Stroefheid
Voldoende stroefheid van het wegdek is van groot belang om veilig over een weg te rijden. Om de horizontale krachten die bij voertuigbewegingen zoals optrekken, remmen en sturen in het contactvlak band en wegdek optreden, op te vangen, is een zekere mate van wrijving nodig in het contactvlak tussen band en wegdek. De wrijving tussen band en wegdek is afhankelijk van de manoeuvre die een voertuig uitvoert. Is deze meer gericht in de rijrichting dan wel loodrecht op de rijrichting? De wrijving komt tot stand door een samenspel van diverse fysische processen [18]. De belangrijkste hiervan zijn:
- Adhesie: de moleculaire aantrekking tussen het rubber loopvlak van de band en het weg-oppervlak. Bevindt zich in het contactvlak ander materiaal, zoals water, ijs, olie of vuil, dan is deze moleculaire binding minder of afwezig.
- Hysterese: de inwendige demping van het rubber. Het vervormen van het rubber over de oneffenheden in het wegoppervlak kost bij remming meer energie, dan er door het terugveren uitkomt. Dat betekent energieverlies.
- Abrasie: energieverliezen door afslijting van banddeeltjes bij snelheden lager dan 20 km/h.
Verreweg de meeste ontwikkelde methoden om stroefheid te meten hebben betrekking op het meten van de wrijvingscoëfficiënt op een nat wegdek, omdat deze situatie doorgaans bepalend is voor de veiligheid. Deze stroefheid wordt aangeduid met stroefheid nat wegdek of natte stroefheid. In de Nederlandse situatie, waar veel open deklagen (ZOAB, dunne geluidreducerende deklagen) worden toegepast, kan bij nieuwe deklagen onder bepaalde omstandigheden de wrijvingscoëfficiënt bij een droog wegdek maatgevend zijn. Deze stroefheid wordt aangeduid met stroefheid droog wegdek of droge stroefheid.
Natte stroefheidWereldwijd onderzoek naar de relatie tussen de natte stroefheid en de verkeersveiligheid gebeurt al tientallen jaren. De onderzoeksresultaten tonen aan dat stroefheid van een wegdek slechts één van de factoren is die effect heeft op de verkeersveiligheid. Uit de meeste studies blijkt wel dat de kans op een ongeval per gereden kilometer toeneemt naarmate de stroefheid lager is, vooral op een nat wegdek.
Bij het in gebruik nemen van een deklaag stellen veel wegbeheerders eisen aan de stroefheid en monitoren ze de stroefheid vervolgens periodiek gedurende de gebruiksduur. Rijkswaterstaat stelt al tientallen jaren eisen aan de natte stroefheid bij oplevering en sinds 1994 wordt het hoofdwegennet periodiek gemonitord.
De natte stroefheid wordt uitgedrukt in de dimensieloze wrijvingscoëfficiënt gemeten onder gestandaardiseerde condities (zie 15.5). In de praktijk wordt in Europa (en ook mondiaal) een groot aantal verschillende meetstandaarden gehanteerd. De uitkomsten zijn daardoor veelal niet direct vergelijkbaar, hoewel sinds 2015 de meetmethode in Nederland gelijkgetrokken is met die van België en Duitsland.
De natte stroefheid is geen constante voor een wegdek; de wrijvingscoëfficiënt is onder meer afhankelijk van de volgende factoren:
- Textuur – De microtextuur (zie 2.8.2 voor definitie) is bepalend voor de stroefheid bij lagere rijsnelheden. Bij hogere rijsnelheden wordt de macrotextuur maatgevend; deze is bij open wegdekken groter dan bij dichte wegdekken. De macrotextuur is de belangrijkste factor in de relatie snelheid – stroefheid.
- Snelheid - Bij een lage snelheid is de wrijvingscoëfficiënt op zowel een natte als droge weg het hoogst. Op een nat wegdek ligt het niveau, door het water in het contactvlak, duidelijk lager dan op een droog wegdek. Bij een toenemende snelheid neemt op een nat wegdek de wrijvingscoëfficiënt af. Dat komt omdat het water tussen band en wegdek, mede afhankelijk van de profieldiepte van de band, steeds minder de gelegenheid heeft om af te vloeien.
- Seizoen - Bij het meten van de stroefheid van deklagen over een langere periode is gebleken dat de meetwaarden niet alleen langzaam dalen in de tijd, maar ook gedurende het jaar variëren als gevolg van verschillende processen. In de zomer treedt polijsting op terwijl in de winter vorst, dooizouten en schoonschrobben door autobanden in combinatie met ijsdeeltjes, het polijsteffect vaak voor een deel tenietdoen. Sinds 2010 worden de meetresultaten van natte stroefheidsmetingen voor het seizoen gecorrigeerd, zodat de meetwaarden een jaargemiddelde representeren. De seizoencorrectie is opgenomen in de proefbeschrijving van proef 72 uit de Standaard RAW Bepalingen. De correctie wordt altijd toegepast, met uitzondering van opleveringscontroles op wegvakken jonger dan één jaar.
Tabel 5 geeft een overzicht van de minimale stroefheidniveaus bij openstelling van weg met een nieuwe deklaag die in de Standaard RAW Bepalingen worden gesteld aan de natte stroefheid van asfaltwegdekken gemeten conform proef 72 uit de Standaard RAW Bepalingen.
