NL1011703C2 - Werkwijze voor het verhogen van de aanvangsstroefheid van een wegdek. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het verhogen van de aanvangsstroefheid van een wegdek

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het behandelen van een verharding, omvattende een mengsel van asfalt en met een hechtmiddel omhulde korrels die een 5 rij oppervlak vormen, waarbij een weekmaker op het wegdek wordt aangebracht, waarna de omhulling van de korrels ter plaatse van het rijoppervlak wordt verwijderd.

De uitvinding heeft met name betrekking op een werkwijze voor het verhogen van de aanvangsstroefheid van een wegdek dat is gevormd uit zeer open asfaltbeton (ZOAB), dat vanwege zijn grote porositeit zeer goede waterafvoerende eigenschappen heeft en veelvuldig op 10 autosnelwegen wordt toegepast.

Bij de productie van het asfalt is het zaak dat alle korrels omhuld worden met een laagje bitumen, teneinde een stevige en duurzame verkitting van de korrels onderling te garanderen. Dat brengt met zich mee dat ook de zijden van de bovenste korrels in een wegdek die naar boven zijn gericht en het eigenlijke rijoppervlak vormen, van een dergelijk bitumen]aagje zijn 15 voorzien.

De stroefheid van een wegdek en daarmee het vermogen om voertuigen te laten remmen, wordt bepaald door de macroruwheid, maar ook door de microruwheid van de aan het oppervlak geëxposeerde korrels. Een laagje bitumen verstoort die ruwheid in hoge mate en leidt tot een sterk verminderde stroefheid. Worden geen maatregelen genomen, dan wordt de situatie pas na 20 langere tijd verbeterd doordat het verkeer het dunne laagje bitumen wegslijt, waardoor de microstructuur weer beschikbaar komt. Ook door natuurlijke veroudering (zon en zuurstof) verdwijnt op den duur het buitenste laagje bitumen. In de praktijk is een en ander waarneembaar doordat een bij aanleg zwart uitziende weg na verloop van tijd in de sporen grijs wordt en na enkele jaren over het gehele oppervlak grijs wordt en steeds meer de mineraalkleur aan gaat 25 nemen. Alleen bij wegen met weinig verkeer wordt dit natuurlijke proces afgewacht. In alle andere gevallen verlangt de verkeersveiligheid maatregelen direct na aanleg. De standaardoplossing voor dit probleem is als volgt:

Nadat het asfalt verdicht is door middel van walsen, maar nog niet is afgekoeld, wordt een kleine hoeveelheid fijne steenslag (niet met bitumen omhuld) over het oppervlak gestrooid. Die 30 steenslag wordt met de aanwezige walsen in het nog warme asfalt gedrukt. Die steenslag kleeft voor het grootste gedeelte aan het asfalt, maar laat in de loop van de tijd weer los. Het resultaat is dat direct na aanleg niet het asfaltoppervlak maatgevend is voor de stroefheid, maar het 101 170 3 2 steenslagoppervlak. Als na verloop van tijd de steenslag verdwijnt is de verwering van de bitumenlaag al begonnen en bovendien Iaat ieder verdwijnend korreltje extra macrotextuur achter. Zo wordt gedurende de eerste jaren een gelijkmatig en voldoende hoog stroefheidsniveau gecreëerd.

5 Bij ZOAB is het probleem van een geringe aanvangsstroefheid veel ernstiger dan voor andere asfaltsamenstellingen en tot nog toe niet anders opgelost dan door de automobilist te waarschuwen voor het nieuwe en relatief gladde wegdek door middel van het plaatsen van waarschuwingsborden.

Om materiaaltechnische redenen moeten de korrels van ZOAB voorzien worden van een 10 dikkere laag bitumen dan bij andere soorten asfalt. Daardoor is het negatieve effect op de aanvangsstroefheid groter dan bij andere asfaltsoorten. Tevens verlopen het slijtageproces en de natuurlijke verwering als gevolg van grotere dikte van de bitumenlaag veel langzamer.

