Waarom walsen - VBW-Asfalt

Vereniging tot Bevordering van Werken in Asfalt
Postbus 68
3620 AB Breukelen
Bezoekadres:
Straatweg 68
3621 BR Breukelen
T (0346) 26 26 44
F (0346) 26 35 05
E info@vbwasfalt.nl
I www.vbwasfalt.org

Deze uitgave van VBW-Asfalt is bestemd voor walsmachinisten en voor
medewerkers in productieteams die met walsmachinisten samenwerken.
Met de informatie in deze brochure kunnen zij hun kennis verruimen en
daarmee de kwaliteit van de asfaltverharding verhogen. Met duidelijke
tekeningen en korte teksten wordt aangegeven waar men vooral op
moet letten en wat belangrijk is bij het walsen van asfaltverhardingen.
Breukelen, februari 2003
Waarom walsen?
Redactie: Vereniging tot Bevordering van Werken in Asfalt
Productie: PRLT bv, Zoetermeer
Illustraties: Hilbert Bolland
Druk: Joh. Enschedé Amsterdam
ISBN
VBW-Asfalt ( Vereniging tot Bevordering van Werken in Asfalt) is een vereniging
van producenten en aannemers in Nederland, die zich bezighouden met
het bereiden en verwerken van asfalt.
Inhoud
5 Start van het walsproces
6 Asfaltsamenstelling
7 Wat gebeurt er tijdens het walsen?
8 Walstijd
9 Gangbare walstypen
10 Walskeuze
11 Walsrolkarakteristiek
12 Bandenwals
13 Walsenpakket
14 Statisch of dynamisch walsen
15 Temperatuur van het asfalt
16 Aansluitingen
17 Walsconditie
18 Walsschema
20 Afwalsen
21 Toekomstige ontwikkelingen
22 Bijzondere gevallen
23 Specifieke mengsels: ZOAB
24 Specifieke mengsels: SMA
25 Specifieke mengsels: PMA
26 Combinatiedeklagen
2 3

Start van het walsproces
De afwerkmachine brengt het asfalt vlak, onder het juiste
profiel en in de juiste dikte aan. Omdat het asfalt al
voorverdicht wordt, zorgt het walsen voor een (nog) betere
verdichting. Een goede verdichting is namelijk in hoge mate
bepalend voor de uiteindelijke kwaliteit van het asfalt.
4 5

Asfaltsamenstelling
Asfalt bestaat uit een mineraal korrelskelet van grind of steenslag, zand en vulstof.
Bitumen zorgt ervoor dat de minerale deeltjes aan elkaar worden gebonden.
Afhankelijk van het soort mineraal en bitumen is asfalt makkelijker of moeilijker te
verdichten.
Asfalt met grof en
hoekig aggregaat is
moeilijker te
verdichten.
aggregaat
zand
vulstof
bitumen
Asfalt met harde of
gemodificeerde bitumen is
moeilijker te verdichten.
toplaag
tussenlaag
onderlaag
Asfalt bestaat uit
ca. 85% aggregaat en
ca. 15% vulstof/bitumen.
Asfalt met fijn en
rond aggregaat is
makkelijker te
verdichten.
Asfalt met normale
bitumen is makkelijker
te verdichten.
Per asfaltlaag worden eisen gesteld aan
verdichtingsgraad, holle ruimten en laagdikte.
Wat gebeurt er tijdens het walsen ?
Tijdens de eerste fase van het walsen vindt allereerst een (her)rangschikking plaats van
de korrels in het asfaltmengsel. Het gewicht van de wals zorgt voor samendrukking van
het korrelskelet, waardoor het volume van het asfalt afneemt en de dichtheid
toeneemt. De hete bitumen zorgt ervoor, dat de korrels daarbij goed langs elkaar
kunnen schuiven.
In de tweede fase van het walsen neemt de dichtheid verder toe. Door afkoeling van
het asfalt wordt de in het asfalt aanwezige lucht ingesloten, ook de bitumen krimpt
iets. Als gevolg hiervan wordt de mortel steeds stugger, waardoor het asfalt zich
enigszins verend gaat gedragen.
In de derde fase (laatste fase) van het walsen is het asfalt zo ver afgekoeld dat verdere
samendrukking van de korrelskelet (met zware wals) wel weer mogelijk is.
voor verdichting
De asfaltlaag is door de
afwerkmachine met 5-20 %
overhoogte aangebracht.
na verdichting
Goed verdicht asfalt is beter bestand tegen weersinvloeden en verkeersbelasting en
gaat dus langer mee. Omdat het walsen de laatste handeling is in het hele proces van
wegaanleg, wordt door de manier van walsen in hoge mate de kwaliteit van het
eindproduct bepaald. Aan dit walsen zelf wordt dus hoge eisen gesteld; vakmanschap
van de walsmachinist is daarom onontbeerlijk.
6 7

