Holdbarhed af Drænasfalt

Transkript

1 Holdbarhed af Drænasfalt Vejteknisk Institut Rapport

2 Vejdirektoratet Guldalderen 12 Postbox Hedehusene Tlf.: Fax.: Titel Drænasfalt af Drænasfalt Dato Januar 2005 Forfattere Carsten Bredahl Nielsen, Jørn Raaberg, Erik Nielsen Foto Carsten Bredahl Nielsen Udgiver Vejdirektoratet, Vejteknisk Institut ISSN net ISBN net Eftertryk i uddrag er tilladt med kildeangivelse. Trykte publikationer kan købes hos: Schultz Information Herstedvang Albertslund [email protected] Telefon Fax

3 Holdbarhed af Drænasfalt Carsten Bredahl Nielsen Jørn Raaberg Erik Nielsen Vejteknisk Institut Rapport

4

5 Indhold Forord...5 Sammenfatning og konklusioner...7 Summary and conclusions Introduktion Baggrund Formål Projektets rapportering Levetid af drænasfalt Anvendelsen af drænasfalt Udførelse af drænasfalt Levetidskriterier Andre projekter og produkter Holdbarhed af drænasfalt Asfaltprøvning Mørtelprøvning Forbedringer af drænasfalt Miljøeffekter Støjabsorption Måling af støjabsorption Forbedringer i livscyklus Vedligeholdelse af drænasfalt Konklusioner Tydelige forbedringer forventes Mekanisk styrke Optimér efter det valgte bindemiddel Praktiske erfaringer kan måske overføres Det videre arbejde Referencer Projektets rapporter Øvrige referencer

6 4

7 Forord I et samarbejde mellem Københavns Kommune, Miljøstyrelsen, Asfaltbranchen, DELTA Akustik & Vibration og Vejdirektoratet blev der i 1998 igangsat projektet udvikling af støjdæmpende belægninger til bygader (1), hvor der er udført prøvestrækninger med drænasfalt på Øster Søgade i København. Miljøstyrelsen opfordrede i november 1999 projektgruppen til at udarbejde et forslag til et supplerende projekt, der fokuserede på belægningernes levetid. Målet var at udvikle metoder og recepter, som ville være tilgængelig for hele den danske asfaltbranche og som kunne danne grundlag for en mere udbredt anvendelse af denne teknologi. Tre danske asfaltfirmaer søgte derfor i marts 2000 støtte i Miljøstyrelsens program for renere produkter til design af materialer og gennemførelse af de nødvendige prøvninger. Prøvningerne er rekvireret hos Vejdirektoratet, Asfaltindustrien og Delta Akustik og Vibration på forretningsmæssige vilkår. De deltagende firmaer har bidraget til projektet med et antal arbejdstimer, så firmaernes samlede omkostninger udgør 2/3 af projektet og støtten fra Miljøstyrelsen 1/3 af projektet. Ansøgningen blev accepteret i juli 2000 og projektet startede i oktober samme år. NCC Danmark var juridisk og økonomisk ansvarlig og modtog tilskud fra Miljøstyrelsen med Jørn Bank Andersen, NCC Danmark som projektleder. Projektgruppen havde følgende medlemmer: Anders Kargo, NCC Danmark Uffe Mortensen, Pankas A/S Bjarne Jensen, Colas Danmark A/S Carsten Bredahl Nielsen, Vejdirektoratet Jørn Raaberg, Vejdirektoratet Erik Nielsen, Asfaltindustrien Christian Scheelhardt, Asfaltindustrien Vejdirektoratet har været daglig projektleder med ansvar for projektets koordination og gennemførelse. For at sikre sammenhæng til projektet udvikling af støjdæmpende belægninger til bygader og sikre projektets praktiske miljøeffekter blev der etableret en følgegruppe med følgende medlemmer: Hugo Lyse Nielsen, Miljøstyrelsen (indtil marts 2002) Jørgen Hostmann, Miljøstyrelsen (efter marts 2002) Hans Bendtsen, Atkins Danmark A/S Mikael Thau, LOTCON Aps Michael Rasmussen, Københavns kommune 5

8 Miljøstyrelsen har givet tilskud til at afholde to internationale seminarer den 15. december 2000 og den 20. september 2002 med deltagelse af tre internationale eksperter på området: Mrs. Ann Vanelstraete, Belgian Road Research Centre (BRRC) Dr. Johan Litzka, Technische Universität Wien Mr. Gerbert van Bochove, Heijmans Civil engineerring Eksperterne har været med til at vurdere projektplanen og projektets resultater. Der blev gennemført en studietur til Belgien og Holland i november 2001, hvor medlemmer af projektruppen i Belgien besøgte Belgian Road Research Centre (BRRC) og i Holland besøgte Heijmans Civil engineering, Breda kommune og det rådgivende firma NPC. Bart van der Sprong har oversat en hollandsk vejledning om udførelse af drænasfalt til dansk. Projektgruppen vil hermed gerne takke alle deltagere og bidragsydere for deres medvirken til projektets gennemførelse. 6

9 Sammenfatning og konklusioner Tre danske asfaltfirmaer søgte i marts 2000 støtte fra Miljøstyrelsens program for renere produkter til at udvikle materialer og metoder i laboratoriet, så holdbarheden af støjreducerende drænasfalt kan forøges. Projektets reference for holdbarhed er en tolags drænasfalt belægning, der er udført på Øster Søgade i København. Det er således projektets mål at designe en belægning, der har en bedre holdbarhed end denne vurderet med prøvninger af laboratoriefremstillede materialer. Samtidig er det målet at vurdere, om støjabsorptionen bliver mindre på de produkter, der har en bedre holdbarhed. Prøvningerne er rekvireret hos Vejdirektoratet, Asfaltindustrien og Delta Akustik og Vibration på forretningsmæssige vilkår. Vejdirektoratet har været daglig projektleder med ansvar for projektets koordination og gennemførelse. For at sikre sammenhæng til projektet udvikling af støjdæmpende belægninger til bygader og sikre projektets praktiske miljøeffekter blev der etableret en følgegruppe med deltagelse fra Københavns Kommune, Miljøstyrelsen, Atkins og Lotcon. Miljøstyrelsen har givet tilskud til at afholde to internationale seminarer den 15. december 2000 og den 20. september 2002 med deltagelse af tre internationale eksperter på området. Eksperterne har været med til at vurdere projektplanen og projektets resultater. Der blev gennemført en studietur til Belgien og Holland i november 2001, hvor medlemmer af projektruppen i Belgien besøgte Belgian Road Research Centre (BRRC) og i Holland besøgte Heijmans Civil engineering, Breda kommune og det rådgivende firma NPC. Denne rapport samler en række notater, som udgør en selvstændig og mere detaljeret del af projektet. I rapporten asfaltprøvning vurderes holdbarheden af forskellige produkter med prøvninger i laboratoriet, mens mørtelprøvning er en mere detaljeret vurdering og optimering af produkternes holdbarhed og belyser de mulige årsager til resultaterne af asfaltprøvningen. En Hollandsk vejledning i design, udførelse og vedligeholdelse af drænasfalt er oversat til dansk og indarbejdet i relevante afsnit i denne rapport efter en sproglig bearbejdning og tilpasning til danske forhold. Rapporten indledes med baggrund og formål med projektet og indeholder herefter fire kapitler: Levetid af drænasfalt Holdbarhed af drænasfalt (laboratorieprøvning) Miljøeffekter Vedligeholdelse af drænasfalt I kapitlet levetid af drænasfalt redegøres for hvor drænasfalt kan anvendes, hvordan det skal udføres og hvilke kriterier, der er bestemmende for levetiden. Disse afsnit er hovedsagelig hentet fra den hollandske vejledning. Kapitlet sluttes med at redegøre for 7

10 andre projekter i og produkter. Dette afsnit er hentet fra litteraturen, studieturen og de to seminarer. Kapitlet holdbarhed af drænasfalt beskriver de gennemførte laboratorieforsøg med asfaltprøvning og mørteloptimering. De gennemførte undersøgelser viser, at man opnår en god holdbarhed med en højmodificeret SBS bitumen fremstilet med en blød udgangsbitumen og et reduceret hulrum i belægningen. Der kan ikke gives nogen universel konklusion fra mørtelprøvningen, da bindemidlerne i projektet er meget forskellige i natur og opførsel, hvilket betyder, at recepterne må optimeres op imod det valgte bindemiddel. Kapitlet sluttes med at vurdere, at forbedringen som minimum forventes at være 1,5-2 års forlængelse af den tidligere forventede levetid på 7 år.. Specielt kan en lille reduktion af hulrummet i belægningen betyde en forlænget levetid, så den miljømæssige effekt på trods af en svag reduktion i støjdæmpning samlet bliver forbedret. Den endelige forbedring kan dog først vurderes efter en afprøvning i praksis Kapitlet miljøeffekter indledes med en kort gennemgang af metoder til støjmåling hentet fra den hollandske vejledning. Herefter rapporteres målingen af støjabsorption, som er gennemført i dette projekt. Kapitlet sluttes med en vurdering af hvilke forbedringer i belægningens livscyklus man kan opnå med drænasfalt, specielt hvad en forlængelse af levetiden betyder økonomisk. Kapitlet vedligeholdelse af drænasfalt beskriver de specielle krav, der er til vedligeholdelse af drænasfalt. Det indeholder en kort gennemgang af krav til vintervedligeholdelse, rensning, reparationer og udskiftning. Rapporten sluttes med at samle konklusionerne og give anbefalinger til det videre arbejde. 8

11 Summary and conclusions Three Danish asphalt contractors applied in March 2000 for financial support from the Danish Environmental Protection Agency programme for cleaner technology to develop more durable drainage asphalt mixes. The reference of the project as regards durability is the drainage asphalt pavement, which has been carried out on Øster Søgade in Copenhagen. It is thus the aim of the project to design a pavement, which has a better durability than the reference pavement evaluated by tests of laboratory, produced materials. The greatest possible noise reduction should at the same time be maintained for the longest possible period. All testing are ordered from the Road Directorate, Danish Asphalt Industries and Delta Acoustics and Vibration on business terms. The Road Directorate has been the managing project leader responsible for co-ordination and completion of the project. To ensure the co-ordination with the project Development of noise-reducing pavements on urban roads an advisory group was established with representatives from the Municipality of Copenhagen, the Danish Environmental Protection Agency, Atkins and Lotcon. The Danish Environmental Protection Agency has given financial support for two international seminars on Decemnber 15 th 2000 and September 20 th 2002 with the participation of three international recognised experts in the field. The expert's main tasks were to evaluate the project plan and the results of the project. In November 2001, a study tour to collect experiences on construction, maintenance and durability of drainage asphalt in Belgium and Holland was completed. The present report integrates several more detailed reports. In the report asphalt testing (in Danish) the durability of different mixes are assessed from laboratory testing, whereas the report mortar testing (in Danish) is a more detailed assessment and optimisation of the durability of the mixes and explains the results of the asphalt testing. A Dutch guide on design, laying and maintenance of drainage asphalt is translated into Danish and integrated in relevant sections of the present report after a rewriting and adaptation to Danish conditions. Background and main objectives introduces this report and contains subsequent four main chapters: Service life of drainage asphalt Durability of drainage asphalt (laboratory testing) Environmental effects Maintenance of drainage asphalt In the chapter service life of drainage asphalt contains a discussion of the use and laying of drainage asphalt and gives the criteria that determines service life. These sections are mainly taken from the Dutch guide. The chapter is completed by a discussion 9

12 of related projects and products taken from literature, the study tour and the two seminars. The chapter durability of drainage asphalt reports the completed laboratory testing of asphalt and mortar. The results indicate that the best durability is obtained using a slightly reduces voids content in the mix and a highly modified SBS binder developed from a soft virgin binder. There are no universal conclusions that cover all investigated mortar combinations. It is necessary to investigate the conditions specific for each binder. The chapter is concluded by an estimation of the improvement of the expected durability of years compared to the usual 7-year durability. Even though noise reduction is decreased, a slightly reduced voids content could lead to an overall environmental improvement due to the better durability. Though, to conclude on the final improvement field tests are required. The chapter environmental effect discusses briefly the different noise measuring techniques as given in the Dutch guide. Hereafter, the noise absorption measured in laboratory in this investigation is reported. The chapter is concluded by a discussion of the improvements in the life cycle of the pavement due to drainage asphalt, specifically the economic improvements due to a longer service life. The chapter maintenance of drainage asphalt discusses the special considerations the maintenance of drainage asphalt requires. The chapter includes a brief report on winter maintenance, cleaning, repairs and replacement. Conclusions and recommendations for future work close the report. 10

13 1. Introduktion 1.1 Baggrund I rapporten Begrænsning af trafikstøj (1998) peges der på drænasfalt som et af de potentielt mest effektive virkemidler til at begrænse trafikstøj. Ved at anvende drænasfalt i stedet for tætte belægninger opnås en betydelig støjdæmpning, men holdbarheden af drænasfalt er kortere. Miljøeffekten af drænasfalt kan derfor udvikles yderligere, hvis holdbarheden kan forbedres. Målet er at opnå størst mulig støjdæmpning i længst mulig tid. Det er væsentligt, at miljøeffekten ved en øget støjdæmpning ikke reduceres af en kort holdbarhed af belægningen, og at miljøeffekten af en øget holdbarhed ikke reduceres af en mindre støjdæmpning. Formålet med et igangværende projekt udvikling af støjdæmpende belægninger til bygader er at videreudvikle og teste hollandsk teknologi med tolags drænasfalt belægninger, så de kan anvendes under danske forhold. Der er i projektet udført en prøvestrækning på Øster Søgade i København, hvor der fokuseres på belægningernes støjdæmpende egenskaber. Belægningens holdbarhed er optimeret med sædvanlige metoder, men der er ikke gennemført særlige undersøgelser til analyse af holdbarheden. Projektet holdbarhed af drænasfalt fokuserer på en forøgelse af holdbarheden gennem optimering af mix-design ved gennemførelse af særlige laboratorieprøvninger af holdbarheden, mens belægningens støjdæmpende egenskaber kun er analyseret i begrænset omfang. 1.2 Formål Formålet med undersøgelsen er at udvikle materialer og metoder i laboratoriet, så holdbarheden af støjreducerende drænasfalt kan forøges. Projektets hovedresultat bliver således en belægningstype, hvor man får den størst mulige støjbegrænsning i længst mulig tid. Projektets reference for holdbarhed er den drænasfalt belægning, der er udført på Øster Søgade i København. Det er således projektets mål at designe en belægning, der har en bedre holdbarhed end denne vurderet med prøvninger af laboratoriefremstillede materialer. Samtidig er det målet at vurdere, om støjabsorptionen bliver mindre på de produkter, der har en bedre holdbarhed. 1.3 Projektets rapportering Projektet Holdbarhed af drænasfalt er med støtte fra Miljøstyrelsen gennemført i perioden oktober 2000 til september Denne rapport samler en række notater, som udgør en selvstændig og mere detaljeret del af projektet: Holdbarhed af Drænasfalt - start seminar i København 15. December 2000 Holdbarhed af Drænasfalt - rejserapport fra studietur til Holland og Belgien, November

