 w N W 70 o '" 60 o 050 o 0' 40 <l: V1 30 V1 ~ 20 2: 10 ::J U 0 63 /A.m 125 180 250 500 20 u, uJ 30 uJ N 40 ~ 50 IS 60 0' <l: 70 V1 V1 80 ~ 902: ::J 100 u 2 28 C4 100 90 u, W 80 w N 70 w 0 cr 60 0 0 50 0 0' 40 <l: 30 V1 V1 <l: 20 2: 2: 10 b. zeefopeningen in wortelschaal ::J

u 0 I _Lr:

l=-:::

~ I

L

L

I ~F'JN ZAND ~ RIVIERZAND V: L_

I

I

L

I I

L

I L I

/

:

L

I

)' ... I I 1 63 180: 500 1 2 2,8 C o 10 20 lL w 30w N 40 ~ 50 IS 60 0' <l:

,

0

V1 Vl 80 ~ 90 :;' ::J 00 U 4 125 250 ~m

worden de cumulatieve zeefpercentages uitgezet, op de

horizontale as de zeefopeningen, meestallogarithmisch of

in de wortel schaal. Figuur 2.3 geeft van beide een

voor-beeld. Desgewenst kunnen meerdere en ook andere

zeef-maten worden gebruikt, vooral indien een fijner verdeelde

zeefanalyse gewenst is.

2.2.3.3 DE VULSTOFFRAKTIE

Deze wordt voornamelijk geleverd door fabrieksmatige

vulstof. In 2.2.3.2 is reeds vermeld dat slechtseen beperkt

vulstofpercentage uit het zand mag worden verkregen.

Vliegassen leveren materiaal voor alle soorten vulstof.

Fabrieksmatig worden door mengingde gevraagde soo r-ten met een konstant opneemvermogen bereid. Zeer

zwakke vulstof moet volgens de 'Eisen Rws. 1972' ten-minste 25 massaprocenten calciumcarbonaat bevatten.

Vulstoffen van kalksteenmeel zijn zwak ofzeer zwak.Door het 'sterke' kalkhydraat bij te mengen kan de vulstof op de gewenste sterkte worden gebracht. Kalksteenmeelv

ul-stof uit Rheine (Dld.) wordt onder aanduiding van de mengverhouding kalksteenmeel-kalkhydraat op de markt gebracht. De vulstoffen 100-0, 90-10 en 80-20 zijn zeer

zwak tot zwak; 40-60 en 50-50 zijn middelsoort. Het

eerste getal geeft het massapercentage kalksteenmeel aan.

Verder worden kalksteenmeelvulstoffen aangetroffen, die

door toevoeging van sterkere vliegassen tot het gewenste

opneemvermogen worden gebracht. Vulstofsoorten zoals cement, asbestpoeder, schelpkalkbloem e.d. worden in Nederland slechts inzeer beperkte mate toegepast. Voor de korrelverdeling van vulstoffen worden alleen de

zeefrest op de zeef 2 mm (0%)en de zeefrest op de zeef

63 urn (max. 25%) aangegeven. Voor de verdere ko

rrel-verdeling onder 63 urn worden geen eisen gesteld. Zeef

-analyses in dit gebied kunnen slechts met behulp van bijzondere apparatuur worden uitgevoerd.

Vliegasvulstoffen zijn enigszins éénkorrelig terwijl ka

lk-steenmeelvulstoffen een meer gespreide korrelopbouw

bezitten.

De 'Eisen Rws. 1972' vermelden verder, dat de vulstoffen

dienen te worden geleverd met een certificaat S.

v.

c.

(Stichting Vulstof Controle). In deze stichting werken

overheid, aannemers enleveranciers vanvulstoffensamen. De leverancier verklaart in het certificaat, dat de door

hem geleverde vulstof onvoorwaardelijk aan de gestelde

eisen voldoet. Hij verleent deze garantie op grond vaneen

Fig. 2.4

Benamingen van bitumineuze materialen

2.3 BITUMINEUZE BINDMIDDELEN

2.3.1 Aard

Bitumineuze bindmiddelen zijn produkten opgebouwd uit mengsels van koolwaterstofverbindingen, waarbij in meer of mindere mate ook zuurstof, stikstof en zwavel

aan-wezig kunnen zijn. AI naar gelang hun bereidingswijze komen zebijkamertemperatuur voor invaste, dik of dun -vloeibare vorm en zijn geheel oplosbaar in zwavelkoolstof. Deze groep stoffen wordt aangeduid met de v erzamel-naam 'bitumen'. Mengsels van bitumen, afkomstig uit aardolie, en een mineraal materiaal, (bijv. zand en/of

steen)worden met de naam 'asfalt' aangeduid. Figuur 2.4 geeft een overzicht van de benamingen van de bitumineuze materialen.