Walstijd
Afhankelijk van de plaatselijke omstandigheden is meer of minder tijd
beschikbaar om het asfalt goed te verdichten.
Voor het walsen van dikke lagen is meer tijd beschikbaar (paar uur) dan
voor het verdichten van dunne lagen (soms maar enkele minuten).
Bij het walsen in kou en vochtig weer is minder tijd beschikbaar dan bij
het walsen bij warm en zonnig weer.
Bij het walsen op een koude ondergrond is minder tijd beschikbaar dan
bij het walsen op een warme ondergrond.
Gangbare walstypen
Drierolwals (8 - 15 ton)
- statische wals
- variabel gewicht door waterballast
- nieuwe modellen 3 aangedreven
rollen
Tandemwals (1 - 18 ton)
- statische en/of dynamische
verdichting
- beide rollen aangedreven
en aangestuurd
zwaar (vanaf 3 ton) licht (tot 3 ton)
Combiwals (4 - 15 ton)
- statische en/of dynamische
verdichting
- knikbesturing
Bandenwals (10 - 20 ton)
- variabel gewicht door
zand/waterballast
- variabele bandenspanning
- 7 tot 11 banden
8 9

Walskeuze
Een hoger gewicht heeft een groter verdichtend effect. De afmeting van de rol is
uiteindelijk echter bepalend voor de overgebrachte druk op het asfaltoppervlak.
Bij dezelfde roldiameter en
rolbreedte heeft de rol met het
hoogste gewicht een groter
verdichtend vermogen.
Een kleinere roldiameter (bij
hetzelfde walsgewicht en
rolbreedte) betekent een
grotere contactdruk en dus een
groter verdichtend vermogen.
Een smallere rol (bij hetzelfde
walsgewicht en roldiameter)
betekent een grotere
contactdruk en dus een groter
verdichtend vermogen.
Walsrolkarakteristiek
Omdat de walsrol bij het walsen iets in het asfalt zakt, is er niet alleen sprake van
verticale druk, maar ook horizontale druk. Hoe groter de horizontale druk,
hoe groter het ‘knedend’ effect.
L
W =
P
P
L x D 2
W= walsrolkarakteristiek
P = de belasting op de walsrol
(in KN, 1 KN = 100 kg)
L = de rolbreedte (in m)
D = de roldiameter (in m)
Om de effectiviteit van walsen te kunnen vergelijken is de
walsrolkarakteristiek ontwikkeld.
W = 23 of meer: walsrol werkt ‘knijpend’
W = 16 of minder: walsrol werkt ‘strijkend’
10 11
D

