nieuws

Oorzaak rot asfalt Friese dijken blijft kwestie van gissen

bouwbreed Premium

Uitgebreid onderzoek in het asfaltlaboratorium van KOAC-NPC heeft de oorzaak van het mysterieuze ‘rotte’ asfalt op Friese zeedijken niet definitief kunnen achterhalen. Wel zijn veel mogelijke oorzaken uitgesloten in het onderzoek dat KOAC-NPC deze week rapporteert.

Alleen de tijd kan nog aantonen of het plotseling uit elkaar vallen van de asfaltbekleding op Friese dijkvakken is begonnen door het gebruik van grind of wellicht door oplosmiddelen in de oppervlaktebehandeling. Want pas als duidelijk is of er nog meer schadegevallen zijn, kan Arjan de Looff, onderzoeker van KOAC-NPC, met overtuiging een oorzaak aanwijzen.
De dijkbekleding op de dijk tussen Westhoek en Zwarte Haan leek eind 2003 nog prima in orde tijdens de na dertig jaar verplichte controle op vermoeiingseigenschappen. “Waarschijnlijk was er toen toch al iets mis”, zegt De Looff achteraf. “Maar de door ons gebruikte technieken hebben dat alleen niet kunnen detecteren.”
KOAC-NPC onderzocht het 6,8 kilometer lange dijkvak langs de Waddenzee met een valgewicht-deflectiemeter. “Daarbij meten we de doorbuiging van het asfalt, terwijl we er een gewicht op laten vallen”, aldus De Looff. “Met de radar meten we ook de dikte van de asfaltlaag en uit die twee waarden kunnen we de stijfheid afleiden. Zo’n meting hebben we elke vijftig meter gedaan over twee raaien.” Op de zwakste locaties nam KOAC-NPC daarna nog boorkernen uit het asfalt voor sterkteproeven in het laboratorium.
Alle testen gaven een positief resultaat, maar toch ontdekte het waterschap een half jaar later opeens ernstige schade aan het asfalt. “De oppervlaktebehandeling kwam op veel plaatsen los van de onderlaag”, zegt De Looff. “Vooral langs de zijkanten waren enorme schollen afgebrokkeld. Maar ook midden op het talud waren grote en kleine plekken gestript. Verder was de oppervlaktebehandeling op sommige plaatsen opgebold door een opeenhoping van vocht eronder.”
Wetterskip Fryslân maakte diverse freessleuven in het asfalt. “Langs het freesvlak zag je dat het asfalt op de ene plaats nog in orde was, terwijl het direct daarnaast tot een bepaalde diepte was aangetast”, zegt De Looff. Het was duidelijk dat het probleem over het hele dijkvak speelde.
In eerste instantie hoopten alle partijen nog dat alleen de oppervlaktebehandeling was verrot. “Maar met een schroevendraaier brak je zo het hele asfalt open”, aldus De Looff. De asfaltlaag zelf was dus ook ernstig aangetast en zelfs bij een storm die eens in de tien jaar voorkomt, zou een deel van het asfalt bezwijken door golfklappen. Voor de dijkbeheerder, Wetterskip Fryslân, zat er niets anders op dan het asfalt volledig te vervangen.
Iedereen vroeg zich meteen af hoeveel dijken nog meer ongemerkt lijden aan stripping. De rotte plekken waren immers pas in een vergevorderd stadium zichtbaar. KOAC-NPC probeerde diverse detectiemethoden om de aantasting eerder te kunnen ontdekken. “Onze zoektocht was helaas tevergeefs, zelfs met infraroodscan konden we de afwijkingen niet opsporen”, aldus De Looff.