BITUMINEUZE MATERIALEN

BITUMEN I ASFALT I TEER

I

PEK

I

ASFALTBITUMEN NATUURASFALT KUNSTMATIGMENGSEL

L

MEERASFALT

L

ASFALT KALKSTEEN NATUURL'JK ASFALTBITUMEN

I

ASFALTIETEN ASFALTBITUMEN UIT AARDOLIE GILSONIET GLANSPEK GRAHAMIET 2.3.2 Herkomst

Naar de herkomst kunnen de bitumina gescheiden worden in twee hoofdgroepen: asfaltbitumen en teer.

Asfaltbitumen wordt verkregen door destillatie van ruwe aardolie in de olieraffinaderij. Naast dit fabrieksmatig bereid asfaltbitumen komen in de natuur ook de natuur-asfaltenvoor ontstaan door eenalshet ware eeuwenlange natuurlijke destillatie van de ruwe aardolie, die naar het

oppervlak isontsnapt. De olieisontstaan door langzame bacteriologische omzetting van het op de zeebodem ge

-zonken plankton, een en ander onder hoge druk en onder afsluiting van zuurstof door een hierboven gevormde dichte laag. De aardolie isin deaardbodem opgeslagen in poreuze zand- of kalksteenlagen, die zowelaan de boven -alsonderzijde door dichte aardlagen (bijv. klei),zijn afge

-Fig. 2.5

Aardolie in de bodem

sloten. Door de bewegingen in de aardkorst zijn deze lagen gewelfd, zodat het aardgas, hoofdzakelijk methaan

(CH4), in de bovenzijde van de gewelven (anticlinalen)

aanwezig is. Hieronder bevindt zich dan de aardolie ter

-wijl het aanwezige zwaardere water de diepste steenporiën

(synclinalen) vult. Zie figuur 2.5.De leeftijd van aardolie

schat men op ongeveer 15 miljoen jaar.

BOORTORENS

1 GASHOUDENDE - 2 OLIEHOUDENDE - 3 WATERHOUDENDE- 4 AFSLUITENDE STEENLAAG

De tweede en hier te lande minder belangrijke groep bitumina wordt gevormd door de teren. Deze ontstaan door de destruktieve destillatie van organische, in de natuur voorkomende stoffen, zoals hout, bruinkool, turf, steenkool, enz.Deze uitgangsstoffen leveren ieder een eigen teersoort op. Menspreekt danookvan houtteer, bruinkool -teer, enz; Alleen desteenkoolteren zijn in ons land voor de wegenbouw van belang. Wanneer men spreekt van teer wordt dan ookin hetalgemeensteenkoolteer bedoeld. Bij de bereiding van lichtgas en cokes uit steenkool ont

-staat alsnevenprodukt ruwe teer.

2.3.3 Winning en fabrikage

2.3.3.1 ASFALTBITUMEN

De aardolie kan door breuk in de aardkorst door spleten

engangen naar deaardoppervlakte ontsnappen, waar het

zich in de diepere terreinplooien verzamelt. Ook kan de

oorspronkelijke aardolielaag door bepaalde omstandig

-heden met de buitenlucht in kontakt treden. In het alge

-meen verdampen de lichtere frakties van de aardolie en blijft het zwaardere residu over.