Bandenwals
Bij bandenwalsen kan de luchtdruk in de banden per situatie worden aangepast.
Daarmee verandert de grootte van het contactoppervlak dat bepalend is voor de
overgebrachte druk en dus het verdichtend vermogen.
Bandenwalsen worden ondermeer toegepast
op dikkere (5 cm of meer) STAB-onderlagen.
Een hoge bandenspanning leidt tot
een kleiner contactoppervlak en
dus een groter verdichtend
vermogen. Dit leidt tot een
zijdelings materiaaltransport.
Bij een middelmatige
bandenspanning is sprake van
gelijkmatige contactdruk en dus
meer gelijkvormige verdichting.
Bij een lage bandenspanning is de
contactdruk in het midden lager
dan aan de zijkant van de band. Dit
leidt tot kleine ‘heuvelruggen’.
De banden zijn voor en achter zo
geplaatst dat zij elkaar deels
overlappen voor een betere en meer
gelijkmatige verdichting.
langzaam snel
langzaam
nawalsen
walsen van
klein werk
en aansluitingen
Walsenpakket
snel
voorwalsen
In principe vraagt elk werk
om een wals met een
bepaalde walsfactor.
Uit praktische
overwegingen wordt
echter veel gebruik
gemaakt van standaard
walssets.
Hoe langer een gewicht op het asfalt kan inwerken hoe groter het
verdichtend effect is. Bij dunne (dek)lagen kunnen daarom hogere
walssnelheden worden aangehouden dan voor dikkere lagen.
dikke deklaag
dunne deklaag
12 13

Statisch of dynamisch walsen
Bij dynamisch verdichten laat het asfalt zich makkelijker verdichten waardoor (sneller)
een betere korrelstapeling wordt bereikt dan bij statisch walsen. Er wordt onderscheid
gemaakt tussen vibrerende (verticale bewegingen) en oscillerende (horizontale
bewegingen) walsen.
De slagkracht mag niet te
groot zijn om verbrijzeling van
de korrels te voorkomen.
Bij het veranderen van
walsrichting wordt niet getrild
om wegzakken te voorkomen.
Op bruggen, viaducten, vloeren
en andere betonconstructies
mag nooit getrild worden.
Temperatuur van het asfalt
Asfalt wordt geproduceerd bij een temperatuur van ca 140˚ - 180˚ C. In principe geldt
dat, hoe hoger de temperatuur van het asfalt, hoe gemakkelijker het kan worden
verdicht. Bij een te hoge asfalttemperatuur kunnen echter de volgende problemen
optreden:
sensor
display
Opstuwing naast de rol.
Dwarsscheurtjes achter de
wals.
Kleven van het mengsel aan
de walsrol (ondanks
bevochtiging).
Wegzakken van de wals in het
asfalt.
Moderne walsen beschikken
over een temperatuursensor
zodat de asfalttemperatuur
continue vanuit de cabine
afgelezen (en zonodig
geregistreerd) kan worden.
14 15

Aansluitingen
Om oneffenheden te voorkomen moet het nieuwe asfalt bij aansluitingen zodanig
gewalst worden dat het oppervlak hier naadloos overloopt. Naden zijn overigens de
zwakste schakel in een asfaltverharding, hier moet bij het walsen dus bijzondere
aandacht aan worden besteed.
afgewerkte baan
onverdichte baan
onverdichte baan
twee asfaltmachines
Dwarsnaad
Langsnaad koud - warm
afgewerkte baan
Dwarsnaden in principe
dwars op de rijrichting
walsen, steeds in stappen
van 15 cm overlap op het
onverdichte mengsel (aansnijden).
Uiteindelijk nog
een keer in langsrichting
walsen onder een hoek
van 45°.
Langsnaden tegen bestaand
werk walsen met 10 cm
overlap op onverdicht
mengsel. Vervolgens van
buiten naar binnen verder
walsen.
Bij gebruik van twee
gestaffelde asfaltmachines
de beide banen eerst
afzonderlijk walsen (naar
naad toe).
Indien naad tot op 15 cm
genaderd, dan ook naad
zelf verdichten.
water voor
walsrollen
Walsconditie
De tijd om te walsen is beperkt, daarom mogen onderbrekingen als
gevolg van (technische) storingen tijdens het walsen niet voorkomen.
Om op de inzet van de walsen volledig te kunnen vertrouwen is dus
zowel tijdig onderhoud als een goede voorbereiding op het werk erg
belangrijk. Desondanks is het verstandig om bij grote werken (meer
dan 1.000 ton/dag) toch een extra wals beschikbaar te houden.
brandstof
koelwater
motor- en hydroliekolie
smeerpunten
schone rollen
afstrijkmessen
16 17

