De reden hiervoor wordt mooi beschreven door wat sommigen de “goudklokjeszone” noemen. Om de verdichtingseigenschappen te behouden tussen de asfaltcentrale en het moment dat het asfalt op de weg wordt gelegd, kan het asfaltmengsel niet te warm of te koud zijn. De temperatuur moet precies goed zijn. “Temperatuur is de sleutel”, zegt Jim Scherocman, een asfaltadviseur uit Cincinnati met 54 jaar ervaring in het vak. “Het controleert alle aspecten van het asfalteren: Hoe lang blijft het werkbaar op de bouwplaats, en hoeveel tijd heb je om het te leggen en te verdichten?” Hij voegt eraan toe dat de dikte van elke lift ook van belang is. Hoe dikker de laag, hoe langer het zijn warmte vasthoudt en verdichtbaar blijft.
Er zijn helaas een aantal factoren die van invloed zijn op de uiteindelijke legtemperatuur van asfalt, en dus op hoe goed het nog jaren meegaat. Hier is een blik op hen, plus andere temperatuuroverwegingen die “de hitte houden” op asfaltbestrating aannemers.
MAATSTE MIX TEMPERATUUR
Het heetste moment in het leven van elke asfaltverharding is in de verwerkingsfabriek wanneer het wordt gemengd – ongeacht of het product niet-gemodificeerd hot mix asfalt (HMA), polymeer gemodificeerd HMA of koeler warm mix asfalt (WMA) is.
Er zijn verschillende redenen en situaties om elk van deze asfaltproducten te gebruiken, die buiten het bestek van dit artikel vallen. Wat wel binnen de reikwijdte van dit artikel valt, is dit gemeenschappelijke feit: al deze mengsels moeten idealiter warm genoeg worden geproduceerd in de fabriek om tijdens het asfalteren het juiste temperatuurbereik te bieden. “Voor gewone HMA is dit 275°F tot 300°F,” zei Scherocman. “Voor polymeer gemodificeerde HMA is het bereik 285°F tot 320°F.”
Hier wordt het lastig: hoewel er manieren zijn om warmteverlies tijdens het transport per vrachtwagen te beperken, zoals geïsoleerde vrachtwagenbedden en afdekzeilen, verliezen alle vormen van asfaltverharding kostbare warmte tijdens de reis van de fabriek naar de asfaltafwerkmachine; overal van 5°F tot 25°F, of meer. Het verminderen van de tijd tussen de fabriek en de plaats van asfalteren, en het werken op warme dagen kan helpen, maar het feit is dat warmteverlies een onvermijdelijk probleem is.
Kan het verhogen van de temperatuur in de asfaltfabriek dit probleem oplossen? “Als je het asfaltmengsel te heet maakt in de fabriek, kun je het vloeibare asfaltbindmiddel beschadigen door de chemische en fysische eigenschappen ervan te veranderen”, zegt Mike Huner, een asfaltconsultant gevestigd in Nashville, en eigenaar van Huner Consulting. “Uiteindelijk krijg je dan een warmer asfaltmengsel op de bouwplaats, maar de levensduur op lange termijn komt in gevaar. Dit zou resulteren in een asfaltlaag die niet zo lang meegaat als de bedoeling was.”
MINIMUM MIX TEMPERATUUR
Aan de andere kant van de “goldilocks zone” is asfalt dat te koud is. De reden hiervoor is dat, als de temperatuur daalt, het asfaltmengsel stijf wordt – waardoor het moeilijker te verdichten wordt.
Verdichting is de sleutel tot het creëren van duurzame wegen. Een goede verdichting verbetert de prestaties van de weg op verschillende manieren. Het zorgt voor afschuifsterkte om spoorvorming te voorkomen. Het optimaliseert de luchtbellen om de duurzaamheid te maximaliseren, vermoeidheid te minimaliseren en oxidatie te minimaliseren die de verharding voortijdig kan verouderen. Een goede verdichting helpt ook om het wegdek waterdicht te maken, door de permeabiliteit te minimaliseren die kan bijdragen aan het strippen van het bindmiddel van de aggregaatdeeltjes in het asfaltmengsel. “Het doel is om een luchtledig gehalte van zes procent of minder te bereiken om optimale prestaties te bereiken,” zei Scherocman.
