NL2014062B1 - Werkwijze en inrichting voor het met een vloeibaar middel behandelen van een asfaltconstructie. - Google Patents

Abstract

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het met een vloeibaar middel behandelen van een asfaltconstructie, in het bijzonder een asfaltconstructie die een toplaag van zeer open asfaltbeton (ZOAB) omvat, onder toepassing van een op voornoemde asfaltconstructie gerichte luchtstroom waarbij het behandelen de volgende stappen omvat: i) het sproeien van een vloeibaar bindmiddel op de toplaag van voornoemde asfaltconstructie; ii) het richten van een geconcentreerde luchtstroom op het op voornoemde toplaag gesproeide vloeibare bindmiddel volgens stap i), waarbij stap ii) zodanig wordt uitgevoerd dat het sproeien volgens stap i) en het richten volgens stap ii) als gescheiden stappen worden uitgevoerd waardoor voornoemd vloeibaar bindmiddel door de toplaag heendringt en in een gebied ter hoogte van de onderzijde van de toplaag een afsluitende laag van bindmiddel in voornoemde toplaag vormt.

Description

Korte aanduiding: Werkwijze en inrichting voor het met een vloeibaar middel behandelen van een asfaltconstructie.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het met een vloeibaar middel behandelen van een asfaltconstructie. Meer in het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een werkwijze en inrichting voor het met een vloeibaar middel behandelen van een asfaltconstructie, in het bijzonder een asfaltconstructie die een toplaag van zeer open asfaltbeton (ZOAB) omvat, waarbij een op voornoemde asfaltconstructie gerichte luchtstroom wordt toegepast.

Poreuze of open lagen, zoals ZOAB (Zeer Open Asfalt Beton), worden reeds jarenlang toegepast als toplaag of bovenste lagen van een wegdek. De voordelen hiervan zijn bekend en leveren belangrijke voordelen op voor zowel de weggebruiker als de omgeving. Regenwater wordt in de poreuze laag opgenomen, zodat er bij regenval geen spat en stuifwater ontstaat wat het zicht van de weggebruiker kan belemmeren. En door de porositeit wordt het rijgeluid van voertuigen geabsorbeerd en gereduceerd zodat er minder geluidsoverlast ten gevolge van het wegverkeer ontstaat in de omgeving van de weg. Een bijzondere vorm van een poreus wegdek is een Tweelaags ZOAB. Hierbij worden twee lagen poreus asfalt op elkaar toegepast; de onderste laag is een grofkorrelige laag met grote poriën die goede waterdoorstroming in en door de laag mogelijk maken en daar bovenop wordt een relatief dunne fijnkorrelige toplaag aangebracht die geoptimaliseerd is voor de reductie van verkeerslawaai.

Uit de Amerikaanse octrooiaanvraag US2014-0076199 is een kationische emulsie bekend die voor het zogenaamde fog seal proces wordt toegepast. Volgens de “fog seal" techniek wordt een vloeibaar bindmiddel met een grote hoeveelheid lucht in de spuitnevel van het bindmiddel op een wegdek gespoten om een optimale verdeling van het bindmiddel op en in de toplaag te bereiken.

Bitumenemulsies zijn op zich bekend, zoals geopenbaard in de Amerikaanse octrooien US 6,840,991 en US 7,918,624 en de Internationale aanvraag WO2011-034425.

In de Amerikaanse octrooipublicatie US 2005/265784 is een methode geopenbaard voor het behandelen van een asfaltconstructie, waarbij een bijzondere samenstelling wordt toegepast om zowel een interne als een oppervlaktebescherming tot stand te brengen. Een dergelijke behandeling is met name wenselijk om het binnendringen van water in asfalt te voorkomen waardoor de porositeit van de asfaltlaag volledig wordt opgeheven. Om een dergelijke behandeling uit te voeren wordt een apparaat toegepast, waarbij de bijzondere samenstelling op het oppervlak van de asfaltconstructie wordt gesproeid waarna vervolgens een met hoge snelheid roterende borstel de aldus op de asfaltconstructie gesproeide samenstelling daar inbrengt.

Uit de Franse publicatie FR 2 680 806 is een methode voor het behandelen van een asfaltconstructie bekend, waarbij in het bijzonder wordt gesproken over het snel tot stand brengen van het breken van de emulsie. Een dergelijke breking van de emulsie, die een voorwaarde voor de procesvoering vormt, vindt plaats door het asfaltoppervlak eerst voor te behandelen met een heteluchtstroom onder lage druk, waarna de emulsie op het oppervlak wordt gesproeid en tenslotte wordt opnieuw een heteluchtstroom onder lage druk toegepast. De volgens een dergelijke methode verbroken emulsie zorgt voor een dichte bindmiddellaag op het aldus, met heteluchtstroom behandelde asfaltoppervlak waardoor het aldus verkregen asfaltoppervlak als niet-poreus moet worden gezien.

Uit de Duitse publicatie DE 21 54 133 is een methode voor het behandelen van een asfaltoppervlak bekend, onder toepassing van een installatie waarbij eerst een verlaagde druk op het asfalt wordt aangebracht om het asfalt als zodanig voor te behandelen. Na het aanbrengen van de verlaagde druk wordt een overdruk toegepast waarbij een impregneringsmiddel in de ondergrond wordt ingebracht.