Doordat ZOAB veel op wegen met snelverkeer wordt toegepast is stroefheid bij ZOAB een extra groot veiligheidsaspect.

15 De methode met het afstrooien met steenslag is wel uitgetest, maar leidt begrijpelijkerwijs tot een opvullen van de poriën, hetgeen andere functionele eigenschappen, zoals drainage en geluidsreductie, ernstig schaadt. Verder is een methode als licht frezen getest, maar brengt teveel schade aan het wegdek toe.

Zandstralen is geprobeerd om de bitumenlaag van de korrels in het rij oppervlak te 20 verwijderen, maar is weinig effectief, moeilijk uitvoerbaar op grote schaal en veroorzaakt ook verstopping van de poriën.

Waterstralen is pas effectief bij drukken waarbij de gehele deklaag aangetast wordt, zodat ook deze methode niet effectief is gebleken.

Opgemerkt wordt dat uit Amerikaans octrooi nummer 5,352,062 een methode bekend is 25 om bitumen te verwijderen van een rijvak dat speciaal is ingericht om te kunnen slippen. Het rijvlak wordt in één uitvoeringsvorm besproeid met een weekmaker zoals olie of ander oplosmiddel. De opgeloste bitumen laat zich relatief moeizaam verwijderen en zal bij poreuze deklagen makkelijk weg kunnen stromen en in het milieu kunnen raken. In een andere uitvoeringsvorm wordt door middel van waterstralen, grindstralen of zandstralen bij drukken 30 boven 300kg/cm2 de bovenste laag van het asfaltbeton verwijderd. Deze methode is ongeschikt voor het ruwen van poreuze wegdekken, zoals bijvoorbeeld uit asfaltbeton, en kan bij poreuze wegdekken tot verstopping of beschadiging leiden.

101 1703 3

De onderhavige uitvinding beoogt een werkwijze te leveren voor het verhogen van de aanvangsstroefheid waarbij op relatief eenvoudige en economisch rendabele wijze de bitumenlaag van de korrels in het rijoppervlak kan worden verwijderd zonder de structuur van de verharding aan te tasten. Hiertoe is de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding 5 gekenmerkt doordat, de weekgemaakte omhulling wordt verwijderd met ten minste één waterstraal en/of stoom. Gebleken is dat door de combinatie van toepassing van een weekmaker en verwijdering van de gedeeltelijk weekgemaakte bitumen met een of meer waterstralen en/of stoom er een goed hanteerbare slurry ontstaat die makkelijk van het wegdek kan worden verwijderd en die niet in eventuele aanwezige poriën kan wegvloeien. Door de combinatie van 10 het oplosmiddel en de waterstralen kunnen bij relatief lage drukken worden toegepast, zodat beschadiging van het wegdek kan worden vermeden. In een uitvoeringsvorm omvat het rijvlak Zeer Open Asfalt Beton (ZOAB) met een percentage open ruimte, waarbij de weekmaker hoofdzakelijk over de bovenste in het rijoppervlak gelegen korrels op de verharding wordt aangebracht.

15 Bij het aanbrengen van de weekmaker wordt zorg gedragen dat deze niet te diep onder het rijoppervlak de poreuze wegdeklaag binnendringt en de onderlinge hechting van de korrels van de verharding aantast. Hiertoe wordt bij voorkeur een weekmaker toegepast met een relatief hoge viscositeit ten opzichte van water. Dit kan bijvoorbeeld worden bereikt door het toevoegen van geleringsmiddelen aan de weekmaker om de penetratiediepte daarvan in het wegdek te 20 reduceren. Tevens kan door de applicatiemethode zorg worden gedragen dat de weekmaker zich nagenoeg uitsluitend over de bovenste korrels van het rijoppervlak verdeelt. Zo kan de weekmaker bijvoorbeeld via een absorberende applicator met bijvoorbeeld een sponsachtig oppervlak op het rijoppervlak worden aangebracht. De absorberende applicator kan zijn uitgevoerd als een roterende trommel met een absorberend omtreksoppervlak waarbij de 25 trommel over het rijvlak wordt gerold of met een afwijkende draaisnelheid over het rijoppervlak kan worden bewogen, waardoor een smeereffect wordt bewerkstelligd.