Tabel 5 Minimale niveaus natte stroefheid gemeten conform Proef 72 van Standaard RAW Bepalingen
| Type deklaag | Meetsnelheid 50 km/h | Meetsnelheid 70 km/h |
| Asfaltbeton (AC) | 0,53 | 0,47 |
| Steenmastiekasfalt (SMA) | 0,53 | 0,47 |
| Zeer open asfaltbeton (ZOAB) | 0,47 | 0,44 |
| Tweelaags zeer open asfaltbeton (2L-ZOAB) | 0,47 | 0,44 |
| Dunne geluidreducerende deklaag (DGD) | 0,47 | 0,44 |
| Emulsieasfaltbeton (EAB) | 0,53 | 0,47 |
| Zeer open emulsieasfaltbeton (ZOEAB) | 0,47 | 0,44 |
Omdat de fluctuaties in de meetwaarden voor ruis in de onderhoudsprogrammering bij Rijkswaterstaat zorgden, is Rijkswaterstaat sinds 2012 overgegaan op het gebruik van meervoudige stroefheidsmetingen. Hiervoor is de Stroefheidsindex (SI) ontwikkeld. Met ingang van 2014 worden in RWS-contracten meervoudige metingen uitgevoerd. Hiervoor is specifiek de Actuele Stroefheidscore (AS) ontwikkeld [18].
Bij oppervlakbehandelingen wordt het mogelijk geringere netto contactoppervlak van de oppervlakbehandeling ten opzichte van SMA of AC gecompenseerd door de grotere netto contactspanning en de diepere indringing van de steenslag van de oppervlakbehandeling in het bandoppervlak. In goede conditie zal een oppervlakbehandeling met dezelfde macrotextuur als van een SMA en AC ook dezelfde natte stroefheid hebben.
Droge stroefheidMet de komst van steenrijke asfaltmengsels zoals steenmastiekasfalt (SMA), zeer open asfaltbeton (ZOAB), tweelaags-ZOAB (2L-ZOAB) en dunne geluidreducerende asfaltdeklagen (DGD) ontstond meer aandacht voor de droge stroefheid in de aanvangsperiode; dit is de periode tot ongeveer zes maanden na openstelling voor verkeer. Door de aanwezigheid van de bitumenfilm aan het wegoppervlak, treedt bij blokkerend remmende wielen zogenoemde bituplaning op. In het contactvlak tussen band en wegdek wordt dan zo veel warmte gegenereerd, dat de bitumenfilm verweekt. Hierdoor heeft de weggebruiker een langere remweg nodig om tot stilstand te komen. Dit verschijnsel treedt alleen op bij blokkerend remmen en niet bij auto’s die zijn uitgerust met een antiblokkeersysteem (wat bij auto’s van na 2010 altijd het geval is).
De droge stroefheid wordt gemeten met de proef ‘Droge remvertraging middels meting onder verkeer (voor details, zie 15.5.4). Met de proef worden de meetwaarden uitgedrukt in een remvertraging in m/s².
Bituplaning kan bij steenrijke mengsels slechts tijdelijk optreden, zoals vermeld in de periode direct na openstelling voor verkeer. Alleen bij overvulde SMA en vetgeslagen asfaltmengsels en oppervlakbehandelingen kan het effect ook in een latere gebruiksfase optreden. De ervaring leert dat grovere graderingen (4/8) meestal een lagere droge stroefheid laten zien dan fijnere (2/5). Hoe grover de fractie hoe kleiner het specifiek korreloppervlak en hoe dikker de bitumenfilm om de korrels. In de regel betekent een dikkere bitumenfilm een lagere droge stroefheid.
Nabehandelingstechnieken, zoals afstrooien met een gradering van 0/3 (gegranuleerde slak of gewassen brekerzand), kunnen een positieve invloed hebben op de droge stroefheid. Daarnaast zoeken aannemers oplossingen door middel van mengseloptimalisatie. Hierbij worden toevoegingen aan het mengsel gedaan om de microtextuur te verbeteren. Voorbeelden van deze toevoegingen zijn amaril, glasslak en fijn zand.
Tabel 6 geeft een samenvatting van de meetwaarden voor de droge stroefheid en de uit te voeren acties.
Tabel 6 Gangbare eisen aan de droge stroefheid
| Remvertraging (m/s²) | Actie |
| 4,5 of kleiner | Nieuw wegdek mag pas worden opengesteld voor verkeer na verbetering droge stroefheid |
| 4,5 – 5,2 | Weg mag worden opengesteld onder de beperkende voorwaarde dat er een tijdelijke snelheidsmaatregel wordt ingesteld en een waarschuwingsbord J37 (zie Figuur 10) met de tekst ‘nieuw wegdek, langere remweg’ wordt geplaatst |
| 5,2 – 6,5 | Waarschuwingsbord J37 moet nog steeds worden geplaatst maar de snelheidsbeperkingen kunnen achterwege worden gelaten |
| 6,5 of groter | Als de waarde van 6,5 m/s² na 6 – 9 maanden is bereikt mogen de borden worden weggehaald. |
[ link ]
Figuur 10 Verkeersborden bij nieuw wegdek met onvoldoende droge stroefheid kort na aanleg