Uit de Duitse publicatie DE 673 645 is een soortgelijke methode bekend, waarbij ook sprake is van het toepassen van een onderdruk om een oppervlaktebehandeling op een asfaltconstructie aan te brengen.

Uit de Europese publicatie EP 1 396 580 is een methode bekend voor het aanbrengen van ZOAB, waarbij op een wegoppervlak zogenaamd asfaltbeton wordt aangebracht, welk asfaltbeton een bitumenemulsie omvat.

Daar waar asfaltlagen elkaar raken ontstaat doorgaans het snelst scheurvorming en rafeling. Een belangrijke oorzaak is het temperatuurverschil tussen het bestaande asfalt en de nieuw aangebrachte asfaltlaag. Om deze reden wordt een koude bitumenband tegen de opstaande kant van het asfalt aangebracht. Het is echter ook mogelijk de opstaande kant van de asfaltverharding eerst te reinigen met een hete luchtlans, waarna er op het verticale contactvlak een laag warme polymeer gemodificeerde bitumen wordt aangebracht. Na het aanbrengen van de nieuwe asfaltlaag ontstaat een verbinding die het vormen van scheuren en ontstaan van rafeling zou tegengaan.

Verder is het bekend om asfalt te conserveren met een zogenaamde asfaltcoating die het asfalt beschermt tegen motorolie, strooizout en verschillende soorten weersinvloeden zoals vorst, regen en ultraviolet (UV). Een dergelijke asfaltseal-coating maakt het asfalt waterdicht en zorgt ervoor dat het water wordt afgevoerd naar een drainput of naar de berm. Er wordt verondersteld dat door uv-stralen bindmiddelen uitdrogen, zoals bitumen, waardoor asfalt erg grof en open van structuur wordt en stenen als het ware los in het asfalt komen te liggen. Tevens kan door verdamping en beschadiging van het bindmiddel de flexibiliteit van het asfalt worden verminderd, waardoor scheuren kunnen optreden.

Een probleem bij toepassing van macroporeuze, open deklagen is, dat een dergelijke afdichtingslaag niet achteraf kan worden aangebracht. Immers, de macroporeuze deklaag is dan al aanwezig bovenop de dichte laag die van een dergelijk afdichtende toplaag zou moeten worden voorzien. Wanneer er een probleem is met de kwaliteit van de onderliggende dichte laag moet eerst de open deklaag worden verwijderd, vervolgens kan de afdichtende laag worden aangebracht en tenslotte moet dan een nieuwe open deklaag worden aangebracht. Dit leidt tot grote kapitaalsvernietiging.

Porositeit van poreuze of open lagen zoals ZOAB wordt in het algemeen gerealiseerd door de keuze van de mineraalopbouw in het wegdekmengsel. Bijvoorbeeld bij asfalt wordt een bepaalde steengradering gekozen en verder wordt een beperkte hoeveelheid mortel toegepast om deze steenfractie duurzaam aan elkaar te binden. De mortel bestaat uit de fijne fracties in het mengsel zoals zand en vulstof en daarnaast het bindmiddel bitumen wat het gehele asfaltmengsel samenbindt. Bij het verdichten van het asfaltmengsel tijdens het aanlegproces door middel van walsen wordt de steenfractie in het mengsel tegen elkaar gedrukt zodat een stabiel en draagkrachtig steenskelet ontstaat, terwijl er tussen de met mortel omhulde stenen toch nog voldoende open poriën aanwezig blijven die zorgen voor de gewenste porositeit.

Een consequentie van het toepassen van dergelijke poreuze deklaag aan de bovenzijde van een wegconstructie is, dat de afvoer van regenwater met eventuele dooizouten op een andere wijze plaatsvindt dan gebruikelijk. Bij conventionele dichte deklagen vindt de waterafstroming plaats over de oppervlakte van het wegdek. Daartoe wordt er in het wegoppervlak voldoende afschot aangebracht zodat het water in dwarsrichting naar de zijkant van de weg in de wegberm afstroomt.

Bij de toepassing van poreuze deklagen dringt het water eerst verticaal in de laag en stroomt vervolgens door het afschot over een onderliggende dichte laag naar de zijkant van de weg. Omdat het water aldus tussen de steenkorrels onderin de poreuze laag door naar de zijkant van de weg stroomt, is er sprake van een vertraagde waterafvoer. Hierdoor blijft de bovenzijde van de onderliggende dichte laag na een regenbui langer nat en bovendien vindt er daar ter plaatse geen zonbestraling en droogrijden door autobanden plaats zoals dat bij een dicht wegoppervlak wel plaatsvindt.

Dichte wegdeklagen zoals Dicht Asfalt Beton (DAB) Steenslag Asfalt Beton (STAB) worden beschermd tegen weersinvloeden door hun dichte structuur. De korrelopbouw van mineralen en het bindmiddel bitumen zorgen ervoor dat er geen water en lucht in de deklaag kunnen dringen. Waterindringing kan met name bij vorst expansiekrachten in het asfalt veroorzaken waardoor de samenhang wordt verminderd of zelfs verloren gaat. Luchtindringing in een asfaltlaag veroorzaakt oxidatie van het bindmiddel waardoor de flexibiliteit van het asfalt verloren gaat en een verharding van het bindmiddel optreedt. Door een hard en bros bindmiddel kunnen bij belasting van het wegdek scheuren ontstaan die het bovenstaande proces weer versnellen.

