Naar de content

Asfalt van de toekomst: duurzamer en slim

Kliek (wikimedia commons)

Met scooters, fietsen en auto’s scheuren we in Nederland over asfalt. Het werkt goed als materiaal om overheen te rijden, toch kan het nog beter: door asfalt milieuvriendelijker te maken en slimme snufjes erin te verwerken.

15 januari 2021

Waar je in Nederland ook kijkt, grote kans dat je ergens wel een stukje asfalt ziet. Ons land ligt er vol mee. Maar liefst 140.000 kilometer aan fiets- en wandelpaden, regionale en snelwegen vind je in Nederland, waarvan het grootste deel geasfalteerd is. We rijden er dagelijks massaal met bussen, vrachtwagens, fietsen en auto’s overheen. Asfalt is in Nederland zo gewoon als de kaasschaaf, dropjes en stamppot.

Asfalt is in Nederland het meest geschikt om overheen te rijden, omdat het weinig last heeft van verzakkingen.

 Amir Syed/Flickr.com viaCC BY-NC-SA 2.0

Asfalt werkt goed in Nederland. We hebben veel zachte ondergronden en het materiaal buigt een beetje mee (zie kader), zodat het niet verzakt of scheurt. Bovendien produceert het relatief weinig geluid. Ook handig in het dichtbebouwde Nederland. Toch kan het nog beter en zijn er veranderingen op komst. Onderzoekers van asfalt hebben hun blik op de toekomst gericht en werken aan vernieuwingen. NEMO Kennislink spreekt met experts Sandra Erkens (TU Delft) en André Doree (Universiteit Twente) om door te nemen hoe het zich de komende decennia verder ontwikkelt. Zij verwachten dat asfalt steeds duurzamer wordt gemaakt en dat er meer technische snufjes in worden verwerkt.

Groen asfalt

De eerste stappen in die richting zijn nu al te zien. Het is zelfs mogelijk om over het asfalt van de toekomst te rijden. Op verschillende plekken in Nederland worden in de buitenlucht al verschillende stukjes beproefd. Zo ligt in Vlissingen het eerste bio-asfalt ter wereld. Maar ook in Anna Paulowna, Utrecht, Alkmaar, Rotterdam vind je al groenere varianten van asfalt.

Bij de huidige methode om asfalt te maken worden zand, steen en een derde goedje (nu nog bitumen) gemixt. Als je dit warm maakt dan mengt het goed en, nog belangrijker, kan je het uitsmeren over de weg. “Het is een beetje als chocolade. Als het warm is, dan wordt het zacht en smeer je het makkelijker uit en verdeel je het op die manier over de weg. Wanneer het is afgekoeld dan wordt het stijf en taai en kan je er met de wagen overheen rijden”, aldus Erkens.

Meer duurzaamheid is vooral haalbaar door de bitumen te vervangen. Dat is een reststroom van de olie-industrie en wordt dus in asfalt hergebruikt. “Maar voor wegenbouwers is het heel vervelend dat ze niet precies weten wat er in die bitumen zit”, vertelt André Doree, hoogleraar aan de universiteit Twente en expert in de vernieuwing van wegenbouw. “Olie-maatschappijen doen er nogal vaag over. Hierdoor is het soms lastig om de perfecte samenstelling te bepalen. Bovendien blijven bitumen natuurlijk een fossiel product, omdat het van olie is gemaakt.”

Nog een voorbeeld van groen asfalt: de PlasticRoad. Daarbij wordt met behulp van hergebruikt plastic een fietspad gemaakt. Onder het fietspad zit een extra waterberging. Er zijn twee pilots geweest in Zwolle en Giethoorn.

 KWS Plastic Road

Allerlei duurzaamheidsinitiatieven zijn er daarom op gericht om geen bitumen meer te gebruiken. “Bitumen bestaan uit zowel lange en korte moleculen. De lange varianten worden in proeven vervangen door lignine. Dat zijn ook grote moleculen”, aldus Sandra Erkens, hoogleraar toegepaste wegenbouwkunde aan de TU Delft. Lignine, een restproduct van de papierproductie, is gebruikt voor de proef in Vlissingen. “Maar je kunt ook aan andere plakkerige goedjes denken, zoals algenolie of harsen en restanten van gft-afval. Het is goed dat dit wordt onderzocht, maar het is, zoals altijd bij nieuwe ontwikkelingen, nog onduidelijk hoe succesvol dit wordt.”

Asfalt als kampioen van de straat

Nederland is een deltagebied met zachte ondergronden, die veel vervormen door de jaren heen. De grote kwaliteit van asfalt is dat het daar goed tegen kan. Het buigt een beetje met die zettingen mee zonder kapot te gaan. Bij beton is dat niet mogelijk. Daalt de bodem? Dan zakt bij beton een deel weg en breekt het. Stenen zijn onder hoge snelheden niet comfortabel om over te rijden en produceren dan veel lawaai. “Asfalt is een beetje als kauwgom. Als het warm is, kan je het vervormen en is het zacht. Bij afkoeling wordt het taaier en stijver. Dat werkt goed om het aan te leggen, te repareren en om een beetje mee te buigen met verzakkingen”, zegt Erkens.
Bovendien maakt asfalt minder lawaai dan beton en stenen. In het dichtbebouwde Nederland, maakt dat het materiaal tot de kampioen van de straat.

