In voorgaande hoofdstukken is aangegeven dat asfaltwapening meer is dan alleen een product dat trekkrachten kan opnemen en dat een asfaltwapening bestaat uit verschillende componenten. Ook is aangegeven dat een asfaltwapening drie basisfuncties kan vervullen: versterking, spanningspreiding en waterwering. Niet alle functies (kunnen) worden vervuld door alle systemen in alle situaties. In Tabel 3 is een overzicht gegeven van de verschillende componenten (‘lagen’) van asfaltwapening. Per component is aangegeven welke functies (basisfuncties of ondergeschikte functies) door deze component kunnen worden vervuld. Hierbij is de belangrijkste functie als eerste genoemd.
Niet alle componenten zijn aanwezig in alle systemen voor asfaltwapening of worden in alle situaties toegepast. Componenten van het systeem kunnen apart worden aangebracht of een onderdeel vormen van het wapeningproduct zelf. Voorbeelden hiervan zijn een vlies of een bitumineuze vooromhulling. Ook kan een materiaal dat in één werkgang wordt aangebracht meer dan één component in de tabel vormen. Zo combineren emulsieasfaltbeton rond een stalen wapening en een bitumineuze vooromhulling van een glasvezel wapening de hechting van het wapeningproduct naar boven en beneden met de bescherming van het wapeningproduct tegen verkeer tijdens de aanleg. Dit kan ook gelden voor een afgestrooide gespoten bitumineuze laag. De in de tabel onderscheiden componenten kunnen dus meestal niet afzonderlijk gespecificeerd worden in een bestek of vraagspecificatie.
Verder kan een component niet altijd alle genoemde doelen realiseren. Zo zal een hechtlaag van 0,3 kg/m2 kleeflaagemulsie onder het wapeningproduct op het oude oppervlak mogelijk wel hechting kunnen realiseren, maar geen bescherming, spanningspreiding of waterwering.
De toelichting bij de verschillende lagen en hun functies wordt hieronder samengevat. Overeenkomsten met de beschrijving in Tabel 3 worden benadrukt en aangevuld met praktijkvoorbeelden en definities.
Componenten en functies in het asfaltwapening-systeem
Asfaltoverlaag - Altijd aanwezig. Functie: Rijoppervlak met stroefheid, vlakheid en afwatering; opname van verticale en horizontale krachten.
Rijoppervlak - Altijd deel van de afwerking; bevat de deklaag en eventuele geluidreductie. Overig: neemt krachten op naast de directe treklaag.
Een of meer tussenlagen - Soms aanwezig. Functie: Opname van verticale en horizontale krachten; bescherming van de treklaag bij deklaagvervanging.
Afstrooilaag - Soms. In combinatie met steenslag voorkomt dit dat de hechtlaag en treklaag door verkeer worden losgetrokken; vormt een horizontale interlock overlaag met treklaag.
Bovenste hechtlaag - Soms aanwezig; kan tevens beschermlaag zijn in combinatie met afstrooilaag. Functie: hechting tussen treklaag en overlaag; bescherming treklaag tegen beschadiging door ruwheid van onderliggend oppervlak; spanningspreiding indien voldoende bitumen; waterwering indien voldoende bitumen.
Gespoten bitumen of bitumenemulsie - Soms; kan deel uitmaken van het (bitumineuze) vooromhulling of emulsieasfaltbeton. Functie: hechting (krachtoverdracht) tussen treklaag en onderlaag; bescherming treklaag tegen beschadiging; spanningspreiding en waterwering afhankelijk van bitumen-gehalte.
Emulsieasfaltbeton - Altijd; fungeert als hechtlaag tussen treklaag en onderlaag en kan deel uitmaken van de structuur die spanningspreiding en waterwering ondersteunt.
Treklaag - Altijd. Kern van het wapeningconcept; zorgt voor de primaire trekverrichting en vormt de basis voor verdere samenstelling van het pakket. Zonder treklaag is er sprake van geen wapening.
Grid - Altijd; Functie: versterking van trekkrachten in het wapeningvlak; afschuiving en omzetting van krachten haaks op de wapening naar het wapeningsvlak.
Vlies - Soms; Functie: opnemen van bitumen en samen met het bitumen de functies van onderste hechtlaag vervullen.
Onderste hechtlaag - Altijd (soms gecombineerd met bovenste hechtlaag). Functie: lijmlaag op het wapeningproduct; vooromhulling; hechting tussen treklaag en onderlaag; bescherming treklaag tegen beschadiging door ruwheid; spanningspreiding en waterwering indien voldoende bitumen.