14 Holdbarhed af Drænasfalt - afsluttende seminar i København, 20. september 2002 Holdbarhed af Drænasfalt - asfaltprøvning Holdbarhed af Drænasfalt - mørtelprøvning Hollandsk vejledning i design, udførelse og vedligeholdelse af drænasfalt Desuden er projektet rapporteret i en engelsk og en dansk artikel og præsenteret ved Vejforum 2002, december 2002 på Nyborg Strand. Ved start seminar blev projektets formål og metoder diskuteret af projektets deltagere samt to internationale eksperter Dr. Johan Litzka, Technische Universität Wien, Østrig og Mr. Gerbert van Bochove, Heijmans Civil engineerring, Holland. Formålet med studietur til Belgien og Holland var at indsamle disse landes erfaringer med drænasfalt, specielt med henblik på praktisk udførelse, drift og holdbarhed, og at få et indblik i, hvordan man sikrer en mindre støjende belægning. Ved afsluttende seminar blev projektets resultater og anvendelse diskuteret af projektgruppen og to internationale eksperter Mrs. Ann Vanelstraete, Belgian Road Research Center (BRRC) og Mr. Gerbert van Bochove, Heijmans Civil engineerring, Holland. I rapporten asfaltprøvning vurderes holdbarheden af forskellige produkter med prøvninger i laboratoriet, mens mørtelprøvning er en mere detaljeret vurdering og optimering af produkternes holdbarhed og belyser de mulige årsager til resultaterne af asfaltprøvningen. Den hollandske vejledning beskriver, hvordan man designer, udfører og vedligeholder drænasfalt. Projektgruppen fik kendskab til dokumentet under start seminaret og studieturen, og med en dansk oversættelse kan de hollandske erfaringer bringes til Danmark. Den danske oversættelse er indarbejdet i relevante afsnit i denne rapport efter en sproglig bearbejdning og tilpasning til danske forhold. 12

15 2. Levetid af drænasfalt 2.1 Anvendelsen af drænasfalt En stadig voksende del af den danske befolkning er generet af trafikstøj. Trafikstøj kan forårsage sygdomme, faldende grund- eller ejendomsværdier samt tab i velfærd for samfundet. Hollandske undersøgelser viser, at støjens betydning for sundheden er større end tidligere antaget. Udover de psykiske effekter er det påvist, at støj også kan være årsag til fysiske gener som hjertesygdomme gennem stress og søvnforstyrelser. Gennem lovgivningen prøver man at minimere trafikstøjen. Det har ført til, at der er opsat støjskærme langs motorveje og jernbaner. I byområder er facader blevet isoleret, og almindelige vinduer erstattet af termovinduer. Disse foranstaltninger er rettet mod effekten af støjen. Foranstaltninger rettet mod selve støjkilderne, som vejbelægninger, bildæk og motorer er at foretrække frem for effektforanstaltninger. Støjdæmpning ved kilden har en større effekt for vejens omgivelser. Det er tydeligt om sommeren, hvor lydisolerede vinduer ikke har nogen effekt, når de er åbne. Tilsvarende gælder for altaner og haver, hvor dæmpning af støj ved kilden gør opholdet her mere behageligt. Trafikstøj kommer fra forskellige kilder. Tidligere var støjen fra motoren den dominerende kilde, men fordi motorerne er blevet mere og mere støjsvage, er det nu støj fra dækkets kontakt med vejoverfladen, som er den dominerende kilde, selv ved lavere hastigheder. Udover forbedring af motorer og dæk er det derfor også nødvendigt at udvikle støjdæmpende belægninger. Drænasfalt har en høj støjreduktion på grund af støjabsorbering i belægningens hulrum. Støjdæmpningen kan forøges ved at anvende to lag drænasfalt, hvor de støjabsorberende egenskaber bliver forbedret på grund af den større tykkelse. En tolags drænasfalt udføres typisk med et ca. 25 mm tykt, finkornet slidlag med 4/8 mm skærver ovenpå et ca. 45 mm tykt grovkornet bundlag med 11/16 mm skærver. Den totale tykkelse af konstruktionen er således større end enkeltlags drænasfalt, som har en tykkelse på ca mm. Den fine struktur af slidlaget vil give mindre vibrationer af dækkene og dermed større støjdæmpning. Tykkelsen af den totale tolags drænasfaltbelægning har stor betydning for støjabsorptionenen. Hvis den totale tykkelse formindskes, absorberes mindre lavfrekvent støj. Tilstopning af slidlaget betyder også, at den effektive lagtykkelse bliver mindre. Tolags drænasfalt er støjreducerende både ved høje og lave hastigheder. Derfor kan tolags drænasfalt bruges både på motorveje og i byområder, hvor støjgenerne er størst for beboerne i tætte bebyggelser. Tolags drænasfalt giver en større støjreduktion end etlags drænasfalt både for personbiler og lastvogne. Der er i Holland ved at blive udviklet nye typer støjreducerende tyndlagsbelægninger. Nogle typer giver ved hastigheder lavere end 50 km/h en større støjreduktion for personbiler end tolags drænasfalt men en mindre støjreduktion for trafik med overvejende lastvogne. Det er altså nød- 13

16 vendigt med et godt kendskab til sammensætning og hastighed af trafikken inden valget af belægningstype. Tolags drænasfalt virker drænende, hvilket forebygger problemer med opsprøjt på vejene ved regn, hvorved trafikanternes sikkerhed og komfort øges. For at sikre en god afvanding er det afgørende med et tilstrækkeligt tværfald. I byområder kræves en speciel afvandingskonstruktion med en drænkanal ved kantstenen. Vejvand fra tolags drænasfalt er renere end vejvand fra tætte belægninger, da en del forurening ifølge hollandske erfaringer bliver "filteret" af drænasfalten og ophobet her. Denne effekt kan være vigtig i områder, hvor der foretages vandindvinding. På grund af den midlertidige lagring af regnvand i drænasfaltens hulrum er afvandingen fra vejen forsinket, hvilket kan betyde, at regnvandsledningernes dimensioner kan reduceres. Første gang tolags drænasfalt blev udlagt var i Holland i 1990, og i de første år blev belægningstypen brugt på nogle enkelte vejstrækninger. I 2001 er der i Holland udlagt flere hundrede strækninger med tolags drænasfalt, og der er opnået erfaringer fra strækninger i Breda Kommune (fra 1991) og i Amsterdam (fra 1995). Der er også udført sammenlignende prøvestrækninger på A50/N265 ved Nistelrode (1997) og på A8 ved Zaandam (1997). I 1999 blev der udført prøvestrækninger på Øster Søgade i København. De direkte omkostninger for tolags drænasfalt er højere end for tætte belægninger. Det skyldes at udførelse og vedligeholdelse er dyrere end for tætte belægninger og at belægningerne generelt har en kortere levetid. Til gengæld opnår man en støjreduktion, der kan overflødiggøre andre støjreducerende foranstaltninger som støjskærme eller facadeisolering. Hvis disse fordele bliver indregnet i en cost benefit analyse, viser det sig ofte, at tolags drænasfalt er konkurrencedygtig. På gennemgående trafikveje i byer anvendes ofte skærvemastiks (SMA) som slidlag. Støjdæmpningen for SMA er sammenlignelig med ABt og belægningen er ikke væsentligt dyrere. På motorveje er det normalt ikke nødvendigt med specielle afvandingssystemer, hvilket gør anvendelsen af drænasfalt mere fordelagtig. For at tilskynde brugen af støjdæmpende belægninger er der i Holland etableret en statslig støtteordning, som dækker de ekstra omkostninger ved støjdæmpende belægninger i forhold til tæt asfaltbeton. Støtteordningen er rettet mod kommuner og amter og dækker ikke kun de ekstra omkostninger ved anlæg men også de ekstra udgifter til vedligeholdelse. Omkostninger er dermed ikke en hindring for brugen af støjdæmpende belægninger i Holland. Tolags DA har i sammenligning med en tæt belægning en begrænset modstand mod vridende trafik. Det frarådes derfor at anvende drænasfalt på arealer med meget vridende trafik som kryds, rundkørsler, holdepladser og parkeringspladser, ind- og udkørsel til (transport)firmaer og vejstrækninger med mange skærende veje. I mindre kurver (med en radius på omkring 100 til 150 m) på motorveje er enkeltlags drænasfalt meget følsom over for rivninger. Tolags drænasfalt er bedre, men ikke den bedste løsning. 14

17 Ved anvendelse af tolags drænasfalt i byer skal krydsene udføres med andre materialer på grund af risikoen for rivninger. I stedet for DA 4/8 mm kan det anbefales at anvende SMA 8 i kryds, da skærvemastiks har en meget bedre modstand mod vridende belastninger. Overfladestrukturen i det to belægninger er nogenlunde ens. Alternativt kan et drænasfalt slidlag forsegles med en kunststofbelægning, så hulrummene fyldes og rivningsmodstanden forbedres. Det nederste lag vil hovedsageligt forblive åben. Fordelen ved denne fremgangsmåde er, at drænasfalten kan udføres kontinuerligt, og der skal ikke produceres flere forskellige asfalttyper til entreprisen. Ved forseglingen går den åbne struktur selvfølgelig tabt. 2.2 Udførelse af drænasfalt Drænasfalt belægninger er avancerede belægninger, hvor der stilles store krav til korrekt udførelse. Det overordnede krav ved design af en drænasfaltbelægning er belægningens funktionsegenskaber og den fysiske holdbarhed. Ofte vil det være nødvendigt at gennemføre en risiko-analyse, hvor alle kritiske punkter i hele processen fra design, udførelse, drift og vedligeholdelse analyseres. Det skal beskrives, hvilke forhold, der kan medføre fejl under udførelsen eller i driftsperioden. Risikoen for fejl er en afgørende faktor for belægningens holdbarhed, og i arbejdsbeskrivelsen (SAB) bør beskrives stoppunkter, kontrolpunkter og registreringspunkter, der kan forebygge fejl under udførelsen. I det følgende findes en liste med de punkter, der skal tages hensyn til ved design og udførelse af tolags drænsafaltbelægninger Design Støjreduktion og afvanding - gradering og tykkelse af slidlag; - valg af recept (specielt tilgængeligt hulrum); - forventet overfladeforurening (jord eller blade); - afvanding af underlag (lavere rabat eller linjeafvanding, foranstaltninger ved tilstødende belægninger); - tværfald og jævnhed af det underliggende tætte asfaltlag (samme krav som for slidlag), ellers udlægning af opretningslag; - tykkelse af det underste drænasfaltlag (tilstrækkelig for afvanding og akustiske absorption, ofte 40 mm). Friktion - valg af stenmateriale (klippemateriale med tilstrækkelig modstand mod polering til slidlag). Fysisk holdbarhed - undgå håndudlægning (planlæg udlægningen); - undgå arealer med vridende og/eller kraftigt bremsende og accelererede trafik (anvend her andre belægningstyper end drænasfalt); - vær opmærksom på mulig forurening af overfladen (bl.a. spild af olie, jord og blade); - vær opmærksom på placeringen af samlinger; - formindsk antallet af start/stop af asfaltudlægger (helst store strækninger og hurtige efterfølgende arbejdsgange); - valg af stenmateriale (krav til modstand mod nedknusning og kornform; anvend klippemateriale til slidlag og også helst til underlag); 15

18 - valg af asfaltrecept (forebyg afrinding af bitumen og afblanding af materiale); - optimer kombinationen af stenmateriale og modificeret bitumen for at opnå optimal modstand mod rivninger og stentab i slidlaget; - beskriv den forventede holdbarhed af slidlaget i relation til rivninger og stentab - opstil entydige krav til vejens overfladeegenskaber ved aflevering og i drifts perioden Udførelse Støjreduktion - kontroller designkrav for afvanding; - forebyg afblandinger i slidlaget; - kontroller overfladeegenskaberne i forhold til specifikationerne; - kontroller lagenes tykkelse; Friktion - opsæt varsling af glatte veje umiddelbart efter udførelsen (hvis nødvendig). Fysisk holdbarhed - planlæg arbejdet præcist og lav gode arbejdsinstruktioner; - forebyg forurening og skader på det nederste lag drænasfalt (undgå kørsel og tag hensyn ved anlæggelse af rabat); - vær særlig opmærksom ved asfaltsamlinger og lav instruktioner for håndudlægning; - undgå at gå på det varme lag, da bitumen fra skoenes underside kan tilstoppe drænasfalten; - undgå overkomprimering af belægningen (knusning); - planlæg logistikken for den varme asfalt til slidlag, (forebyg afblanding af materialet og formindsk afkøling af asfalten); - udfør belægningen i godt vejr (ingen regn, lav vindhastighed, undgå lave temperaturer); - undgå at udføre slidlag på fugtigt underlag; - udfør begge lag samtidig ("varm i varm") - kontroller materialeegenskaber i forhold til specifikationerne Belægningens friktion er hovedsageligt bestemt af vejoverfladens mikrotekstur (bølgelængde < 0,5 mm), der er bestemt af stenmaterialets ruhed. Stenmaterialets modstand mod polering (PSV-værdi) er afgørende for mikrostrukturens bevarelse. Stenmaterialets kornkurve har betydning for belægningens makrotekstur (bølgelængde 0,5-50 mm). Hvis der ikke optræder stentab i belægningen, ændres makroteksturen ikke meget. Umiddelbart efter udførelse af belægningen er stenene omhyllet af bitumen. Ved nødbremsning på en tør vejbelægning kan der udvikles så meget friktionsvarme at bitumen bliver blød og begynder at virke som et smøremiddel. Efter nogle måneder er stenenes bitumenfilm i overfladen slidt af, og der er nu tilstrækkelig mikrotekstur og dermed friktion. Stenmaterialets kan med tiden blive poleret af trafikken så mikroteksturen bliver mindre, og der opnås en betydelig lavere friktion i vådt vejr. Ved design af belægningen skal man derfor være opmærksom på stenmaterialets poleringsmodstand. 16