Het hiervoor beschreven verouderingsproces treedt sneller op als de porositeit van een dergelijke dichte deklaag hoger is. Dit is echter wel een andere porositeit dan de bovengenoemde porositeit van open deklagen zoals ZOAB. Zowel in aandeel als in poriëngrootte ligt de porositeit van dichte deklagen een orde van grootte lager dan bij bijvoorbeeld ZOAB. In de onderhavige beschrijving wordt de term “macroporositeit” voor ZOAB toegepast, en de term “microporositeit” voor dichte deklagen.

De microporositeit in dichte deklagen kan veroorzaakt worden door een onjuiste verdichting van de laag bij aanleg, maar kan ook in de loop der tijd ontstaan door veroudering en verwering. Ook heeft de aanwezigheid van dooizout in het afstromende regenwater een negatieve invloed op dit aantastingsproces.

Het is aldus van groot belang is dat de dichte lagen, die aanwezig zijn onder macroporeuze open deklagen, een hoge mate van dichtheid bezitten. De waterbelasting en zoutbelasting zijn intensief en langduriger en als er schade in deze onderliggende laag optreedt, heeft dit ook tot gevolg dat de bovenliggende open deklaag bezwijkt.

Een bijzondere eis voor waterdichtheid geldt voor brugdekken. Wanneer er bijvoorbeeld water en zout doordringt in het betonnen dek van een brug of viaduct vindt er aantasting van het beton plaats waardoor het draagvermogen van de brug afneemt en kritisch wordt. Wanneer er op een brugdek een macroporeuze open deklaag wordt toegepast wordt er in veel gevallen onder deze open deklaag eerst een dichte (asfalt)laag aangebracht met een maximum eis aan de holle ruimte in het mengsel na verdichting (max. 5%). Dit, om een absolute waterdichtheid te garanderen.

Bij de vernieuwing van de asfaltconstructie op een bestaand betonnen viaduct, worden de aanwezige asfaltlagen tot op het beton verwijderd en wordt in zo kort mogelijke bouwtijd twee nieuwe asfaltlagen aangebracht. Eerst de dichte onderlaag van bijvoorbeeld Dicht Asfalt Beton (DAB) ter afdichting en bescherming van het beton en na afkoeling vervolgens de deklaag van Zeer Open Asfaltbeton (ZOAB). Omdat omleidingsroutes bij viaducten moeilijker zijn en de wegbreedte in relatie tot fasering van de werkzaamheden vaak beperkt, vinden deze werkzaamheden meestal onder grote tijdsdruk plaats. Pas achteraf kan dan bepaald worden of de dichte onderlaag aan de geldende eisen van waterdichtheid voldoet. Wanneer uit monsterneming blijkt dat de dichtheid onvoldoende is, wat door de grote tijdsdruk van het werk een reëel gevaar is, moet een herstelmaatregel plaatsvinden. Dit kan bijvoorbeeld geschieden door het verwijderen van de nieuw aangelegde ZOAB laag, het aanbrengen van een afdichtingslaag en het vervolgens weer aanbrengen van een nieuwe ZOAB deklaag. Dit heeft veel hinder en hoge kosten tot gevolg.

Bij een tweelaags ZOAB is vooral de dunne, fijne deklaag onder invloed van het verkeer aan slijtage onderhevig. De onderliggende grofkorrelige ZOAB laag staat niet aan de verkeerskrachten bloot. Een mogelijke renovatiemethode betreft de vervanging van alleen de fijne toplaag. Hierdoor kan de ZOAB onderlaag tweemaal de levensduur van de deklaag in stand blijven, bijvoorbeeld 2 x 10 = 20 jaar.

De waterbelasting op de onderliggende dichte deklaag (meestal Steenslagasfaltbeton, STAB), moet dan deze dubbele levensduur zonder kwaliteitsproblemen kunnen worden weerstaan. Dit is vaak twijfelachtig. Bij de vervanging van een normale, enkellaags ZOAB komt de onderliggende dichte laag bloot te liggen en kan worden verbeterd. Hetzij door vernieuwing hetzij door het aanbrengen van een afdichtingslaag.

Voornoemde mogelijkheid is er bij de vervanging van de toplaag van een Tweelaags ZOAB niet. Wanneer gedurende de tweede levensduurcyclus van de toplaag toch problemen met de onderliggende dichte asfaltlaag worden verwacht, kan alleen een verbetermaatregel worden toegepast, als ook de onderste ZOAB laag wordt verwijderd. Ook dit heeft hoge kosten, kapitaalsvernietiging en extra bouwtijd en hinder tot gevolg.

Een doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een oplossing voor voornoemd probleem.

Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een methode voor het behandelen van een asfaltconstructie van het open type waarbij een duurzame afdichtende laag wordt aangebracht waarbij de gunstige eigenschappen van de open asfaltconstructie blijven behouden.

