Je leest:

Fluisterstil asfalt van de toekomst

Fluisterstil asfalt van de toekomst

Rijden over gemalen autobanden

Auteur: | 19 maart 2014

Wegen maken veel minder kabaal als een speciale mix van rubber en steentjes in de toplaag wordt verwerkt. Momenteel ontwikkelt Rijkswaterstaat dit ultrastille asfalt in samenwerking met universiteiten en de industrie. Zodat er over een paar jaar veel minder geluidsoverlast is langs wegen. Kennislink keek mee hoe getest werd.

Een drukke snelweg hoor je al van verre. Voortdurend razen auto’s, vrachtwagens en motoren over asfalt. Dat geluid wordt vrijwel geheel veroorzaakt door het contact dat de banden met het wegdek maken. De herrie die de motor maakt, valt daarbij in het niet. Nu al neemt Rijkswaterstaat maatregelen om de geluidsoverlast terug te dringen. “Er is bijvoorbeeld dubbellaags Zoab, waardoor veel minder lawaai ontstaat. Een verbetering van zo’n 8 decibel in vergelijking met een normaal wegdek”, zegt Rob Hofman, coördinator wegenbouw van Rijkswaterstaat. Ook andere initiatieven halen reducties van meerdere decibellen (zie kader).

Een remproef op het ultrastil wegdek.
Rijkswaterstaat

Dat zijn interessante resultaten maar het kan nog veel beter, verwachten onderzoekers. Een zogenaamd poro-elastisch wegdek zorgt voor nog minder geluidsoverlast: tien decibel reductie ten opzichte van normaal asfalt. Opmerkelijk genoeg bestaat dit uit een combinatie van gemalen autobanden en steentjes. “De rubber in het asfalt dempt het geluid. Tussen het rubber en de steentjes zitten holle ruimtes, die ook voor minder lawaai zorgen. De steentjes zorgen voor stroefheid”, legt Hofman uit. “Het gebruik van rubber in asfalt is volledig nieuw, dat wordt nog nergens toegepast.” Het gaat hierbij om de toplaag van het asfalt, de bovenste paar centimeter.

Rijkswaterstaat doet al jaren onderzoek naar dit asfalt. “Maar we slaagden er nog niet in om het zo te maken dat het voldoet aan alle voorwaarden”, zegt manager Dineke van der Burg van innovatiecluster Doorstroming van Rijkswaterstaat. “Het moet minimaal 7 jaar meegaan, mag geen extra brandstofverbruik opleveren en het moet uiteraard veilig zijn.”

Testtegels

De aanleg van het ultrastille wegdek voor tests.
Rijkswaterstaat

Maar hoe maak je de juist mix? Hoeveel steentjes en rubber en in welke verhouding? Hoe groot dienen de stukjes te worden? Denk ook aan de lijm, die alles bij elkaar houdt. Welk soort werkt het beste en hoe dik moet die zijn?

De nieuwe toplaag moet minimaal voor 10 decibel minder kabaal zorgen. Hoeveel minder geluidsoverlast dat voor omwonenden precies oplevert is lastig aan te geven. Rijkswaterstaat maakt gebruik van verschillende virtuele meetpunten langs de weg, waarmee ze geluidsniveau aangeven. Op de snelweg zorgt de tien decibel reductie ruwweg voor een halvering van het geluid ten opzichte van het stilste asfalt dat er nu is. Sinds 2012 is de wetgeving SWUNG (Samen Werken aan de Uitvoering van nieuw Geluidbeleid) ingevoerd en wil de grote toename van geluidsoverlast langs wegen en spoorwegen verminderen.

“We hebben veertig testtegels gemaakt. En ze bijvoorbeeld op parkeerplaatsen beproefd, maar nog niet op de snelweg. We ontdekten dat de geluidsreductie prima was. We haalden negen decibel reductie. Maar het asfalt ging nog niet lang genoeg mee, slechts drie maanden. Er bleef teveel water instaan, waardoor het asfalt te snel slijt en niet stroef genoeg is”, aldus Hofman.

Om toch het ultieme ultrastille wegdek te ontwikkelen roept Rijkswaterstaat daarom de hulp in van universiteiten en de industrie. “We willen daarbij zoveel mogelijk kennis delen. Stel dat een van de partijen ontdekt dat een bepaald soort rubber veel te zacht is, dan hoeft de rest dat niet te testen”, benadrukt Van der Burg. Overigens wordt momenteel ook in Japan onderzoek gedaan naar een poro-elastisch wegdek, maar zij willen hun opgedane kennis niet delen.

