2. 1. PhD-research - algemeen
2. Walsstrategieën in de Nederlandse wegenbouwpraktijk
3. Simuleren van walsstrategieën in het laboratorium
4. Conclusies en stellingen
Opbouw presentatie
3. Probleem domein
Domein:
• Uitvoeringsproces:
• Productkwaliteit vrij goed gedefinieerd, proceskwaliteit niet (5% literatuur)
Enkele belangrijke trends:
• Veranderende contractvormen met langere garantieperioden
• Technologieën in toenemende mate beschikbaar, adoptie langzaam
• Impliciet proces relatie ‘proces ↔ kwaliteit’ onduidelijk (good / poor
practices?)
• Ervaringsgedreven industry individuele, impliciete, lange leercycli
6. • Verdichting belangrijk – literatuur en praktijk
• Temperatuur belangrijk – invloed op kwaliteit onduidelijk
• 2,3 walsen – voor- hoofd- en na-verdichting
• Instructies machinisten veelal onduidelijk:
• “Om ervoor te zorgen dat de asfaltbaan zo vlak mogelijk blijft, dien je
op een goede manier van rijrichting te veranderen” (SOMA)
• Na het voltooien van de taak, kun je: Typen walsen benoemen, op de
juiste wijze van richting veranderen, machine op de juiste wijze
kunnen controleren, bedienen, hanteren en wegzetten (SOMA)
• Intelligent compaction technologies beschikbaar
• Bruikbaarheid onduidelijk (stiffness vs. density vs. mech.)
• Adoptie in de praktijk langzaam
• Machinisten werken op basis van ervaring
Focus: Operationele strategieën walsproces
7. Papers
2 papers:
1. Expliciet maken ‘common practices’
• ‘Wat ze doen’
2. Simuleren walsstrategieën in lab
• ‘Wat ze moeten doen’
• Toewerken naar betere en gerichte instructies
• Gebruikmakend van huidige ervaringskennis
8. Variabiliteit voor het walsproces
Stops afwerkmachine HMA-surface layers
(30-50 mm)
HMA-base/bind
layers (50-80 mm)
WMA-base/bind layers
(60-80 mm)
12 lagen 20 lagen 3 lagen
# stops gem. T
drop
# stops gem. T
drop
# stops gem. T drop
0-3 minuten 21 25 °C 28 22 °C 1 Nauwelijks
waarneem-
baar
4-9 minuten 17 40 °C 34 33 °C 10 18 °C
10-15 minuten 3 55 °C 7 46 °C 1 30 °C
15-50 minuten 5 63 °C 12 62 °C 1 50 °C
9. Mixture and weather
condition
point Roller type and
sequence
number of
passes
compact
time
compact
temp
Time between
paver-1st pass
HMA - AC 22 base (80 mm)
15-17 °C, solar 100-200
W/m2, wind 8-13 km/hr
1 tandem 10 38 130-85 5
3-drum 15 53 115-60 14
2 tandem 11 30 145-100 2
3-drum 17 62 120-65 19
3 tandem 7 43 120-75 7
3-drum 17 90 110-70 10
4 tandem 7 43 120-65 9
3-drum 15 54 110-65 17
5 3-drum 10 65 140-70 10
tandem 11 30 125-60 32
6 3-drum 14 65 140-65 5
Variabiliteit walsproces
Wals-set
Strategie
base/bind 80 mm base/bind 50-60mm WMA 60-80 mm Surf 40-50 mm Surf 30-35 mm
3 projects 12 projects 4 projects 3 projects 7 projects
1. tandem,
3drum
2. combi,
small tandem
3. tired, tandem
1. tired, tandem,
3drum (3x)
2. tandem, 3drum
(3x)
3. 3drum, tandem,
4. tandem
5. tired, tandem
6. combi, tandem
7. tandem, tandem
8. small-tandem,
tandem
1. tandem, 3drum
(2x)
2. 3drum, tandem
3. small tandem,
tandem
1. small tandem,
tandem (2x)
2. 3drum,
tandem
1. 3drum,
tandem (6x)
2. tandem,
3drum
10. On-site en lab-density
• R2 lijkt redelijk, maar gem. afwijking is 48 kg/m3
• Oftewel 1-3% dichtheid = essentieel (?)
• Hoe bijsturen en instructies geven?