De onderhavige uitvinding voorziet derhalve in een werkwijze voor het met een vloeibaar middel behandelen van een asfaltconstructie, in het bijzonder een asfaltconstructie die een toplaag van zeer open asfaltbeton (ZOAB) omvat, onder toepassing van een op voornoemde asfaltconstructie gerichte luchtstroom, met het kenmerk, dat het behandelen de volgende stappen omvat: i) het sproeien van een vloeibaar bindmiddel op de toplaag van voornoemde asfaltconstructie; ii) het richten van een geconcentreerde luchtstroom op het op voornoemde toplaag gesproeide vloeibare bindmiddel volgens stap i), waarbij stap ii) zodanig wordt uitgevoerd dat het sproeien volgens stap i) en het richten volgens stap ii) als gescheiden stappen worden uitgevoerd waardoor voornoemd vloeibaar bindmiddel door de toplaag heendringt en in een gebied ter hoogte van de onderzijde van de toplaag een afsluitende laag van bindmiddel in voornoemde toplaag vormt.

Onder toepassing van een dergelijke methode wordt aan een of meer van de hiervoor genoemde doelstellingen voldaan. Door direct achter het spuiten van het vloeibare bindmiddel een geconcentreerde luchtstroom op het wegdek te richten, wordt het vloeibare bindmiddel in de vloeistoffase naar onder in de open deklaag geblazen, tegen de dichte onderlaag aan. De geconcentreerde luchtstroom fungeert hierbij als een transportmiddel voor het vloeibare bindmiddel. De snelheid van dit vloeibare bindmiddel bij het spuiten wordt geremd door de aanraking van de steenkorrels van de open deklaag in het wegoppervlak en het vloeibare bindmiddel blijft daardoor bovenin de open deklaag “hangen”. De luchtstroom heeft tevens tot gevolg dat de macroporiën van de open deklaag worden open geblazen en de functionaliteit, te weten de waterafvoer en geluidsreductie, in stand blijven.

Opgemerkt dient te worden dat de onderhavige uitvinding wezenlijk verschilt van de hiervoor besproken zogenaamde “fog seal” techniek. In de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding vinden het sproeien van het vloeibare bindmiddel en het positioneren van de luchtstroom als gescheiden en afzonderlijke stappen plaats, terwijl bij de zogenaamde “fog seal” techniek het bindmiddel in de luchtstroom wordt verneveld. Met andere woorden, door in de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding beide handelingen, te weten het op de toplaag sproeien van bindmiddel volgens stap i) en het vervolgens op het op de toplaag liggende bindmiddel toepassen van een geconcentreerde luchtstroom, achter elkaar te positioneren wordt een transport van zowel het vloeibare bindmiddel als de lucht door een open deklaag naar een diepere laag bereikt en wordt juist het oppervlak schoon geblazen. Tevens wordt hiermee voorkomen dat het bindmiddel via de spuitnevel zich naar de omgeving verspreidt, wat bij de zogenaamde “fog seal” techniek wel een reëel gevaar is.

In een bijzondere uitvoeringsvorm verdient het de voorkeur dat stap i) en stap ii) onder toepassing van een zich over de te behandelen asfaltconstructie verplaatsende voertuigconstructie worden uitgevoerd, waarbij de tijdsperiode voor het vloeibare bindmiddel, te beschouwen als de tijd die verstrijkt tussen het moment van sproeien van voornoemd vloeibaar bindmiddel en het moment dat het aldus op voornoemde toplaag gesproeide vloeibare bindmiddel voornoemde geconcentreerde luchtstroom ondervindt, ten hoogste 5 seconden, in het bijzonder ten hoogste 3 seconden, bedraagt.

Indien een periode van langer dan 5 seconden wordt toegepast, dan zal het vloeibare bindmiddel, bijvoorbeeld door verandering van viscositeit, onvoldoende in de laag kunnen binnendringen, hetgeen ongewenst is. Verandering van viscositeit kan plaatsvinden door het omslaan (curen) van een bitumenemulsie of door afkoeling van een warm bindmiddel.

Het verdient verder de voorkeur dat stap ii) verder de toepassing van een aanvullende luchtstroom omvat, waarbij in voornoemde aanvullende luchtstroom een druk wordt toegepast die lager is dan de geconcentreerde luchtstroom.

Een dergelijk aanvullende luchtstroom zorgt voor een verbeterd transport van het vloeibare bindmiddel door de toplaag heen. De onderhavige uitvinder veronderstelt dat de impact van de geconcentreerde luchtstroom, die naar de toplaag is gericht, ten gevolge van het “botsen” van de luchtstroom met de toplaag en het vloeibare bindmiddel, zal afnemen waardoor voornoemde aanvullende luchtstroom met name wenselijk is om het bindmiddel verder in de toplaag te transporteren om het gewenste resultaat te kunnen bereiken.

Het is daarnaast, vanuit het oogpunt van een verhoogd transporteffect wenselijk, dat in voornoemde aanvullende luchtstroom een luchtstroomvolume wordt toegepast dat hoger is dan het luchtstroomvolume van de geconcentreerde luchtstroom.

De onderhavige werkwijze wordt verder zodanig uitgevoerd dat voornoemde aanvullende luchtstroom bij voorkeur zodanig ten opzicht van voornoemde geconcentreerde luchtstroom is gepositioneerd dat het volgens stap i) gesproeide vloeibare bindmiddel eerst in contact wordt gebracht met voornoemde geconcentreerde luchtstroom en vervolgens met voornoemde aanvullende luchtstroom.