Walsschema
Het walsschema bestaat uit parallelle banen waarbij telkens in hetzelfde spoor wordt
gereden, zo dicht mogelijk op de asfaltspreidmachine. Het verdient aanbeveling om
altijd dezelfde spoorlengte te walsen (ca. 30 - 50 m). Het wisselen naar de volgende
baan gebeurt altijd aan het eind van dit spoor op reeds afgekoeld asfalt.
Gestart wordt aan de lage kant van het
dwarsprofiel. De aangedreven rol is altijd
het dichtst bij de afwerkmachine.
Langs de zijkant van de rijbaan tot dicht
achter de afwerkmachine, hier onder een
hoek van 45° indraaien.
Terug in het gewalste spoor tot op het
reeds afgekoelde oppervlak en dan een
halve rolbreedte versporen.
Opnieuw dicht achter de afwerkmachine
(iets verder dan de 1e walsgang), terug naar
reeds afgekoeld oppervlak.
1
Halve rolbreedte versporen en opnieuw
naar voren.
1
2
2
3
4
Aan het einde van de laatste walsgang
schuin naar eerste spoor teruggaan om
oneffenheden bij het uitlopen van
voorgaande walsgangen te egaliseren.
1
2
3
4
5
6
18 19

Afwalsen
Als de wals een keer op alle banen is geweest kan gestart worden met het afwalsen.
Doel van het afwalsen is het ongedaan maken van walsafdrukken en andere
onregelmatigheden aan het oppervlak.
60º
Voor het afwalsen wordt veelal
gebruik gemaakt van een statische
drierolwals of een tandemwals
(in hondegang). In de hondegang
staan de rollen versprongen ten
opzichte van elkaar.
Afwalsen is nog effectief tot een
asfalttemperatuur van ca. 60° C.
De platte hand kan dan nog net
op het asfalt worden gehouden.
Toekomstige ontwikkelingen
x
GPS systeem
Automatische verdichtingsmeter
Geautomatiseerd onderhoud
y
Met een GPS-systeem in de walscabine
kan via een satelliet exact bepaald
worden waar de wals zich op dat
moment bevindt. Zo kan precies
worden geregistreerd welk oppervlak
hoe vaak en door welke wals is
gewalst. Vooral bij grotere werken kan
dit een belangrijk hulpmiddel zijn in
het kader van de kwaliteitsbewaking.
Met dit systeem kan tijdens het
(trillend) walsen continu de
draagkracht van het verdichte asfalt
worden gemeten. Op basis van deze
metingen is in een oogopslag
zichtbaar of de gewenste verdichting
al of niet is bereikt.
Bij dit systeem geeft de wals zelf
tijdig aan, welke slijtagegevoelige
onderdelen aan onderhoud en/of
vervanging toe zijn. De signalen
worden vanuit de wals met een
mobiele telefoonverbinding (General
Packet Radio Service) verzonden aan
de onderhoudsdienst of de
leverancier van de wals. Ook kunnen
aard en oorzaak van de storingen
duidelijk worden gemaakt.
Op termijn zullen steeds vaker projectgebonden gegevens
(gewalst oppervlak, afgegeven verdichtingsenergie, rijsnelheid,
asfalttemperatuur enz.) direct via GPRS worden doorgegeven.
20 21

