Het productieproces

Overzicht

Het asfaltproductieproces kan opgesplitst worden in vijf algemene stappen:

Aanvoer en opslag van grondstoffen → Voorbehandeling → Doseren → Mengen → Opslag en afvoer asfaltmengsel.

Afhankelijk van de manier waarop de voorbereiding, het doseren en mengen van de samenstellende delen worden uitgevoerd, kunnen twee categorieën van menginstallaties worden onderscheiden:

• discontinu systeem met chargemenger;
• continu systeem met trommelmenger.

Bij het discontinu systeem wordt het asfaltmengsel lading per lading aangemaakt (‘batch of charge’). De granulaten doorlopen achtereenvolgens de processen van voordosering, droging en opwarming, warme zeving, warme buffering, exacte dosering en tenslotte de ladingsgewijze menging met overeenkomstige hoeveelheden vulstof en bindmiddel. De droogtrommel en mengbak zijn aparte machines, tussenin zijn er warme wachtsilo’s die fungeren als buffer.

In Vlaanderen opgestelde asfaltcentrales zijn allemaal van het discontinue type, zoals weergegeven in Figuur 6.

Figuur 6: Processchema van de asfaltbereiding volgens het discontinu proces (Leyssens, Verstappen, & Huybrechts, 2013)

Bij het continue systeem gebeurt de menging op continue wijze. De droogtrommelmenger vormt één geheel; de menging gebeurt in het laatste gedeelte van de verlengde trommel. Er is geen mogelijkheid om de (voor)dosering nog bij te sturen. In Vlaanderen past geen enkele centrale het continue systeem toe.

Het asfaltproductieproces bestaat uit twee drogen/verwarmen- en één mengproces:

1. het drogen en verwarmen van nieuwe grondstoffen in een droogtrommel, dit gebeurt in de ‘witte trommel’;
2. het verwarmen van het asfaltgranulaat (waarbij het oude bitumen opnieuw vloeibaar wordt gemaakt), dit gebeurt in de ‘zwarte trommel’ of paralleltrommel; en
3. het mengen van beide producten: na afweging van beide producten komen deze samen in de menger, en worden het bitumen en, afhankelijk van de vereiste kwaliteiten en het type van het eindproduct, vulstoffen toegevoegd. Na de menging wordt het eindproduct opgeslagen in een silo.

Alle drie de bovengenoemde processen vinden gescheiden plaats, maar grijpen op elkaar in. Het asfaltproductieproces houdt rekening met verschillende procesparameters: de juiste hoeveelheden nieuwe grondstoffen en asfaltgranulaat, de temperatuur, en het moment waarop alles wordt samengebracht zijn cruciaal om tot het gewenste eindresultaat te komen.

Direct verwarmde zwarte trommel

Over het algemeen worden zowel de witte droogtrommel als de zwarte droogtrommel verwarmd met een brandervlam in de trommel. Wanneer de asfaltgranulaten direct in contact komen met de vlam spreekt men van “direct gestookt” (zie Figuur 7). In een direct verwarmde trommel brandt een open vlam in de droogtrommel die zowel de toegevoegde drooglucht als het materiaal verwarmt.

Figuur 7^[1]: Schematische voorstelling van een asfaltcentrale met directe stook (Vakgroep Bitumeuze Werken (VBW), 2021)

Indirect verwarmde zwarte trommel

Wanneer de asfaltgranulaten niet in contact komen met de brandervlam en indirect worden opgewarmd, spreekt men van “indirect gestookt”. Bij indirect gestookte asfaltgranulaten onderscheiden we verder nog de centrales met een hetegasgenerator en een volledig indirect verwarmde zwarte trommel. In Figuur 8 zien we een centrale met een hetegasgenerator, met daarbij een aparte verbrandingsruimte waarin drooglucht met een gasvlam wordt verwarmd, en door de zwarte trommel wordt geleid. Na afgifte van warmte wordt deze warme lucht weer deels teruggevoerd naar de hetegasgenerator.

Figuur 8: Schematische voorstelling van een asfaltcentrale met indirecte stook via een hetegasgenerator (Vakgroep Bitumeuze Werken (VBW), 2021)

In Figuur 9 zien we een centrale met een volledig indirect verwarmde zwarte trommel. Hier wordt warmte toegevoegd aan de buitenzijde van de trommel en via de trommelwand overgedragen aan het asfaltgranulaat. Een kleine hoeveelheid drooglucht wordt vervolgens in de zwarte trommel geblazen om waterdamp af te voeren, en tenslotte wordt het verwarmde asfaltgranulaat in de witte trommel bijgemengd en verwarmd tot de gewenste temperatuur.

