Eerste weg in Nederland voorzien van CO2 etend asfalt!

Eerste weg in Nederland voorzien van CO2 etend asfalt

Atmosferische CO2 reageert van nature met sommige gesteentesoorten, met name ultramafische stollingsgesteenten.

Ultramafische stollingsgesteenten zijn samengesteld uit silicaatmineralen zoals olivijn die rijk zijn aan tweewaardige metaalkationen zoals Mg en Ca (bijv. Oelkers et al., 2008)

Twaalf jaar geleden raakte ik in gesprek met Professor Olaf Schuiling die jarenlang de eigenschappen van olivijn onderzocht.

Zo heb ik vele malen met professor Schuiling zitten brainstormen, toen nog in zijn kantoor op de Universiteit in Utrecht. Over de toepassing van olivijn in wegenbouwprojecten als betonstraatstenen, oppervlakbehandelingen, asfalt en zelfs in een andere vorm over toepassing als blusmiddel voor bosbranden met mijn brandweerachtergrond. Later kwamen daar de vele gesprekken bij met Pol Knops en Eddy Wijnker die zich eveneens al vele jaren bezighouden met deze materie. Ook met hen veel gesproken over de toepassingen en ik heb veel steun van hen gehad.

In 2017 publiceerde Schuiling een fascinerend boekje met de titel “De Steen der wijzen” waarin hij zijn eigen studies bundelde naar de schijnbaar onuitputtelijke mogelijkheden van olivijn om onze overproductie aan CO2 te bufferen. Schuiling pleit er onder andere voor olivijn te verwerken in alles wat we verslepen, bouwen en omploegen.

Steen der Wijzen uitgebracht
1e exemplaar “Steen der Wijzen”

Het uitstrooien van olivijn langs bermen en op schouwpaden was niet moeilijk te realiseren. Maar hoe verwerk je het in oppervlakbehandelingen en asfalt waarbij de civieltechnische eisen natuurlijk een cruciale rol spelen?

Op de klimaatproeftuin In Groningen deden wij  onderzoek samen met studenten van de Hanzehogeschool Institute of Future Environments.

Asfalt Productie Westerbroek rondleiding
Gedreven studenten en medewerkers over het proces met dank aan de mensen van APW
Laboratorium testen….testen….testen
Uitleg van Andries over het proces

Na vier jaar onderzoek en experimenteren samen met Asfalt Productie Westerbroek en diverse labonderzoeken in eigen beheer van PolyCiviel hebben wij na pilots met oppervlakbehandelingen in 2018 en 2019 dan ook de eerste weg in Nederland in 2020 voorzien van CO2 etend asfalt. Het asfalt noemen wij Polyvijn®SMA NL8 en is gecertificeerd en gepatenteerd.

De samenstelling is een uitgekiende balans van toeslagmaterialen en groene additieven.

Aanbrengen asfalt

De weg van 60 meter ligt, hoe kan het anders, op de Klimaatproeftuin in Groningen bij BuildinG. Dit was een samenwerking met Ohpen Ingenieurs en Oosterhof-Holman.

Bij deze toepassing ruimen wij ca. 20 ton  CO2 op.

Aanbrengen asfalt (Kleur vochtig Olivijn)
De kleur van Olivijn

Uiteraard is het streven om zoveel mogelijk uitstoot van CO2 te voorkomen het eerste uitgangspunt maar als je toch wegen(onderhoud) nodig hebt waarom dan niet gelijk dit voordeel meenemen?

Daarnaast wordt in de wegenbouw steeds meer gedaan door lagere temperatuur asfalt, elektrisch transport, asfaltverwerking met elektrisch aangedreven asfaltafwerkmachine ’s en walsen etc.

Achtergrond

Eén vijfde deel van de CO2 uitstoot in Nederland wordt veroorzaakt door verkeer. In veel gemeenten is dat aandeel veel groter. In 166 gemeenten is verkeer de grootste bron van CO2-uitstoot.

Hoogste aandeel verkeer in CO2-uitstoot in landelijke gemeenten

In landelijke gemeenten blijkt de uitstoot van CO2 door verkeer het grootst. Dat is op zich niet verwonderlijk, omdat verplaatsingen langer zijn en er minder vervoersalternatieven zijn. De CO2-emissie per inwoner door verkeer is in landelijke gemeenten meer dan tweemaal zo groot als in grote steden:

Het CROW raad gemeenten aan om te onderzoeken hoe mobiliteit onderdeel kan worden van klimaat- en energiebeleid. En om klimaatdoelstellingen op te nemen in verkeersplannen. Dat gebeurt nog te weinig, ook in gemeenten die CO2-neutraal willen zijn. Door toepassen van CO2 bindende (micro)deklagen en/of oppervlaktebehandelingen met olivijn zal de automobilist direct bijdragen aan het verminderen van de uitstoot door contact van banden en wegdek. Actie=reactie.

