Monitoring van Asfaltverhardingen

Transcriptie

1 Monitoring van Asfaltverhardingen Project IJkweg

2 2 Monitoring van asfaltverhardingen Waarom weten: waarde? Werkelijke rekken/belastingen en omgevingsomstandigheden in kaart als input voor beter/aangepast wegontwerp en voorspel modellen? - Risico reductie (versmallen gauss curve), betere voorspelbaarheid Planning van tijdig onderhoud, asset management. - Levensduurverlenging ZOAB (~3-5 jaar) - Selectief budgeteren/alloceren Intensive Care; waarschuwen bij onacceptabele situaties Taxatie van constructie, bijv. bij aflopen garantie

3 3 Invloedsparameters Asfalt Type mengsel Receptuur mengsel Uitvoering(scondities) Geografische positie Verkeerslasten Omgevingsfactoren: temperatuur, regenval etc. Sterke spreiding in asfalt gedrag!

4 4 Wat weten?: belangrijkste (mechanische) verschijnselen Rek- en spanningsverschijnselen in het vlak van de weg door het uitzetten, respectievelijk krimpen, van de weg bij opwarm en afkoelen onder de invloeden van de seizoenen. Rek- en spanningsverschijnselen loodrecht op het vlak van de weg als ook in het vlak van de weg, bij comprimeren en doorbuigen van het wegoppervlak onder invloed van passerende voertuigen. Spanning-, rek en slijtage verschijnselen aan het oppervlak van het wegdek, bij het aanslaan van individuele stenen onder invloed van passerende voertuigen.

5 5 og meer weten?: overige interessante effecten Veroudering van de materialen, met als consequentie verandering van eigenschappen, onder invloed van omgevingsfactoren zoals weer, temperatuur, lucht, ozon, UV, etc. Waterdoorlaatbaarheid door de constructie heen, als gevolg van regenval. Waterdiffusie in de deklaagmaterialen; bijvoorbeeld door osmotische verschijnselen als gevolg van (Lokale) zoutconcentraties door gladheidbestrijding. Geluidsabsorptie in de holle ruimten van de deklaag.

6 6 Wat meten? Welke parameters/grootheden?: Tijd Lokale temperatuur Omgevingstemperatuur Macroscopische belastingsgraad m 3D Lokale belastingsgraad 1 10 mm 3D? Macroscopische rek m 3D Lokale rek 1 10 mm 3D? (Oppervlaktetextuurdiepte)? Geluidsreductie afname UV-absorptie Luchtvochtigheid (Ox, O2/O3 partieeldruk)? Geleiding/dielectrische constante

7 7 Technische randvoorwaarden Monitoring gedurende en; evenwichtig beeld Datasampling op basis van trigger verkeer of geplande sampling. Datasampling 10 khz voor verkeerseffecten. Voorbeeld: A13 in 1 jaar tijd bij gebruik trigger ~1Tbyte aan data voor 10 grootheden. Beperkingen data: rijbaanbeperking, meetsessie momenten (4x/d) Lokale dataverwerking en opslag + remote back-up (Container) Inbouwen voor asfalteren vs. na asfalteren (niuew asfalt/oud asfalt) Robuustheid meetmiddelen (weer/wind/temperatuur/krachten)

8 8 Hoe te meten?: Fenomeen Grootheid Schaal Spatiële discretisatie Tijd discretisatie D/ Tijd Tijd M continu dt = 1 ns Uitzetting/krimp asfalt a.g.v. temperatuurswiss eling Vervorming asfalt a.g.v. verkeersbelasting Slijtage asfalt a.g.v. verkeersbelasting Temperatuur Rek Spanning Verkeerspassages (intensiteit) Aslasten Temperatuur Rek Spanning Hoogte + textuur afname M/m m/u m/u M M/m m/u m/u m/u Gradiënt verticaal 2 punten in het vlak 2 punten in het vlak Gradiënt in het vlak Gradiënt verticaal Min. 2 punten in het vlak Min. 2 punten in het vlak Meerdere punten in het vlak Continu bij nadering voertuig Continu bij nadering voertuig Continu bij nadering voertuig Enkele meting per Veroudering bitumen a.g.v. klimaatsbelasting Vochttransport/wa terhuishouding in het asfalt Osmotische waarde water/zout concentratie Temperatuur (UV)-straling O2/O3-partieeldruk Vochtgehalte Holle ruimte Profiel onderlaag M/m M M/m M/m Gradiënt verticaal Puntmeting Gradiënt verticaal Gradiënt verticaal Luchtvochtigheid M/m Punt meting Geleiding M/m Gradiënt verticaal Geluidafstraling SPB meting M Punt meting Continue voor enkele uren 1x per Selectie van techniek op basis van sampling rate, resolutie, gevoeligheid etc

9 9 Trigger, rek, temperatuur, ox-o2/o3, UV en geluidsreductie

10 10 Krachten? vluchtstrook E(t) Constant? 10

11 11 Schuin aanzicht Mote Rekstrook 1 Temperatuur 1 Temperatuur 2 Temperatuur 3 Rekstrook 2 Rekstrook 3 Water level sensor Pressure sensors

12 12 Zij-aanzicht Mote Rekstrook 2 Water level sensor Rekstrook 1 Temperatuur 2 Temperatuur 3 Temperatuur 1 Rekstrook 3

13 13 Demonstrator

14 14 Inbouwen sensoren; de praktijk Rekstroken onder asfalt kunnen voor asfalteren worden aangebracht Alle andere rekopnemers en op andere lokaties moeten achteraf worden aangebracht dmv zagen/boren frezen sleuven Verankering (mechanische/chemische ankers) sensoren cruciaal evenals opvullen van sleuven (zand/bindmiddel mortel) Inbouwen van krachtsensoren is complex. Bekabeling dmv onderliggende kabelgoten naar vluchtstrook leiden voor aansluiting In overleg met aannemerij voor optimale oplossing hierin

15 15 Interesse stakeholders/marktpartijen RWS/provincies mbt opstellen onderhoudsstrategien (Asset management) en contracteisen verhardingen. Aannemerij mbt faalgedrag van wegverharding, kennis van omstandigheden voor opstellen/aanpassen verhardingsontwerp (o.a. dc en dbfm; asset management) TO (kennisinstellingen) mbt input als generieke basis voor weggedrag voorspellingen en optimalisatie

16 16 Volgende stappen: Discussie/workshop IQ RWS (DVS/DID) Kennisdeling aan interprovinciaaloverleg (IPO) Grote aannemers (big 7): KWS, BAM, Heijmans, Dura V, Balast, Strukton, MO; persoonlijk benaderen en mogelijk via branchvereniging Vakgroep Bitumineuze Werken (VBW). Open discussie met aannemers om te sparren en concepten aan te scherpen en te toetsen. Concepten verder vormgeven en verbeteren. Indien mogelijk branchebreed initieren/implementeren