Werkingsprincipes asfaltwapening tegen scheurvorming
In de literatuur worden veel verschillende werkingsprincipes van asfaltwapening in (of onder) een asfaltinlage/-overlaag1)Een asfaltwapening en/of SAMI kan ook worden toegepast in een volledige nieuwbouw asfaltconstructie, in plaats van in een overlaag op een bestaande verharding. Dan is echter geen sprake van scheurreflectie en is een groot deel van de scheur-aandrijvende krachten uit paragraaf 2.3 niet van toepassing. Daar waar deze wel relevant zijn, moet voor ‘overlaag’ gelezen worden: ‘asfaltoverlaag of asfaltconstructie’. gegeven tegen scheurvorming en scheurreflectie in die overlaag. Daarbij worden drie hoofd werkingsprincipes onderscheiden, namelijk versterking, spanningspreiding en waterwering.
Alle asfaltwapeningsystemen moeten een versterkende functie hebben. Daarnaast kunnen ze ook een spanningspreidende en/of waterwerende functie hebben. De werkingsprincipes kunnen tegelijkertijd voorkomen en sluiten elkaar niet uit. Een bitumineuze laag kan bijvoorbeeld zowel een waterwerende als een spanningspreidende functie bij horizontale bewegingen hebben. Wel geldt dat meer spanningspreiding bij horizontale bewegingen zal leiden tot minder versterking (bij gegeven sterkte en productstijfheid). Ook kunnen niet alle principes in alle situaties functioneren. Zo neemt de versterkende bijdrage van een asfaltwapening toe met afnemende stijfheid van het omringende asfalt, dus bij hogere temperaturen, lange belastingtijden, en/of scheurvorming in het asfalt. Als een bepaald asfaltwapeningsysteem in een bepaalde situatie werkt, is niet altijd aan te geven welke component of werkingsprincipe dat veroorzaakt.
Onderstaand zijn de drie hoofdwerkingsprincipes en de verschillende sub-principes opgesomd. In volgende paragrafen wordt op de principes verder ingegaan. In hoofdstuk 3 worden de relaties beschreven tussen de werkingsprincipes en de schademechanismen uit paragraaf 2.3.
Versterking (‘reinforcement’ R)
- Overnemen van een deel van de trekkracht van het asfalt in de overlaag, zolang deze nog ongescheurd is over een deel van de trekzone van de overlaag.
- Overnemen van de gehele trekkracht van het asfalt in de overlaag, zodra deze gescheurd is over de gehele trekzone van de overlaag.
- Verdelen van de scheurwijdte in de overlaag: zorgen voor meerdere onschadelijke kleine scheuren in plaats van één grote scheur.
- Overnemen van (een deel van) de verticale dwarskracht van het asfalt in de overlaag.
- Vergroten van de verticale lastoverdracht over een scheur in de overlaag door het verbeteren van de verticale ‘aggregate interlock’ tussen de scheurwanden door verhoogde normaalkracht en verhinderen van uiteendrijven.
- Verdelen van de piekspanning bij een scheurtip over een groter gebied aan weerszijden van de scheur.
- Verdelen van een verwijding van onderliggende scheuren over een grotere lengte asfalt.
- Vergroten van de scheurtaaiheid van het asfalt in de overlaag.
- Vergroten van de vermoeiingsweerstand van het asfalt in de overlaag.
- Voorkomen of beperken van waterindringing in de onderliggende constructie en daarmee voorkomen of beperken van verweking, uitspoeling en vorstschade.
- horizontale bewegingen, waarbij de overlaag met asfaltwapening op trek wordt belast;
- buiging in de overlaag, wegens verticale belastingen en/of vervormingen in onderliggende lagen.