Profileerlaag - Soms; Functie: uitvlakken van oneffenheden; leveren van een goed hechtvlak voor asfaltwapening op de onderliggende constructie.
Onderliggende constructie - Altijd: bestaan uit asfalt, beton of stevige elementen; zorgt voor ondersteuning van wapening en overlaag; draagt belastingen naar de ondergrond.
Niet alle genoemde lagen zijn in alle asfaltwapeningsystemen aanwezig of in alle situaties. Systeem- of situatie-afhankelijkheid wordt hier echter niet onderscheiden. Een spanningspreidende (hecht)laag wordt soms ‘glijlaag’ genoemd, omdat de treklaag lokaal kan verschuiven ten opzichte van de onderliggende constructie, om scheurbewegingen te spreiden over de overlaag. Bij een asfaltwapening is altijd een treklaag aanwezig, als hoofdonderdeel van het wapeningproduct, anders is het geen wapening. Bij andere scheurremmende voorzieningen kan de treklaag ontbreken.
De onderliggende constructie kan bestaan uit een oude verharding, eventueel na affrezen van een deel, maar ook uit een nieuwe asfaltonderlaag. Het direct aanbrengen van asfaltwapening op een ongebonden of lichtgebonden fundering blijkt in de praktijk niet te werken. Alhoewel de onderliggende constructie feitelijk niet deel is van de scheurremmende voorziening, is ze wel opgenomen in de tabel omdat ze met de scheurremmende voorziening moet samenwerken.
Een bitumineuze hechtlaag bovenop een wapeningproduct, die is afgestrooid met steenslag, lijkt op een oppervlakbehandeling (slijtlaag). Het toepassen van asfaltwapening is een van de onderhoudsmaatregelen wanneer er sprake is van bewegende scheuren, voegen of naden. De beweging van scheuren, voegen of naden is nodig om de eigenschappen van het asfaltwapeningsysteem te activeren. Daarnaast moeten de eigenschappen van het asfaltwapeningsysteem afgestemd zijn op de vervormingen en krachten die zich rond de scheur, voeg of naad voordoen.
Drie kernfuncties en hun bedrijfsvoering
De werkingsprincipes voor het voorkómen of beperken van de scheurdoorgroei zijn gebaseerd op drie functies die een asfaltwapeningsysteem (inclusief hechtlagen) kan uitoefenen: een versterkende functie; een spanningspreidende functie; een waterwerende functie. De waterwerende functie beperkt het indringen van vocht in de onderliggende constructie, waardoor verlies aan draagkracht in onderlagen wordt gereduceerd. Hierdoor worden de bewegingen van de gewapende overlaag ook verminderd, zodat scheurvorming wordt verminderd of vertraagd.
Versterkende functie - De versterkende functie van de asfaltwapening versterkt de asfaltoverlaag. Deze versterking kan plaatsvinden in twee fasen, te weten in de ongescheurde en in de (gedeeltelijk) gescheurde toestand van de overlaag. Door toevoeging van een treklaag aan de asfaltoverlaag neemt de stijfheid van het totale pakket toe; rekken kunnen hierdoor worden verminderd en mogelijk onder de maximale asfaltbreukrek komen te liggen. Dit gebeurt in de ongescheurde toestand, waardoor het pakket zich als een elastisch geheel gedraagt.
Hoogtepunten uit de theorie: de treklaag moet minstens even stijf zijn als het asfalt, en het product van de modulus van de treklaag en de dwarsdoorsnede moeten minimaal gelijk zijn aan die van de asfaltlaag. De daadwerkelijke stijfheid is afhankelijk van belastingsnelheid en temperatuur, wat afhangt van de toepassingssituatie.
Spanningspreidende functie - Wanneer zich een bewegende scheur, voeg of naad in een constructie bevindt, zorgen de piekspanningen onder de overlaag. Een spanningspreidende functie verdeelt de horizontale bewegingen van de onderliggende constructie over een grotere lengte van de overlaag. Dit kan ook reflectiescheuren in de overlaag beperken of uitsplitsen.
Een praktijkvoorbeeld uit oktober 2017: de Broekstraat in Molenschot onderging grootschalig onderhoud; reflectiescheuren verschenen en de weg moest worden verbreed voor toenemende verkeersstromen. Fortifix werd ingezet vanwege snelle, eenvoudige aanbreng en milieurendement. De asfaltwapening werd afgewerkt met fijn split; de koorden bleven ondanks belastingen stijf en magnetisch scheidbaar bij demontage. Dit type praktijk illustreert de voordelen van spanningsspreiding naast de traditionele versterkingsfunctie.
