Rijden op piepschuim; Geëxpandeerd polystyreen vindt toepassing in wegenbouw

MET NAME IN het westen van ons land kan de grond weinig hebben en alles wat je erop aanlegt zal vroeg of laat verzakken. Dergelijke zwakke 'veengronden' kenmerken zich bovendien door een hoog grondwaterpeil, zodat het zand dat vaak gebruikt wordt voor het ophogen gemakkelijk wegspoelt.

Er zijn zelfs gebieden waar bewoners elke paar jaar hun straatje en tuin moeten ophogen. Ook het onderhoud van het drukke wegennet vraagt grote investeringen: de ondergrond heeft erg weinig draagvermogen. Vaak wordt daarom de wegconstructie bewust lichter gemaakt, wordt de ondergrond verbeterd of vervangen of wordt de weg met palen ondersteund. De meest effectieve techniek is echter het ophogen door een basislaag aan te leggen, bijvoorbeeld zand, waarop de wegconstructie rust. De functie van die tussenlaag is tweeledig: de druk van de weg verdeelt zich over de ondergrond, en de weg wordt beschermd tegen de gevolgen van bevriezing. Een nadeel is echter dat het zand soms gedurende lange tijd moet inklinken voordat de definitieve asfaltlaag kan worden aangelegd.

Een alternatief voor zand is het lichtgewicht geëxpandeerd polystyreen (EPS). Het is een zogenaamd hardschuim, in het spraakgebruik meestal piepschuim genoemd. Maar zo'n voor de wegenbouw relatief onbekend materiaal vindt slechts moeizaam zijn weg. Wellicht dat dat zal veranderen na de promotie van de Delftse ingenieur Milan Duskov. Hij deed zeven jaar lang zowel theoretisch als experimenteel onderzoek naar de eigenschappen van EPS bij toepassingen in de wegenbouw. Uit zijn onlangs verschenen proefschrift bleek dat '... op EPS duurzame verhardingslagen met uitstekende constructieve eigenschappen aangelegd kunnen worden'.

In zekere zin was de aanvankelijke angst voor toepassing van het EPS terecht. Er bestond een paar jaar geleden nog grote onduidelijkheid of bijvoorbeeld de geringe stijfheid ervan niet tot problemen zou kunnen leiden. Het zou immers wel eens moeilijk kunnen zijn om de laag direct onder het asfalt of beton voldoende te compacteren. Ook ten aanzien van de duurzaamheid onder wisselende weersomstandigheden bestonden veel vragen. Het EPS neemt nauwelijks vocht op en is een uitstekende thermische isolator. Niet voor niets wordt het bijvoorbeeld in Noorwegen toegepast om wegen te beschermen tegen de optrekkende kou en de invloed van smeltwater. Ten slotte was onbekend hoe het materiaal zich zou houden onder de voortdurende trillingen van het voortrazende verkeer.

Daarom werd in 1988 een onderzoeksproject gestart, dat onder andere gesteund werd door het ministerie van Verkeer en Waterstaat. Zo werd uitgebreid materiaalonderzoek verricht, en werden in de buurt van Stolwijk en in Rotterdam een aantal proefstukken in de praktijk getest. In samenwerking met het Duitse Bundesanstalt für Strassenwesen werden verder laboratoriumproeven gedaan, waarbij het effect van diverse statische en dynamische belastingen kon worden vastgesteld. Alle experimentele resultaten werden bovendien getoetst aan de uitkomsten van zogenaamde eindige-element berekeningen. Deze brachten onder andere het temperatuurverloop en de spanningsvelden in de verschillende materialen in beeld.

Het EPS bleek ruimschoots aan alle eisen te kunnen voldoen, mits bepaalde ontwerprichtlijnen in acht worden genomen. Zo moeten open voegen tussen de EPS-blokken worden voorkomen en mogen de voegen nooit dicht onder een wielspoor liggen, anders ontstaan er onherroepelijk scheuren in het wegdek. Een alternatieve oplossing voor dit probleem is het aanleggen van een betonlaag bovenop het piepschuim. Dat laatste is zeker noodzakelijk bij een groot verkeersaanbod. Ook de lichte types EPS bleken echter uitermate geschikt voor toepassingen in de wegenbouw. Het vraagt beduidend minder onderhoud en maakt een snelle wegverbreding mogelijk, omdat een vaak lange voorbelasting van de ondergrond achterwege kan blijven. Duskov ziet zelfs goede mogelijkheden ten aanzien van de toepassing van EPS bij de aanleg van spoorwegen, hoewel hij dit nog niet uitgebreid heeft onderzocht. En zelfs de eeuwig verzakkende woonerven in de polder zouden bij gebruik van piepschuim wel eens definitief tot het verleden kunnen behoren.