Verder kan de penetratie van de weekmaker in het oppervlak beperkt blijven door de weekmaker met een vlakke spuitmond in een hoofdzakelijk horizontale richting boven het rijoppervlak te sproeien. Hierbij zal weliswaar een kleine hoeveelheid weekmaker in de poriën 30 terechtkomen, maar zal de weekmaker zich in de poriën over een veel groter oppervlak verdelen, waardoor het effect van de weekmaker gering is.

101 1703 4

De weekmaker kan tevens boven het wegdek worden verneveld tot een nevel die zich gelijkmatig over de geëxposeerde korrels van het rijoppervlak verdeelt. De poriewanden worden ook in dit geval per oppervlakte-eenheid bedekt met een geringere hoeveelheid weekmaker dan de delen van de korrels die het rijoppervlak vormen.

5 Na een geringe inwerktijd wordt de bovenste bitumenlaag van de korrels verwijderd. Bij voorkeur is de weekmaker mengbaar of oplosbaar in water. Het voordeel van deze werkwijze is dat de weekmaker die in de poriën is gedrongen en daar bitumen heeft verweekt, weer uit de bitumen kan worden gespoeld, zodat de bitumen zich onder het rijvlak weer herstelt.

Verder kan de bovenste bitumenlaag van het rijoppervlak worden verwijderd door 10 afspuiten met stoom of een combinatie van water en stoom, waardoor de reeds weke bitumenfilm zeer snel wordt verhit en extra week wordt gemaakt, zodat deze zich eenvoudig laat verwijderen zonder schade aan te brengen aan de verharding.

Andere technieken waarmee een mechanische kracht wordt uitgeoefend op de weekgemaakte bitumenfilm zijn tevens bruikbaar. Zo kan bijvoorbeeld met een wrijforgaan de 15 bovenste bitumenlaag van het rijoppervlak worden afgepoetst. Methoden waarbij de weekgemaakte bitumen aan een ander medium hecht verdienen echter niet de voorkeur, aangezien het afneemmedium zelf daarna moet worden gereinigd of vernietigd.

De weekmaker dient bij voorkeur een stof te zijn die relatief snel (binnen één tot enkele minuten) in bitumen binnendringt en een sterk verwekend effect heeft. De weekmaker dient een 20 relatief hoge viscositeit te hebben, niet te snel te verdampen en bij voorkeur biologisch afbreekbaar te zijn. Bij voorkeur is de weekmaker mengbaar of oplosbaar in water. Een dergelijk middel kan bijvoorbeeld worden gevormd door vetzure esters van enkelvoudige alcoholen. Aan de weekmaker kunnen hulpstoffen worden toegevoegd zoals geleringsmiddelen ter verhoging van de viscositeit. Het is tevens mogelijk om de werkwijze volgens de uitvinding toe te passen 25 op gesloten oppervlakken, zoals bijvoorbeeld de asfaltbedekking van vliegvelden.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de bijgevoegde tekening. In de tekening toont:

Fig. 1 een schematisch zijaanzicht van een vrachtwagen voorzien van een zwenkbare sproeirichting, en 30 Fig. 2 een inrichting met verdraaibare sproeiers die op een aanhanger zijn gemonteerd.