Hoe werkt dit?

Carbonisatie van mineralen is de eigenschap dat basische mineralen reageren met CO2 (en dus carbonaten vormen). Dit is de grootste natuurlijke CO2 binder op deze aarde, jaarlijks goed voor meer dan 2,4 MegaTon. En dal al gedurende miljoenen jaren!

Het is dan ook een definitieve CO2 opruiming, zonder enig gevaar dat het CO2 weer vrijkomt.
Het is in feite een chemische reactie tussen een zuur (CO2 = koolzuur) en een basisch gesteente. Deze reactie treedt langs het oppervlak van de steen op.
Olivijn (duniet) is bij uitstek het mineraal met de meeste potentie voor CO2 binding. Dit met name vanwege de hoeveelheid gebonden COper kilogram product.

Door onttrekking van de CO2 uit het water stopt de verzuring en wordt het water basisch!!

Het regenwater, dat op de weg valt, is enigszins zuur door het CO2. Dit zure water reageert met het Olivijn. Hierdoor wordt de CO2 “geneutraliseerd”:

1 kg Olivijn onttrekt ca. 1,25 kg CO2

De natuur zorgt altijd voor evenwicht. Na de reactie blijft CO2 -arm water over, hetgeen CO2 uit de lucht onttrekt en op deze wijze bijdraagt aan een lager CO2 gehalte in de lucht.

Hiermee kunnen we rekenen aan compensatie van uitstoot van fossiele brandstoffen maar omdat we steeds meer elektrisch verkeer zien praten wij zelfs over negatieve emissie. Over het algemeen zijn Ev auto’s zwaarder en zorgen daarmee voor nog meer bandencontact/wrijving en daarmee zelfs voor versnelde verwering van het olivijn in de weg.

We monitoren hoe snel het Olivijn reageert. De normale reactie zal versneld worden doordat de auto’s zorgen voor wegslijtage.

De snelheid van de normale Olivijn reactie is vanuit de literatuur bekend. Door het meten van de slijtage van de weg kun je vaststellen hoeveel sneller de verwering is door de invloed van de auto’s. De natuurlijke verwering is circa 1 µm per jaar op schouwpaden en in bermen, er wordt verwacht dat dit een factor 20 tot 50 sneller gaat door de invloed van de auto’s op de weg.

Rijden en CO2 opeten

Fijnstof en gezondheid

Een tweede voordeel is dat het afgesleten fijnstof enerzijds snel reageert (de verwering van het fijne materiaal gaat natuurlijk sneller) en anderzijds minder problemen van fijnstof zal geven.

De afgesleten fijnstofdeeltjes hebben relatief veel oppervlakte, zodat deze veel sneller reageren dan het aangebrachte materiaal.

Daarnaast is Olivijn een toegelaten straalmiddel (in tegenstelling tot kwarts) omdat het niet kristallijn is.

Dus vanuit gezondheidsoverwegingen kun je zonder meer stellen dat het door Olivijn geproduceerde fijnstof gezonder (en korter aanwezig is) dan het fijnstof van de kwartsachtige mineralen die doorgaans op wegen in deklagen en voor slijtlagen worden gebruikt.

De restproducten van de CO2 vastlegging zijn magnesiumcarbonaat en siliciumoxide. Dit zijn meststoffen die in de berm spoelen en hier door de planten opgenomen worden als meststof.

Dit sluit goed aan bij de bloemenmengsels in bermen en akkerranden ter bevordering van de stand van bijen en vlinders.

Klimaatadaptatie en Groen

 

Deltacommissaris Peter Glas en wethouder Glimina Chakor bezoeken Klimaatproeftuin Groningen

Hoog bezoek voor de Klimaatproeftuin BuildinG Groningen in aanloop naar de klimaatweek in januari 2021 met Climate Adaptation Groningen

Niemand minder dan de Deltacommissaris Peter Glas en wethouder Glimina Chakor lieten zich informeren over de innovaties m.b.t. klimaatadaptatie en -mitigatie. Van waterbergende, infiltrerende funderingen, lichtreflecterend asfalt en bestrating, co2-etend asfalt, energy-harvesting uit asfalt en cementloze bestrating tot circulaire openbare verlichting.

