B5.1 INLEIDING
Om de laagdikte en de kwaliteit van een asfaltbekleding te onderzoeken wordt meestal een destructief onderzoek uitgevoerd. Er worden kernen uit een bekleding geboord waarvan nauwkeurig de laagdikte, samenstelling, dichtheid en eventueel bitumeneigenschappen worden bepaald. Daarnaast kunnen er proefstukken uit de kern worden gezaagd waarop mechanische proeven worden uitgevoerd om de sterkte en stijfheid van het materiaal te bepalen.Aan deze wijze van onderzoek kleven echter enkele nadelen.Het betreft altijd een meting op één punt en om een goed beeld te krijgen van de laagdikte en de kwaliteit van de bekleding zijn veel meetpunten nodig.Daarnaast wordt de bekleding door het onderzoek beschadigd.
Niet-destructieve onderzoeksmethoden hebben het voordeel dat direct aan de constructie wordt gemeten en de constructie daarbij niet wordt beschadigd. Vaak zijn niet-destructieve onderzoeksmethoden snel uitvoerbaar en daarmee kosteneffectief. Doordat niet-destructieve onderzoeksmethoden steeds op precies dezelfde locaties herhaalbaar zijn kan het verloop van de kwaliteit in de tijd worden vastgesteld. In vergelijking met destructief onderzoek worden veel meer meetdata verzameld waardoor een beter beeld wordt verkregen van de variatie in de laagdikte en de kwaliteit van de bekleding.
In de tachtiger jaren is onderzoek uitgevoerd naar meetmethoden voor een diagnosesysteem voor asfaltbekledingen van zeedijken [Greeuw, 1989].
Daarin is de bruikbaarheid van een aantal niet-destructieve onderzoeksmethoden onder-zocht. De beschouwde technieken meten bijvoorbeeld de respons op radargolven, nucleaire bronnen, elektrische velden, seismische golven of een mechanisch valgewicht.Uit de respons kunnen eigenschappen worden afgeleid zoals het vochtgehalte, de dichtheid of de stijfheid van een materiaal. Deze grootheden hebben een relatie met de kwaliteit en duurzaamheid. De technieken kunnen ook inzicht geven in de kwaliteit van de directe ondergrond onder het asfalt. Verder kunnen zwakke plekken zoals niet zichtbare scheuren of andere discontinuïtei-ten worden gelokaliseerd.
Op dit moment zijn de drie meest relevante niet-destructieve onderzoeksmethoden: – met een nucleaire bron de dichtheid van de bekleding bepalen;
– met radargolven de laagdikte van de bekleding bepalen;
– met een valgewicht-deflectiemeter het draagvermogen van de bekleding en de directe ondergrond bepalen.
De bovenstaande niet-destructieve onderzoeksmethoden worden in de onderstaande paragra-fen behandeld.
B5.2 NUCLEAIRE DICHTHEIDSMETER
De nucleaire dichtheidsmeter is een handzaam instrument dat op het asfalt wordt gezet of aan een voertuig wordt bevestigd.Met deze snel uitvoerbare puntmeting kan een dichtheid worden bepaald. De dichtheid is een goede maat voor de kwaliteit van een bekleding van asfaltbeton. Een hoge dichtheid duidt op een lage holle ruimte en dus een goede kwaliteit. Daarnaast is de dichtheid van de bekleding een invoerparameter bij de beoordeling op water-overdrukken.
Een nucleaire dichtheidsmeter bestaat uit drie onderdelen: – een stralingsbron;
– een detector die de hoeveelheid straling per tijdseenheid opvangt; – apparatuur die het opgevangen signaal omzet in de gewenste vorm
(dichtheid, vochtgehalte)
De methode wordt in de wegenbouw veelvuldig gebruikt om asfalt, funderingen en onder-grond te beoordelen. In het CROW-rapport Dichtheid steenfunderingen nucleair meten [CROW, 1998] wordt hier uitgebreid op ingegaan. In funderingen en de ondergrond kunnen met een nucleaire dichtheidsmeter ook vochtgehalten worden gemeten. Op de foto in figuur B5.1 is een nucleaire dichtheidsmeter op een asfaltverharding te zien.
FIGUUR B5.1 NUCLEAIRE DICHTHEIDSMETER OP EEN ASFALTVERHARING
B5.3 GRONDRADAR
De grondradar (zie figuur B5.2) wordt over het asfalt bewogen waarbij over een zekere lengte continue wordt gemeten.Met behulp van een referentiedikte als ijkpunt kan uit de metingen de laagdikte van de bekleding in de gemeten raai worden bepaald. De methode is ontwikkeld voor bodemanalyse maar is in de wegenbouw in opkomst om de laagdikte te meten [CROW, 2000-c].
Het principe van de grondradar is als volgt: door een zendantenne wordt een hoogfrequente radiogolf (900 tot 1500 MHz) vanaf het maaiveld uitgezonden.
De golf plant zich voort in de ondergrond en bij een discontinuïteit (bijvoorbeeld het grens-vlak tussen bekleding en ondergrond) wordt een deel van het signaal gereflecteerd richting maaiveld. De tijd die verstrijkt tussen het uitzenden en ontvangen van de gereflecteerde ra-dargolf wordt geregistreerd door de ontvangstantenne.Met behulp van referentieboorkernen kan hieruit de laagdikte van de bekleding worden afgeleid. In een recent uitgevoerd project was de geconstateerde maximale onnauwkeurigheid van de radar 20 mm [Versluis, 1999-b]. Grotere nauwkeurigheden zijn haalbaar.Het streven naar nauwkeurigheden kleiner dan 10 mm wordt niet zinvol geacht.
86
FIGUUR B5.2 RADARMETINGEN OP DE ASFALTBETONBEKLEDING VAN TEXEL – 1999 (FOTO: NPC)
FIGUUR B5.3 BEPALING VAN DE LAAGDIKTE MET BEHULP VAN RADARMETING
B5.4 VALGEWICHT-DEFLECTIEMETER
Een valgewicht-deflectiemeter wordt gebruikt om de stijfheid van de bekleding en de onder-grond te bepalen. De metingen werken als volgt:
Een valgewicht wordt vanaf een vaste hoogte boven de bekleding losgelaten. Als deze het talud treft, zal de bekleding doorbuigen. De doorbuigingen worden gemeten met elektroni-sche versnellingsopnemers (geofoons) die op een meetbalk zijn bevestigd.Het door de geofoons gemeten signaal wordt door integratie omgerekend naar een verplaatsing.Door de verplaat-sing uit te zetten tegen de afstand wordt het deflectieprofiel verkregen. Als de laagdikte ter plaatse van de meting bekend is, kan de stijfheid van het asfalt en de ondergrond met een lineair-elastisch rekenmodel worden teruggerekend. Eén meting duurt ongeveer een minuut. Valgewicht-deflectiemeters worden wereldwijd op grote schaal gebruikt bij bepaling van de kwaliteit van verhardingen, fundering en ondergrond van wegen en vliegvelden [CROW, 1995].Het uitvoeren van valgewicht-deflectiemetingen is mogelijk op taludhellingen van 1:3 en flauwer. In de figuren B5.4 en B5.5 zijn valgewicht-deflectiemetingen te zien.
FIGUUR B5.4 VALGEWICHT-DEFLECTIEMETER OP EEN DIJKTALUD (FOTO NPC)
FIGUUR B5.5 VALGEWICHT-DEFLECTIEMETER: MEETBALK MET GEOFOONS (FOTO: NPC)
72 73
Figuur B5.3
74Figuur B5.4
Figuur B5.5
BIJLAGE 6