In het eerste gevalvormt zich een meer waaruit dit residu, innig vermengd met aardgas, water, mineralen enveront -reinigd door plantenresten, alsnatuurasfalt gewonnen kan worden. Een bekend voorbeeld van zo'n asfaltmeer is dat op het eiland Trinidad, waar na zuivering het Trinidad

-épurée wordt gewonnen met een gehalte van ongeveer 57% hard asfaltbitumen. In het tweede geval wordt natuurasfalt gewonnen uit poreuze kalk- en zandgesteen

-ten, diemet bitumen zijn doortrokken. Dergelijke forma -tiestreft men o.a. aan op het eilandBoetononder Celebes, bij Vorwohle in Duitsland en bij Val de Travers en Neuchàtel in Zwitserland. Ook in het nabije Oosten in

Irak zijn dergelijke bitumenhoudende lagen aanwezig. De Sumeriërs pasten reeds 2500 jaar voor Christus deze asfalten als bouwstof toe bij het metselen van tempels en het maken van bestratingen. Later raakten deze bouw

-stoffen in vergetelheid en eerst aan het eind vandevorige eeuw is door de ontwikkeling van de aardolie-industrie het asfaltbitumen als bouwstof weer toepassing gaan vinden.

De bovengenoemde asfalten zijn in vroeger jaren met bij

-menging van zachtere asfaltbitumina verwerkt in stam

p-en gietasfaltwegdekken. Tegenwoordig vinden zij in Nederland in de wegenbouw praktisch geen toepassing meer.

Voor devolledigheidzijn nog te vermelden de asfaltieten, die behoudens grove verontreinigingen, uit puur asfalt -bitumen van grote hardheid bestaan en voor de wege n-bouw ongeschikt zijn.Zij komenvoor in gangen enspleten van de aardkorst.

Het gelukte de Amerikaan Drake in 1859 alseerste door

boring inPennsylvanië in de V.S. aardoliete winnen, waar

-door het nu ook mogelijk werd door middel van destillatie zuiverder asfaltbitumen te verkrijgen. De aardolie als zo

-danig isnogniet bruikbaar en wordt in de olieraffinaderij door middel van een 'gefraktioneerde destillatie' verder bewerkt tot de bekende aardolieprodukten. Bij de destil

-latie speelt het kookpunt een rol. De methode berust op

het principe dat bijverwarming van de aardolie de frakties met het laagste kookpunt (benzine) het eerste verdampen; hierna volgen bij hogere temperaturen de frakties met steeds hogere kookpunten en als residu blijft het asfa lt-bitumen over. Door dele dampen binnen een bepaald kooktrajekt op tevangen enweeraf te koelen tot vloeistof ontstaan de gewenste produkten. Zo verkrijgt men de

Fig. 2.6

Bereiding van asfaltbitumen uitaardolie

benzine uit de oliefraktie, tussen 30°en 2000

e

in damp

-vorm overgaand; de tweede fraktie iskerosine (petroleum)

tussen 2000-3000

e

;

gasolie isde derde fraktie tussen de

300o-350o

e

en boven de 3500

e

volgen de s

meerolie-frakties. Om tevoorkomen dat door te hoge temperaturen

de destillatieprodukten struktuurveranderingen

onder-gaan, destilleert men het 'long residue' verder onder ve

r-minderde druk, waardoor de verschillende kookpunten

van de smeeroliën eerder en dus bij lagere temperaturen

(verschil meer dan lOO°C)kunnen worden bereikt.

r---GASOLIE

--SMEEROLIE

_'SMEEROLIE

_'SHORT RESIDUE:

ASFALTBITUMEN

Het overgebleven 'short residue' is het'destillatie bitumen'

of 'straight-run bitumen', dat in de wegenbouw wordt

toegepast. De hoeveelheid van dit asfaltbitumen hangt

zowel van de aard van de ruwe olie als van de kondities

(temperatuur en druk) van de destillatie af. Deze laatste

bepalen ook de konsistentie van het asfaltbitumen.

Naast het 'straight-run bitumen' komt ook geblazen en

gekraakt asfaltbitumen voor. Door het blazen van zachte

bitumina, waarbij bij een temperatuur van275

o

e

luchtdoor

het destillaat wordtgeblazen, vindt een oxydatie plaats en

verkrijgt men een hard asfaltbitumen, dat weinig

tem-peratuurgevoelig isen bijvoorbeeld voor dakbedekkingen

wordt gebruikt. Onder hoge druk en hoge temperatuur

kunnen vanzwaredestillaten de koolwaterstofketens wo r-denverbroken (kraken, in hetEngels 'cracking'). Daarbij

ontstaan enerzijds gassen(propaan en butaan) en benzine, anderzijds het kraakbitumen, dat voor de wegenbouw niet geschikt is.