Als klap op de vuurpijl is de Waterwall van Jenifer van Dijk Castañeda in gebruik genomen.

De proeftuin is mede mogelijk door Gemeente Groningen , Provincie GroningenBuildinG Groningen , Samenwerkingsverband Noord-Nederland (SNN) Economic Board Groningen en diverse bedrijven.

 

Wat doen ze toch allemaal op de Klimaatproeftuin Groningen in fase 1?

Wat doen ze toch allemaal op de Klimaatproeftuin Groningen in fase 1?

Deze week kwam ik Egbert Swierts en Lars de Kloet tegen met het team van DroneHub GAE bij BuildinG Groningen.
Bezig met hun onderzoeken naar o.a. autonoom gestuurde drones, bijv. voor het overbrengen van medicijnen naar de Waddeneilanden om maar een voorbeeld te geven. In het kader van “Ik durf het bijna niet te vragen” was Egbert graag bereid een vlucht te programmeren boven de Klimaatproeftuin, state of the art. In bijlage kunt u even meekijken.
Floris Boogaard
Allard Hans Roest
PolyCiviel Civiele Techniek Advies
Ohpen Ingenieurs & Innovators

#Klimaatadaptatie #drones #5G #BuildinG #EnTrance

NIEUW: Klimaatproeftuin BuildinG “The Story Between Dikes”

 

In de klimaatproeftuin op de Zernike Campus bij BuildinG Groningen komen steeds meer innovaties waar wij heel trots op zijn. Met deze proeftuin bieden we een living lab en etaleren we diverse innovatieve methodes en nieuwe oplossingen voor regionale klimaatvraagstukken.

Klimaatadaptatie en mitigatie vraagt alle aandacht. We zien nu in April al een groot tekort aan regenwater ontstaan. Onze waterbufferende wegfunderingen kunnen hier een rol spelen. Ook verzilting, en terwijl we dat nu niet zien, vernatting in andere perioden geven problemen of vragen een slimme aanpak. Stedelijke klimaatvraagstukken als hittestress en wateroverlast hebben wij al in het pakket. Daarnaast zijn diverse productinnovaties te zien zoals CO2-etend asfalt, lichtreflecterende bestrating, en circulaire wegfunderingen met een laag eigen gewicht.

De huidige proeftuin leent zich uitstekend voor verdere opschaling. Daarvoor hebben we samen met BuildinG en de Hanzehogeschool een nieuw plan ontwikkeld ‘The Story Between Dikes’. Onderwerpen als zilte teelt, circulaire bruggen, dijkbescherming, klimaatbomen, verdroging, vernatting, medicijnresten uit afvalwater en beheer en onderhoud van natuurlijke oevers kunnen getest en gemonitord worden bijvoorbeeld door middel van sensorsystemen.

Wij roepen bedrijven, leveranciers en kennisinstellingen met een innovatief idee op om mee te doen. Een idee dat getest en verder ontwikkeld  kan worden in de proeftuin. Wij vragen wel om doorlopend (wetenschappelijk) onderzoek aan innovaties op de proeftuin. Ben jij hierin geïnteresseerd? Laat het ons weten!

Onderstaand zie je de links naar de Brochure en Toelichting:

Brochure-Innovatieproeftuin-Building-200403

Inlegvel-bij-Brochure-Klimaatproeftuin-BuildinG-200403

Meer weten over dit onderwerp?

Neem contact op met Henk Folkersma van BuildinG, Piet Zijlstra van PolyCiviel  of René  Garlich van Ohpen Ingenieurs.

Klimaatproeftuin Groningen: Voorsorteren op 1,50 meter² om straks weer met studenten te kunnen onderzoeken.

 

Studenten Built Environment Hanzehogeschool Groningen staan in de startblokken om onderzoek hittestress door verhardingen in kaart te brengen. Door Corona vertraagd dit uiteraard ook hier.

Wij sorteren alvast voor door de 1,5m1 afstand in blokken aan te geven. (Nee, niet om boter,kaas en eieren te spelen uit verveling) Zo kunnen wij mogelijk met de juiste voorzorg sneller weer aan de slag.

Eén van de 13 innovaties op de Klimaatproeftuin

Wiebe van Ohpen Ingenieurs brengt de vakken aan.

