De snelle ontwikkeling van ZOAB naar stille dunne deklagen

ir. G.G. van Bochove, Heijmans Infrastructuur, april 2005

Reductie van verkeerslawaai door een stil wegdek: wat vindt u daarvan:

  • Een hobby van de asfalteurs
  • Een tijdelijk effect; na een paar jaar is de geluidreductie verdampt?
  • Een stil wegdek is niet duurzaam
  • Een stil wegdek brengt hoge onderhoudskosten met zich mee.
  • Een reële geluidreductie kan alleen met ZOAB worden bereikt.

Ziehier nogal wat meningen, vooroordelen en ondervindingen, ook wel gebaseerd op ervaringen in de praktijk. Echter de ontwikkelingen hebben de laatste jaren niet stilgestaan. Met name de dichte, geluidreducerende wegdekken hebben een snelle ontwikkeling doorgemaakt, zodat nu wegdekken met een hoge geluidreductie beschikbaar zijn, welke bovengenoemde nadelen en beperkingen niet hebben.

Kort gezegd is de toepassing van ZOAB sterk afgenomen en in feite gestopt voor de wegen in het stedelijk gebied. Alleen voor het hoofdwegennet is ZOAB nog toegepast, met name op die plaatsen waar ook de reductie “spash and spray” belangrijk is. In de meeste andere situaties, waar voornamelijk de geluidreductie belangrijk is, zijn de dunne stille deklagen de beste keus.

Onderstaand wordt de snelle ontwikkeling van ZOAB naar deze dunne stille deklagen beschreven. Ook worden de vele mogelijkheden aangegeven, die de stille wegdekken bieden bij de uitvoering van beleid voor alle overheden (Rijk, Provincie en Gemeenten).

Twee typen stille wegdekken

In het verleden is, ten onrechte, wel eens de indruk gewekt dat zoab en in het bijzonder Tweelaags zoab het enige product is, dat de oplossing kan bieden voor alle problemen met wegverkeersgeluid. Dit is inmiddels achterhaald. De stille dunne deklagen hebben hun intrede gedaan en zijn de afgelopen jaren met succes verder geoptimaliseerd. Dit heeft ertoe geleid dat nu twee typen stille wegdekken kunnen worden onderscheiden:

Beide hebben hun specifieke eigenschappen en specifieke toepassingsgebieden.

       
Fig. 1 Tweelaags zoab - structuur     Fig. 2 Textuur Dunne (semi)-dichte deklaag

Zoab en Tweelaags Zoab

Vele jaren lang is Zoab en met name Tweelaags Zoab het product geweest om hoge geluidsreducties te bereiken. Het valt echter niet te ontkennen dat (tweelaags) zoab ook beperkingen kent. In de afgelopen jaren zijn met name binnenstedelijk met een (te groot) aantal projecten problemen geweest. Een juiste en duurzame toepassing is weliswaar mogelijk, maar blijkt niet eenvoudig.

Daartegenover staat dat uit verschillende gedegen studies (o.a. KPMG) blijkt dat de kosteneffectiviteit van stille wegdekken in het algemeen, en die van tweelaags zoab in het bijzonder, zeer hoog is. Anders gezegd: de investering per gereduceerde decibel is voor een dergelijk wegdek veel lager dan voor geluidsschermen of gevelisolatie. Ook wanneer alle beheerkosten over een langere periode worden meegenomen. Dit feit doet de politieke druk tot toepassing van stille wegdekken alleen maar toenemen.

Bovendien zijn er toepassingen bekend waar tweelaags zoab al bijna tien jaar tot volle tevredenheid functioneert als geluidsreducerend wegdek. Maar zoals gezegd: het is niet eenvoudig. Daar zijn voor- en tegenstanders het over eens.

Dunne deklagen

Het is dus begrijpelijk dat een luide roep om alternatieven is ontstaan. Bij deze alternatieven moet het geluidsreducerend vermogen uiteraard zo veel mogelijk in stand blijven en moeten de civiel- en uitvoeringstechnische nadelen van tweelaags zoab worden weggenomen of verkleind. Op dit front is in de afgelopen jaren veel gebeurd. De markt biedt een steeds groter aantal nieuwe producten aan met specifieke eigenschappen op het gebied van geluidsreductie en civieltechnisch gedrag. De meeste van deze producten vallen onder de categorie “Dunne deklagen”. Toch zijn er binnen deze categorie nog een aantal productsoorten te onderscheiden met verschillend civieltechnisch gedrag. Omdat de geluidsruductie - onterecht - als enige criterium wordt gezien, lijkt het erop dat verschillende constructies als gelijkwaardig worden beschouwd met als enige punt van vergelijking het aantal decibellen geluidsreductie.

Toch blijven de civieltechnische eigenschappen voor de wegbeheerder uiteraard onverminderd belangrijk. Het is daarom goed na te gaan wat de overeenkomsten en wat de verschillen zijn tussen de verschillende stille wegdekken.