2.3.3.2 TEER

Zoals eerder vermeld, is alleen steenkoolteer voor de

wegenbouw van belang. Steenkool wordt door middel van mijnbouw gewonnen. Na verdere behandeling bij de mijnen (breken, sorteren enz.) gaat de steenkool naar de

cokes- of gasfabriek, waar ze in gesloten retorten (kamers)

gedurende JO à 20 uur tot

±

1000°Cwordt verhit zonder toetreding van lucht. Hierdoor vindt tijdens dit ont-gassings-ofverkokingsproces geenverbranding, maar een

'droge' destillatie plaats, waarbij de teer met het gas o

nt-wijkt en decokes overblijft. Via verschillende koelinstalla -tieswordt deteer alseerste bestanddeel uit het gas afge -scheiden en samen met het vrijgekomen ammoniakwater

in de teerputten ter plaatse verzameld. Tengevolge van hun verschil in dichtheid vormt de zwaardere ruweteer,

waarin nog een geringe hoeveelheid water aanwezig is,de onderste laag. Deze gaat vervolgens voor verdere bewer

-king naar de teerfabrieken. Hier kan op verschillende manieren deop dat moment onbruikbare teer tot geschikte produkten, o.a. voor de wegenbouw, worden bewerkt. Als

eenvoudigste methode komt in de eerste plaats in aan

-merking de destillatie, waarbij het water en de lichte en gedeeltelijk ook de middelzware en zware oliën worden afgedestilleerd totdat het gewenste residu, de pek, is be

-reikt. Bij deze gedestilleerde teer is men natuurlijk af

-hankelijk van de oorspronkelijke ruwe teer. Enerzijds bezit de ruwe teer ongewenste bestanddelen enanderzijds kun

-nen bepaalde belangrijke stoffen in onvoldoende mate in het eindprodukt aanwezig zijn. Om toch aan de gestelde eisen te kunnen voldoen worden momenteel veelal teren toegepast die bereid zijn,d.W.Z.produkten, die kunstmatig uit de pek en deverschillende teerfrakties zijn opgebouwd.

Men heeft daarbij desamenstelling in de hand. 2.3.4 Samenstelling enstruktuur

Bij de aanduiding van de bitumineuze bindmiddelen is

reeds vermeld dat deze grondstoffen hoofdzakelijk zijn

opgebouwd uit koolwaterstofverbindingen, waarbij o.a. stikstof, zuurstof en zwavel aanwezig zijn. De grote v

er-scheidenheid in mengsels van deze verbindingen maakt het zeer moeilijk om de chemische samenstelling van

asfaltbitumen vast te stellen. Men heeft dan ook getracht met oplosmiddelen asfaltbitumen in verschillende frakties

tesplitsen, opdat bepaalde konklusies inzake de chemische

samenstelling en de eigenschappen van de stof konden

worden getrokken. De opbouw van asfaltbitumen kan

worden beschouwd als een colloïdaalsysteem. Hieronder

wordt verstaan eenzeerfijnverdeeldeoplossing vanvaste deeltjes in eenvloeistof. De deeltjesgrootte varieert tussen 0,I en 0,00 I urn.Devaste deeltjesnoemt men de asfa/tenen,

de vloeistof de malteenfase. De asfaltenen zijn gedefi

-niëerd alsdat deelvaneenasfaltbitumen, dat neerslaat bij het toevoegen van bepaalde oplosmiddelen. Het gehalte

aan asfaltenen hangt af van het gebruikte oplosmiddel. Men spreekt bijvoorbeeld van heptaan-asfaltenen en ether

-asfaltenen. De hoeveelheid en de aard van de asfalten en en de malteenfase, die afhangen van de soort aardolie en

de bereidingswijze, bepalen het reologisch gedrag van een

asfaltbitumen.