Figuur 1 toont een vrachtwagen 1 voorzien van een voorraadhouder 2 voor de weekmaker met een inhoud van bijvoorbeeld 200 liter. De houder 2 kan uitwisselbaar zijn uitgevoerd. Aan 101 ·:" " 5 de achterzijde van de vrachtwagen 1 is een zwenkbare arm 3 aangebracht die zich in de gestippelde positie in de niet-werkzame rijstand bevindt. Aan het uiteinde van de arm 3 bevindt zich een sproei-inrichting 4 met één of meer naast elkaar gelegen spuitmonden. De sproei-inrichting 4 wordt afgesteund op een tweetal zwenkwielen 5.

5 Figuur 2 toont een aanhanger 6 die achter een voertuig kan worden geplaatst en die is voorzien van een voorraadhouder 7 en van een vloeistofpomp 8. Via een doseerinrichting 9 kan weekmaker via leiding 10 worden toegevoerd aan een aantal draaibare sproeikoppen 12 die aan het uiteinde van arm 13 zijn opgehangen. De arm 13 is afgesteund op het wegdek via een slede 14. De spuitrichting van de sproeikoppen 12 kan afhankelijk van de windrichting, de rijsnelheid 10 en de hoeveelheid aan te brengen weekmaker worden ingesteld. Nadat de weekmaker via de aan de arm 13 bevestigde sproeikoppen 12 is aangebracht, kan de arm 13 omhoog worden gezwenkt in zijn transportstand. Het door de sproeikoppen 12 bestreken oppervlak is tussen 20 cm en 5 m breed, en wordt bedekt met tussen 1 en 25 g weekmaker per m2, bij voorkeur tussen 1 en 10 g weekmaker per m2. De rijsnelheid van de aanhanger 6 kan bijvoorbeeld ca. 3 m/s bedragen bij 15 een afgavesnelheid van de weekmaker van tussen 6 en 120 g/s.

101 1703

Claims (14)

1. Werkwijze voor het behandelen van een verharding, omvattende een mengsel van asfalt en met een hechtmiddel omhulde korrels die een rijoppervlak vormen, waarbij een weekmaker 5 op het wegdek wordt aangebracht , waarna de omhulling van de korrels ter plaatse van het rijoppervlak wordt verwijderd, met het kenmerk, dat de weekgemaakte omhulling wordt verwijderd met ten minste één waterstraal en/of stoom.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het rijvlak Zeer Open Asfalt Beton 10 (ZOAB) omvat met een percentage open ruimte, waarbij de weekmaker hoofdzakelijk over de bovenste in het rijoppervlak gelegen korrels op de verharding wordt aangebracht.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de weekmaker een relatief hoge viscositeit heeft. 15

4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de weekmaker via een absorberende applicator op het rijvlak wordt aangebracht door de applicator met het rijvlak in contact te brengen.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de applicator een trommel omvat met een absorberend oppervlak waaraan de weekmaker wordt toegevoerd, welke trommel over het rijvlak wordt gerold.

6. Werkwijze volgens conclusie 1,2 of 3, met het kenmerk, dat de weekmaker via ten minste 25 één spuitmond over het rijvlak wordt verdeeld.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de weekmaker over het rijvlak wordt verneveld. 1 )()1,

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de weekmaker mengbaar is met water.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de weekmaker vetzure esters van een enkelvoudige alcohol omvat.

10. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de week-5 gemaakte omhulling wordt verwijderd door afwrijven met een afwrijforgaan.

11. Werkwijze volgens een der conclusies 1 tot en met 10, met het kenmerk, dat de weekgemaakte omhulling wordt verwijderd met stoom. 10

12. Werkwijze volgens conclusie 10 en 11. met het kenmerk, dat de weekgemaakte omhulling wordt verwijderd met een combinatie van stoom en water of stoom en lucht.

13. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het asfalt in het 15 rijvlak een percentage open ruimte heeft van 20-30 % en waarbij de korrelgrootte verdeling een "gap grading" vertoont met meer dan 75 % éénkorrelig grof materiaal en met minder dan 25 % materiaal kleiner dan 2 mm.

14. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het asfalt een 20 gesloten oppervlak vormt. 1011773