“Als het mengsel te koel van de dumptruck komt, zal het te stijf zijn en te moeilijk te verdichten,” zei Danny Gierhart, een Asphalt Institute Senior Regional Engineer gevestigd in Tuttle, Oklahoma. “Als de mix wordt toegestaan om af te koelen tot onder de 180 ° C tot 190 ° C voordat de juiste dichtheid is bereikt, zal de mix zo stijf zijn dat extra verdichtingsinspanningen eigenlijk het aggregaat in de mix kunnen verpletteren.”
Het Asfaltinstituut heeft zich over dit onderwerp gebogen. “Mengsels moeten worden geplaatst en verdicht voordat ze afkoelen tot 185 ° C, dus de minimumtemperatuur zal afhangen van de temperatuur van de laag waarop het wordt geplaatst, evenals de omgevingsomstandigheden,” volgens de AI website. “Over het algemeen wordt in de specificaties van het agentschap een minimaal aanvaardbare temperatuur voor het mengsel achter de dekvloer aangegeven, meestal 250°F.”
AMBIENT TEMPERATURE
Wanneer u buiten werkt met een heet materiaal waarbij warmteverlies van invloed is op de verwerkbaarheid, is het zinvol om te asfalteren (als u een keuze hebt) op dagen die warm zijn in plaats van koud. De reden komt neer op thermodynamica: als je twee afzonderlijke lichamen van verschillende temperaturen met elkaar in contact brengt, zullen ze uiteindelijk tot een gemeenschappelijke gedeelde temperatuur komen omdat de warmte van het hetere oppervlak wordt overgedragen op de relatieve ‘kou’ van het andere.
Wat dit betekent is dat hete HMA op een koude dag sneller warmte zal verliezen dan op een warme dag. Het zal zelfs nog sneller warmte verliezen als er een koude wind overheen raast.
“Dit gezegd hebbende, is de omgevingstemperatuur niet per se een groot probleem,” zei Scherocman. “Bijvoorbeeld, op lentedagen is het lang niet zo’n groot probleem als de temperatuur van het basisasfalt.”
EXISTING PAVEMENT TEMPERATURE
De temperatuur van de bestaande bestrating/wegbedding, vergeleken met die van het asfalt dat wordt neergelegd, speelt ook een rol bij het beïnvloeden van hoe lang het asfalt verwerkbaar blijft.
“De bestaande verhardingstemperatuur moet warm genoeg zijn dat het de verse asfaltlift niet te snel afkoelt voordat het goed kan worden verdicht,” zei Gierhart. “De minimaal toelaatbare oppervlaktetemperatuur moet warmer worden naarmate de laagdikte afneemt. Typische minima zijn 40°F voor liften van meer dan 3 inch en 50°F voor mengsels dunner dan 2 inch.”
“Vergeet niet dat in de lente de basis nog koud is van de winter,” voegde Scherocman toe. “Dus zelfs op een warme lentedag kun je problemen krijgen met het bestaande asfalt dat te koud is om mee te werken.”
COMPACTIETEMPERATUREN
“De verdichtingsgraad van een asfaltbetonmengsel is de belangrijkste factor die van invloed is op de uiteindelijke prestaties van de verharding in het verkeer,” aldus Scherocman. “Dit wordt op zijn beurt beïnvloed door de temperatuur van het asfalt terwijl het wordt gelegd en verdicht.”
“Probeer het mengsel te verdichten wanneer het asfalt te koud is, en je kunt eindigen met wat we een taartkorsteffect noemen,” waarschuwde Huner. “De resulterende asfaltlaag kan aan de bovenkant koel en broos zijn, maar in het midden zacht en niet verdicht. Het zal vatbaar zijn voor haarlijn- of ruitscheuren aan het oppervlak tijdens het verdichtingsproces.”
Eigenlijk moeten alle vormen van asfalt worden gelegd en vervolgens onmiddellijk worden verdicht terwijl ze binnen hun respectieve goudklokzones blijven. Daarom is het noodzakelijk voor bestratingsbedrijven om een “just in time” asfaltmeng- / leveringsproces te hebben, of zo dicht mogelijk bij een als ze kunnen bereiken gezien de realiteit van real-life paving.
Careless is een freelance schrijver gevestigd in Ontario.