19 For at opnå en god holdbarhed af slidlaget i en tolags drænasfalt bør der altid vælges en modificeret bitumen, det vil sige en bitumen, hvor der er tilføjet gummi eller polymer. Herved øges modstanden mod rivninger, revner og sporkøring. Desuden bliver risikoen for afrinding mindre, hvilket gør det muligt at anvende en højere bitumenprocent og dermed opnå tykkere bitumenhinder. De tykke bitumenhinder forsinker klimaets nedbrydning af belægningen og gør den mere modstandsdygtig overfor oliespild. For det nederste lag behøver man ikke at anvende modificeret bitumen, men da der transporteres meget vand i laget, og der derfor er risiko for at udvaske bitumen, kan holdbarheden forlænges betydeligt ved at anvende modificeret bitumen. Herved kan man også undgå at udskifte det nederste lag samtidig med slidlaget og kun foretage en udskiftning for hvert andet slidlag. Til modificering af bitumen bliver især gummi, styren-butadien-styren (SBS) eller ethyl-vinyl-acetat (EVA) anvendt. Med SBS-modification opnås i almindelighed en sejere asfaltblanding, mens EVAmodifikation i almindelighed giver en blanding, der er nemmere at arbejde med. Der kan ikke gives nogen generelle retningslinjer for valget af modificering, da entreprenørens erfaring har stor betydning. For at opnå et godt resultat er det vigtigt, at entreprenøren har tilstrækkelig erfaring med den pågældende modificering. Entreprenøren er ansvarlig for kvaliteten af arbejdet og ved at udarbejde en kvalitetsplan skal han sikre, at valg af materiale og arbejdsmetoder fører til, at kravene til belægningen bliver opfyldt. I dette spiller entreprenørens kortlægning af risikoen for fejl en betydelige rolle. Produktets kvalitet kan yderligere dokumenteres af et uafhængigt laboratoriums kontrol af entreprenørens kvalitetskontrol. Under udførelsen bør følgende punkter kontrolleres: Det tætte lag under drænasfalten skal være jævnt og have et tilstrækkelig tværfald, så der kan ske en god afvanding af det nederste drænasfaltlag. For at sikre en god og langvarig støjreduktion er det vigtigt, at det underste drænlag ikke helt eller delvis bliver fyldt med regnvand. Ved frostvejr kan vandet fryse og dermed føre til frostskader. Det nederste lag må ikke være tyndere end 40 mm, da den total lagtykkelse skal være tilstrækkeligt til absorption af de lave frekvenser, og slidlagets tykkelse må ikke være mere end 25 mm. En større lagtykkelse af det nederste lag er mindre problematisk. Trafikken på det nederste lag skal være meget begrænset for at forebygge mekaniske skader, forurening og dårlig klæbning. En midlertidig åbning af vejen for trafik, for eksempel ved natarbejde på motorveje, frarådes meget. På grund af den lille varmekapacitet og den åbne struktur afkøles slidlaget hurtig. Udførelsen af slidlaget er derfor meget kritisk og bør planlægges omhyggeligt, specielt i relation til vejret. Tolags drænasfalt og specielt slidlaget kan ikke udføres i regnvejr eller ved temperaturer under 10 o C. Ved temperaturen mellem 10 og 15 o C må vindhastighed ikke være mere end 8 m/s. Hvis der er risiko for dårligt vejr, bør tidsplanen diskuteres på et mø- 17

20 de mellem entreprenøren og bygherren, hvor der tages hensyn til de næste dages vejrmeldinger. Det frarådes at udføre tolags drænasfalt i perioden oktober til april. I 2000 har man i Holland udført de to lag drænasfalt i en arbejdsgang med den samme asfaltudlægger (varmt i varmt). Herved udnyttes underlagets varme optimalt ved komprimering af slidlaget og udførelsen af slidlaget bliver mindre følsom for vejrets indflydelse. Metoden gør det muligt at udlægge meget tynde slidlag, og stadig opnå en god komprimering. Vedhæftningen mellem de to lag bliver også bedre, og man undgår forurening af det nederste lag på grund af arbejdstrafikken. En stor sidegevinst ved metoden er, at belægningen kan udføres hurtigere. Det har stor betydning ved store vedligeholdelsesarbejder på eksisterende veje, hvor vejen hurtigere kan åbnes for trafikken igen. Den hurtigere udførelse giver også en økonomisk fordel. Inden aflevering skal belægningens funktionsegenskaber kontrolleres for at se, om kravene i den særlige arbejdsbeskrivelse overholdes. Det er specielt vigtigt at kontrollere støjreduktion og permeabilitet, men også egenskaber, som er bestemmende for holdbarheden, bør kontrolleres (materialesammensætning, afrinding af bitumen). Den gennemsnitlige lagtykkelse kan kontrolleres ud fra de anvendte mængder og data fra mix-designet. På større projekter vil det være nødvendigt at bestemme lagtykkelsen ved opboring af kerner. Ved bestemmelsen af lagtykkelserne kan det være et problem, at det øverste, fine lag bliver komprimeret ned i det nederste, grove lag Afvandingssystemer Afvandingssystemet har stor betydning for hvor hurtigt belægningen bliver tilstoppet. I Holland er der anvendt forskellige typer linieafvanding for tolags drænasfalt med vekslende succes. Afvandingssystemet bliver lavet lige efter udførelsen af det tætte underlag og designes ud fra afvandingskapacitet, styrke, rensningsmuligheder og æstetik. Kapaciteten af det totale afvandingssystem til kloakken skal være tilstrækkeligt stor til at sikre en god afvanding i de våde perioder. Det tætte lag under drænasfalten skal være tilstrækkeligt jævnt og have et godt tværfald (> 2,5 %). Hvis belægningen støder op til en græsrabat anbefales det også at etablere et afvandingssystem. Det forebygger, at siderne i belægningen gror til og dermed stopper afvandingen. Udlægning af det tætte underlag i en større bredde er et alternativ. Afvandingssystemet skal have tilstrækkelig styrke til at optage de horisontale kræfter under komprimeringen af drænasfalten og fra trafikken i driftsfasen. For mange afvandingssystemerne er det også vigtigt, at de har en tilstrækkelig sidestøtte (f.eks. en granitkant), da der ellers ofte ses skader. Opstuvning af vand på grund af tilstopning fører til yderligere tilstopning, mindre støjdæmpning og risiko for frostskader både i belægningen og i afvandingssystemet. For at opretholde en god afvanding skal det være muligt at rense afvandingssystemet, f.eks. gennem dæksler. 18

21 2.3 Levetidskriterier Slidlaget i en tolags drænasfalt kan have meget forskellige levetider. Levetiden er meget afhængig af drænasfaltens følsomhed overfor rivninger og stentab samt trafikbelastningen. Hvis støjreduktionen bliver mindre på grund af tilstopning af slidlaget (trods periodiske rensning), kan belægningens funktionelle levetid dog blive mindre end den fysiske holdbarhed. Ved en korrekt udførelse i en god kvalitet er en levetid på 8 til 10 år mulig. Dårlig udførelse eller ringe kvalitet kan medføre, at levetiden er betydeligt kortere, i nogle tilfælde ikke engang et år. Det er afgørende, at drænasfalt kun anvendes, hvor den er velegnet. Drænasfalt bør ikke udlægges, hvor der er vridende trafik eller hvor der kan forventes stor forurening af overfladen, og drænasfalt bør ikke udføres på kortere strækninger. Sporkøring er normalt ikke et problem for drænasfalt med mindre lagene under drænasfalten bliver sporkørte. Hærdningen af bindemidlet, der i tætte belægninger kan medføre revner, vil i drænasfalt snarere føre til rivninger. Hvis der alligevel opstår revner, vil det hurtigt føre til rivninger, der normalt vil være bestemmende for levetiden af en drænasfaltbelægning. Rivninger reducerer støjdæmpningen og trafiksikkerheden. Støjdæmpningen reduceres, da der opstår større bølgelængder i vejoverflades struktur. Trafiksikkerheden reduceres på grund af risiko for stenslag, større ujævnhed og mindre friktion på grund af den reducerede kontakt mellem dæk og vej. Ved alvorlige rivninger er der stor risiko for uheld specielt for motorcyklister. Slidlagets modstand mod rivninger og stentab er hovedsageligt bestemt af udførelsens kvalitet og valget af stenmateriale og bindemiddel. På bygader er levetiden typisk mindre end på motorveje, hovedlandeveje eller gennemgående trafikveje i byer. Det skyldes, at der vil være mere vridende trafik ved lavere hastigheder og at trafikken ikke i samme grad kan rense belægningen, så det er nødvendigt at rense belægningen oftere med højtryksspuling og støvsugning. Tolags drænasfalt har i teorien en større modstand mod vridende trafik end enkeltlags drænasfalt, da slidlaget typisk er finere og har et højere indhold af modificeret bitumen. Modstanden mod vridende trafik er dog mindre end for tætte belægninger. Rivninger forårsages af de vandrette kræfter mellem dæk og vejbane. Drænasfalt er særlig følsom overfor rivninger, da der er relativ lille kontakt mellem de enkelte skærver. Ved bremsende eller vridende trafik kan de vandrette kræfter allerede kort efter udførelsen overskride asfaltens styrke. Også normal trafik kan på kort sigt medføre rivninger, da sammenhængen mellem de enkelte skærver bliver mindre med tiden på grund af bindemidlets ældning, udvaskning af bindemidlet og udmattelse i kontaktfladen mellem bindemiddel og skærver. Ved det internationale seminar i december 2000 fremførte Gerbert van Bochove, Heijmans Civil engineerring en teori om, at stentabet skyldes en udmattelse i mørtlen i 19

22 kontaktfladen mellem stenene. Det er Heijmans vurdering, at modificering af bitumenen med EVA vil være det bedste valg. EVA giver en stivere mørtel end modificering med SBS og burde derfor give dårligere udmattelsesegenskaber, men da bevægelserne i kontaktfladen samtidig bliver mindre giver det samlet en bedre holdbarhed. Heijmans har anvendt EVA de sidste 5 år og indtil videre udlagt ca m 2 med EVA. Det vil derfor være relevant at optimere bindemidlets stivhed, så man opnår den optimale balance mellem udmattelsesmodstand og bevægelse i kontaktfladen. En blanding af SBS og EVA er måske en mulighed. Bochove mente ikke, at Cantabro testen er tilstrækkelig til at undersøgelse holdbarheden i relation til denne mekanisme. Han foreslog at bruge en prøvningsmetode kaldet Rotating Surface Abrasion test (RSAT), som er udviklet på Heijmans laboratorium. Prøvningen efterligner den beskrevne nedbrydningsmekanisme. Udstyret er en slags sporkøringstest, hvor pladen med prøven drejes rundt ved hjulets frem- og tilbagegående bevægelser. Herved belastes prøven jævnt hele vejen rundt. Det afslidte materiale suges op med en støvsuger, og mængden vejes efter gennemførelse af prøvningen. Ved en visuel vurdering er det konstateret, at prøvning i 24 timer i udstyret svarer til 10 års slid på vejen. Der testes 3 plader af hver blanding. RSAT viser en lille forskel mellem belægninger med EVA og SBS modificering, hvor EVA modificering ser ud til at være bedst. Det er dog uklart, om der i dette resultat er taget hensyn til bitumenens ældning. Ved ældning bliver bitumenen hårdere og mere sprød med tiden. Årsagen er den gradvise fordampning af de bløde komponenter i bitumenen og de kemiske forandringer, som sker under indflydelse af ilt og UV-stråling. Når bitumenen bliver mere sprød, er asfalten mindre modstandsdygtig overfor stødpåvirkninger fra dækkene. På grund af den åbne struktur i drænasfalt har ilten nemmere adgang end for tætte belægninger. Udmattelse optræder ved gentagne belastninger af asfalten fra dæk og ved variationer i temperaturen over døgnet og gennem sæsonen. På grund af den åbne struktur af drænasfalt vil der ofte være fugt i lagene, specielt i det nederste lag. Forkert udført rensning kan også medføre rivninger i belægningen, da vandstrålerne kan påvirke skærverne med store kræfter. Modstanden mod rivning kan forbedres ved anvendelse af en højere bitumen procent og en modificeret bitumen. Ved at øge mængden af bitumen opnås bedre kontakt mellem skærverne og bitumenlagets tykkelse øges, så modstanden mod ældning og udvaskning bliver forbedret og der opnås en større sejhed af materialet. Det er nødvendigt at forebygge afrinding af bitumenen, men anvendelse af en modificeret bitumen kan reducere risikoen. Det er ikke muligt at måle følsomheden overfor rivninger på vejen. Bestemmelse af alvor og omfanget af eventuelle rivninger kan kun ske ved hjælp af (detaljerede) visuelle inspektioner. Hidtil har der heller ikke været nogle velegnede prøvningsmetoder til at undersøge følsomheden i laboratoriet. De metoder, der har været brugt i mangel 20