Om een versnelde droging van het vloeibare middel te verkrijgen is het in bepaalde uitvoeringsvormen wenselijk dat de temperatuur van voornoemde aanvullende luchtstroom hoger is dan de temperatuur van voornoemde geconcentreerde luchtstroom. Deze versnelde droging vindt dan plaats nadat het vloeibare middel hoofdzakelijk met de geconcentreerde luchtstroom op de gewenste plaats, te weten onderin de laag is gebracht, zodat het in de juiste positie wordt gefixeerd en niet verder via het afschot naar de zijkant van de weg stroomt. Door nu een temperatuur toe te passen die enigszins hoger is, wordt voornoemd nadelig effect verzacht waardoor het bindmiddel de gewenste positie in de toplaag kan innemen. Ook wordt veronderstelt dat bij het gebruik van een emulsie voor het vloeibare bindmiddel de emulsie kan “omslaan” waardoor de mobiliteit van het bindmiddel ernstig wordt vertraagd hetgeen het transport van het bindmiddel door de toplaag heen bemoeilijkt. Daarnaast wordt veronderstelt dat een hogere temperatuur een gunstig effect heeft op het curing proces van het bindmiddel.

De hoeveelheid van het in stap i) op de toplaag te sproeien vloeibare bindmiddel ligt bij voorkeur in het gebied van 1 -5 kg/m2, bij voorkeur 2-3 kg/m2.

Als voorbeelden van het vloeibare bindmiddel kunnen een of meer verbindingen worden genoemd, gekozen uit de groep van bitumen, bitumenemulsie, polyurethaan (PUR) en epoxyharsen.

De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een asfaltconstructie, in het bijzonder een asfaltconstructie die een toplaag van zeer open asfaltbeton (ZOAB) omvat, verkregen na het uitvoeren van de hiervoor beschreven werkwijze waarbij in voornoemde toplaag zich in een gebied ter hoogte van de onderzijde van de toplaag een afsluitende laag van bindmiddel bevindt.

Onder voornoemde toplaag van zeer open asfaltbeton (ZOAB) bevindt zich bij voorkeur een onderlaag, in het bijzonder een dichte onderlaag van dicht asfalt beton (DAB).

De uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor het behandelen van een asfaltconstructie, in het bijzonder een asfaltconstructie die een toplaag van zeer open asfaltbeton (ZOAB) omvat, onder toepassing van een op voornoemde asfaltconstructie gerichte luchtstroom waarbij voornoemde inrichting een zich over de te behandelen asfaltconstructie verplaatsende voertuigconstructie is, omvattende een orgaan voor het op voornoemde toplaag sproeien van een vloeibaar bindmiddel en een orgaan voor het richten van een geconcentreerde luchtstroom op voornoemde toplaag om voornoemd vloeibaar bindmiddel door de toplaag te laten heendringen ter vorming van in voornoemde toplaag, in een gebied ter hoogte van de onderzijde van de toplaag, een afsluitende laag van bindmiddel.

Het is verder wenselijk dat de inrichting een orgaan voor een aanvullende luchtstroom omvat, waarbij in voornoemd orgaan een luchtdruk wordt toegepast die lager is dan de luchtdruk in voornoemd orgaan van geconcentreerde luchtstroom, waarbij het orgaan voor een aanvullende luchtstroom bij voorkeur is gepositioneerd in een zich over de te behandelen asfaltconstructie verplaatsende voertuigconstructie niet zijnde de voertuigconstructie die voornoemd orgaan voor het op voornoemde toplaag sproeien van een vloeibaar bindmiddel en voornoemd orgaan voor het richten van een geconcentreerde luchtstroom omvat.

Voornoemd orgaan van aanvullende luchtstroom is bij voorkeur stroomafwaarts gelegen ten opzichte van voornoemd orgaan van geconcentreerde luchtstroom.

In een bijzondere uitvoeringsvorm omvat de inrichting verder middelen voor het verhogen van de temperatuur van de lucht toegepast voor voornoemd orgaan van aanvullende luchtstroom en/of voornoemd orgaan van geconcentreerde luchtstroom.

De inrichting omvat in het bijzonder verder middelen voor het verhogen van de temperatuur van het op de toplaag van voornoemde asfaltconstructie sproeien van voornoemd vloeibaar bindmiddel.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt direct achter de spuitbalk waarmee het vloeibare bindmiddel wordt gespoten, een zogenaamd “luchtmes” aangebracht. Dit is een zeer geconcentreerde luchtstroom die met weinig volume maar hoge druk het vloeibare bindmiddel van de aan de oppervlakte liggende steenkorrels afschraapt en naar beneden in de laag perst. Hiermee wordt voorkomen dat door de grote hoeveelheid lucht het vloeibare bindmiddel wordt opgewerveld en in de omgeving wordt verspreid.

In een verdere uitvoeringsvorm kunnen twee typen luchtstromen achtereen worden ingezet. De eerste in de uitvoeringsvorm van het luchtmes en een tweede met een wat lagere druk en een hoger volume om een optimaal transporteffect dieper in de open laag te bereiken.

In een andere uitvoeringsvorm kunnen luchtstromen met een hogere temperatuur worden toegepast. Door met name voor de laatste luchtstroom een hogere temperatuur te gebruiken wordt bij het gebruik van een het vloeibare bindmiddel bereikt dat het vloeibare bindmiddel versneld droogt. Na droging is een dergelijk bindmiddel niet meer gevoelig voor uitspoeling door regen.