11. Voorbeeld ‘common practice’ SMA 11B
Maar ook ‘best practice’??? lab
4-8 walsovergangen in 10-20 minuten
start verdichting tussen 160-130 °C stop verdichting tussen 100-90 °C
Common practices drierolwals SMA 0/8 30-35 mm
0
1
2
3
4
5
6
7
2 4 6 8 10 12 14 16 meer
Frequentie
aantal walsovergangen
0
1
2
3
4
5
10 15 20 25 30 35 40 45 meer
Frequentie
verdichtingstijd (minuten)
0
1
2
3
4
5
6
110 120 130 140 150 160 170 meer
Frequentie
asfalttemperatuur start verdichting (°C)
0
2
4
6
8
60 70 80 90 100 110 meer
Frequentie
asfalttemperatuur stop verdichting (°C)
Cumulatief %
6-8 walsovergangen verdichtingstijd afhankelijk van de weersomstandigheden
Cumulatief % start verdichting tussen 110-80 °C stop verdichting tussen 60-50 °C
Common practices tandemwals SMA 0/8 30-35 mm
0
1
2
3
4
5
6
7
2 4 6 8 10 meer
Frequentie
aantal walsovergangen
0
1
2
3
4
5
20 25 30 35 40 45 50 meer
Frequentie
verdichtingstijd (minuten)
0
1
2
3
4
5
6
60 70 80 90 100 110 120 130 140 meer
Frequentie
asfalttemperatuur start verdichting (°C)
0
2
4
6
8
40 50 60 70 80 90 meer
Frequentie
asfalttemperatuur stop verdichting (°C)
12. • Uitvoeringsproces steeds belangrijker
• Nieuwe technologieën beschikbaar om proces
expliciet te maken
• In staat om te zien ‘wat ze doen’
• Weten waar de variabiliteit zit lijkt veel te halen
• Mogelijkheden om procesvariabiliteit te verminderen
• Mogelijkheden om proces aan kwaliteit te relateren
• Van ervaring methoden en procedures
Conclusie 1
14. Dus:
• Monitoren en inbouwen temperatuur en afkoeling in procedures
• Inbouwen walsregimes (gemonitord buiten)
Aansluiten lab-praktijk verdichting
15. • 2 asfaltmengsels(10.000 kg materialen in 1 batch)
• AC 16 base 40/60 pen
• SMA 11 surf 70/100 pen
• 4 labs, 2 verdichtingsmethoden, 45 slabs, 768 kernen
• Variëren 1. temp-venster en 2. walsregime ITS-tests (dry and ret)
Experimental setup
16. • Experiment 1: Variëren temp-venster AC 16 base 40/60 pen
• Experiment 2: Variëren temp-venster SMA 11 surf 70/100 pen
• Experiment 3: Variëren walsregime SMA 11 surf 70/100 pen (1 lab)
Experimental design
Wals type Procedure 1 Procedure 2 Procedure 3
5x tandem 150 °C 120 °C 120 °C
5x tandem 115 °C 100 °C 80 °C
5x tandem 90 °C 80 °C 60 °C
5x tandem 70 °C 60 °C 40 °C
Afkoeling Procedure 1 Procedure 2 Procedure 3
150 °C 5x drierol 5x tandem 5x tandem
115 °C 5x drierol 5x tandem 5x tandem
90 °C 5x drierol 5x tandem 5x tandem
70 °C 5x tandem 5x drierol 5x tandem
50 °C 5x tandem 5x drierol 5x tandem
Wals type Procedure 1 Procedure 2
5x tandem 150 °C 120 °C
5x tandem 115 °C 100 °C
5x tandem 90 °C 80 °C
5x tandem 70 °C 60 °C
5x tandem 50 °C 40 °C
17. Variëren temp-venster AC 16 base
• Laagdikteprogressie constanter met slab compactor
(plaat niet draaien)
• Geen relatie vastgesteld afkoeling-kwaliteit, door grote
spreiding in dichtheid
• Zelfde methode en procedure: 2301-2371 kg/m3
Retained-waarden?
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
voorverdichting
walsfase1
walsfase2
walsfase3
walsfase4
laagdikte(mm)
Progressie laagdikte slab compacter lab 1
procedure 1, slab 1
procedure 1, slab 2
procedure 1, slab 3
procedure 2, slab 1
procedure 2, slab 2
procedure 2, slab 3
18. Variëren temp-venster SMA 11 surf
• Dichtheden tussen 100% en 102%
• Dichtheden afkoelingsprocedure 2 ca. 30 kg/m3 lager
en ITS ca. 10% hoger
19. Variëren walsregime SMA 11 surf
• 1
• 2
• 3
Drierol + tandem DH ca. 30 kg/m3 (1%) hoger
Maar scheurtaaiheid ca. 10% lager
Drierol te zwaar als eerst en creëert micro-
scheurtjes???
20. • Gedeeltelijk afkoeling en walsregimes in lab-
procedures kunnen bouwen, maar:
• Veel spreiding in DH en ITS
• Retained waarden - gebruik ITSR?
• ITS test niet goed genoeg om spreiding
onderscheiden?
• Vervolgonderzoek:
• Automatisch vullen mal reduceren spreiding?
• Kritische mengsels verdichting (DGD?)
• Valideren met gerichte praktijk-studie + GPS en temp-
monitoring
Conclusie 2
21. • Het walsproces in de Nederlandse wegenbouwpraktijk
• Aanzienlijke variabiliteit in het walsproces: Welke effecten en
standaardisatie zinvol?
• Aanzienlijke spreiding nucleaire en lab-dichtheid: Aanleiding
om de on-site dichtheidsmetingen onder de loep te nemen en
hoe deze data gebruikt kan worden voor instructies?
• Volgende stap: Monitoring relateren aan weginspectie-data
(Berwich)
• Simuleren van het walsproces in het laboratorium
• Simuleren walsproces in lab essentieel om voorafgaand aan
uitvoering betere keuzes te kunnen maken en instructies aan
machinisten te geven
• Veel variabiliteit tussen laboratoria en asfaltplaten. In hoeverre
moeten we deze spreiding beter in ogenschouw nemen en
welke consequenties heeft dit mogelijk voor de bestaande CE-
proeven?
Conclusie / stellingen
22. Acknowledgements
PQi‘s Lab
Marco Oosterveld Maarten Jacobs
Marcel Sprenger Henry Scheafer
Mahesh Moenielal Jan van de Water
Peter van Hinthem Radjan Khedoe
Erik van de Beek Erik van de Beek
Erik den Hollander Evert Scholten
Gert Jan van Rijswijk Berwich Sluer
Johnny Koster André Bakker
Evert Scholten Remy van de Beemt
Bas Laureijssen Eric Zomerdijk
André Bakker Alex van de Wall
Rudi Dekkers Jacob Toonstra
Seirgei Miller Laurens Smal
André Dorée
En vele anderen…