In Vlaanderen gebruikt op het moment van schrijven (2024) het merendeel van de asfaltproducenten de direct gestookte installatie. De indirecte opwarming, in het bijzonder de methode met een hetegasgenerator, is een nieuwe techniek die aan zijn opmars bezig is. Beide methodes hebben een verschillend effect op de emissies naar lucht (dit wordt verder besproken in paragraaf 3.10.2), in het bijzonder op de productie en de emissie van CO, TOC, benzeen, en mogelijk PAK’s.

Verwerking

Naast de klassieke warme asfaltproductie, waarbij afhankelijk van het bitumen, productietemperaturen van 150 °C tot 190 °C gebruikelijk zijn, is het ook mogelijk om bij lagere temperaturen asfaltmengsels aan te maken.

Europese normen geven geen precieze definitie van asfalt bij verlaagde temperatuur weer maar in veel vakliteratuur worden de volgende technieken onderscheiden:

Tabel 12: Drietalig overzicht van de benamingen voor asfaltverwerkingstechnieken. (OCW, 2011)

Warm asfalt

De productietemperaturen bij warme asfaltproductie worden enerzijds toegepast voor een goede droging, omhulling en hechting van de granulaten en anderzijds om een goede verwerkbaarheid en verdichtbaarheid van het asfaltmengsel op de werf te garanderen. Na de productie wordt het asfaltmengsel, na eventuele tijdelijke opslag, warm getransporteerd naar de verwerkingssite.

Asfalt bereid bij verlaagde temperatuur (AVT)

Aan asfaltproductie bij verlaagde temperaturen wordt al geruime tijd gewerkt omdat dit voordelen kan opleveren op energie-, milieu- en bouwtechnisch vlak, zoals een lager energieverbruik, minder emissies en veiligere werkomstandigheden.

Deze techniek werd in het verleden in Vlaanderen echter nog niet in grote volumes toegepast omdat dit lange tijd niet werd toegelaten in het standaardbestek. In 2014 werd door Aswebo, in samenwerking met het Agentschap Wegen en Verkeer, gebruik gemaakt van AVT. Dit asfalt wordt geproduceerd aan een lagere temperatuur en geplaatst bij 110 graden in plaats van 155, waardoor er o.a. minder schadelijke stoffen vrijkomen. Bij het proefproject werd berekend dat de CO₂-uitstoot bij de productie daalde met 33%, en bleek dit asfalt (na enkele jaren) even slijtvast als de gewone variant, met dezelfde eigenschappen m.b.t. remafstand en waterafvoer. Tenslotte biedt AVT eveneens voordelen op vlak van gezondheid en comfort van de wegenwerkers, aangezien de temperatuur lager ligt en er minder geur en rook geproduceerd wordt. (Engineeringnet, 2017)

Na dit positieve proefproject heeft het Agentschap Wegen en Verkeer (AWV) bekendgemaakt dat ze vanaf januari 2018 milieuvriendelijk asfalt (AVT) wil stimuleren, en vanaf 2021 de norm voor alle werken aan de Vlaamse asfaltwegen moet worden. AVT is nu reeds voorzien in het SB250 en wordt gecertificeerd onder het COPRO-merk. Gecertificeerde producenten kunnen door middel van een validatiedossier aantonen dat hun AVT-techniek geen negatieve invloed heeft op de kwaliteit van de asfaltmengsels (hier zijn dezelfde kwaliteitseisen van toepassing als op traditionele asfaltmengsels).

Een beperking van AVT is dat het voldoende visceus en bewerkbaar moet blijven tot op het moment dat het asfalt gegoten wordt. Dat wil zeggen dat de omgevingstemperatuur voldoende warm moet zijn, en dat de afstand van de centrale tot op de plaats van gebruik beperkt moet zijn, anders zal temperatuursverlies tijdens transport en logistiek het asfalt minder/niet bruikbaar maken. AVT is dus op dit moment (nog) niet breed toepasbaar, en wordt verder in detail besproken in paragraaf 4.3.23.

Koud asfalt

Een laatste verwerkingstechniek is het zogenaamde “koud asfalt”, dat niet opgewarmd hoeft te worden om verwerkbaar te zijn. Hierbij kan onderscheid gemaakt worden tussen koud asfalt als volwaardige laag voor licht verkeer buiten de bebouwde kom en koudasfalt dat stockeerbaar is en typisch gebruikt wordt bij kleine en voorlopige herstellingen. Samen vertegenwoordigen ze een klein aandeel (enkele procenten) in de productiecijfers.

Er zijn twee manieren om koudasfalt te produceren:

• De bitumenfractie in emulsie brengen in water met behulp van een emulgator;
• Opschuimen van het bitumen.