*

Zo neemt de temperatuurgevoeligheidvan asfaltbitumen toe, naarmate het gehalte aanasfaltenen lageris.Ook teer is als eensoortgelijk colloïdaal systeem te beschouwen. 2.3.5 Eigenschappen

2.3.5.1 ASFALTBITUMEN 2.3.5.1.1 Inleiding

Asfaltbitumen heeft een donkerbruine tot zwarte kleur. Het kan, afhankelijk van de bereidingswijze, bij kamer

-temperatuur (20°C) dikvloeibaar tot vast zijn. Bij hoge temperaturen is asfaltbitumen een vloeistof; bij lage temperaturen is het hard en bros. Het behoort daarom tot de thermoplastische stoffen. Asfaltbitumen is niet o p-losbaar in water en nagenoeg ondoordringbaar voor

water. Het ischemisch betrekkelijk inert, d.w.z. het rea

-geert niet of weinigmet andere stoffen. Het is nagenoeg

geheelof voor een belangrijk deel oplosbaar in organische

oplosmiddelen. Asfaltbitumen is een sterk hechtend materiaal en heeft een hoge elektrische weerstand. Het

gedrag onder belasting wordt sterk beïnvloed door de temperatuur en de duur van de belasting, waardoor het

gedrag vanasfaltbitumen het midden houdt tussen visceus en elastisch. Het behoort daarom tot de visco-elastische materialen. Asfaltbitumen heefteen uitgebreide toepassing

gevonden in de weg- en waterbouwkunde; ook bij de

fabrikage van dakbedekking, vloerbedekking, isola tie-materialen, pijpbekledingen en in de verf- en pa

pier-industrie. Om asfaltbitumen te kunnen verwerken moet

het voldoende vloeibaar zijn; d.w.z. de viscositeit moet laag zijn. Dit kan worden bereikt door:

- verwarmen tot een temperatuur van 150o-200°C;

- verdunnen of 'versnijden' met een geschikt oplosmiddel

tot een vloeibitumen ;

- emulgeren inwater tot een asfaltbitumenemulsie. • Reologie is de leer van devervorming van materialen.

Fig. 2.7

Bepaling van het indringingsgetal (schematisch) E E 'f tÖ N Fig. 2.8

Bepaling van het verwekingspunt

(schematisch)

Fig. 2.9

De penetratie van asfaltbitumen als

funktie van detemperatuur

2.3.5.1.2 K onsi sten tie-vi sc0s itei t

Vanwege het thermoplastische karakter vanasfaltbitumen was het in een vroeg toepassingsstadium al noodzakelijk om de konsistentie door meting vast te leggen. Tweevan deze empirische meetmethoden, die ook nu nog gebruikt worden, zijn de bepalingen van het indringingsgetal (pene-tratie of pen) en van het verwekingspunt Tv (verwekings-punt ring en kogel ofR & K).

Bij de bepaling van het indringingsgetal wordt bij vast-gestelde temperatuur (25°C), de konsistentie weergegeven door de diepte die een naald van een bepaald gewicht (100 g) gedurende een bepaalde tijd (5s) in een monster asfaltbitumen dringt. Zie figuur 2.7.

Het verwekingspunt geeft de temperatuur aan, waarbij

het asfaltbitumen onder voorgeschreven belasting een be

-paalde vervorming vertoont (op het moment waarop een kogeltje door een met het asfaltbitumen gevuld ringetje zakt). Zie figuur 2.8.

De proeven zijn omschreven in de K.V.B.B. 1962.

De temperatuurgevoeligheid van asfaltbitumen kan door de penetratie-index P.J. in één getal worden uitgedrukt.

De temperatuurgevoeligheid kan worden gemeten door de penetratie bij verschillende temperaturen te bepalen.

Alsde logaritmen van de penetraties worden uitgezet tegen de bijbehorende temperaturen blijkt veelal een rechtlijnig verband te bestaan. Zie figuur 2.9. Hoe steiler de lijnen lopen, des te groter is de temperatuurgevoeligheid. Bij

1000 800 600 E E 400 300 0 _J 200 « « I u ₁₀₀ lil, <!l 0 _J 50 ~ 40 ~ 30 f-« Cl: ₂₀ f-W Z W a. ₁₀

-1

-

t-- -- -

t-Jl-

+

-/

1-- -

t--

~v_ I I

j;

/ ,

I

/ /

1

/

I

I

/

II

1

_I I /

/;1

,

_T2

1

/

!