In een verdere uitvoeringsvorm worden naast de luchtstroom bandenwalsen met rubberbanden ingezet om eventuele restanten van het bindmiddel op de steenkorrels aan het wegoppervlak eraf te persen, om hiermee te voorkomen dat het wegdek na behandeling onvoldoende stroefheid het in relatie tot de verkeersveiligheid.

In een verdere uitvoeringsvorm wordt op het wegoppervlak na het inblazen een afstrooimiddel in de vorm van een granulair materiaal aangebracht om de laatste resten van het bindmiddel aan het wegoppervlak te binden, eveneens om eerder genoemde stroefheidproblemen te voorkomen.

Het resultaat van de onderhavige vinding is te zien in de aanwezigheid van een afdichtende laag onderin de open deklaag, tussen de onderste steenkorrels van de ZOAB laag in en aansluitend rondom aan de raakpunten van de onderste steenkorrels met de onderliggende dichte laag. Tevens worden holtes, scheuren en poreuze plekken in de onderliggende dichte laag gevuld en afgedicht. Water en dooizouten kunnen hierdoor niet meer in de onderliggende dichte laag dringen en de kwaliteit blijft gedurende de levensduur van de open deklaag op voldoende niveau.

De onderhavige uitvinder veronderstelt ook dat scheurtjes en microporositeit in de bindmiddellaag c.q. de mortellaag om de steenkorrels in de open deklaag over nagenoeg de gehele hoogte van deze open laag worden verbeterd. Ook de hechtbruggen die de stenen in de open deklaag onderling verbinden worden hierdoor versterkt. Dit heeft vooral een positieve invloed op een oude open deklaag die door inwendige aantasting ten gevolge van vocht, vorst, dooizouten en verkeersbelasting in kwaliteit is afgenomen.

De onderhavige uitvinding zal aan de hand van een aantal voorbeelden nader worden toegelicht waarbij voornoemde voorbeelden als toelichting en niet als beperkend moeten worden gezien.

Figuur 1 vertoont een dwarsdoorsnede-aanzicht van een gerenoveerde asfaltconstructie op een betonnen viaduct.

Figuur 2 vertoont een dwarsdoorsnede-aanzicht van een gerenoveerde asfaltconstructie van het type Tweelaags ZOAB.

Voorbeeld 1: Waterdicht maken van een asfaltconstructie op een betonnen viaduct.

In een onderhoudswerk moet van een aantal viaducten de asfaltconstructie worden vernieuwd, waarbij de bovenste laag van de te vernieuwen asfaltconstructie bestaat uit een Zeer Open asfaltlaag (ZOAB). De waterdichtheid wordt gerealiseerd door een dichte structuur in de onderste asfaltlaag, welke bereikt moet worden met intensieve walsverdichting tijdens aanleg. De werkzaamheden omvatten het verwijderen van beide oude asfaltlagen door middel van frezen waardoor het beton van het brugdek wordt blootgelegd. Vervolgens wordt een kleeflaag als hechtlaag aangebracht en de onderste, dichte asfaltlaag aangebracht en met walsen verdicht. Vanwege de niet bereikte waterdichtheid eist de wegbeheerder een complete vervanging van de asfaltconstructie. Alhoewel de bovenste asfaltlaag (ZOAB) wel aan alle eisen voldoet moet deze ook verwijderd worden om de onderste laag te kunnen vernieuwen. Dit leidt tot een grote kapitaalsvernietiging en veel extra verkeershinder.

Volgens de werkwijze van de onderhavige uitvinding wordt voornoemde kapitaalsvernietiging voorkomen door achteraf in een volgende nacht een waterdichte laag aan te brengen aan de onderzijde van de ZOAB laag.

Dit wordt gedaan door een hoeveelheid van 2,5 kg/m2 bitumenemulsie op de ZOAB laag, te weten een rijstrook van 3,5 m breed, te spuiten, waarna dit vloeibare bindmiddel direct aansluitend met een geconcentreerde luchtstroom naar onder in de laag wordt geblazen. Als bitumenemulsie is een water geëmulgeerde straight-run bitumen met een penetratiewaarde tussen 45 en 100 Pen en een bitumengehalte in de emulsie van 30 tot 70% toegepast. De voor de geconcentreerde luchtstroom toegepaste procesomstandigheden zijn als volgt: debiet < 0,5 m3 per sec, temperatuur ongeveer 20 °C, druk tussen 0,5 en 1,5 bar. Vervolgens wordt met een warme luchtstroom, waarvan de procesomstandigheden zijn: debiet tussen 5 en 10 m3 per sec, druk tussen 0,05 en 0,5 bar en temperatuur 300 tot 500 °C, de bitumenemulsie “gecured” (= omslaan van de emulsie en uittreden/verdampen van het water) zodat deze niet door walswater of door een kort daarna optredende regenbui wordt meegevoerd en wegstroomt naar de zijkant van de viaduct. De snelheid waarmee het hiervoor toegepaste voertuig over het wegdek wordt verplaatst ligt tussen 3 en 8 km/h. De tijd die verstrijkt tussen het moment van sproeien van voornoemd vloeibaar bindmiddel en het moment dat het aldus op voornoemde toplaag gesproeide vloeibare bindmiddel voornoemde geconcentreerde luchtstroom ondervindt, ligt tussen 0,6 en 1 seconde.