 

Drie jaar geluidreducerend en lichtreflecterend asfalt in Provincie Groningen: Slim en Groen.

 

N388/N980 SMA-NL 8 GronDuFalt+  (© Polyciviel)

In december 2015 zijn we begonnen aan de mengselontwerpen en onderzoeken naar een combinatie van lichtreflecterend en geluidreducerend asfalt. Aanleiding is vragen aan gedeputeerde Fleur Gräper van Provincie Groningen over de mogelijkheid van toepassing op de N361 Groningen-Winsum vanuit  dorpsbelangen Sauwerd-Wetsinge .

In nauw overleg met de afdeling beheer en onderhoud van de provincie zijn we gekomen tot SMA-NL 8 GronDuFalt+.

3 mei 2016 heeft de gedeputeerde de starthandeling verricht.  Er zijn proefvakken aangelegd op de N388/N980 om het mengsel te monitoren.

Starthandeling Fleur Gräper begin 2016

De N388 is een van de wegen in de top 10 van de provincie als het gaat om verkeersintensiteit met zwaar verkeersbewegingen.  De proefvakken hebben ook aansluiting op een T-splitsing om de effecten van wringend zwaar verkeer te zien.

M+P heeft voor PolyCiviel in opdracht van Provincie Groningen de wegdekcorrectie bepaald van het mengsel in de weg. SMA-NL 8 GronDuFalt+ is een voor geluid geoptimaliseerd licht reflecterend SMA-mengsel. Het betreft een steenmastiekasfaltbeton met een korrelverdeling, bitumengehalte, verdichtingsgraad en laagdikte gelijkgesteld aan SMA-NL 8 volgens de standaard RAW-bepalingen 2015 met dien verstande dat uitdrukkelijk gekozen is voor gecalcineerde vuursteen als licht reflecterende steenslag in een bepaald volumepercentage van de steenslag. De ontwerp holle ruimte van het mengsel is 8%.

N388 februari 2019  droog wegdek (© Polyciviel)
Zwaar verkeer T-splitsing 2017
Zwaar verkeer in donker maart 2019  vochtig wegdek (© Polyciviel)
Richting Grootegast/Grijpskerk maart 2019  vochtig wegdek  (© Polyciviel)
We hebben nu bijna drie jaar monitoring gedaan van lichtreflectie en stroefheid en de resultaten zijn prima.
Reflectie-eigenschappen monitoring
Stroefheidmetingen 2018 SKM/Side Way Force
Inmiddels liggen er op meerdere plaatsen in Groningen, Assen, ook al in Provincie Utrecht en binnenkort in Noord-Brabant wegen met dit mengsel.
Verkeersveiligheid en energiebesparing dragen bij aan Slim en Groen omgaan met mobiliteit. De provincie Groningen heeft al bijna 60% van de doelstellingen uit het ANWB-rapport van 2014 over veilige provinciale wegen gehaald of is daar mee in voorbereiding.
Vochtig wegdek met reflectie van alleen OVL

Meer info over wegdekreflectie is ook te vinden in de online Kennismodule Wegdekreflectie van het CROW

Kennismodule Wegdekreflectie CROW

Start Innovatie proeftuin BuildinG op Zernikecomplex Groningen

Begin december hebben wij als Infra Living Lab Noord een presentatie gegeven voor het BINK netwerk van BuildinG op het Zernikecomplex in Groningen. 

Presentatie Bink netwerk BuildinG

Blij verrast door de vele positieve reacties stonden wij een dag later op de Infra Innovatie Marktdag bij BuildinG met als thema: Hoe Noord Nederland ruimte maakt voor innovatie in de infra. Er zijn nog kavels voor innovatieve bouwconcepten en Early Adopters voor infra-innovaties naast de zeven innovaties die wij zelf inbrengen als PolyCiviel en Ohpen ingenieurs.

Start december 2018



 

Gaasperdammertunnel bespaart tot 30% energie met lichtreflecterend asfalt

De nieuwe Gaasperdammertunnel in de A9 bij Amsterdam-Zuidoost is voorzien van lichtgekleurd asfalt. Dat zorgt voor een energiebesparing van circa 20 tot 30 procent, maar het asfalt moest wel eerst worden getest.

