Meng- en freesmaterieel

Mengfrezen voor in­-situmengen zijn oorspronkelijk ontwikkeld voor grondstabilisaties (zie figuur 8.3). Het merendeel deel van deze machines bestaat uit een mengtrommel waarbinnen een as met freesbeitels draait. Door de opwaartse draairichting van de as met freeskoppen wordt het materiaal opgetild en valt het eerder in kleinere korrels uiteen dan dat het gemalen wordt tot kleinere korrels. In de freesmengkamer wordt het bindmiddel gelijkmatig over de volle breedte met het te behandelen funderingsmateriaal ingemengd. Bij het doormengen van zacht basismateriaal kan de frees ook met menglepels in plaats van met freesbeitels worden uitgerust.

Bij behandeling van lokaal hard en stijf materiaal, of hergebruik van een gebonden laag, moet het materiaal eerst tot kleinere korrels worden gefreesd (zie paragraaf 8.7.2). Voor dit freesproces is het aantal freesbeitels meestal veel groter dan bij mengfrezen voor grondstabilisatie. Vaak worden voor dit freesproces speciale daartoe ingerichte freesmachines gebruikt en wordt pas later het gefreesde materiaal met het bindmiddel gemengd.

Grote freesmachines en stabilisatie­freesmachines (zie figuur 8.4) hebben de frees- en mengtrommel bevestigd aan het chassis, terwijl bij kleine mengfrezen (zie figuur 8.3) de behuizing met de trommel met behulp van een aan het chassis gemonteerde zwenkarm op de te bewerken laag kan worden neergelaten. De grootte van de frees- en mengtrommel dicteert de te behandelen laagdikte.

Hoewel speciaal gebouwd materieel steeds meer conventioneel aanlegmaterieel zoals graders en frezen voor ‘mix­-in­-place’-­aanleg vervangt, zijn eenvoudige, goedkope machines nog steeds inzetbaar voor projecten waarbij de inzet van stabilisatie­freesmachines financieel gezien niet verantwoord is. Dit geldt niet voor de aanleg van schuimbitumenstabilisaties. Voor deze vorm van gebonden fundering kan alleen speciaal voor deze toepassing ontwikkeld materieel worden gebruikt.

Volledig geïntegreerde stabilisatie-­freesmachines frezen het materiaal niet alleen, ze mengen de opgebroken korrels ook in dezelfde gang met water en bindmiddel. De freestrommel bevindt zich in een freesmengkamer in het midden van de machine. Een regelsysteem voorkomt dat grote brokken materiaal in de mengkamer terecht komt. Dit risico wordt vooral gelopen bij het frezen van oude, gescheurde asfaltverhardingen. Een recycler werkt in combinatie met ander materieel, zoals water- en bitumentankwagens.

Er zijn verschillende types van recyclingmachines op de markt, variërend van eenvoudige mengfrezen tot speciaal gebouwde recyclers met computergestuurde meet- en regelsystemen. Bij de meeste modellen kan water of bindmiddel via een flexibele slang vanuit een tank in de mengkamer worden gepompt. Een computersysteem regelt de hoeveelheid geïnjecteerd water en bindmiddel. Ten slotte verlaat het behandelde materiaal de recycler door middel van een achterklep.

Bij stabilisatie­freesmachines voor de verwerking van bitumen als bindmiddel is de mengkamer voorzien van een balk met spuitmonden voor de injectie van twee verschillende bindmiddelen, bijvoorbeeld een combinatie van cement en bitumenemulsie. Aan de achterzijde van de machine wordt het gemengde materiaal met een in hoogte verstelbare vijzel verspreid en via een trilbalk voorverdicht. Voor in­situmengen en frezen zijn machines leverbaar met vermogens rond de 600 pk, freesbreedtes van 2 m en een maximale werkdiepte van 0,4 m. De werkdiepte kan worden gehandhaafd met een nauwkeurigheid van ongeveer 10 mm [14].

In het geval dat cement als bindmiddel wordt gebruikt en de cement niet vooraf over het te behandelen materiaal is gespreid maar via een slurrymixer in de stabilisatie­freesmachine wordt gepompt, moet de stabilisatie­freesmachine in staat zijn om de slurrymixer op het werk voor zich uit te duwen. De aanlegtrein (zie figuur 8.4) moet voldoen aan de volgende eisen:

• de cementslurry moet met hetvereiste debiet worden aangebracht om te voldoen aan de eisen van het mengselontwerp;
• de toevoer van de cementslurry moet variaties in de aanlegsnelheid van de aanlegtrein kunnen opvangen en zijn afgestemd op de hoeveelheid te behandelen materiaal;
• het geproduceerde mengsel moet van homogene kwaliteit zijn;
• het cementgehalte moet tijdens de aanleg met eenvoudige middelen kunnen worden geverifieerd.

Soortgelijke eisen gelden ook voor situaties waarbij bitumenemulsie als bindmiddel wordt gebruikt. In dat geval moet de stabilisatie-freesmachine aan de volgende eisen voldoen:

• de bitumenemulsie moet in de gewenste hoeveelheid worden gedoseerd, zodat tijdens het volcontinu aanlegproces wordt voldaan aan de eisen van het mengselontwerp;
• de toevoer van de bitumenemulsie moet variaties in de aanlegsnelheid van de stabilisatie­freesmachine kunnen opvangen en zijn afgestemd op de hoeveelheid te behandelen materiaal;
• het geproduceerde mengsel moet van homogene kwaliteit zijn;
• het cementgehalte moet tijdens de aanleg met eenvoudige middelen kunnen worden gecontroleerd;
• de resultaten van de bewaking van het proces van spuiten van de bitumenemulsie moet in overeenstemming zijn met resultaten van eenvoudige controlemetingen.

Bij het aanbrengen van schuimbitumen moet de stabilisatie­freesmachine de volgende kenmerken hebben:

• in dwarsrichting moeten op de sproeibalk op gelijke onderlinge afstanden (maximaal 200 mm) expansiekamers zijn gemonteerd om schuimbitumen te produceren;
• het schuimbitumen moet in de gewenste hoeveelheid worden gedoseerd, zodat tijdens het volcontinu aanlegproces wordt voldaan aan de eisen van het mengselontwerp;
• de toevoer van de het bindmiddel moet variaties in de aanlegsnelheid van de stabilisatie­freesmachine kunnen opvangen en zijn afgestemd op de hoeveelheid te behandelen materiaal;
• het geproduceerde mengsel moet in dwarsrichting van homogene kwaliteit zijn;
• het cementgehalte moet tijdens de aanleg met eenvoudige middelen kunnen worden gecontroleerd;
• de resultaten van de bewaking van het proces van spuiten van het schuimbitumen moet in overeenstemming zijn met resultaten van eenvoudige controlemetingen;
• met temperatuurmeters en manometers moet de goede werking van het hele systeem worden beheerst.

In het buitenland worden ook schuimbitumenstabilisaties zonder cement toegepast. In Nederland wordt bij schuimbitumenstabilisaties altijd een beetje cement toegevoegd (zie paragraaf 3.8.7).