V

/

I

X

/ /

L

V

_/

//

/

/;

)'

~ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110120 TEMPERATUUR T IN oe

een zelfde verschil in temperatuur stijgt de penetratie bij een steilere lijn immers meer. De hoek ex kan dus worden gebruikt als een aanduiding van de temperatuurgevoelig-heid.

log pen T2-log pen Tl (1)

tg ex= ---

-T2-TI

Tussen tgexen de penetratie-index P.l.bestaat het volgende verband: 20- P.l. 1 tgex = x -10+ P.l. 50 30 (2) ofP.I.= -10 1+50tgex (3)

De P.1. isop deze wijzevastgelegd met als basis een waarde P.1. =0 voor een bepaald asfaltbitumen, bereid uit een Mexicaanse aardolie.

Detemperatuurgevoeligheid neemt af bijstijging vandeP./. Zoals ook in figuur 2.9 isaangegeven, komt de konsistentie die het asfaltbitumen bij het verwekingspunt heeft, over-een met die, aanwezig bij een penetratie van 800(0,1 mm). Hiervan gebruik makend, kan tg ex ook worden bepaald uit het verwekingspunt en het indringingsgetal volgens

log800-logpen (4)

tg ex= ---T,;- 25

Substitutie van deze tg IX in de voor de P.l. vermelde formule (3) levert de formule voor de bepaling van de P.1. zoals die in de 'Eisen Rws. 1972' is vermeld:

20Tv+500Iogpen-1952 P.1. =---::-:--:----~~

Tv- 50logpen+ 120

waarin Tv =verwekingspunt R & K,in graden Celsius en pen =indringingsgetal : 25°C, 100 g, 5s, in 0,I mmo

(5)

De P.1. kan ook worden bepaald met behulp van een nomogram (zie figuur 2.10) of met een voor dit doel inge-richte reken lineaal.

De P.1. van het asfaltbitumen van het normale type, de destillatiebitumina, ligt tussen +2 en - 2. Voor de meeste in de wegenbouw gebruikte soorten varieert de P.1.tussen + 1 en - I. Ze worden aangeduid door de grenzen, waar-binnen het indringingsgetal moet liggen, bijvoorbeeld

asfaltbitumen 80/100, dat 'zachter' is dan de soort 45/60. Asfaltbitumina met een P.1. kleiner dan - 2 behoren tot het pektype. Ze hebben een laag gehalte aan asfaltenen en zijn zeer temperatuurgevoelig.

Fig. 2.10

Nomogram voor de bepaling van de P.I.

van asfalt bitumen 800 600 400 350 200 100 80 60 _E E 40 è 30 ..J <{ 20 -c J: U lil I 10 e lEISEN R.w.S.1972' 0..J 8 ~ VOOR 80/100 6 ..J <{ I-4 w o 3 lil <!> z 2 _\5 z ir 0 ~ 10 ,_ z 60 :::> o, lil <!>5 z

Asfaltbitumina met een P.1. groter dan

+

2 zijn weinig temperatuurgevoelig. Tot deze groep behoren de geblazen asfaItbitumina, met een relatief hoog gehalte aan asfaIte-nen. Ze worden in hoofdzaak gebruikt voor industriële doeleinden. Aanduiding van desoort geschiedt door twee getallen. Het eerste getal geeft hetgemiddelde verwekings-punt weer, het tweede getal het gemiddelde indringings-getal. Bijvoorbeeld asfaltbitumen 85/40. Dit dus in tegen-stelling tot de eerder genoemde bitumina, waarbij beide getallen penetratiecijfers zijn.

Het indringingsgetal en het verwekingspunt hebben be-trekking op dekonsistentie in een gemiddeld temperatuur-gebied. Asfaltbitumen 80/100 heeft een verwekings-punt van ongeveer 50°C, terwijl het indringingsgetal bij 25

o

e

wordt bepaald. Over lagere en hogere temperaturen zijn dus geen gegevens bekend. Bij lagere temperaturen is de konsistentie, als een maat voor de vervormings-eigenschappen, van minder belang dan de brosheid. Een