 

Normaal asfalt is vrij zwart, waardoor het weinig licht reflecteert en waardoor veel verlichting nodig is in een tunnel. Het asfalt in de Gaasperdammertunnel is lichter gekleurd, doordat het is gemengd met anorthosiet, witte steenslag dat afkomstig is uit een speciale groeve in Noorwegen. Daarnaast wordt het asfalt afgestrooid met witte vuursteentjes uit Denemarken, die met het walsen warm in het oppervlak worden gedrukt. De combinatie van Noorse steenslag en Deense vuursteentjes zorgt voor lichtreflecterend asfalt, dat meer licht reflecteert waardoor minder verlichting nodig is in de tunnel.

Gaasperdammertunnel
De Gaasperdammertunnel is drie kilometer lang en bestaat uit vijf tunnelbuizen. De tunnel is half verdiept aangelegd tussen de Ikea en rivier de Gaasp. Afgelopen week is het dak geplaatst op de tunnel, die in 2020 zal opengaan. Voor de bouw van de tunnel heeft Rijkswaterstaat in 2014 een Design, Build, Finance and Maintain(DBFM)-contract afgesloten met aannemerscombinatie IXAS, een consortium met Ballast Nedam, Fluor en Heijmans. Dit contract houdt in dat de aannemer zowel verantwoordelijk is voor het ontwerp en de bouw van het project, als voor de financiering en het totale onderhoud. Daarbij horen ook de energiekosten.

Plan voor energiebesparing
Aannemerscombinatie IXAS moet volgens het DBFM-contract gedurende twintig jaar de energiekosten betalen van de Gaasperdammertunnel. Daarom kwam IXAS met het plan om meer energie te besparen met led-verlichting en lichter gekleurd asfalt. Led-verlichting heeft zijn nut in tunnels inmiddels bewezen, maar dat gold nog niet voor lichter gekleurd asfalt in een tunnel. En innovatie binnen een DBFM-contract is niet altijd even makkelijk. Toch kwam het speciale asfalt er toch, zo vertelt Joop van der Velden, technisch manager van het SAA-project A9-Gaasperdammerweg namens Rijkswaterstaat.

Lichtreflecterend asfalt
Van der Velden: “Lichtgekleurd asfalt reflecteert beter, waardoor je minder verlichting nodig hebt: minder lampen, minder armaturen, een minder zwaar energiesysteem, enzovoorts. Dat klonk allemaal heel positief, tot er binnen de aannemerscombinatie wat twijfel ontstond over dat nieuwe asfalt. De vinding was op zich niet nieuw, maar het was eigenlijk nog nooit in een tunnel toegepast. Zou dit wel net zo lang meegaan als gewoon asfalt?”

Opnieuw asfalteren
Het DBFM-contract was zo gepland dat er binnen de looptijd van twintig jaar éénmaal opnieuw geasfalteerd moest worden, vertelt Van der Velden. “Als het asfalt korter zou meegaan, dan zou een tweede keer opnieuw asfalteren nodig zijn. Dat was voor de aannemerscombinatie een groot risico. Die betaalt namelijk niet alleen de kosten van de aanleg van het nieuwe asfalt, maar hij levert ook in op zijn beschikbaarheidsvergoeding: tijdens zo’n operatie moet de weg namelijk afgesloten worden.”

Gezamenlijk onderzoek
Rijkswaterstaat besloot om samen met de aannemer een onderzoek te starten en de kosten van het onderzoek te delen. De aannemer heeft in de tunnel drie proefvakken van 100 meter aangelegd, waarna het lichtgekleurde asfalt werd getest. De uiteindelijke uitkomsten waren positief. Daardoor koos IXAS ervoor om het lichtgekleurde asfalt aan te leggen. “Natuurlijk is Rijkswaterstaat blij met deze afloop. We hebben niks aan een innovatief asfalt waar auto’s op uitglijden of de weg onnodig dicht moet,” aldus Van der Velden.

PolyCiviel is gedurende het project betrokken bij preadvies, mengselontwerp van het asfalt, lichtberekeningen, walsprotocol,  advisering steenslagen en samen met Light Surface Control controleberekeningen verlichting en SAT-metingen.

Led-lampen en dimmen
Tunnels zijn dag en nacht open, waardoor de verlichting continu aan staat. Dat zorgt voor hoge energiekosten. Rijkswaterstaat voorziet tunnels van energiezuinige led-lampen, zoals dit voorjaar is gebeurd in de Tweede Heinenoordtunnel ten zuiden van Rotterdam. Led-verlichting in tunnels kan al 50 procent besparen op energiekosten. Rijkswaterstaat onderzoekt ook andere manieren om energie te besparen, zoals dynamische verlichting, waarbij de lampen dimmen als er niemand in de tunnel is.