Fig.3 Structuur steenskelet dunne deklaag

Een belangrijke overeenkomst is, dat het vrijwel altijd fijnkorrelige asfaltmengsels betreft, die in dunne deklagen worden toegepast. De keuze voor een relatief fijne korrel houdt rechtstreeks verband met de geluidsreductie: een fijne textuur levert minder aanstotingsgeluid tussen band en wegdek op dan een grove textuur. Ook uit asfalttechnologisch oogpunt ligt het voor de hand zulke fijnkorrelige mengsels toe te passen in dunne lagen (meestal zo’n 2 à 3 cm).

Categorien dunne deklagen

De verschillen in eigenschappen tussen de diverse stille deklaagmengsels moeten dus niet in het geluidtechnische vlak, maar ergens anders worden gezocht. En dan is vooral de porositeit, of anders gezegd de toegankelijkheid voor water, een eigenschap welke een groot onderscheidend vermogen geeft. De volgende indeling kan dan worden gemaakt.

  1. Dichte deklagen
    Voor deze mengsels ligt de ontwerp-holle ruimte in de orde van 4 à 5%. Deze dichte mengsels liggen in de lijn van fijn SMA (0/6).
     
  2. Semi dichte deklagen
    Bij deze lagen ligt de gerealiseerde holle ruimte tussen de 9 en 14%. Bij conventionele, continu gegradeerde mengsels (zoals dicht asfaltbeton) zou dit uit het oogpunt van vorstgevoeligheid gevaarlijk zijn. De gelijkmatig door het verdichte asfalt verdeelde holle ruimte, onder meer in de vorm van microporiën, levert bij DAB grote risico’s op.
    Voor mengsels die zijn ontworpen volgens het SMA-principe geldt dit veel minder. In zo’n ontwerp bestaat het mengsel uit een relatief grove steenslaggradering en een mastiek (bitumen, vulstof, cellulosevezels) dat slechts fijn materiaal bevat. Bij deze gap graded mengsels, ook al betreft het een fijne steenslag - zal de holle ruimte bestaan uit afgesloten ‘luchtbellen’ in een vette mastiek. Hiermee wordt het probleem van de vorstgevoeligheid getackeld.
     
  3. Half open deklagen
    Bij deze categorie mengsels ligt het percentage holle ruimte tussen de 14 en 19 %. In dit gebied ontstaan er al wel doorgaande kanalen, maar dit gebeurt niet consequent en uniform genoeg om water te kunnen afvoeren. Het civieltechnisch gedrag wordt daarom onvoorspelbaar, zeker in de winter. Half open mengsels moeten daarom vooralsnog als ongewenst worden beschouwd.
     
  4. Zeer open deklagen
    Hierbij gaat het om mengsels met meer dan 19% holle ruimte ofwel om zoab in zijn vele vormen en samenstellingen. De kanalen zijn nu in principe voldoende met elkaar verbonden om hemelwater af te voeren.

Opmerking bij categorie 4
De toepassing van Zoab in dunne deklagen levert -overigens geheel verklaarbaar- de hoogste geluidsreductie. Het is echter de vraag of dit een verstandige keus is. Bij de daarbij behorende fijne korrelstructuur (meestal gradering 0/6) wordt de stromingsweerstand voor de horizontale waterafvoer zeer hoog. De laag blijft dan lang nat, waardoor in de winter gladheid kan optreden. Bovendien slaat ook de vervuiling sneller toe. Om dergelijke problemen te voorkomen is destijds het tweelaags zoab ontwikkeld, waarbij de zijdelingse waterafvoer plaatsvindt in een onderliggende grove zoab-laag.

Het lijkt echter aantrekkelijk om een Zoab-toplaagmengsel als dunne deklaag toe te passen, d.w.z. zonder de zoab-onderlaag. Alle (dure) consequenties van waterafvoer zijn dan ook niet nodig. Echter om het geluidreducerend vermogen in de loop der tijd te behouden moet de constructie ook civieltechnisch optimaal blijven acteren. En dan is het zeer de vraag of dit bij enkellaags fijne zoab-deklagen wel kan worden gegarandeerd.

Een ander mogelijk risico bij het achterwege laten van een kantafwatering (bij toepassing van ZOAB wel gebruikelijk) is het wintergedrag vanwege de lang nat blijvende deklaag. Tenslotte is ook de wringbestendigheid en daarmee de toepassingsmogelijkheid in stedelijke situaties zeer beperkt.

Dunne semi-dichte deklagen

Zoals gezegd is de duurzaamheid en de bestandheid tegen wringing van (één of tweelaags) zoab mengsels zeer beperkt. Geheel anders ligt dat met dichte steenskeletmengsels zoals Steenmastiekasfalt. Omdat het risicogebied van 15 tot 19% holle ruimte moet worden vermeden (zie indeling), komen dan de semi-dichte deklagen in beeld. In deze categorie zijn veelbelovende toepassingen mogelijk.