Aan de hand van een geboorde cilinder uit de totale asfaltconstructie is gebleken dat de onvoldoende dichtheid van de onderliggende laag werd gecompenseerd door een waterdichte laag aan de bovenzijde van deze onderlaag. Voornoemde cilinder werd in een laboratoriumproefopstelling onder druk met water belast en de waterdoorlatendheid getest. Er is gevonden dat de asfaltconstructie alsnog aan de waterdichtheidsnorm voldoet, verkregen door het inspuiten en inblazen van de waterdichte laag volgens de onderhavige uitvinding.

In figuur 1 is de gerenoveerde asfaltconstructie schematisch met verwijzingscijfer 1 weergegeven, omvattende stenen 2 waartussen zich holtes of poriën 3 bevinden, waarbij zich in een gebied ter hoogte van de onderzijde van de toplaag een afsluitende laag 4 van bindmiddel bevindt.

Voorbeeld 2: Waterdicht maken van een onderlaag onder een te renoveren Tweelaags ZOAB.

Vanwege de toenemende geluidshinder door wegverkeer wordt steeds vaker een zeer sterk geluid reducerende deklaag toegepast van Tweelaags ZOAB. De bovenste lagen van een dergelijke asfaltconstructie bestaan dan uit twee lagen ZOAB op elkaar: een grofkorrelige zeer open asfalt onderlaag voor geluidsdemping en waterafvoer en een fijnkorrelige zeer open toplaag voor reductie van het bandengeluid. Onder deze Tweelaags ZOAB is een dichte asfaltlaag aanwezig als draaglaag, in het bijzonder voor het transport van regenwater via het afschot (dwarshelling) naar de zijkant van de weg, welke onderlaag ook waterdicht is.

Volgens een gebruikelijke bestaande methode wordt de dunne fijnkorrelige toplaag van 25 mm ZOAB door middel van frezen verwijderd. Uit kernboringen is gebleken dat de daaronder liggende dichte asfaltlaag niet meer in optimale conditie verkeert. Om er zeker van te zijn dat er tijdens de tweede levensfase (de levensduur van de nieuwe fijne ZOAB toplaag, zijnde ca. 10 jaar) geen problemen ontstaan met vorstschade in de onderliggende, waterafvoerende dichte laag, moet de gehele grove ZOAB onderlaag worden verwijderd, waarna een nieuwe waterdichte laag kan worden aangebracht. Vervolgens moet een nieuwe ZOAB onderlaag en een nieuwe ZOAB toplaag worden aangebracht. Dit leidt tot een grote kapitaalsvernietiging en veel extra verkeershinder.

Volgens de werkwijze van de onderhavige uitvinding wordt voornoemde kapitaalsvernietiging voorkomen door een vloeibaar bindmiddel door de blootgelegde grove ZOAB onderlaag heen te spuiten, zodat aan de onderzijde van deze grove ZOAB laag een waterdichte laag ontstaat.

In dit uitvoeringsvoorbeeld wordt een hoeveelheid van 2,0 kg/m2 bitumenemulsie op de laag, te weten een rijstrook van 3,5 m breed, gespoten, waarna deze direct aansluitend met een geconcentreerde luchtstroom naar onder in de laag wordt geblazen. Vervolgens wordt met een warme luchtstroom de bitumenemulsie “gecured” (= omslaan van de emulsie en uittreden/verdampen van het water) zodat deze niet door walswater of door een kort daarna optredende regenbui wordt meegevoerd en wegstroomt naar de zijkant van de weg. Het type bitumenemulsie, alsmede de procesomstandigheden komen overeen met de gegevens zoals vermeld in voorbeeld 1. Het is gebleken dat resten bitumenemulsie die binnenin de grove ZOAB laag achterbleven een bijkomend positief effect op de levensduur van deze laag verschaffen doordat de oude hechtbruggen tussen de stenen in deze laag worden omhuld met nieuwe bitumen en daardoor worden versterkt. Na deze snel uitvoerbare handelingen volgens de onderhavige werkwijze wordt de nieuwe fijnkorrelige ZOAB toplaag aangebracht.

Het is gebleken dat het door de twee ZOAB lagen heendringen van regenwater nu niet meer stroomt over de onderliggende verouderde asfaltlaag af naar de zijkant van de weg, maar over de nieuw aangebrachte waterdichte laag. Hierdoor kan de asfaltconstructie zonder problemen de tweede levensfase in stand blijven.

In figuur 2 is de gerenoveerde asfaltconstructie schematisch met verwijzingscijfer 7 weergegeven, omvattende een fijnkorrelige, zeer open bovenlaag van stenen 5 en een daaronder liggende grofkorrelige zeer open asfalt onderlaag van stenen 6, waarbij in beide lagen sprake is van holtes of poriën 3, waarbij zich in een gebied ter hoogte van de onderzijde van voornoemde laag een afsluitende laag 4 van bindmiddel bevindt.