Kauwgum

Op dit moment zijn de verschillende partijen druk bezig om het nieuwe superstille asfalt te ontwikkelen. Deze zomer gaan ze de toplaag beproeven. Onder meer bij de TU Delft in een laboratorium vol met faciliteiten om de prestaties op het gebied van sterkte en duurzaamheid te bepalen. Neem een apparaat waarmee de sterkte wordt gemeten. Het ding ziet er uit als een gigantische oven. Daarin past een rond stuk asfalt. “Het apparaat knijpt het samen of trekt er aan”, zegt promovenda Katerina Vaveri (TU Delft). De Griekse zal het asfalt beproeven. “Op die manier komen wij erachter hoe stevig het is. Soms duren die experimenten weken, omdat we bijvoorbeeld ouderdom simuleren.”

Speciale apparatuur meet het geluid dat het nieuwe wegdek veroorzaakt.
Rijkswaterstaat

Weer een andere machine is de MIST, waarbij ook wordt nagegaan wat de invloed van water op het asfalt is. Behendig loopt Varveri tussen de apparaten in het laboratorium van de faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen heen. De apparaten zijn opvallend groot, soms wel meer dan twee meter hoog en breed. Dat is nodig, omdat de machines flinke krachten gebruiken tijdens experimenten.

Testen is nog niet zo eenvoudig, met name omdat er rubber in het asfalt zit. Vaak maken de onderzoekers gebruik van proefstukjes die overal even dik zijn. “Maar we zijn bang dat het poro-elastische materiaal zich als kauwgom gaat gedragen, omdat er rubber in zit,” weet Vaveri. “Dan ontstaan geen scheuren en breekt het ook niet, maar rekken we het uit. Terwijl we juist willen weten wanneer iets breekt tijdens een experiment. Daarom onderzoeken we het nieuwe asfalt in een parabolische vorm, die op z’n dunst is in het midden. Dan weten we zeker dat het daar gaat breken. Vervolgens vergelijken we de verschillende soorten op wanneer en hoe ze breken.”

Platenspeler

De platenspeler onder de asfalttesters: de SR-ITD.
Katerina Varveri, TU Delft

Het meest indrukwekkende apparaat dat ingezet wordt tijdens de experimenten is de SR-ITD, die de duurzaamheid en stroefheid bepaalt. Daarbij wordt een cilindervormig stuk getest. Vervolgens rijden er drie wielen rondjes overheen. “Het werkt als een platenspeler”, legt Varveri uit. “Het stuk asfalt is de plaat en de wielen de naald. We gaan zo na hoe de oppervlakte aangetast wordt door de banden. Daarnaast is het mogelijk om water te sproeien. Dat is natuurlijk heel belangrijk in Nederland, omdat het hier vrij veel regent.”

Na deze uitvoerige experimenten wordt een ranglijst gemaakt van de best presterende soorten. Onderzoekers experimenteren daarmee ook buiten het lab. “Begin 2018 willen we het asfalt met de beste resultaten op de weg beproeven, bijvoorbeeld op een rustige weg of parkeerplaatsen”, zegt Van der Burg. Het duurt dus nog wel even voordat de snelweg nog veel stiller is. Of het daarna nog stiller kan? “Dat wordt heel lastig. Maar je zou natuurlijk aan zwevende auto’s kunnen denken”, zegt ze lachend. “Dan is er natuurlijk helemaal geen contact tussen rubber en het asfalt.”

Minder herrie door sleuven

Momenteel worden ook andere methodes ontwikkeld en zelfs al toegepast om wegen stiller te maken. Neem de stroken van 4Silence, een start-up van medeoprichter Ysbrand Wijnant, onderzoeker van de Universiteit Twente. Officieel heten ze diffractiestroken. Ze buigen het geluid 25 graden af en reduceren de herrie met zo’n 4 decibel. Veel minder dus dan het poro-elastische wegdek, maar ook veel goedkoper om te maken. Eventueel kunnen ze er ook mee samengaan.

4Silence

“We ontwikkelen blokken met sleuven variërend van vijf tot vijftien centimeter diep. Die zorgen ervoor dat het geluid resoneert. De sleuven werken op frequenties tussen de 500 en 1500 , dezelfde frequenties die dominant zijn voor het lawaai dat banden maken”, legt Wijnant uit. “Het geluid wordt vooral afgebogen door de diffractoren en er deels ook door geabsorbeerd.” De ribbelstroken worden naast de huidige weg geplaatst in de berm. Technologiestichting STW kende onlangs een subsidie toe voor de verdere vercommercialisering van de diffractor.

Momenteel lopen er twee pilots in Hummelo en Soesterberg. De stroken zijn relatief goedkoop. Ze kosten rond de honderdvijftig euro per meter. Een geluidsscherm kost al snel duizend euro per meter. “We onderzoeken nu nog hoe de sleuven zich precies gedragen en hoe diep ze moeten worden om het geluid zo goed mogelijk af te buigen. Uiteraard kijken we daarbij ook naar de veiligheid en afwatering”, zegt Wijnant. “We zijn er van overtuigd dat dit een nieuwe, commercieel interessante techniek is.”

Bronnen

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 19 maart 2014
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.