Bijzondere gevallen
In geval van een
kantopsluiting dient de
buitenkant het eerst te
worden gewalst. Het
overige asfalt zit dan
opgesloten, zodat het
tijdens de verdichting niet
zijdelings weggedrukt kan
worden.
In tegenstelling tot het
walsen op vlak terrein dient
op steile hellingen de
aangedreven rol niet het
eerst op het asfaltoppervlak
te komen. Dit ter
voorkoming van
oneffenheden.
Bij bochten dient aan de
binnenkant met walsen
worden begonnen.
Daarmee wordt een betere
opsluiting en verdichting
bereikt.
In bepaalde gevallen is een
scherpe verticale afwerking
van de naad wenselijk.
Door middel van een aan
de wals bevestigd
‘pizzames’ kan de niet
opgesloten naad van het
asfalt in 1 of 2 gangen
worden afgesneden.
2e
2e
2e
Specifieke mengsels
-ZOAB-
of
1e
1e
1e
ZOAB moet licht gewalst
worden. Eventueel eerst met
een tandemwals (6 -7 ton) om
het korrelskelet te rangschikken.
Vervolgens met een 2e
tandemwals (6 - 7 ton) in
hondegang, eventueel met
drierol. Er mag niet getrild
worden om verbrijzeling te
voorkomen.
verbrijzeling minimaal 20 % holle ruimten
ZOAB moet voldoende waterdoorlatend zijn. Te veel verdichten leidt tot
verbrijzeling van het steenskelet dan wel tot te weinig holle ruimten.
-2laags ZOAB, de toplaag-
Eerst met tandemwals (6 -7 ton)
verdichten om het korrelskelet
te rangschikken. Vervolgens
afwalsen met lichtere
tandemwals (2 - 4 ton), bij
grotere producties ook 6 -7 ton
wals in hondegang.
De inzet van een drierol wals is
niet gewenst, ook mag er niet
getrild worden.
22 23

2e
Specifieke mengsels
1e
verbrijzeling
-SMA-
Eerst walsen met drierolwals om
korrelskelet te rangschikken,
vervolgens met 6 - 7 tons
tandemwals.
minimaal
4 à 5 % holle ruimten
Bij voorkeur niet trillend verdichten om verbrijzeling steenskelet en
‘overvulling’ van het mengsel te voorkomen.
Warm PMA
Specifieke mengsels
Eerst met trillende tandemwals (6 - 8 ton) verdichten om korrelskelet
te rangschikken. Vervolgens 2 drierolwalsen (8 - 10 ton) gevolgd door
een drierolwals (12 ton) of tandemwals (8 - 10 ton).
stap 3
Walstraject
30˚- 40˚ C
stap 2
-PMA-
Initiële inzakking
door walspassage
Steenrijk mengsel met gemodificeerde
bitumen voor zware belastingen
(bijvoorbeeld vliegvelden). Dit vereist
veel en zwaar walsen.
stap 1
Zolang PMA nog warm is heeft het de
neiging om ‘terug te veren’, daarom
doorwalsen tot asfalttemperatuur is
gedaald tot 30° - 40° C. Dit betekent, dat
het walsprogramma daardoor lang kan
duren (4 - 6 uur), afhankelijk van de
buitentemperatuur en de windsnelheid.
Resterende inzakking
door terugvering
24 25

2-4 ton
Steenslag 11/16 mm
Specifieke mengsels
6-7 ton
Het is aan te bevelen om de wals
vooraf met bekistingsolie te
besproeien om aanhechting aan de
cementslurry te voorkomen.
-Combinatie deklagen-
voor na
Verdichten van ZOAB met
tandemwals (6 -7 ton), afwalsen
met tandemwals (2 - 4 ton).
Zoveel mogelijk holle ruimten is
gewenst dus een vlak oppervlak
is al voldoende.
Er mag niet getrild worden.
Vervolgens worden de holle
ruimten in het asfalt gevuld met
een cementsturry. Afhankelijk
van de soort cementslurry is wel
of geen aansluitende (trillende)
verdichting noodzakelijk.
Als cementslurry wel
aanvullend gewalst moet
worden, dan met trillende
(2 ton’s) tandemwals (trilling
afstemmen op type slurry).
In verband met snelle
verharding van cement altijd
een reserve trilwals op het
werk hebben.
Cementslurry na afloop van het
werk direct (milieuvriendelijk) van
de walsrollen en lagers afspoelen
met water.
26 27