Dimensioneren van wegconstructies met geokunststoffen in CROW-software. Christ van Gurp Nederlandse Geotextielorganisatie Breda, 15 juni 2006

Transcriptie

1 Dimensioneren van wegconstructies met geokunststoffen in CROW-software Christ van Gurp Nederlandse Geotextielorganisatie Breda, 15 juni 2006

2 Deze presentatie CROW ontwerpsoftware voor geokunststoffen in fundering Inrichting van proefnemingen op wegvakken met funderingswapening met het oog op CROW software 2

3 Bronnen CROW-publicatie 157 Dunne asfaltverhardingen dimensionering en herontwerp CROW-publicatie en CD 189 Keuzemodel Wegconstructies (KMW) CROW-werkgroep Ontwerpinstrumentarium Asfaltconstructies (OIA) 3

4 CROW publicatie 157 Dimensioneringsmethode voor (dunne) asfaltverhardingen Integratie van geotechnische aspecten met name in gebieden met slappe grondslag Dimensionering van funderingen met toepassing van geokunststoffen Herontwerpmethodiek voor lagere-orde asfaltwegen 4

5 Bezwijkmechanismen asfalt fundering zandbed ondergrond 5

6 Ongebonden fundering perm. deformatie in ong. fundering -- Spanningsafhankelijkheid -- Verticale spanning vs vs opsluitspanning -- Per materiaal verschillend -- Karakterisering bezwijkomhullende 6

7 Spanningstoestand σ 1 σ 1 7

8 Spanningstoestand σ 1 σ 3 σ 2 σ 2 σ 3 σ 1 8

9 Spanningstoestand σ 1 σ 3 σ 2 σ 2 σ 3 σ 1 9

10 Bezwijkkarakteristieken Hoek van inwendige wrijving, ϕ Normaalspanning 10 Schuifspanning Bezwijkomhullende Cohesie, c σ3 σ1f

11 Ontwerpbelasting Hoek van inwendige wrijving, ϕ Normaalspanning 11 Schuifspanning Bezwijkomhullende Cohesie, c σ3 σ1 σ1f

12 Permanente deformatie 12 σ/σf hoog σ/σ f middel Deformatie σ/σ f laag Aantal lastherhalingen

13 Verbeterend effect Levensduurverbeterfactor LVF = N gew / N ongew Funderingsdiktereductiefactor FRF = 1 - h gew / h ongew 13

14 CROW-ontwerpgrafiek Funderingsdiktereductiefactor Weefsel Gestrekt geëxtrudeerd geogrid Geweven geogrid Gestrekt geogrid uit geponste plaat Geen effect 0.1 Vlies CBR Ondergrond 14

15 Geokunststoffen in fundering Classificeer grond (stijfheid) Classificeer ongewapende fundering qua dikte en gradering Classificeer verhardingsconstructie verhard met asfalt tijdelijk onverhard permanent onverhard Bekijk welke geokunststof toepasbaar is op basis van referentieprojecten 15

16 Funderingsdiktereductiefactor Aanvullende eisen Maximale waarde van funderingsreductiefactor: 0,5 Maximale reductie in laagdikte: 150 mm Minimale laagdikte gewapende fundering: 150 mm 16

17 Rekenregels Blijf gebruik maken van laagdiktes in in ongewapende situatie voor bepaling waarden van ontwerpparameters 17

18 Keuzemodel Wegconstructies 18

19 Keuzemodel Wegconstructies 19

20 Keuzemodel Wegconstructies 20

21 Keuzemodel Wegconstructies 21

22 Keuzemodel Wegconstructies 22

23 Keuzemodel Wegconstructies 23

24 Nieuwe producten Kan ik de karakteristieken van nieuwe funderingswapening-producten toevoegen aan CROW-software? Niet in KMW Wel in OIA Welke informatie en kenmerken zijn nodig? 24

25 Benodigde informatie Ontwikkeling van spoordiepte met lastherhalingen in gewapend wegvak Idem voor control section zonder funderingswapening Stijfheidsmoduli van constructielagen Kenmerken van spanningsafhankelijkheid van funderingsmateriaal 25