23 af bedre, er Cantabro-testen og den dynamiske trækprøve, som begge har forskellige begrænsninger. Rotating Surface Abrasion Test (RSAT) giver gode muligheder for at karakterisere drænasfaltbelægningers følsomhed overfor rivninger. Resultaterne af RSAT kan endnu ikke give nogle absolutte værdier for en belægnings levetid, men bliver hovedsagelig anvendt til sammenlignende undersøgelser. Indtil videre er den eneste mulighed for at bestemme levetiden at udføre prøvestrækninger. 2.4 Andre projekter og produkter Der er i Danmark i 1990'erne gennemført to projekter, hvor støjreducerende vejbelægninger er blevet undersøgt. Ved Viskinge på Vestsjælland blev der på en landevej udført 5 forsøgsbelægninger med tæt asfaltbeton, åbengraderet asfaltbeton og drænasfalt. Konklusionen var, at de finkornede drænasfaltbelægninger (8 mm) har en gennemsnitlig støjdæmpning på 3 db i forhold til referencebelægningen, mens den åbengraderede asfaltbeton lå 1 db over referencebelægningen. På Østerbrograde i København blev der på en bygade udført en forsøgsstrækning med en finkornet drænasfalt (8 mm). Belægningen havde en støjdæmpning på 3 db som ny, men stoppede til efter få år og mistede sin støjdæmpende virkning. De seneste 10 års forskning har vist, at belægninger kan opdeles i tre kategorier: 1. De særligt støjende (ABS, OB og ABå med stor stenstørrelse) 2. Normale, tætte belægninger (SMA, ABt med lille stenstørrelse, 8 til 12 mm) 3. Støjreducerende belægninger (DA) Denne viden er taget med i den nordiske beregningsmodel for vejtrafikstøj. Konklusionen på de to projekter var, at det er muligt at opnå en blivende støjdæmpning på landeveje med drænasfalt, mens det ikke var muligt på bygader. I Holland, hvor man siden midten af 1980'erne har anvendt drænasfalt på motorvejene, startede man i 1990'erne et udviklingsarbejde for at finde en støjdæmpende belægning til bygader. Det førte til udviklingen af tolags drænasfaltbelægninger, som nu er ved at blive afprøvet på Øster Søgade i København. Forsøgsstrækningen er udført i august 1999, og /6/ refererer resultater fra de tre første år i forsøgsstrækningens levetid. Projektet gennemføres i et samarbejde mellem Danmarks Transportforskning, Vejdirektoratet, Københavns Kommune, Miljøstyrelsen, NCC Asfalt og Delta akustik og Vibration. Projektet fortsætter indtil slidlaget skal udskiftes, hvilket forventes at være efter 7-8 år ( ). Der er udført tre forskellige typer tolags drænasfalt. I projektet er gennemført målinger af belægningens struktur, støj, trafiksikkerhed og beboernes oplevelse af støj. Der er forsøgt opstillet en sammenhæng mellem belægningens struktur og støjen og foretaget en økonomisk analyse af de forskellige virkemidler til at dæmpe støjen. 21

24 Rapporten beskriver internationale forskningsresultater på området, gennemgår designet og udførelsen af forsøgsbelægningerne og omtaler den løbende drift og vedligeholdelse. Rapporten konkluderer, at efter 3 år har man opnået en støjdæmpning på 4 db på alle tre typer tolags drænasfalt i forhold til referencebelægningen (tæt asfaltbeton). Man har således ikke som forventet opnået en større støjdæmpning med den tykkeste belægning eller med det fineste drænasfalt slidlag. Fra belægningernes udførelse i 1999 har der for nogle af belægningerne været et fald i støjdæmpning på 0,5 til 2 db. Det ser ud til at være tilstrækkeligt at rense belægningen to gange årligt, selvom man har set et fald i støjdæmpningen for nogle af belægningerne. Det ser også ud til, at trafiksikkerheden er ligeså god på drænasfalt som på tætte belægninger, og der har ikke været konstateret specielle problemer med vintervedligeholdelsen. Beboerne langs drænasfalten har oplevet et større fald i gene fra trafikstøj end beboerne langs referencestrækningen. Det bemærkes dog, at konklusionerne om trafikanternes adfærd og vintervedligeholdelse er usikre, da de enkelte forsøgsstrækninger er meget korte (omkring 200 m). Ligeledes kendes belægningernes levetid først ved projektets afslutning. De aktuelle resultater viser en betydelig forskel mellem sydgående og nordgående retning, hvor den sydgående retning har vist store problemer med tilstopning, og hvor kun sektion 1 med 0/8 mm toplag stadig har en god permeabilitet. I nordgående retning er alle sektioner dog i god stand og med god permeabilitet. Forskellen skyldes formentlig belastning med snavs fra en nærliggende byggeplads og at bilerne trækker snavs med fra de tætte belægninger. Dette fænomen er særlig udpræget på de finkornede belægninger (DA5). Lignende fænomener kendes fra Holland, hvor erfaringen er, at kornstørrelsen i 0/5 mm toplagene formentlig er for lille. I Holland er man gået over til at anvende en lidt større stenfraktion (2-6mm) i toplaget, da man har haft problemer med de små stenfraktioner. Tilstopning kan vurderes ved måling af permeabiliteten bestemt med Beckerrør. I tabel 1 er angivet grænser for, hvornår en drænasfalt er tilstoppet. Tabel 1. Permeabilitet bestemt med Beckerrør. Drænasfalt tilstand Ny drænasfalt Delvis tilstoppet (kan renses) Tilstoppet (kan ikke renses) Udløbstid < 30 sek. < 50 sek. > 75 sek. Konceptet for støjdæmpende belægninger er under stadig udvikling i Holland, hvor hensynet til såvel den støjdæmpende effekt, som hensyn til friktion, jævnhed og holdbarhed tages i betragtning. Dette har medført udvikling mod en tynd holdbar belægningstype, hvis bedre holdbarhed og lavere pris holdes op mod den realiserbare støj- 22

25 dæmpende effekt. Specielt er hensynet til holdbarheden overfor vridende trafik problematisk for tolags drænasfalt. På studieturen til Holland og Belgien hørte projektgruppen om et sådant alternativ til drænasfalt, Microflex, der er udviklet af Heijmans civil engineerring i Holland. Det er en tyndlagsbelægning (1-4 cm) med en tekstur, som minder om skærvemastiks med en god støjdæmpende effekt (3-4 db). Der er dog ingen erfaringer med holdbarheden af denne støjdæmpning eller belægningernes holdbarhed generelt. Ud fra belægningstypen forventes en holdbarhed på samme niveau som andre tyndlagsbelægninger, hvilket er længere end for drænasfalt. Tolags drænasfalt begynder nu at blive anvendt også på større veje med hurtig trafik i Holland. Derimod er der en vigende interesse i bygader, hvor den nye belægningstype Microflex vinder indpas. På det afsluttende seminar i september 2002 præsenterede Gerbert van Bochove fra Heijmans Civil engineerring udviklingen af Microflex og sin egen klassificering af slidlag (tabel 2). Han bemærkede at semi-tæt typen repræsenterer Microflex produktet, og at den halvporøse belægningstype bør undgås. Tabel 2. Klassificering af slidlag ud fra indbygget hulrum. Slidlagstype Indbygget hulrum * Tæt 4-9% Semi-tæt 9-14% Halv porøs 14-19% Drænasfalt >19% *Hulrum bestemt ved opmåling af dimensioner. På studieturne hørte projektgruppen også om "fremtidens belægning", der består af præfabrikerede betonelementer med særlige akustisk optimerede hulrum og tolags drænasfalt med kunststof bindemiddel, der udføres på et meget jævnt underlag i en fabrikshal. Bundlaget har et meget højt indhold af gummigrannulat, der giver en meget fleksibel belægning. Toplaget har præfabrikerede striber, og de to drænasfaltlag rulles op under transporten. Resultatet er en meget jævn og støjdæmpende belægning. De praktiske erfaringer er meget begrænsede, og prisen er høj. 23

26 3. Holdbarhed af drænasfalt 24 Det store hulrum i en drænasfaltbelægning, der er nødvendigt for at opnå en god støjdæmpning, har stor betydning for holdbarheden af belægningen. Med det store hulrum er der let adgang for vand og ilt, og dermed vil der ske en udvaskning og hærdning af bindemidlet, så materialet mister sammenhæng og bliver nedbrudt. For at opnå en bedre holdbarhed er det nødvendigt at forhindre udvaskningen og hærdningen, hvilket kan ske ved at tilstræbe en bedre klæbning mellem bitumen og tilslag, tykkere hinder af bitumenmørtel omkring tilslaget og mindre hærdning af bitumenmørtlen. Med tykkere bitumenhinder er der en risiko for, at der sker afrinding af bitumen under transporten fra asfaltværk til udlægningsstedet. De tykkere bitumenhinder kan også nedsætte støjabsorptionen i belægningen gennem et reduceret hulrum. Betydningen af bindemidlets hærdning for holdbarheden af drænasfalt er bl.a. undersøgt i /12/. Fra starten af projektet var det planlagt, at mørtelprøvninger skulle lede til en optimeret mørtel med en bedre holdbarhed, der efterfølgende blev afprøvet for relevante asfaltblandinger. Det viste sig imidlertid at medføre et stort antal forsøg ved mørteloptimeringen, og da en række praktiske forhold alligevel har betydning for hvilke asfaltblandinger, det er muligt at fremstille, blev det besluttet at begrænse antallet af mørtelprøvninger ved at gennemføre mørtelprøvninger og asfaltprøvninger sideløbende. Erfaringer fra asfaltprøvninger kan herved verificeres med mørtelprøvninger. Det blev herved muligt at gennemføre et større antal asfaltprøvninger og at genneføre projektet indenfor den fastsatte tid. Da beslutningen om denne ændring blev taget i løbet af projektet var det ikke muligt at tilpasse mørtelforsøgene fuldstændigt, så de kunne anvendes til verificering af resultaterne fra asfaltprøvningen. Specielt kunne det ikke nås at gennemføre specielle undersøgelser af mørtlen i de optimerede asfaltblandinger, så mørtelprøvningerne er koncentreret om prøvningen af de første asfaltblandinger. Ved evalueringen af projektplanen ved seminaret i december 2000 med deltagelse af to internationale eksperter blev det konkluderet, at undersøgelserne skulle koncentrere sig om slidlaget. Resultatet blev derfor, at der er undersøgt 17 asfaltblandinger med slidlag og 1 asfaltblanding med bundlag. 3.1 Asfaltprøvning Baggrund For at udførelsen af belægningen skal være økonomisk rentabel er det nødvendigt at anvende et kommercielt tilgængeligt stenmateriale i kendte handelsfraktioner. Da der allerede i projektet udvikling af støjdæmpende belægninger til bygader er tilstræbt at anvende det bedst egnede stenmateriale, når der tages hensyn til disse praktiske forhold, vælges det at anvende det samme stenmateriale i nærværende projekt. Herved kan resultaterne fra laboratorieforsøgene sammenlignes med de praktiske erfaringer fra prøvestrækninger på Øster Søgade. For at begrænse antallet af prøvninger vælges

27 det kun at anvende dette stenmateriale, da det skønnes, at der opnås den største forbedring af holdbarheden ved at optimere bitumenmørtlen. Andre stenmaterialer kan afprøves på samme måde i efterfølgende projekter ud fra resultaterne i dette projekt. Betydningen af tilslagets kornkurve og bindemiddeltype er bl.a. undersøgt i /19/ Forudsætninger, design og materialer Der er undersøgt i alt 18 forskellige drænasfalt produkter, som det fremgår af tabel 3. Alle blandinger er fremstillet i laboratoriet af de tre deltagende asfaltfirmaer og indstampet til Marshall kerner, som er anvendt til prøvningerne. Referencematerialerne 1k (toplag) og 11(bundlag) er identisk med dem, som er udlagt på Øster Søgade i København. Denne blanding indeholder følgende komponenter: Stenmateriale Himberg 2/5, 11/16 Kalkfiller Faxe kalk Klæbeaktivt filler Hydratkalk Bindemiddel SBS 50/ Støttefibre Karacell De øvrige blandinger er fremkommet ved at ændre på en enkelt af de indgående komponenter mens kornkurven er fastholdt. Til to af blandingerne er desuden tilsat klæbeforbedrer, hvilket også er tilfældet for belægningen på Øster Søgade. For de to blandinger 1ax og 1kx er kornkurven ved en fejl ændret, så den minder om kornkurven for en åbengraderet asfaltbeton. Tabel 3. Oversigt med de undersøgte asfaltblandinger Nr. Variant 1ax Reference med ændret kornkurve (ABå) 1kx Reference med klæbeforbedrer med ændret kornkurve (ABå) 1a Reference 1k Reference med klæbeforbedrer (Øster Søgade) 2 Cement erstatter hydratkalk 3 Aggersund kalk erstatter Faxe kalk 4 Hyperit stenmel erstatter Himberg 5 Blød 8% EVA bitumen erstatter reference bitumen 6a Blød 8% SBS bitumen erstatter reference bitumen 6b Ekstra blød 8% SBS bitumen erstatter reference bitumen 6c Som 6b med mindre hulrum (15-18)% 6k Som 6a med klæbeforbedrer 7 EVA bitumen erstatter reference bitumen 8 Alternativt bindemiddel, firma 1 9 Alternativt bindemiddel, firma 2 10a Alternativt bindemiddel, firma 3 med Hyperit 10b Alternativt bindemiddel, firma 3 med Himberg, klæbeforbedrer 11 Reference DA 16 bundlag 25