Matras met een topper

Een andere mogelijkheid is om de bitumen te mengen met zogeheten epoxy, een kunststof die je biologisch kan maken. “Epoxy is te vergelijken met tweecomponenten-lijm, die je bij de bouwmarkt kunt kopen. Als je tijdens de productie epoxy aan het mengsel van asfalt toevoegt dan wordt het heel hard. Het idee is dat het asfalt daardoor langer meegaat en minder snel beschadigd raakt. Ook dat is duurzamer”, aldus Erkens.

Onderzoekers willen dat de nieuwe manieren om asfalt te maken eenvoudig in te passen zijn in de huidige methode om het te fabriceren. De reden daarvoor is dat het zo goedkoper is, maar ook omdat asfalt nu al grotendeels wordt hergebruikt. “Asfalt bestaat namelijk uit meerdere lagen”, zegt Doree. “De onderste laag is heel sterk en kan vaak blijven liggen. De toplaag moet je door slijtage vaker vervangen.” Je kunt aan een matras denken waar een topper op ligt. Het grote matras is de stevige onderlaag. Het stukje asfalt waar je overheen rijdt is de topper, waarop je in je bed lekker zacht ligt weg te dromen.

Is het asfalt aan vervanging toe? Dan wordt alleen het bovenste stuk, de topper dus, eraf geschraapt én weer hergebruikt. Werklui frezen het bovenste deel weg. Dat gaat per laag, zoals je een kaas snijdt. Dit gaat vervolgens weer de ketel in en daar maak je weer een nieuwe mix van zodat er sterk asfalt komt. Op deze manier is de 140.000 kilometer aan asfalt die al in Nederland ligt een mooie voorraad om later weer te hergebruiken. “Deze aanpak van recycling is ontstaan rond de oliecrisis in de vorige eeuw. Omdat het hergebruiken van asfalt betekent dat je minder nieuwe stenen en bitumen nodig hebt, is het economisch aantrekkelijk voor wegenbouwers”, zegt Erkens.

Grote vernieuwingen zitten dus in vrij kleine aanpassingen. Dat geldt ook voor meer technologie in de weg. Nu nog is het asfalt alleen om overheen te scheuren. In de toekomst kan je er misschien wel mee communiceren. Wetenschappers onderzoeken hoe je het wegdek slim maakt. Bijvoorbeeld door sensoren toe te voegen. Daarmee verlicht je het wegdek, bijvoorbeeld om aan te geven welke kant voertuigen op moeten. Nog waarschijnlijker is dat het wegdek bereden gaat worden door intelligente, (deels) autonome auto’s. Zij communiceren met elkaar, maar ook met de weg. Zo delen ze info over waar ze zijn en voorkomen ze botsingen.

Slim asfalt

Maar hoe krijg je dit soort kleine sensoren in het wegdek? De TU Delft en Universiteit Twente onderzoeken dit samen. Bijvoorbeeld door RFiD-tags in het asfalt mee te mixen. “Maar dit is nog niet zo eenvoudig. Het mengsel wordt heel heet, zo’n honderdvijftig tot tweehonderd graden Celsius, en dan wordt er ook nog na het uitsmeren met zware walsen overheen gereden. Dat zijn geen fijne omstandigheden voor elektronica. Het is een vorm van geweld waar ze niet goed tegen kunnen. Toch zal je dit soort technologie aan moeten passen aan de huidige manier van asfalt maken, want je wilt het inpassen en niet alles ervoor veranderen”, zegt Erkens.

Een artistieke weergave van elektrisch opladen tijdens het rijden, gemaakt door Studio Roosegaarde. Pavol Bauer van de TU Delft doet hier onderzoek naar.

 Studio Roosegaarde

Een ander probleem is dat je vaak niet meer weet waar de sensoren zich precies bevinden. “Een vrachtwagen kiept het slimme asfalt in een spreidingsmachine en die legt het op de weg. Grote kans dat je dan niet meer weet waar de sensoren zijn. En er is ook nog een behoorlijk risico dat ze kapot zijn”, zegt Doree. “Dat moeten we eerst oplossen voordat we het kunnen gebruiken.”

Ook lussen en laadsystemen in het wegdek lijken een toekomst te hebben – NEMO Kennislink schreef hier al uitgebreid over. Daarbij leg je elektronica in het asfalt aan dat elektrische auto’s oplaadt terwijl ze rijden. Het is de natte droom van veel elektrische rijders. Het is dan immers mogelijk om veel verder te rijden. De accu wordt dan voortdurend onderweg opgeladen via zogeheten inductieladen. Net zoals jouw elektrische tandenborstel wordt opgeladen. Maar zo eenvoudig is het niet om ze aan te leggen in het asfalt, zegt Erkens. “Die lussen komen dichtbij de bovenkant. Daar zorgen ze voor spanningsconcentraties en dit geeft schade aan het wegdek. Vergelijk het maar met tramrails in steden. Ook daar heb je twee verschillende stijfheden naast elkaar: iedere keer als een tram eroverheen rijdt dan trekt het uit elkaar. Voor de levensduur van asfalt is het niet handig. Daar moeten we nog een oplossing voor vinden.”

ReactiesReageer