Praktijk en toepassing: Van den Bliek aan het woord
Van de Bliek: “Fortifix is snel en makkelijk aan te brengen en werkt uitstekend om kleine oneffenheden in de weg te herstellen.” Fortifix bestaat uit staalkoorden die in lengte- en breedterichting geïntegreerd zijn in een vierkant of rechthoekig patroon met voldoende maaswijdte voor een goede interlocking met het asfaltgranulaat. De koorden hebben een minimale verlenging en maximale stijfheid die onaangetast blijven tijdens en na installatie. Bovendien veroudert het materiaal niet tijdens de gestelde levensduur. Fortifix is bij einde levensduur verwijderbaar door middel van frezen en is uit het freesafval te scheiden door middel van magneten. Het verwijderde materiaal is daarna te hergebruiken binnen de staalindustrie.”
Wegbeheerders en onderhoudscontracten zoeken voortdurend naar kostenbewuste en duurzame oplossingen. Een van deze manieren is het toepassen van asfaltwapening als scheurremmende maatregel. Deze publicatie geeft een state of the art overzicht van de toepassing van asfaltwapening en de fasen van de toepassing: van afweging tot verwijdering bij opbreken van de asfaltverharding. De publicatie vervangt CROW-publicatie 69 “Asfaltwapening, zin of onzin?”.
De werkgroep achter deze publicatie bestond uit vertegenwoordigers van opdrachtgevers, asfaltaannemers, leveranciers en ingenieurs- en adviesbureaus. Rijkswaterstaat, Fonds Collectieve Kennis, Bam Infra, Bekaert NV en vele anderen hebben bijgedragen aan dit vakgebied. De complexiteit van het onderwerp heeft soms tot uiteenlopende meningen geleid, waardoor niet op alle aspecten honderd procent uitsluitsel kon worden gegeven. Desalniettemin biedt de publicatie een robuust kader voor inzicht in de fasen van toepassing, van keuze tot verwijdering.
Samenvatting van toepassingen en praktijkinzicht
- Asfaltwapening combineert meerdere lagen en materialen om trek, spanning en water te beheersen.
- De keuze van componenten is situationeel en vaak afhankelijk van de onderliggende constructie en verkeerscondities.
- Versterking en spanningsspreiding zijn cruciaal voor het beheersen van scheurgroei, terwijl waterwering de draagkracht van onderliggende lagen beschermt.
- Praktijkvoorbeelden zoals Fortifix tonen de implementatiekant van de theorie in grootschalig onderhoud.
- Het begrip van de werking van asfaltwapening vereist een functionele benadering, met aandacht voor stijfheid, sterkte en hechtduur.
Toepassingsstrategie en advies
Bij de keuze voor een asfaltwapeningssysteem is inzicht nodig in de optredende mechanismen rondom scheuren, voegen en naden: verplaatsingen, krachten en de interactie met de onderliggende structuur. Het is cruciaal om te begrijpen dat veel variabelen (materiaal, vorm, stijfheid, sterkte) invloed hebben op de samenwerking tussen componenten en de omgeving. Er bestaan normen voor onderdelen van het systeem, maar minder voor het gehele systeem in werking; kwalitatieve uitspraken op basis van jarenlange praktijkervaring en engineering judgement blijven daarom belangrijk.
De doelstelling van het systeem is drieledig: versterken, spreiden van krachten en beschermen tegen vocht; de combinatie bepaalt de effectiviteit tegen scheurvorming en doorbraak van water naar de ondergrond.
In de praktijk geldt: de gekozen combinatie van lagen moet een gezonde interactie hebben met het wegdek, rekening houdend met temperatuurs- en snelheidsafhankelijke stijfheidsmodulus. De keuze voor Fortifix of alternatieven is afhankelijk van de gewenste verwijderbaarheid aan einde levensduur en de milieu-impact, wat steeds vaker een belangrijke rol speelt bij onderhoudsstrategieën.
Deze publicatie werkt aan een beter begrip van asfaltwapening als functioneel systeem en biedt handvatten voor ontwerp en uitvoering zodat scheurgroei effectief kan worden beheerst, met aandacht voor verwijderbaarheid en milieuverantwoorde hergebruikmogelijkheden.