28 Der er anvendt følgende bindemidler: Bindemiddel Blanding 1. SBS 50/ (reference) 1ax, 1kx, 1a, 1k, 2, 3, 4, SBS 100/ a, 6k 3. SBS (ekstra blød) 6b, 6c 4. EVA 70/ EVA 100/ Bindemiddel firma Bindemiddel firma Bindemiddel firma 3 10a, 10b Anvendte metoder og analyser For hvert materiale er der udført afrindingstest efter pren c, bestemt bitumenindhold og stendensitet og udført en sigteanalyse på det ekstraherede stenmateriale. Alle materialer er indstampet med en Marshall hammer med 2 x 50 slag, hvorefter de er sendt til prøvning på Vejteknisk Institut. Efter modtagelse på Vejteknisk Institut er prøvernes densitet bestemt ved geometrisk opmåling. For hver blanding er prøvelegemerne er herefter ældet på følgende måde: Nye: Kerne 1-5 er ikke ældet Ældning: Kerne 6-10 er blevet ældet ved varmelagring i et varmeskab ved 85 C i 5 døgn som beskrevet i SHRP No Vandlagring: Kerne er blevet ældet ved lagring 68 timer i vand ved 40 C efter vacuumvandmætning som beskrevet i pren Efter ældning er prøverne opbevaret ved 10 C inden udførelse af Cantabro test. Cantabro test er udført ved 10 C, 300 omdrejninger som beskrevet i pren For blanding 1a, 1k, 2, 3, 4, 5, 6a, 7 og 11 er bindemidlet genindvundet efter Cantabro testen som beskrevet i DS/EN :2000 for de nye og varmelagrede prøver. For blanding 1a er bindemidlet desuden genindvundet for de vandlagrede prøver. På den genindvundne bitumen er der bestemt penetration efter DS/EN 1426:1999 og blødhedspunkt efter DS/EN 1427:1999. Måling af støjabsorption skal bruges til at dokumentere, om der stadig er en rimelig støjdæmpning selvom holdbarheden er bedre. Målingen af støjabsorption er udført på Delta Akustik & Vibration på prøver fremstillet på Vejteknisk Institut. Der er fremstillet 4 serier á 3 prøver med to lag i hver prøve (tabel 4). Tabel 4. Serier af prøvelegemer til måling af støjabsorption. Serie 1 Serie 2 Serie 3 Serie 4 Toplag 1k 6a 6a 6c Bundlag

29 Tynd- og planslib bruges til at vurdere prøvernes porestruktur, bindemidlets vedhæftning til stenene og modificeringsmidlets fordeling og struktur. For blandingerne 1a, 1k og 11 er der fremstillet et planslib og et tyndslib af nye, varmelagrede og vandlagrede prøver. Der er taget billeder af porestrukturen på planslibene og tyndslibene er vurderet i et mikroskop Resultater Tabel 5. Hærdning af bindemiddel ved varmelagring af Marshall prøver til Cantabro test. Blanding Bitumentype Blødhedspunkt (k&r) C Penetration1/10 mm Penetratiosnindeks PI Ny Varmelag Ny Varmelag Ny Varmel. 1a SBS 50/ ,8 75, ,1 3,7 1k SBS 50/ ,2 86, ,0 4,8 2 SBS 50/ ,4 87, ,1 5,0 3 SBS 50/ ,0 89, ,2 5,1 4 SBS 50/ ,6 88, ,1 5,1 5 EVA 100/ ,2 68, ,2 1,8 6a SBS 100/ ,0 90, ,3 6,1 7 EVA 70/ ,0 65, ,4 0,6 11 SBS 50/ ,8 103, ,2 7,0 Tabel 6. Partikeltab ved Cantabro test for de undersøgte asfaltblandinger. Blanding Hulrum Vol-% Partikeltab, vægt-% 300 omdrejninger Ny Varme Vand 1ax 11,9 4,0 5,8 5,1 1kx 10,7 3,3 4,4 3,6 1a 20,5 3,5 8,2 7,5 1k 19,9 3,5 5,2 6,9 2 22,4 6,0 10,8 12,9 3 22,4 5,4 9,4 15,1 4 21,6 6,7 10,2 12,0 5 22,0 7,7 8,8 11,6 6a 22,7 1,9 4,1 7,7 6b 21,3 1,2 1,3 4,3 6c 16,0 0,8 1,0 1,9 6k 22,3 1,3 2,6 4,0 7 20,7 11,2 13,4 17,1 8 21,0 14,7 16,0 15,8 9 21,7 1,7 3,6 5,0 10a 20,8 5,0 8,3 14,1 10b 22,6 3,4 3,7 7, ,7 61,2 78,0 73,8 Der er gennemført en variansanalyse af data i tabel 6 fra Cantabro testen. De uafhængige variable er ældnings- og asfalttype. 27

30 Blanding 11 (bundlag) er meget forskellig fra slidlagene og blev næsten fuldstændigt nedbrudt i Cantabro testen. Efterfølgende kan det konkluderes, at det ikke er hensigtsmæssigt at undersøge holdbarheden af bundlag i Cantabrotesten. Resultaterne for blanding 11 er derfor ikke taget med i variansanalysen. Alle de øvrige blandinger er medtaget i variansanalysen, der med et totalt antal frihedsgrader på 204 giver følgende resultater: De forskellige blandinger har et signifikant forskelligt partikeltab (F=179) Ældningen har en signifikant effekt på partikeltabet (F=258) Ældningen er signifikant forskellig for de forskellige blandinger (vekselvirkning, F=8) Det totale gennemsnitlige partikeltab er 6,9 vægt%. I forhold til dette partikeltab er effekten af ældning for alle blandingerne i gennemsnit: Nye Ældede Vandlagrede -2,1 vægt% +0,0 vægt% +2,1 vægt% Den enkelte blandings indflydelse på partikeltabet er angivet i tabel xx som afvigelsen fra det totale gennemsnitlige partikeltab. Positive værdier angiver, at blandingen er dårligere end gennemsnittet og negative værdier, at blandingen er bedre. Vekselvirkningen mellem ældningen og blandingens type skal lægges til disse værdier. Herved fås de partikeltab, som er angivet i tabel 7. Tabel 7. Blandingens effekt på partikeltabet (referencebelægning med fed type). 1ax 1kx 1a 1k -1,9% -3,1% -0,5% -1,7% a 6b 6c 6k a 10b 3,0 % 3,1 % 2,8 % 2,5 % -2,3 % -4,6 % -5,6 % -4,2 % 7,0 % 8,6 % -3,4 % 2,3 % -2,1 % 95 % konfidensintervallet for disse værdier er ±1,0 vægt%. Resultaterne er illustreret i figur 1. Det totale gennemsnit og effekten af ældning er angivet med fede, vandrette linier. Bemærk, at linien for det totale gennemsnit overlapper linien for effekten af ældning. Det samlede partikeltab for hver enkelt blanding er markeret med enkelte punkter, hvor 95 % konfidensintervallet er angivet som et lodret interval. Effekten af blandingen, hvor man ser bort fra vekselvirkning mellem ældning og blanding, er angivet med tynde linier for nye, ældede og vandlagrede blandinger. Forskellen mellem linierne og de enkelte punkter angiver størrelsen af vekselvirkningen. 28

31 Ny Varmelagring Vandlagring Ny, effekt Varmelagring, effekt Vandlagring, effekt Blanding, ny Blanding, varmelagring Blanding, vandlagring Middel Cantabro, partikeltab 20% 18% 16% 14% 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% 1ax 1kx 1a 1k a 6b 6c 6k a 10b I alt Blanding Figur 1. Resultatet af Cantabro testen af alle blandinger Konklusioner for asfaltprøvningen Asfaltblandingernes holdbarhed er illustreret i figur 1. Det antages, at holdbarheden er bestemt af Cantabro partikeltabet, men man skal være opmærksom på, at holdbarheden af en drænasfaltbelægning også er bestemt af andre faktorer. Det kan betyde, at holdbarheden i praksis kan afvige fra det, som Cantabro testen viser. Det er nødvendigt at udføre prøvestrækninger for at bestemme den faktiske holdbarhed. Referenceblandingerne 1a og 1k er mere holdbare end gennemsnittet af de undersøgte, nye blandinger. Der er ikke nogen signifikant forskel mellem referenceblandingerne og de åbengraderede alternativer 1ax og 1kx. Blanding 10b tilhører også denne gruppe af blandinger. Ved at ændre en enkelt komponent i forhold til referenceblandingen i blandingerne 2, 3, 4, 5 og 10a fås en lidt dårligere holdbarhed, specielt når den bløde EVA bitumen erstatter referencebitumenen. Effekten af at bruge en hårdere EVA bitumen er meget tydelig for blanding 7, som har et betydeligt større partikeltab. Holdbarheden af blanding 8 er endnu dårligere. Blanding 6a, 6b, 6c, 6k og 9 er signifikant mere holdbare end referenceblandingen. De indeholder alle en højmodificeret SBS bitumen fremstillet på grundlag af en blød bitumen. Blanding 6k indeholder desuden klæbeforbedrer og blanding 6c har et lavere hulrum. 29

32 Effekten af referenceblandingernes ældning og vandlagring er af samme størrelsesorden som det gennemsnitlige niveau for alle blandingerne. De åbengraderede blandinger er lidt bedre end de tilsvarende drænasfalter, specielt efter vandlagring, hvilket formentlig skyldes det lavere hulrum i de åbengraderede blandinger. Blanding 10b er sammenlignelig med referenceblanding 1k (begge indeholder klæbeforbedrer) og blanding 10a med referenceblanding 1a (begge er uden klæbeforbedrer). Blanding 10a bliver dog påvirket mere af vandlagringen, hvilket formentlig skyldes et lavere bitumenindhold og et lidt højere hulrum. Ved at ændre en enkelt komponent i blanding 2, 3, 4 og 5 forøges effekten af ældning og specielt vandlagring betydeligt. Det er også tilfældet for de to blandinger 7 og 8 med den dårligste holdbarhed selvom blanding 8 kun i mindre grad påvirkes af ældning og vandlagring. Blandingerne 6a, 6b, 6c, 6k og 9 er påvirket signifikant mindre af ældning og vandlagring end de øvrige blandinger. De indeholder alle en højmodificeret SBS bitumen. Sammenlignet med referenceblandingen er blanding 6a mere holdbar og bliver påvirket mindre af ældningen mens indflydelsen af vandlagringen er på samme niveau. Ved at tilsætte en klæbeforbedrer som i blanding 6k reduceres effekten af vandlagringen. Ved at anvende en blød udgangsbitumen som i blanding 6b reduceres effekten af ældning og ved at reducere hulrummet som i blanding 6c reduceres vandlagringens effekt yderligere. Blanding 6c er den mest holdbare af alle de undersøgte blandinger. De gennemførte undersøgelser viser dermed, at man opnår en god holdbarhed med en højmodificeret SBS bitumen fremstilet med en blød udgangsbitumen og et reduceret hulrum i belægningen. 3.2 Mørtelprøvning Baggrund Når man skal vurdere levetidsforhold ved så stenrige belægningsmasser som drænasfalt, er det meget naturligt, at der fokuseres på mørteldelen af asfalten. For fænomener som hærdning og vandpåvirkning kan man som model opfatte stenskelettet i drænasfalten som en inert matrix, der bærer den asfaltmørtel, som holder materialet sammen, udsættes for hærdning og beskytter stenene mod vand. Asfaltmørtlen kan i denne sammenhæng beskrives som blandingen af bindemiddel og fillermateriale, der stammer fra forskellige kilder. Filler er her defineret som mineralske korn, der er mindre end 250 my. En af fillertyperne udgøres af den stenmelsfiller eller egenfiller, som følger med det stenmateriale, der er benyttet til stenskelettet i drænasfaltrecepten. Fremmed-fillere eller tilsatte fillere har som regel to oprindelser. Kalkfiller tilsættes for at give mørtlen specielle stivgørende egenskaber, mens klæbeaktiv filler primært tilsættes for at forbedre vedhæftningen fra mørtlen til stenskelettet. Bindemidlet og de tre fillertyper er parametrene i denne undersøgelse, hvor der fokuseres på hærdningsforholdene for mørtlerne ved simuleret langtidseffekt. Effekten af 30

33 vandpåvirkning er nok styret af forholdene omkring mørtlen, men involverer også selve stenskelettet, så denne effekt kan bedre ses på forsøg med hele drænasfaltmaterialet (f.eks. i form af Cantabro-test på vandlagrede prøvelegemer) Forudsætninger, design og materialer Udgangspunktet for variationer af mørtlerne er en reference-mørtel svarende til drænasfaltrecepterne for slidlagene fra Øster Søgade-projektet. Det fastlægges endvidere, at den volumetriske koncentration af den samlede fillermængde i mørtlerne skal være konstant. Der opstilles nogle regneregler for fillertypernes indbyrdes vægtmæssige forhold, som ses i nedenstående indramning. Årsagen til den særlige regel for skift mellem hydratkalk og Portland cement er den store forskel i densitet for de to alternative klæbeaktive fillere. Aksiom nr. 1: Den maximale partikelstørrelse i mørtlerne er nominelt 0,250 mm. Aksiom nr. 2: Fillersammensætningen af referencemørtlen skal udføres sådan, så der altid er et indbyrdes masseforhold mellem fillerne på følgende måde : egenfiller : kalkfiller : klæbeaktiv filler = 2 : 1 : 1 Aksiom nr. 3: Den volumetriske filler-koncentration skal for alle mørtlerne være 30 %. Aksiom nr. 4: Ved skift fra hydratkalk til Portland cement i mørtlerne skal den relative mængde af klæbeaktiv filler forøges med en faktor 1,4, hvilket giver følgende fordelinger mellem fillertyperne: egenfiller : kalkfiller : hydratkalk = 2 : 1 : 1 egenfiller : kalkfiller : Portland cement = 2 : 1 : 1,4 Undersøgelserne har karakter af et 4-faktorforsøg (6 x 2 x 2 x 2), idet der er undersøgt 6 forskellige bindemidler, mens de 3 fillertyper hver er undersøgt med 2 forskellige materialer. Forsøgsplanen reduceres på balanceret vis, og referencemørtlen tilføjes som kontrolmulighed, så det endelige forsøgsdesign bliver 6 x ( ½ ). Tabel 8. Oversigt over de anvendte bindemidler. Bindemiddel Kendetegn Kort beskrivelse 1 SBS 6 % 50/ elastomer (reference) 2 EVA 8 % 100/ plastomer 3 SBS 8 % 100/ elastomer 4 EVA 6 % 70/ plastomer 5 umod. bit. 70/100 almindelig bitumen 6 EVA 8 % 50/70-53 plastomer Tabel 9. Oversigt over mineralske parametre. Parameter Materiale-type Betegnelse stenmel = 1 stenmateriale Himberg stenmel = 2 Hyperit kalkfiller = 1 fremmed-filler Faxe kalk kalkfiller = 2 Aggersund kalk aktiv filler = 1 klæbeaktiv filler Hydratkalk aktiv filler = 2 Portland Cement 31