Claims (15)

1. Werkwijze voor het met een vloeibaar middel behandelen van een asfaltconstructie, in het bijzonder een asfaltconstructie die een toplaag van zeer open asfaltbeton (ZOAB) omvat, onder toepassing van een op voornoemde asfaltconstructie gerichte luchtstroom, met het kenmerk, dat het behandelen de volgende stappen omvat: i) het sproeien van een vloeibaar bindmiddel op de toplaag van voornoemde asfaltconstructie; ii) het richten van een geconcentreerde luchtstroom op het op voornoemde toplaag gesproeide vloeibare bindmiddel volgens stap i), waarbij stap ii) zodanig wordt uitgevoerd dat het sproeien volgens stap i) en het richten volgens stap ii) als gescheiden stappen worden uitgevoerd waardoor voornoemd vloeibaar bindmiddel door de toplaag heendringt en in een gebied ter hoogte van de onderzijde van de toplaag een afsluitende laag van bindmiddel in voornoemde toplaag vormt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat stap i) en stap ii) onder toepassing van een zich over de te behandelen asfaltconstructie verplaatsende voertuigconstructie worden uitgevoerd, waarbij de tijdsperiode voor het vloeibare bindmiddel, te beschouwen als de tijd die verstrijkt tussen het moment van sproeien van voornoemd vloeibaar bindmiddel en het moment dat het aldus op voornoemde toplaag gesproeide vloeibare bindmiddel voornoemde geconcentreerde luchtstroom ondervindt, ten hoogste 5 seconden, in het bijzonder ten hoogste 3 seconden, bedraagt.

3. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-2, met het kenmerk, dat stap ii) verder de toepassing van een aanvullende luchtstroom omvat, waarbij in voornoemde aanvullende luchtstroom een druk wordt toegepast die lager is dan de geconcentreerde luchtstroom.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat in voornoemde aanvullende luchtstroom een luchtstroomvolume wordt toegepast dat hoger is dan het luchtstroomvolume van de geconcentreerde luchtstroom.

5. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 3-4, met het kenmerk, dat voornoemde aanvullende luchtstroom zodanig ten opzicht van voornoemde geconcentreerde luchtstroom is gepositioneerd dat het volgens stap i) gesproeide vloeibare bindmiddel eerst in contact wordt gebracht met voornoemde geconcentreerde luchtstroom en vervolgens met voornoemde aanvullende luchtstroom.

6. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 3-5, met het kenmerk, dat de temperatuur van voornoemde aanvullende luchtstroom hoger is dan de temperatuur van voornoemde geconcentreerde luchtstroom.

7. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de hoeveelheid van de in stap i) op de toplaag te sproeien bitumenemulsie ligt in het gebied van 1 -5 kg/m2, bij voorkeur 2-3 kg/m2.

8. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het vloeibaar bindmiddel is gekozen uit de groep van bitumen, bitumenemulsie, polyurethaan (PUR) en epoxyharsen, of een of meer combinaties hiervan.

9. Asfaltconstructie, in het bijzonder een asfaltconstructie die een toplaag van zeer open asfaltbeton (ZOAB) omvat, verkregen na het uitvoeren van een werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in voornoemde toplaag zich in een gebied ter hoogte van de onderzijde van de toplaag een afsluitende laag van bindmiddel bevindt.

10. Asfaltconstructie volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat zich onder voornoemde toplaag van zeer open asfaltbeton (ZOAB) een onderlaag bevindt, in het bijzonder een dichte onderlaag van dicht asfalt beton (DAB).

11. Inrichting voor het behandelen van een asfaltconstructie, in het bijzonder een asfaltconstructie die een toplaag van zeer open asfaltbeton (ZOAB) omvat, onder toepassing van een op voornoemde asfaltconstructie gerichte luchtstroom, met het kenmerk, dat voornoemde inrichting een zich over de te behandelen asfaltconstructie verplaatsende voertuigconstructie is, omvattende een orgaan voor het op voornoemde toplaag sproeien van een vloeibaar bindmiddel en een orgaan voor het richten van een geconcentreerde luchtstroom op voornoemde toplaag om voornoemd vloeibaar bindmiddel door de toplaag te laten heendringen ter vorming van in voornoemde toplaag, in een gebied ter hoogte van de onderzijde van de toplaag, een afsluitende laag van bindmiddel.

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de inrichting verder een orgaan voor een aanvullende luchtstroom omvat, waarbij in voornoemd orgaan een luchtdruk wordt toegepast die lager is dan de luchtdruk in voornoemd orgaan van geconcentreerde luchtstroom, waarbij het orgaan voor een aanvullende luchtstroom bij voorkeur is gepositioneerd in een zich over de te behandelen asfaltconstructie verplaatsende voertuigconstructie niet zijnde de voertuigconstructie die voornoemd orgaan voor het op voornoemde toplaag sproeien van een vloeibaar bindmiddel en voornoemd orgaan voor het richten van een geconcentreerde luchtstroom omvat.

13. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 11-12, met het kenmerk, dat voornoemd orgaan van aanvullende luchtstroom stroomafwaarts is gelegen ten opzichte van voornoemd orgaan van geconcentreerde luchtstroom.

14. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 11-13, met het kenmerk, dat de inrichting verder middelen omvat voor het verhogen van de temperatuur van de lucht toegepast voor voornoemd orgaan van aanvullende luchtstroom en/of voornoemd orgaan van geconcentreerde luchtstroom.

15. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 11-14, met het kenmerk, dat de inrichting verder middelen omvat voor het verhogen van de temperatuur van het op de toplaag van voornoemde asfaltconstructie sproeien van voornoemd vloeibaar bindmiddel.