Scheurremmende maatregelen
Er zijn verschillende oorzaken voor het ontstaan van scheurvorming in asfaltverhardingen. Ze kunnen ontstaan ten gevolge van belastingen door verkeer (vermoeiing van het asfalt), temperatuurwisselingen (temperatuurbewegingen van onderliggende betonplaten of cementgebonden funderingen), vervormingen en bewegingen in zandbed of ondergrond (ongelijkmatige verzakkingen bij wegverbredingen) of door bewegingen en spanningen bij onderliggende naden.
Wanneer zich scheurvorming voordoet in asfaltverhardingen wordt als onderhoudsmaatregel vaak een scheurvulling toegepast of wordt een asfaltinlage en/of asfaltoverlaag uitgevoerd. De scheur is dan gedicht of (gedeeltelijk) verwijderd. Wanneer de eerdergenoemde oorzaken van de scheurvorming echter nog steeds aanwezig zijn, bestaat het risico dat de inlage of overlaag weer gaat scheuren of dat de scheur weer open gaat staan.
Het risico op (reflectie)scheuren kan worden verminderd door de oorzaken te voorkomen, weg te nemen of te verminderen. Zo kunnen gescheurde asfaltverhardingen geheel of gedeeltelijk worden verwijderd of in situ worden gestabiliseerd/recycled. Scheurvorming in asfaltverhardingen op een gebonden fundering of onderliggende betonplaten kan voorkomen worden door de gebonden fundering te kerven of te ontspannen en de betonplaten te beuken. De bewegingen als gevolg van temperatuurwisselingen in de gebonden fundering of betonplaten worden hierdoor verminderd, waardoor er geen of minder snel scheurvorming in de asfaltverharding zal ontstaan. Bij een asfaltoverlaging op betonplaten of gekerfde funderingen wordt soms het asfalt recht boven de bestaande voegen en kerven ingezaagd en de zaagsnede gevuld met een elastische voegvulling. De zaagsnede moet dan wel precies boven de voeg of kerf worden aangebracht en de voegvulling moet voldoende bewegingscapaciteit hebben.
Scheurvorming als gevolg van zetting van de ondergrond kan voorkomen worden door de zetting op te laten treden voor de aanleg van verharding of verbreding. Ook het werken met getrapte naden bij verbredingen en een goede dimensionering en verdichting van de onderbouw voorkomt het ontstaan van scheurvorming in de verharding.
Bovenstaande maatregelen zijn echter niet altijd (meer) mogelijk of financieel niet optimaal. In die gevallen kunnen scheurremmende voorzieningen worden toegepast in of onder de asfaltinlage of -overlaag om verdere ontwikkeling van de scheurvorming te voorkomen of te vertragen. Deze voorzieningen zijn er in verschillende soorten. Allemaal vervullen zij, mechanisch gezien, ten minste één van twee functies: spanningspreiding of versterking van de overlaag, en mogelijk nog een derde functie, namelijk: waterwering.
Bij spanningspreiding worden de piekspanningen en piekrekken bij de punt van de bestaande scheur (of voeg of naad) over een groter gebied van de overlaag gespreid. Bij versterking van de overlaag worden de sterkte-eigenschappen, vermoeiingsweerstand en/of breuktaaiheid van de overlaag verbeterd. Dat kan door een grotere dikte, of door sterker of taaier asfalt toe te passen, bijvoorbeeld door polymeermodificatie. Ook kan de versterking in een aparte laag worden aangebracht in de vorm van een asfaltwapening. Of de asfaltwapening ook werkelijk als een versterking kan functioneren, hangt af van diverse factoren die later zullen worden behandeld. Door middel van waterwering voor gescheurde onderliggende lagen, wordt verdergaande verslechtering van onderliggende lagen door waterindringing voorkomen.
Scheurremmende voorzieningen kunnen worden ingedeeld in verschillende soorten (Tabel 1). In deze tabel zijn ook de functies opgenomen, die zij conform NEN-EN 15381 kunnen vervullen:
- spanningspreidend (‘stress relief’, in de CE-markering aangeduid met STR);
- versterkend (‘reinforcement’, in de CE-markering aangeduid met R);
- waterwerend (‘interlayer barrier’, in de CE-markering aangeduid met IB).
Als nuloptie is in de tabel een dikk(er)e asfaltlaag zonder scheurremmende voorziening opgenomen.