34 Årsagen til, at der ikke er et fuldstændigt sammenfald af undersøgte bindemidler for asfalt- og mørtel-prøvningen, er blandt andet, at der har været forskelligt fokusområde for de to afdelinger. Mørtelprøvningen har fokuseret på undersøgelser af simuleret hærdning og langtidsholdbarhed af forhold, der er vigtige for mørtlens funktion, mens asfaltprøvningen har fokuseret på kohæsion, kort tidshærdning samt vandpåvirkning Anvendte metoder og analyser Der er anvendt flere metoder til vurdering af mørtlernes egenskaber. I visse tilfælde er der sket en lille tillempning af metoderne, så det var muligt at anvende dem på bituminøse mørtler i stedet for rent bindemiddel. Et grundliggende princip ved undersøgelserne har været en sammenligning af egenskaberne før og efter en simuleret hærdning, der skal svare til flere års anvendelse på vejen. Den konditionerede hærdning kan ikke relateres til et specifikt antal år, da det vil afhænge af indbygnings- og klimatiske forhold, som det er uden for rammerne af dette projekt at bestemme, men metodikken giver udmærket information ved en relativ vurdering materialer imellem. Hærdningen består af en kombination af to metoder: DS/EN Thin Film Oven Test (163 C, 5 hr) AASHTO PP1-93 Pressure Ageing Vessel (2,1 MPa, 100 C, 20 hr) Der er i forbindelse med hærdningerne bestemt masseændring i begge trin. Den uhærdede og hærdede mørtel er undersøgt med følgende metoder: VI Blødhedspunkt Wilhelmi AI-metode Viskositet ved 135 C (rotationsviskosimetri) AI-metode Viskositet ved 45 C (krybningsbaseret måleprincip) Blødhedspunkt Wilhelmi er en anerkendt metode til vurdering af asfaltmørtler og dækker afhængig af bindemidlet et temperaturinterval svarende til komprimeringen af asfalten. Viskositeten ved 135 C (analog til Brookefield) beskriver forholdene omkring den lave ende af blandetemperaturområdet, mens viskositeten ved 45 C skal simulere forholdene ved høje servicetemperaturer. Det fremkomne datamateriale fra mørtel-forsøgene samt indledende råvareanayser er undersøgt ved flersidet varians-analyse og multilineær regressionsanalyse Resultater Metodernes anvendelighed på mørtler er blevet undersøgt ved check af deres repeterbarhed. Vurdering af resultaterne er, at de fungerer tilfredsstillende. Dog har det vist sig, at måle-/beregningsprincippet for viskositet ved 45 C ikke virker optimalt på de højpolymermodificerede bindemidler, der er anvendt i denne undersøgelse. Metoden er udviklet og tidligere benyttet med succes med almindelige vejbitumener. En analyse af data fra alle mørtelforsøgene under ét viser sig ikke at give generelle sammenhænge, hvilket kan tilskrives, at bindemidlerne har vidt forskellige egenskaber med hensyn til rheologisk/hærdningsmæssig opførsel. Samtidigt betyder det, at den enkelte asfaltproducent efter valg af bindemiddel må optimere recepten for den ak- 32

35 tuelle drænasfalt op imod det valgte bindemiddel. Den bedste indikator for mørtlernes egenskaber er vurderet til at være blødhedspunkt Wilhelmi efterfulgt af viskositet ved 135 C samt de oplysninger, som kan afledes af selve hærdningsforsøgene. Generelt viser forsøgene, at stenmelsfilleren som forventet - er den mindst betydende parameter blandt de undersøgte komponenter ved optimering af mørtlens egenskaber. Det antyder, at valget af grundskærve til drænasfalten kan foretages ud fra egenskaber, der ikke påvirker mørtlen i nævneværdig grad, så som slidstyrke, kornform, vedhæftningsevne etc. Som klæbeaktiv filler er det generelle indtryk, at hydratkalk må foretrækkes frem for Portland cement, da førstnævnte klæbeaktive filler synes i størst muligt omfang at bevare mørtlens oprindelige egenskaber over tid. I flere tilfælde antyder datamaterialet, at hydratkalk kombineret med Faxe kalk giver en mindre stivgørende virkning ved hærdning end tilsvarende valg med Aggersund kalk. Dog viser der sig en meget markant forskel i, hvordan skift fra Faxe Kalk til Aggersund kalk påvirker hærdningstendenserne hos det hårdeste og det blødeste EVA modificerede bindemiddel. Der er ikke fundet nogen forklaring på dette forhold, men det bør granskes nærmere, hvis man vil optimere recepter med disse bindemidler overfor skift i kalkfiller leverance Konklusion for mørtelprøvningen Der kan ikke gives nogen universel konklusion fra mørtelprøvningen, da bindemidlerne i projektet er meget forskellige i natur og opførsel, hvilket betyder, at recepterne må optimeres op imod det valgte bindemiddel. Den bagvedliggende laboratorierapport giver mange detaljer til hjælp til optimering, da tolkningen af de mange data er kompleks, og fagfolk kan lægge varierende vægt på betydningen af de forskelle analyseresultater, når de holdes op imod egen erfaringer. Med lidt forsigtighed kan det konkluderes, at den optimale mørtelsammensætning er uafhængig af stenmelsfilleren og bør fremstilles med hydratkalk og Faxe kalk, med mindre der er tale om en hård EVA modificeret bitumen, hvor Aggersund kalk bør foretrækkes. Sidstnævnte forhold omkring kalkfillerens indflydelse bør undersøges nærmere. 3.3 Forbedringer af drænasfalt Undersøgelserne af drænasfalt omfatter 17 forskellige mix-design med variation af de valgte råvarer udsat for forskellige påvirkninger (vandlagring eller langtidshærdning). På baggrund af resultaterne af den mekaniske test (Cantabro) vurderer projektgruppen, at den indhøstede viden kan betyde en forlænget levetid af kommende drænasfaltbelægninger. Feltforsøg vil være nødvendige for at komme med et præcist mål for forbedringen, men en kvalificeret vurdering er som minimum 1,5-2 års forlængelse af den tidligere forventede levetid på 7 år. Specielt kan en lille reduktion af hulrummet i 33

36 34 belægningen betyde en forlænget levetid, så den miljømæssige effekt på trods af en svag reduktion i støjdæmpning samlet bliver forbedret.

37 4. Miljøeffekter 4.1 Støjabsorption Trafikstøj dannes fra køretøjernes motorer, dæk og luftstrømninger omkring køretøjerne. Ved lavere hastighed er motorstøjen den dominerende, mens støjen fra kontakten mellem dæk og vejbane er dominerende ved højere hastigheder. Støjen reflekteres fra vejbelægningen, bebyggelser, planter, støjskærme og andet inventar langs vejen og absorberes delvis i disse. Ved akustisk absorption bliver lyden dæmpet og omdannet til varme i materialet. I en støjdæmpende belægning sker det i belægningens hulrum. Det er ikke muligt at absorbere al trafikstøj i belægningen, da kun den del af lyden, der rammer belægningen, kan absorberes. Resten kommer direkte til modtageren, og denne del bliver altså ikke dæmpet af vejbelægningen. Princippet i støjdæmpningen af tolags drænasfalt er at formindske støjproduktion ved kilden. Slidlagets fine struktur begrænser vibrationerne i dækket og belægningen absorberer lyden i hulrummet. Da kilden til rullestøjen ligger tæt på belægningen har belægningens absorption stor effekt. Specielt de højfrekvente lyde forsvinder næsten helt i en tolags drænasfalt. Motorlyden bliver også effektivt dæmpet, da en betydelig del af motorlyden udsendes gennem underside af bilen, og derved bliver absorberet i belægningen. Den akustiske absorption af drænasfalt er bestemt af fire faktorer: Tilgængeligt hulrum i belægningen Strømningsmodstand i belægningen; Hulrummets struktur (form og sammenhæng) Lagtykkelsen Den frekvens, hvor absorptionen er maksimal, bliver hovedsagelig bestemt af lagtykkelsen. I almindelighed gælder, at jo tykkere laget er, desto lavere er den frekvens, som dæmpes mest. Hulrummets struktur har samme indflydelse; jo mere snørklet struktur, desto lavere er den frekvens, som dæmpes mest. En forøgelse af hulrummet eller strømningsmodstanden giver støjdæmpning i et bredere frekvensområde, men en alt for høj strømningsmodstand kan have den modsatte effekt. Computermodeller, som simulerer absorption i belægninger, spiller i dag en vigtig rolle. De støjdæmpende egenskaber af belægninger kan måles på tre forskellige måder: Metoder til måling af vejbelægningens betydning for trafikstøj (SPB, CPX); Metoder til måling af støjabsorption af vejbelægninger på vejen; Karakterisering af vejoverfladens struktur. Ved SPB- og CPX-metoden bliver der i begge tilfælde målt støj. SPB-metoden måler den totale støj (motor- og rullestøj) fra forskellige kategorier af køretøjer i en afstand af 7,5 m. CPX-metoden måler specifikt rullestøjen, specielt fra personbiler. De andre metoder måler nogle belægningsegenskaber, som har betydning for den støj, der måles med CPX- og SPB-metoden. 35

38 SPB-metoden er velegnet til at bestemme belægningens støjdæmpning, for eksempel ved aflevering af belægningen, men metoden giver kun information om støjdæmpningen på et bestemt sted ved siden af vejen og ikke på hele vejstrækningen. CPXmetoden giver information om støjdæmpningen på hele vejstrækningen men måler ikke den totale støj. Sammenhængen mellem CPX- og SPB-metoden kendes ikke præcist, men hvis begge metoder bliver anvendt på en bestemt vejstrækning, er det muligt at afstemme CPX-målingen med data fra SPB-målingen. Herved kan den totale støjdæmpning på hele vejstrækningen bestemmes. Måling af støjabsorption på vejen kan bruges til at bestemme reduktionen i absorption ved forurening (tilstopning af porer) og dermed fastslå, om det er nødvendigt at rense belægningen. Måling af overfladestrukturen kan give oplysninger om belægningens tilstand, f.eks. omfanget af rivninger, som har betydning for støjdæmpningen. Begge egenskaber har betydning for støjreduktionen og giver en god indikation af den støjtekniske tilstand af vejbelægningen. Der er dog ikke nogen kendt sammenhæng mellem disse egenskaber og belægningens støjdæmpning. Hvor længe en belægning er støjdæmpende er bestemt af absorptionen og vedligeholdelsen af belægningens overfladestruktur. Absorptionen kan blive mindre ved forurening/tilstopning eller ved ophobning af vand i belægningen. Overfladestrukturen forringes af rivninger. Belægningens akustiske levetid kan være betydeligt kortere end den fysiske holdbarhed. Forurening/tilstopning af en porøs vejbelægning vil i almindelighed påvirke støjabsorptionen, men det afhænger af, hvor i belægningen forureningen finder sted. For en tolags drænasfalt er der to muligheder: forurening i det nederste lag på grænsen mellem drænasfalt og tæt asfalt; forurening i slidlaget. Hvis det nederste lag forurenes, bliver den effektive lagtykkelse mindre, og dermed absorberes de mere højfrekvente lyde. Hvis slidlaget forurenes, vil hulrummet aftage og dermed absorberes de mere lavfrekvente lyde. Forureningen kan begrænses ved at rense belægningen regelmæssigt. Den akustiske ydelse af både tætte og åbne belægninger aftager med tiden. Hvis de akustiske egenskaber for drænasfaltbelægningen forringes i samme takt som for referencebelægningen vil støjdæmpningen være konstant. Normalt vil ændringen dog ske hurtigere for en drænasfalt efter nogle år, så støjdæmpningen også aftager. Der findes ingen krav til en belægnings akustiske levetid, men i praksis er der brug for en standard for, hvornår belægningen ikke mere lever op til de stillede krav. Der kunne f.eks. stilles krav, hvor meget støjniveauet må stige i forhold til niveauet lige efter belægningens udførelse. Der findes endnu ikke et sådant krav for tolags drænasfalt, men det er muligt at overvåge belægningen med SPB- eller CPX-metoden, hvis målingerne også er udført ved afleveringen af belægningen. Desuden kan man overvåge belægningens overflade- 36