Een voorwaarde is wel dat stille semi-dichte mengsels, zoals eerder aangegeven, worden ontworpen volgens het ‘zuivere steenskelet-principe’ ofwel gap graded. Dit is noodzakelijk om een juiste structuur van de holle ruimte te bereiken. De samenstelling van het veel toegepaste SMA 0/6 volgens de Standaard RAW Bepalingen voldoet niet volledig aan genoemde eis. De ‘naadloze overgang’ tussen de fijnste fractie uit het steenslag 2/6 en de grofste fractie uit het zand maakt dat een echte gap ontbreekt; het mengsel is met andere woorden nog te continu gegradeerd. Er moet dus op asfalttechnologisch verantwoorde wijze aan het mengsel gesleuteld worden opdat de akoestische eigenschappen worden geoptimaliseerd. Er zijn voorbeelden van producten met een dichte structuur die een geluidsreductie realiseren van ca. 4 dB(A) bij 50 km/uur !! Een grafiek met de geluidreducties van enkele karakteristieke mengsels is onderstaand weergegeven.


Fig 4. Geluidreductie wegdekken

Afbakening toepassingsgebied

In de afgelopen jaren zijn de verschillende producten toegepast in verschillende omstandigheden. Uit evaluatie van de resultaten, zowel akoestisch als civieltechnisch is het volgende beeld te destilleren.

Tweelaags zoab is in potentie interessant voor het Hoofdwegennet. Hier zijn de voertuigsnelheden relatief hoog en daarmee is ook de geluidreductie het hoogst. Daarbij komt dat de zelfreinigende werking van de autobanden bij regen ook bij deze hoge snelheden het meeste tot z’n recht komt. Bovendien worden aan de Rijkswegen ook eisen gesteld m.b.t. de reductie van “Splash and Spray”, dus voor deze wegen is sowieso Zoab vereist.

Op wegen in het stedelijk gebied speelt deze laatstgenoemde eis niet. Bovendien is daar het gebruik van het wegdek anders: er treed meer remmend, optrekkend en wringend verkeer op. Daartegen is Zoab niet bestand.

Ook akoestisch gezien is er een belangrijk punt: bij de lagere snelheden in het stedelijk gebied is de akoestische winst ten opzichte van de semi-dichte dunne deklagen minimaal.

Dit alles pleit voor het volgende toepassings-indeling:

Voor de categorie wegen die hiertussen zit, moet –indien geluidsreductie gewenst is- per geval worden beoordeeld of het karakter van de betreffende weg meer een stedelijk of meer een Rijksweg-karakter heeft.

Bovengenoemde toepassings-indeling heeft de afgelopen jaren voortvarend haar beslag gekregen. Dit niet in de laatste plaats door de Stimuleringsregeling “Stille Wegdekken” van het ministerie VROM.

 
Fig. 5 Rijkswegen en stedelijke wegen

Mogelijkheden Stille Wegdekken

Binnen de toepassings-indeling op basis van civieltechnisch gedrag zoals eerder is aangegeven, zijn de toepassingsmogelijkheden van Stille wegdekken de laatste jaren sterk gegroeid. Enerzijds komt dat doordat de technische mogelijkheden zijn vergroot; hoge geluidsreducties worden bereikt met civieltechnisch goed acterende deklagen. Vooral de opkomst van de Stille dunne deklagen spelen hierbij een rol. Anderzijds hebben de stille wegdekken ook meer en meer een plaats gekregen in wettelijke regelingen. Toch is ook hier nog veel onduidelijk. Officieel mag een stil wegdek nu gebruikt worden om A-woningen stiller te maken, de zogenaamde saneringsplicht in het kader van de Wet Geluidhinder. Dit biedt grote kansen en kostenbesparingen voor gemeenten. Op deze wijze kan de lijst met ernstig geluid-gehinderden kosten-effectief worden teruggebracht. Deze mogelijkheid is echter nog nauwelijks bekend.

Daarnaast zijn er binnen het kader van modernisering van de Wet Geluidhinder vele mogelijkheden voor gemeenten om eigen beleid te voeren. Geluidsnormen die gelden bij nieuwbouwwijken; procedures bij de aanleg van nieuwe infrastructuur en andersoortige planontwikkeling geven hiertoe vele mogelijkheden.

In het algemeen kan gesteld worden, dat met name de komst van de Stille dunne deklagen, waarmee met een beperkte kostenverhoging een reductie van 3 á 4 dB(A) kan worden bereikt, de gemeentelijke politiek zeer interessante mogelijkheden biedt in haar beleid naar de burger.

Maar ook op Provinciaal en Rijksniveau speelt de geluidsbelasting van wegen nog steeds een belangrijke rol. Reducties van 5 á 7 dB(A) zoals met Tweelaags Zoab kunnen worden behaald bieden ook hier vele mogelijkheden. Echter een evenwichtige verdeling van voordelen, opbrengsten (besparingen) en risico’s over de verschillende partijen: (maatschappij, overheid en aannemer) is hierbij van groot belang. Het Innovatieprogramma Geluid, een zeer ambitieus - en naar het zich nu reeds laat aanzien- effectief programma van V&W en VROM kan hierbij een belangrijke rol spelen.

home...