Tabel 1: Verschillende soorten scheurremmende voorzieningen en hun functies.
| Type scheurremmende voorziening | STR | R | IB |
| Dikke overlaag van conventioneel asfalt (nuloptie) | - | + | 0 |
| Gemodificeerd asfalt en speciale mengsels in de hele overlaag | 0/+ 1) | 0/+ 1) | 0/+ |
| Gemodificeerd asfalt en speciale mengsels als dunne tussenlaag | + | 0/+ | 0/+ |
| Asfaltwapening inclusief hechtlaag en eventuele beschermlaag 2) (wel of niet afgestrooid met steenslag) | 0/+ 2) | + 2) | 0/+ 3) |
| Geplakte bitumineuze rollen met inwendige wapening | + | + | + |
| Geplakte bitumineuze rollen | + | - | + |
| Gespoten laag bitumen (tot circa 3 kg/m 2 residu), meestal afgestrooid met steenslag | + | - | + |
| Vliezen en dunne weefsels in combinatie met een gespoten laag bitumen (wel of niet afgestrooid met steenslag) | + | - | + |
| Speciale spanningspreidende matten | + | - | - |
| Granulaire tussenlaag >50 mm (vooral op beton) | + | - | - |
| Grove zeer open asfalt tussenlaag (vooral op beton) | + | - | - |
| Onthechtingslaag (<3 mm) van zand of steenstof (vooral op beton) | + | - | - |
| 1) Bij toepassing van gemodificeerd asfalt wordt de overlaag ‘versterkt’, doordat materiaal wordt gebruikt met een hogere breukrek of -spanning en een betere weerstand tegen vermoeiing. Ook kan een taaier asfalt leiden tot enige spanningspreiding.2) De veelal bitumineuze hechtlaag zorgt voor krachtsoverdracht (en spanningspreiding indien van toepassing) tussen het asfaltwapeningproduct, de onderliggende lagen en de asfaltoverlaag. De ook veelal bitumineuze beschermlaag op of rond het wapeningproduct beschermt dit tijdens de aanleg tegen (bouw)verkeer. Bij sommige soorten asfaltwapening kan de hechtlaag tegelijk beschermlaag zijn. Tussen en binnen de verschillende soorten asfaltwapening bestaan verschillen in soort en hoeveelheid bitumen in hechtlaag of beschermlaag. De invulling van de spanningspreidende en de versterkende functie van een asfaltwapening hangt af van het wapeningproduct, de dikte en aard van de hecht- en beschermlagen, en de temperatuur en belastingtijd.3) De invulling van de waterwerende functie hangt af van de aard en dikte van aangebrachte bitumineuze hecht-/beschermlagen. | |||
- Vermindering van kosten, bouwtijd, verkeershinder en/of materiaalgebruik ten opzichte van reconstructie;
- Verlenging van de levensduur (beperken en vertragen van schade-ontwikkeling) en vermindering van de onderhoudsbehoefte van de asfaltverharding ten opzichte van een verder gelijke constructie/inlage/overlaag zonder scheurremmende voorziening;
- Vermindering van de asfaltdikte van de constructie/inlage/overlaag bij gelijke levensduur; Redenen hiervoor zijn:
- Financiële afweging van de kosten van de scheurremmende voorziening tegen de kosten van een levensduur-equivalente dikkere asfaltinlage/-overlaag; - Duurzaamheidsafweging van de milieukosten van de scheurremmende voorziening tegen de milieukosten van de equivalente dikkere asfaltinlage/-overlaag; - Gewichtsvermindering van de asfaltinlage/-overlaag om zettingen te verminderen; - Beperking van de constructiehoogte bij onderdoorgangen of aansluitingen; - Beperking van de breedtevermindering (tweemaal de overlaagdikte) door de schuine zijkanten van een overlaag (zie Figuur 1); - Beperking van de freesdiepte en de stortkosten van af te voeren tonnen asfalt bij een bestaande teerhoudende verharding.
[ link ]
Figuur 1 Vermindering van de wegbreedte bij dikke of dunne (gewapende) overlaag.
Deze publicatie gaat dieper in op de scheurremmende voorziening ‘asfaltwapening’. De andere scheurremmende voorzieningen worden niet in detail behandeld, maar wel globaal afgewogen. Ook wordt de toepassing van asfaltwapening tegen spoorvorming behandeld.
Bij asfaltwapening wordt een versterking van de overlaag beoogd, doordat de wapening een deel van de krachten van de overlaag overneemt. Maar een asfaltwapening in de weg is meer dan alleen een product dat trekkrachten kan opnemen. Dat product moet samenwerken met het omringende asfalt en daarvoor is de wijze van hechting van het product aan het asfalt van essentieel belang. Bovendien is in veel gevallen niet alleen de ‘versterkende’ (krachtopnemende) functie van de asfaltwapening van belang, maar ook de ‘spanningspreidende’ en/of ‘waterwerende’ functie.
De verschillende functies kan een wapeningproduct alleen vervullen in combinatie met een (vrijwel altijd bitumineuze) hechtlaag, een eventuele beschermlaag en zijn interactie met het asfalt. De hechtlaag kan aan de onderzijde van het wapeningproduct anders zijn dan aan de bovenzijde, bijvoorbeeld door een vlies aan de onderzijde van het product. De hechtlaag is niet alleen nodig voor een goede krachtoverdracht, maar draagt ook aanzienlijk bij aan de spanningspreidende en waterwerende functies, afhankelijk van de toegepaste hoeveelheid en soort bitumen. Ook een eventuele afstrooilaag van steenslag op de hechtlaag/beschermlaag kan bijdragen aan de versterkende functie door bijdrage aan de krachtoverdracht.