39 struktur og støjabsorption Selvom disse egenskaber kun indirekte er relateret til trafikstøjen giver det vigtige indikationer om ændringer i støjreduktionen. 4.2 Måling af støjabsorption I det gennemførte projekt er der udført måling af støjabsorption på laboratoriefremstillede prøvelegemer som beskrevet i [asfaltprøvning]. Formålet med målingerne er at dokumentere ændringer i støjabsorptionen forårsaget af optimeringen af holdbarheden. Som nævnt ovenfor er der dog ikke nogen kendt sammenhæng mellem støjabsorptionen og belægningens støjdæmpning, så målingerne tjener alene til at dokumentere eventuelle forskelle i forhold til referencebelægningen på Øster Søgade. Målingerne er udført på asfaltkerner med en diameter på 100 mm bestående af et 20 mm tykt slidlag (DA5) ovenpå et 50 mm tykt nedre lag (DA16). Målingen er udført i et metalrør, hvor lyden sendes fra en højttaler mod prøvens overlade. Den indfaldende lyd og den reflekterede lyd er målt med to mikrofoner, så det er muligt at beregne, hvor meget lyd asfaltkernen har absorberet. Der er gennemført målinger på fire serier med det samme bundlag men med forskellige slidlag: Serie 1: Referencebelægning, svarende til Øster Søgade; Serie 2: Referencebelægning med højmodificeret slidlag (6,2 % bitumen); Serie 3: Referencebelægning med højmodificeret slidlag (6,5 % bitumen); Serie 4: Optimeret slidlag med den bedste holdbarhed (lavere hulrum). Resultaterne er anført i tabel 10. Til sammenligning er anført støjabsorption målt på Øster Søgade i København. Tabel 10. Støjabsorption af laboratoriefremstillede kerner med to lag drænasfalt. Serie 1 Serie 2 Serie 3 Serie 4 Støjabsorption, max. 45 % 45 % 45 % 35 % Frekvensområde, Hz Slidlag 1k 6a 6a 6c Hulrum 26 % 27 % 27 % 24 % Nedre lag Hulrum 24 % 23 % 24 % 26 % Øster Søgade Str.1 Str. 3 Støjabsorption, max. 72 % 54 % I Holland er der krav til en minimum støjabsorption på ca. 80% i et nærmere angivet frekvensspektrum. Den målte støjabsorption på de laboratoriefremstillede kerner er i alle tilfælde betydeligt lavere end det hollandske krav, men kravet er baseret på borekerner (fra vejen) og kan derfor ikke umiddelbart sammenlignes med de målte resultater. Det ses også, at støjabsorptionen målt på Øster Søgade ligger under det hollandske krav. 37

40 Hulrummet i de fremstillede kerner er væsentligt højere end hulrummet i de prøvelegemer, som er anvendt til asfaltprøvningerne i dette projekt. Der er ingen forskel i støjabsorption for referencebelægningen (serie 1) og de slidlagene med højmodificeret bitumen (serie 2 og 3), mens støjabsorptionen for serie 4 med et lavere hulrum er lidt mindre og frekvensområdet lidt lavere. Det er i overensstemmelse med det forventede, som beskrevet ovenfor. Da der som nævnt ikke er nogen kendt sammenhæng mellem støjabsorptionen og belægningens støjdæmpning, er det vanskeligt at sige, hvad det vil betyde for støjdæmpningen på en udført belægning. 4.3 Forbedringer i livscyklus I 1998 blev der i Holland iværksat en undersøgelse af omkostningseffektiviteten af forskellige metoder til dæmpning af trafikstøj ved kilden. I studiet har der været foretaget undersøgelser af de ekstra omkostninger ved anvendelse af støjreducerende vejbelægninger. For de forskellige scenarier er det undersøgt, hvordan de ekstra omkostninger forholder sig til omkostningerne ved støjskærme og facadeisolering. De vigtigste konklusioner fra undersøgelsen er: Udbredt anvendelse af støjsvage vejbelægninger er en meget effektiv måde at bekæmpe støjkilder; Anvendelse af støjsvage vejbelægninger (som tolags drænasfalt) kan i flere tilfælde forebygge placering af støjskærme, forhøjelse af eksisterende støjskærme og anvendelse af facadeisolering; Anvendelse af tolags drænasfalt giver især i bebyggede områder højere omkostninger ved anlæg og vedligeholdelse end anvendelse af tæt asfatbeton; Ekstra omkostninger ved anvendelse af tolags drænasfalt på hovedlandeveje og motorveje er begrænsede; Anvendelse af støjsvage vejbelægninger forbedrer livskvaliteten for eksisterende bebyggelser (bo, arbejde og fritidsaktiviteter) og giver også mulighed for at anvende grunde tæt på motorveje til boligbyggeri; Anvendelse af tolags drænasfalt er en meget omkostningseffektiv foranstaltning, hvis den sammenlignes med andre støjreducerende foranstaltninger. Forskellige eksempler fra praksis støtter undersøgelsens resultater. Tolags drænasfalt koster omkring det halve af konventionelle foranstaltninger. Udgangspunktet har været, at der anvendes tolags drænasfalt som erstatning for enkeltlags drænasfalt eller tæt asfaltbeton. Beregningen er baseret på ekstra omkostninger til anlæg og vedligeholdelse af belægningen over en periode på 15 år. For at opretholde støjdæmpningen i perioden er det antaget, at belægningen bliver renset to gange om året, og at slidlaget udskiftes efter ca.7 år. Omkostningerne for tolags drænasfalt i bygader er højere, da der skal anvendes et linieafvandingssystem, mens man for hovedlandveje og motorveje kan nøjes med afvanding i rabatterne. Anlægsomkostninger for bygader er også højere, da den gennemsnitlige vejstrækning er mindre, og der er flere "detaljer" som vejkryds. 38

41 Det er nødvendigt at lave en cost-benefit analyse i hvert enkelt projekt. Det er vigtigt at betragte støjsvage belægninger som en støjreducerende foranstaltning, og derfor medtage de fordele man opnår ved at undgå at anvende støjskærme, facadeisolering eller andre foranstaltninger. I Holland har man i 2001 oprettet en statslig støtteordning til de ekstra omkostninger ved brug af en støjsvage belægninger i forhold til tætte belægninger. Ordningen dækker både de ekstra anlægsomkostninger og en del af de højere omkostninger ved vedligeholdelsen. Herved fremmes anvendelsen af støjsvage belægninger. I det følgende vurderes, hvilke besparelser der kan opnås ved at forbedre levetiden af en tolags drænasfalt. Referencen for denne vurdering er udførelsen af en tolags drænasfalt belægning svarende til den, der er udført på Øster Søgade i København. Ved vurdering af økonomien er der taget hensyn til følgende forhold: Ekstra udgifter til udførelse af tolags drænasfalt Ekstra udgifter til vedligeholdelse / rensning af tolags drænasfalt Beregning af årlige besparelser ved forlængelse af levetid Udgifter til alternativ støjbegrænsning Til vurdering af økonomien antages, at der på en 8 m bred bygade med kantsten og afløbsbrønde udlægges en finkornet tolags drænasfalt, som i anlæg på baggrund af hollandske erfaringer koster 760 kr. pr. løbende meter inklusive dræn i begge vejsider. Fornyelsen af det øverste lag antages at koste 280 kr. pr. løbende meter. Det øverste lag antages at holde i 7 år og det nederste lag i 14 år. Efter 14 år er det nødvendigt at udføre en ny tolags drænasfalt med nye dræn i vejsiderne. Rensning af det øverste lag antages at koste 8 kr. årligt pr. løbende meter. Med en rente på 5 % er den gennemsnitlige årlige omkostning for en sådan tolags drænasfalt 97 kr. pr. løbende meter. En tilsvarende tæt asfaltbeton vil med en levetid på 14 år have en gennemsnitlig årlig omkostning på 28 kr. pr. løbende meter, hvis det forudsættes, at der ikke er nogen vedligeholdelsesudgifter i de 14 år. En støjskærm, der koster kr. pr. løbende meter i anlæg og antages at holde i 28 år, vil have en gennemsnitlig årlig omkostning på 537 kr. pr. løbende meter. Hvis det antages, at projektet fører til en forlængelse af levetiden for det øverste lag på fra 1 til 7 år og på det nederste lag på fra 2-14 år (det dobbelte af det øverste lag), vil de gennemsnitlige årlige omkostninger være som angivet i tabel 11. Tabel 11. Gennemsnitlige årlige omkostninger ved forlængelse af levetiden. ABt Tolags drænasfalt Skærm Levetid 14 år 7 år år 14 år Årlige omkostninger, kr./m Besparelse 73 % 0 % 9 % 21 % 29 % 34 % -417 % 39

42 40 Der kan altså skønsmæssigt spares op til 1/3 af de gennemsnitlige årlige omkostninger ved en forlængelse af levetiden. De gennemsnitlige årlige omkostninger vil dog stadig være mere end det dobbelte af omkostningerne for en tæt asfaltbeton men kun 1/8 af omkostningerne for en støjskærm.

43 5. Vedligeholdelse af drænasfalt Vedligeholdelsen af drænasfalt er noget anderledes end for tætte belægninger. For at bevare støjdæmpningen er det vigtigt at porerne forbliver åbne. Det betyder, at man i bebyggede områder skal rense vejoverfladen regelmæssigt. På motorveje er rensningen af nødspor påkrævet, da et forurenet nødspor kan forhindre afvanding af kørebanerne. Alternativt kan nødsporet forsegles. Effekten af rensningen kan måles ved sammenligning af permeabiliteten før og efter rensning. Desuden skal man holde øje med omfanget af rivninger og være klar til at foretage de nødvendige reparationer hurtigt. Resterne af døde dyr, som er blevet kørt ned i drænasfaltens struktur, bør fjernes hurtigst muligt, da forrådnelsen af de døde dyr kan medføre rivninger.. Vintervedligeholdelse af drænasfalt kræver særlige hensyn, der kan sammenfattes i følgende punkter: Drænasfalt bliver hurtigere kold, har flere 0-punktspassager og er generelt koldere end tætte asfaltbelægninger. Belægningen kræver derfor mere overvågning, hurtigere udrykning med saltbiler og flere udkald; Der trænger salt ned i belægningens hulrum, hvor det ikke er effektivt. Det medfører et øget saltforbrug på %. Hvis asfalten ikke er fugtig nok, bliver saltet nede i porerne uden at blive opløst; Der kan være problemer med snerydning. Trafikken presser sneen ned i porerne, hvilket betyder hyppigere snerydning og at der er brug for % flere sneplove; Vand/sne bliver fanget i hulrummet og medfører, at vejen er våd i en længere periode; Det er meget vanskeligt at bekæmpe isslag (underafkølet regn som fryser med det samme når det rammer belægningen). Vejsaltet forsvinder dog i mindre grad i tolags drænasfalt på grund af de finere porrer i slidlaget, specielt når der anvendes grovere vejsalt. Det er vigtigt med tilstrækkelig trafik for at "pumpe vejsalt op". I Belgien har man tidligere anvendt en del drænasfalt. Anvendelsen er dog reduceret væsentligt på grund af problemer med vintervedligeholdelse og deraf relaterede ulykker. En af årsagerne er formentligt, at strækningerne ligger spredt, så det er vanskeligt at tilrettelægge vintervedligeholdelsen. På større veje anvendes derfor i dag hovedsageligt skærvemastiks. I Holland har man ikke problemer med vintervedligeholdelse af drænasfalt, men årsagen er formentlig, at klimaet er forskelligt fra det danske med væsentligt færre frysepunktspassager og dermed færre saltninger. Samtidig har man også hovedsageligt sammenhængende strækninger med drænasfalt, så vintervedligeholdelsen kan tilrettelægges bedre. Der anbefales, at måle støjemission og støjabsorption samt slidlagets struktur og permeabilitet ved aflevering af belægningen og bruge disse målinger som udgangspunkt 41

44 for en periodisk vurdering af belægningens egenskaber. Permeabiliteten bør måles oftere ved lave trafikhastigheder end ved høje. Det er vigtigt, at afvanding ved belægningens kanter ikke forhindres, og disse bliver rigtig vedligeholdt, hvilket også gælder for rabatterne. Veje med lav trafikhastighed (< 70 km/h) har en meget mindre selvrensende effekt og skal renses periodisk for at opretholde permeabilitet og støjabsorption. Rensningens frekvens skal afpasses efter forureningen. Som regel bør man rense belægningen to gange om året i byområder; efter at vintervedligeholdelsen er afsluttet (april) og efter at bladene er faldet af træerne (november). For byens gennemgående veje med en høj trafikintensitet er det kun nødvendig at rense en gang om året. Til rensning af enkelt- og tolags drænasfalt er der udviklet specielle køretøjer. Det sker ved at spule vand under højt tryk ned i belægningen og derefter suge det op igen. En roterende bevægelse af sprøjtehovedet sørger for, at vandet trænger ned i belægningen. I praksis viser det sig, at ved rengøring af tolags drænasfalt bliver en del af forureningen siddende som en slags filterkage inde i og på underside af slidlaget. Derfor kan permeabiliteten lige efter rengøringen være dårligere end før. Efter et stykke tid synker denne forurening tilbage i underlaget og ofte er permeabiliteten bedre end før rensning. Rensning af tolags drænasfalt skal ske af fagfolk, da man ellers kan få alvorlige rivninger. Trykket må ikke være for højt, maksimalt 70 bar anbefales for tolags drænasfalt. Rensningen skal starte på en tæt belægning, da der ved start kan ske skade på belægningen. Det frarådes, at maskinen holder stille på belægningen. Områder omkring brønde er meget følsomme for skader, og ved rensningen af belægningen skal man løfte dyserne. Levetiden af slidlaget i en tolags drænasfalt er 7-10 år. Når slidlaget ikke opfylder de funktionelle eller strukturelle krav, kan det skiftes ud med et nyt ved at fræse det af. Der fræses 5 mm ned i det nederste lag for at fjerne tilstopninger her. Herefter renses bundlaget med højtryksspuling tre gange med 180 bar, så alle urenheder og løse sten fjernes. Underlagets kvalitet og eventuelle forstærkningsbehov er afgørende for, om det nederste drænasfaltlag også skal skifte ud. Levetiden af bundlaget er omkring 14 år (svarende til levetiden af to slidlag). For at forlænge den strukturelle holdbarhed (forsinkelse af rivning) af enkeltlags drænasfalt har man i Holland siden 1997 forseglet belægningen med en speciel bitumenemulsion, som forbedrer egenskaberne af den eksisterende bitumen. Forseglingen giver dog midlertidig mindre friktion. På tolags drænasfalt er der endnu ingen erfaringer med forsegling. Små reparationer af tolags drænasfalt er ligeså problematisk som for enkeltlags drænasfalt. Udbedringer af revner eller mekaniske skader med reparationsmaterialer formindsker permeabiliteten. Afvandingskapaciteten af det nederste lag forbliver intakt selvom slidlaget (lokalt) er blevet repareret. Hurtig reparation af skader må tilrådes, da der indenfor kort tid ellers vil opstå rivninger, specielt ved højt belastede strækninger. Ved lette rivninger er der i Holland opnået gode erfaringer med en kunststof coating, som afstrøes med friktionsskærver. Det bevirker dog, at den åbne struktur af drænasfalten går tabt. Større skader eller alvorlige rivninger kan repareres ved fræsning af firkantede flader og udlægning af drænasfalt i området. Skadens dybde og underlagets 42