Holle ruimten

Omdat het probleem mogelijk landelijk speelde, kreeg KOAC-NPC van de Dienst Weg en Waterbouw de opdracht uit te zoeken wat de oorzaak was van de stripping.
Uit laboratoriumonderzoek bleek op de gestripte plaatsen het percentage holle ruimten aan de bovenkant van de asfaltlaag groter te zijn dan onderin. Terwijl bij het aanbrengen van het asfalt het percentage holle ruimten onderin juist het hoogst is. “Dat gaf aan dat de extra openingen en holtes bovenin een onderdeel waren van het faalmechanisme”, aldus De Looff. “Het was alleen niet duidelijk of daarin de oorzaak of de gevolgen van de problemen lagen.” Voor De Looff was wel duidelijk dat indringing van vocht een katalyserende rol had gespeeld. “Doordat het water uitzet bij bevriezing, is het asfalt mogelijk kapotgevroren. Maar hoe kon het vocht dan in het asfalt komen?”
In overleg met andere asfaltspecialisten, bedachten ze verschillende mogelijkheden. “Een idee was dat de gebruikte vulstof misschien was opgelost in water”, zegt De Looff. “In plaats van kalksteenmeel zou vliegas gebruikt kunnen zijn. Of misschien zaten er veel kleimineralen in het asfaltmengsel, die onder invloed van vocht uitzetten en zo het asfalt misschien kapot drukten.” Maar na onderzoek bleek dat wel gewoon kalkmeel als vulstof was gebruikt. Het asfaltmengsel bevatte bovendien nauwelijks kleimineralen.
Ook kon een component uit het mengsel zijn verdwenen, doordat er misschien een zuur milieu aanwezig was. Een zuur milieu stoot bovendien bitumen af, waardoor het niet goed aan het aggregaat hecht.”
Als oppervlaktebehandeling voor het grindasfaltbeton was gekozen voor een vloeibitumen. Dat bestaat uit pure bitumen dat is verdund met een oplosmiddel. Het oplosmiddel verdampt, waardoor het bitumen uithardt. “Misschien was er te veel oplosmiddel gebruikt, waardoor het bitumen is aangetast”, speculeert De Looff.
Ook kon zout in het mengsel een zuur milieu hebben veroorzaakt of vocht hebben aangetrokken. Bij de aanleg begin jaren zeventig was wadzand gebruikt en het is niet bekend of dat was gespoeld vooraf. “We hebben het asfalt vermalen en opgelost in water om vervolgens daarvan het zoutgehalte te meten”, zegt De Looff. “Maar het zoutgehalte bleek in het niet aangetaste asfalt juist twee keer hoger te zijn dan in de aangetaste delen.”
Ondertussen bleek in het voorjaar van 2006 bij een controle van het naastgelegen dijkvak, tussen Westhoek en Koehool, dat het asfalt ook daar over een lengte van 3 kilometer was gestript. Vlak daarna ontdekte het Friese waterschap de asfaltrot ook op een havendam in Harlingen. “Tot nu toe zijn dat de enige drie locaties die bekend zijn”, zegt De Looff.

Faalmechanisme

De nieuwe gevallen konden misschien helpen bij de zoektocht naar de oorzaak van het faalmechanisme. De drie aangetaste asfaltbekledingen hadden een belangrijke overeenkomst. Voor alle drie was grind gebruikt in plaats van steenslag. Voor zover bekend bij De Looff was in Nederland in de jaren vijftig nog één andere dijk bekleed met grindasfalt. Dat grindasfalt moest al in de jaren 80 volledig vervangen worden, terwijl asfaltbekledingen in de waterbouw worden geacht minimaal 50, maar eigenlijk 75 jaar mee te gaan.
Grind heeft minder en gladdere oppervlakken waardoor het bitumen er minder goed aan hecht in vergelijking met steenslag. Bovendien bevat grind meestal een fractie van het zure vuursteen waaraan bitumen niet goed hecht.
Voor asfaltdeskundige en de ontwerper van de Friese zeedijk, Leo Philipse, is de zaak duidelijk. De gepensioneerde medewerker van de toenmalige Provinciale Waterstaat zegt onderzoeksrapporten uit de jaren zestig en zeventig in zijn bezit te hebben waarin al werd gewaarschuwd voor het gebruik van grind. “Daarin stond dat bij grind de hechting minder is met het bitumen, waardoor het loslaat en er zuurstof bij kon komen. Daardoor kon het bitumen gaan oxideren zodat het hard en bros werd en het asfalt gaan strippen, precies zoals nu is gebeurd”, aldus Philipse. “In eerste instantie hadden we de dijk daarom ontworpen met steenslagasfalt. Maar omdat Rijkswaterstaat opeens het goedkopere grind voor de dam in Harlingen gebruikte, moesten wij van hun ook ons bestek veranderen.” Philipse ziet niets in het verhaal over de oplosmiddelen in het vloeibitumen. “Dat is ook op alle dijken in Noord-Holland gebruikt, dus als dat de oorzaak is, hebben we echt een groot probleem.”

Combinatie

De Looff kan moeilijk geloven dat alleen het gebruik van grind zoveel schade kan veroorzaken. Vooral omdat het steenslag voor asfaltbeton in de waterbouw meestal bestaat uit gebroken grind. “Waarschijnlijk is het een combinatie van factoren geweest”, zegt De Looff. “Maar als er nu geen andere schadegevallen meer bijkomen, zullen we toch langzaam moeten concluderen dat grind de hoofdoorzaak was.”

Reageer op dit artikel