26 Verplicht en gewenst Onmisbare informatie Gewenste informatie die ook geschat kan worden 26

27 Stap 1 Registreer ontwikkeling van spoordiepte aan oppervlak als functie van lastherhalingen Zet proeven door tot minimaal 45 mm spoordiepte 27

28 Spoordieptegroei Spoordiepte (mm) geen wapening product A product B Lastherhalingen 28

29 Wijze van belasten Liever beproeving in omgeving waarin invloedsfactoren beheerst kunnen worden LINTRACK ipv heen en weer rijdende vrachtwagens als belasting Proefvakken afgeschermd tegen klimaatinvloeden 29

30 Stap 2 Meet spoordiepte aan onderzijde van fundering aan het einde van de proef om vervorming te bepalen uit de verschillen in spoordiepte boven en onder 30

31 Permanente vervorming SD-boven SD-onder laagdikte Aandeel vervorming ondergrond kan worden geschat op basis van ervaring 31

32 Stap 3 Bepaal coëfficiënten van permanente vervormingsmodel voor het betreffende funderingsmateriaal Kan op basis van vergelijkbaar materiaal 32

33 Stap 4 Bepaal stijfheidsmodulus van ondergrond 33

34 Stap 5 Bepaal karakteristieken van spanningsafhankelijkheid en bezwijken van funderingsmateriaal met triaxiaalproef Kan op basis van vergelijkbaar materiaal 34

35 Stap 6 Zoek naar verhouding van optredende spanning en bezwijkspanning (=spanningsverhouding) die voor de bijbehorende deformatiekarakteristieken het verloop van de permanente vervorming het beste beschrijft 35

36 Stap 7 Neem spanningsverhouding van ongewapend vak als referentie Normaliseer spanningsverhoudingen van gewapende vakken naar referentie 36

37 Stap 8 Modelleer verhardingsconstructie en varieer funderingsdikte van beschouwde dikte tot tweemaal die dikte Bereken verticale spanning op kritieke diepte (ongeveer 75 mm) Bereken verhouding verticale spanning en bezwijkspanning 37

38 Spanningsverhouding mm diepte Equivalente ongewapende funderingsdikte (mm) 38

39 Stap 9 Normaliseer spanningsverhoudingen met waarde van werkelijke funderingsdikte als referentie 39

40 Normalisatie spanningen 1.00 Genormaliseerde spanningsverhouding Equivalente ongewapende funderingsdikte (mm) 40

41 Stap 10 Zoek naar fictieve funderingsdikte van berekende (ongewapende) verharding die dezelfde genormaliseerde spanningsverhouding oplevert als gevonden uit de deformatiemetingen 41

42 Stap 11 Bereken op basis van de werkelijke en bijbehorende fictieve ongewapende funderingsdikte het verbeterend effect (=Funderingsdiktereductiefactor) 42

43 Wapenend effect 1.00 Genormliseerde spanningsverhouding Product A Product B Product C Equivalente ongewapende funderingsdikte (mm) 43

44 Stap 12 Herhaal experiment voor andere ondergrondstijfheid 44

45 Funderingsdiktereductiefactor FRF = 1 h werkelijk / h fictief FRF maximaal 0,5 FRF minimaal 0 45

46 Stap 13 Plot resultaten in CROW ontwerpgrafiek 46

47 Ontwerpgrafiek Funderingsdiktereductiefactor Vlies Gestrekt geëxtrudeerd geogrid Geweven geogrid Weefsel Gestrekt geogrid uit geponste plaat Geen effect Proef 1 Proef 2 Proef 3 CBR Ondergrond 47

48 Stap 14 Fit derdegraadspolynoom van FRF als functie van ondergrondstijfheid door testresultaten 48

49 Samenvatting (1/2) Voer deformatieproef uit en meet spoordiepte (altijd ongewapend vak erbij) Bereken voor deformatiemodel spanningsverhouding die gemeten vervorming beschrijft Normaliseer spanningsverhoudingen met ongewapend vak als referentie 49

50 Samenvatting (2/2) Bereken fictieve constructie die dezelfde genormaliseerde spanningsverhoudingen oplevert als gemeten in gewapend vak Bereken funderingsdiktereductiefactor Plot data in CROW-ontwerpgrafiek Fit kromme door datapunten om product in software OIA te kunnen toevoegen 50

51 Einde 51