45 kvalitet bestemmer, om det kun er slidlaget eller begge lag, som skal udskiftes. Erfaringen viser desværre ofte, at der opstår rivninger i den tilstødende drænasfaltbelægning. Forsegling af den eksisterende belægning kan måske formindske denne risiko. Ved udførelse af ledningsgrave skal der ved savning arbejdes med lav hastighed og god køling. Der kan udføres reparation med 4/8 mm toplag i fuld belægningstykkelse. Der er problemer med tromlingen, da tromlen let kommer ud på den gamle belægning. Sten kan bliv presset ned i belægningen, og det vil medføre skader efter et stykke tid. Løsningen kan være at udlægge krydsfinerplader på de områder af den eksisterende belægning, hvor der er risiko for at tromlerne kommer ud. Samlinger kan lukkes med en speciel revneforsegling. Drænasfalt kan genbruges, men det skal være i andre belægningstyper (bærelag) ved genbrug på værk. Det er ikke muligt at udføre genbrug på vej, da der normalt er for meget vand i belægningen. Der er udarbejdet et informationsblad med erfaringer om genbrug af drænasfalt i Holland. De særlige forhold ved drift af drænsasfaltbelægninger kan summeres i følgende punkter: Støjreduktion og afvanding; - Konsekvent periodiske rensning af belægningen (og måling af rensningseffekten); - Konsekvent rensning af linjeafvanding eller regulering af rabatten; - Valg af rensningsmetode; - Periodiske måling af rullestøj(cpx-metoden); Friktion; - Særlige hensyn ved vintervedligeholdelse - Måling af tør friktion efter 3-6 måneder efter afslidning af bitumenhinder; - Regelmæssig måling af friktion; Fysisk holdbarhed; - Periodiske måling / visuel vurdering af rivning; - Udførelse af rensning på en korrekt måde; - Hurtige fjernelse af forureninger (bl.a. olie, døde dyr); - Hurtige reparation af mindre skader, især ved høj trafikbelastning. 43

46 6. Konklusioner 6.1 Tydelige forbedringer forventes Den viden, der er fremkommet gennem forsøgene og studierejsen, kan først til fulde evalueres på baggrund af fuldskala forsøg, men projektets konklusioner med forventede forbedringer i forhold til Øster Søgade er allerede blevet vurderet af fagfolk ved et afsluttende internationalt seminar, og her var man enige om, at tydelige forbedringer kan forventes. 6.2 Mekanisk styrke Undersøgelserne af drænasfalt omfatter 17 forskellige mix-design med variation af de valgte råvarer udsat for forskellige påvirkninger (vandlagring eller langtidshærdning). På baggrund af resultaterne af den mekaniske test (Cantabro) vurderer projektgruppen, at den indhøstede viden kan betyde en forlænget levetid af kommende drænasfaltbelægninger. Feltforsøg vil være nødvendige for at komme med et præcist mål for forbedringen, men en kvalificeret vurdering er som minimum 1,5-2 års forlængelse af den tidligere forventede levetid på 7 år. Specielt kan en lille reduktion af hulrummet i belægningen betyde en forlænget levetid, så den miljømæssige effekt på trods af en svag reduktion i støjdæmpning samlet bliver forbedret. 6.3 Optimér efter det valgte bindemiddel Screeningsundersøgelserne på asfaltmørtlerne understøtter resultaterne fra den mekaniske test på drænasfalten. De udførte hærdningsstudier resulterer i analyser fra 35 mørtel-kombinationer. Konklusionen er, at sammensætningen må optimeres for det valgte polymermodificerede bindemiddel, da de 6 undersøgte bindemidlers egenskaber var for forskellige til en direkte sammenligning. Mørtelundersøgelserne giver entreprenørerne nogle værktøjer til yderligere receptoptimering af drænasfalt med henblik på at reducere hærdningstendenen. 6.4 Praktiske erfaringer kan måske overføres Studierejsen hjembragte bl.a. en guide, der opsummerer de hollandske erfaringer i form af praktisk orienterede retningslinier for udførelse og vedligeholdelse af drænasfaltbelægninger. Udvalgte dele af guiden er gengivet i en redigeret form i denne rapport. I den udstrækning de hollandske erfaringer kan overføres til danske klimatiske og trafikale forhold, vil det kunne give et vigtigt bidrag til kvaliteten af udlægningsprocessen og dermed levetidsforlængelse til gavn for miljøet. 44

47 7. Det videre arbejde For at resultaterne fra dette projekt kan udnyttes er det nødvendigt at udføre prøvestrækninger, der tager udgangspunkt i denne rapports anbefalinger. Inden udførelse af en forsøgsstrækning er der behov for at undersøge følgende forhold: Der er behov for supplerende undersøgelser af udmattelse og vedhæftning af mørtlen med den anbefalede, højmodificerede bitumen; Det skal undersøges, om der er risiko for efterkomprimering og dermed reduktion i støjdæmpningen for drænasfalten med den anbefalede bitumen; Forholdene omkring vintervedligeholdelse og risiko for trafikanterne ved glatføre skal have en høj prioritet ved fremtidige overvejelser om brugen af drænasfalt i Danmark; Microflex og andre tætte asfalttyper bør indgå i fremtidige overvejelser omkring støjdæmpende belægninger. Projektet i Øster Søgade har vanskeligt ved at give sikre konklusioner om trafikanternes adfærd og vintervedligeholdelse, da de enkelte forsøgsstrækninger er meget korte. Der er defor behov for at udføre længere forsøgsstrækninger, hvor metoder til sikring af en trafiksikkerhedsmæssig forsvarlig drift af drænasfaltbelægninger kan udvikles og testes, herunder specielt vintervedligeholdelse. Der er ligeledes et behov for at undersøge den støjdæmpende effekt af drænasfalt specielt på motorveje på kort og længere sigt. Der er også et behov for at kende støjudsendelsen fra de almindeligt anvendte belægninger på motorveje (SMA) samt for at teste effekten af nogle nye belægningstyper. Afprøvningen er en nødvendig forudsætning for nyttiggørelsen af drænasfaltens støjdæmpende egenskaber i Danmark. Ved udvidelsen af de københavnske motorveje er der fra naboernes side stor fokus på trafikstøjen og de muligheder for støjdæmpning, der kan opnås med drænasfalt. Der er udført kortlægning af trafikstøjen, hvor det bl.a. er klart, at en stor del af trafikstøjen stammer fra de skærende veje. En effektiv indsats mod trafikstøj vil således kræve, at en stor del af disse veje renoveres, eventuelt med brug af tolags drænasfalt. 45

48 8. Referencer Projektets rapporter 1. Projektartikel (engelsk) Durability of Drainage asphalt (2003). Miljøstyrelsen. 2. Projektartikel (dansk) Holdbarhed af Drænasfalt (2003). Miljøstyrelsen. 3. Projektrapport (dansk) Holdbarhed af Drænasfalt - samlet rapport (2003). Miljøstyrelsen. - Holdbarhed af Drænasfalt - asfaltprøvning (2002). Vejdirektoratet. - Holdbarhed af drænasfalt - mørtelprøvning (2002). Asfaltindustrien. - Holdbarhed af Drænasfalt - afsluttende seminar i København, 20. september Vejdirektoratet - Holdbarhed af Drænasfalt - rejserapport fra studietur til Holland og Belgien (2001). Vejteknisk Institut, Internt notat Holdbarhed af Drænasfalt - seminar i København 15. december Vejdirektoratet. - Durability of Drainage Asphalt workplan (2000). Road Directorate, Denmark. - Holdbarhed af Drænasfalt - projektplan (2000). Vejdirektoratet. 8.2 Øvrige referencer 1. Asfaltindustrien (1999). Kort og godt om asfalt & miljø. 2. Bendtsen, Hans (1998). Erfaringer med støjreducerende vejbelægninger i Holland.. Vejdirektoratet Notat Bendtsen, Hans (1999). Belægningsteknologi, støj og tolags drænasfalt i Holland. Vejdirektoratet Notat Bendtsen, Hans (1999). Development of Noise Reducing Pavements for Urban Roads Project Description. Road Directorate Denmark, Note Bendtsen, Hans; Larsen, Lars Ellebjerg (2002). Two-layer porous pavements and noise reductions in Denmark. Ninth International Conference on Asphalt Pavements, ISAP. 6. Bendtsen, Hans; Larsen, Lars Ellebjerg; Greibe, Poul (2002). Udvikling af støjreducerende vejbelægninger til bygader. Statusrapport efter 3 års målinger. Rapport nr. 4. Danmarks TransportForskning 7. CROW. Tweelags zoab Handleiding voor wegbeheerders (2001) (dansk oversættelse). the Netherlands. 8. DWW wijzer (1998). The recycling of Porous Asphalt. No. 86 (english edition). 9. EAPA. Environmental guidelines on Best Available Techniques (BAT) for the production of asphalt mixes. 10. Greibe, Poul (2002). Porous asphalt and traffic safety.. Ninth International Conference on Asphalt Pavements, ISAP. 11. Heijmans Civil Engineering B.V. (2000). Twinlay Porous Asphalt. CD-rom, the Netherlands 12. Khalid, H.A, Walsh, C.M, Pérez Jimménez, F.E. and Miró Recasens, J.R. (1999) Correlation of Fundamental and Empirical Properties of Porous Asphalt Binders. in Proc. 3 rd European Symposium Performance and Durability of Bituminous Materials and Hydraulic Stabilised Composites, pp Leeds

49 13. Larsen, Lars Ellebjerg; Bendtsen, Hans (2002). Noise reduction with poruous asphalt - cost and perceived effect. Ninth International Conference on Asphalt Pavements, ISAP. 14. Litzka, J., Pippich, J. (1999). Workshop: Erfarungen mit Drainasphalt. Zusammenfassung. Internationales Workshop, Wien, 26. November. 15. Litzka, Johan (2002). Austrian experineces with winter maintenance on poruous asphalt. Ninth International Conference on Asphalt Pavements, ISAP. 16. Padmos, C.J. (2002). Over ten years experience with porous asphalt. Ninth International Conference on Asphalt Pavements, ISAP. 17. van Bochove, G.G. (2000). Porous Asphalt (two-layered) Optimising and Testing. In Proceedings of the papers submitted for review, 2 nd Eurasphalt & Eurobitume Congress, September, 2000, Barcelona Spain. 18. van Bochove, G.G., van Gorkum, F. (1997). Two layered porous asphalt a new concept, civil technical properties and experiences. Madrid. 19. Zoorob, S.E., Cabrera, J.G. and Takahashi, S. (1999). Effect of Aggregate Gradation and Binder Type on the Properties of Porous Asphalt. in Proc. 3 rd European Symposium Performance and Durability of Bituminous Materials and Hydraulic Stabilised Composites, pp Leeds. 47

50 48

51 Rapport / Report Nr. No. Titel/Title/Shortcut Forfatter/Author 123 Selection of Pavement Maintenance by use of Accelerated Load 124 Teksturdata til beregning af friktionsværdier - anvendelse på vejoverflader? Carsten B. Nielsen Jeanne Rosenberg Jørn Raaberg Henrik Aalborg Nielsen, Henrik Madsen 125 Viden om kommuneveje Susanne Baltzer Marianne Würtz Bente Kloster Knud Rossen Jørgense 126 Viden om de store veje Carsten Nielsen Finn Thøgersen H.J. Ertman Larsen Vibeke Wegan 127 Viden om anlæg af veje Flemming Berg, Finn Thøgersen Susanne Baltzer, Bo Wamsler H.J. Ertman Larsen Poul Panduro Gregers Hildebrand Per Ahrentzen Ole Milvang-Jensen Knud A. Pihl, Erik Nielsen 128 Viden om drift af veje Gregers Hildebrand Charles Lykke Hansen SvendKold Johansen Birger Roland Jensen BjarneSchmidt, Jørn Raaberg 129 Crushed concrete from building demolition is a high quality material for road construction 130 Ubundne bærelag af knust beton - efter europæiske standarder 131 Ubundne bærelag af knust tegl - efter europæiske standarder 132 Ubundne bærelag af knust asfalt - efter europæiske standarder 133 Bundsikring af forbrændingsslagge - efter europæiske standarder 134 Noise emission from 4000 vehicle pass-bys - an Inter-Noise 2004 presentation Knud A. Pihl Ole Milvang-Jensen Flemming Berg Knud A. Pihl Flemming Berg Ole Milvang-Jensen Knud A. Pihl Flemming Berg Ole Milvang-Jensen Knud A. Pihl Flemming Berg Ole Milvang-Jensen Knud A. Pihl Flemming Berg Ole Milvang-Jensen Bent Andersen Hans Bendtsen 135 Thin open layers as noise reducing pavements - an Inter-Noise 2004 presentation 136 European co-operation in COST Bringing ALT activities closer together Hans Bendtsen Bent Andersen Gregers Hildebrand Michael E. Nunn 137 Traffic management and noise reducing pavements - Recommendations on additional noise reducing measures 138 Mechanistic Design of Semi-Rigid Pavements - An Incremental Approach Hans Bendtsen Jürgen Haberl, Johan Litzka Ernst Pucher Ulf Sandberg Greg Watts Finn Thøgersen Christian Busch Anders Henrichsen 139 Holdbarhed af Drænasfalt Carsten Bredahl Nielsen Jørn Raaberg Erik Nielsen

52 Vejdirektoratet Vejdirektoratet Vejdirektoratet Niels Juels Gade 13 Guldalderen 12 Thomas Helsteds Vej 11 Postboks 9018 Postboks 235 Postboks København K 2640 Hedehusene 8660 Skanderborg Telefon Telefon Telefon [email protected] Telefax Telefax Telefax Vejdirektoratet.dk