OIA Mogelijkheden en beperkingen Arthur van Dommelen RWSDVS

OIA Mogelijkheden en beperkingen Arthur van Dommelen RWS-DVS

OIA – Ontwerp Instrumentarium Asfaltconstructies Een nieuw CROW – programma voor het ontwerpen van asfaltverhardingen

Aanleiding OIA • Invoering Europese normen voor asfalt • Met in Nederland keuze voor functionele pad • Transitie naar besteksvormen met meer ontwerpvrijheden voor de markt • Beschikbare ontwerpmethoden voor asfaltverhardingen zijn hier niet optimaal op afgestemd

Doelen OIA • Een door zowel wegbeheerders als marktpartijen gedragen ontwerpmethode voor asfaltverhardingen • Optimaal aansluitend bij de functionele CE – markering van asfalt • Optimaal ingericht op dimensionering met niet – conventionele materialen • Rekening houdend met een breder scala aan schademechanismen, mede vanwege de mogelijke trendbreuk in ontwerpdikten

Samenstelling werkgroep (december 2009) • • • ir. P. D. Bhairo, Dura Vermeer Infrastructuur BV ir. S. R. Bouman, Gemeentewerken Rotterdam ir. A. E. van Dommelen, Rijkwaterstaat, Dienst Verkeer en Scheepvaart Ir. M. J Eijbersen, CROW dr. ir. C. A. P. M. van Gurp, KOAC • NPC ir. H. Roos, VBW-Asfalt ir. B. W. Sluer, BAM Wegen BV ing. J. de Vries, Provincie Fryslân ir. M. M. Willemsen, Breijn

Aanpak • Inventarisatie van materiaalmodellen, proeven, ontwerpmethoden • Maken van keuzen binnen de werkgroep • Combinatie tot een coherente wegontwerpprocedure • Realisatie van een computerprogramma (incl. testen door werkgroep • Uitbrengen programma • Beheer en ondersteuning

Modellering verharding • Maximaal 4 lagen asfalt – – Deklaag Tussenlaag Bovenste onderlaag (bij detailleren zonodig splitsen) Onderste onderlaag • Fundering • Onderfundering • Ondergrond • Alle lagen lineair elastisch beschreven

Beschrijving verkeersbelasting • Programmatuur rekent met 4 soorten banden – – Enkellucht Dubbellucht Breedband Super breedband • Programmatuur rekent met aslastspectrum • Laatste inzichten rond versporing worden opgenomen

Ontwerpcriteria

Veiligheidsbenadering • Niet langer meer gebruik van gemiddelde waarden i. c. m. overall veiligheidsfactor • Ontwerpen op basis van karakteristieke sterkte- en belastingswaarden i. c. m. partiële veiligheidsfactoren S = d S g B =g d k s b ×B k

Veiligheidsbenadering - vervolg Karakteristieke waarden – benadering laat toe om rekening te houden met zaken als: – Spreiding proefresultaten – Keuze van rekniveaus – Omvang van het onderzoek – Reproduceerbaarheid laboratoriumonderzoek – Herhaalbaarheid laboratoriumonderzoek

Vermoeiingsweerstand asfalt • CE - typeonderzoek levert schatting voor de vermoeiing-rek relatie voor een mengsel • Eventueel kan ook gerekend worden met standaard waarde voor e 6 i. c. m. standaard waarde voor de helling van deze relatie

Vermoeiingsweerstand asfalt vervolg Deze vermoeiing-rek relatie laat zich omwerken tot een karakteristieke (85% betrouwbare) vermoeiing-rek relatie Karakteristieke vermoeiingslijn

Vermoeiingsweerstand asfalt vervolg Toelaatbare rek 1, 00 E+04 1, 00 E+05 1, 00 E+06 1, 00 E+07 1, 00 E+08 • Hierbij wordt uitgegaan van een standaard stijfheid-afhankelijkheid Stijfheidsmodulus Vermoeiingslevensduur • Programma rekent deze karakteristieke vermoeiing-rek relatie om tot een karakteristieke vermoeiing-stijfheid– rek relatie

Stijfheid asfalt • Typeonderzoek levert minimaal de stijfheidsmodulus bij 8 Hz en 20 o. C • Eventueel kan ook gerekend worden met standaard waarde voor Smin • Hieruit kan weer een karakteristieke stijfheidswaarde worden bepaald • Programmatuur rekent deze (met standaard afhankelijkheden) om naar karakteristieke stijfheid – temperatuur – frequentie relatie

32 Hz 16 Hz 8 Hz 4 Hz 2 Hz 1 Hz Temperatuur Frequentie Stijfheidsmodulus Stijfheid asfalt - vervolg

Healing asfalt • Het zelfherstellend vermogen van asfalt is een belangrijke invoerparameter voor de dimensionering van asfalt • Over de wijze van bepalen van het zelfherstellend vermogen van asfalt bestaat echter nog geen overeenstemming • Er is afspraak tussen DVS en VBW-Asfalt om een door TUD/TNO voorgestelde methode te valideren • Deze methode is gebaseerd op eenvoudige toepassing van het Partial Healing – model van Pronk in combinatie met directe meting van het rustperioden - effect

Healing asfalt- vervolg • Valideren methodiek gebeurt in twee fasen: – Fase 1: TUD-TNO-DVS beproeven twee zeer verschillende mengsels om indicatie te verkrijgen over onderscheidend vermogen en om het proef- en verwerkingsprotocol te testen en vervolmaken. VBW-Asfalt denkt mee en participeert in klankbordcommissie – Fase 2: Onderzoek op meer mengsels: 3 mengsels door TUDTNO-DVS en verdere mengsels door geïnteresseerde marktpartijen • Bij positief resultaat van het onderzoek volgt invoering van de methodiek in de praktijk

Permanente deformatie ongebonden fundering • Op basis van afstand tot Mohr – Coulomb bezwijklijn Cohesie, c Schuifspanning • Cohesie en wrijvingshoek voor menggranulaat en betongranulaat zijn daarbij te schatten uit kwaliteitsindexen voor korrelgrootteverdeling, verdichtingsgraad en (bij menggranulaat) mengverhouding Hoek van inwendige wrijving, j s 3 s 1 f Normaalspanning

Bezwijken gebonden fundering • Verbrijzeling – Toetsen op basis van door de gebruiker op te geven karakteristieke druksterkte • Breuk door overbelasting – Toetsen op basis van door de gebruiker op te geven karakteristieke breukrek • Breuk door vermoeiing – Toetsen op basis van door de gebruiker in te voeren karakteristieke vermoeiingslijn

Toetsing eindresultaat ontwerp Het gemaakte ontwerp wordt op diverse punten getoetst: – Keuze van de juiste mengsels, afhankelijk van constructielaag en verkeersbelasting. – Eenvoudig te vergelijken met de geleverde CE – markerings-informatie – Diverse andere toetsen van het ontwerp op basis van ‘best practice’ regels Uitdraai faciliteert ook eenvoudige vergelijking van de gehanteerde stijfheid en vermoeiing met het mengselrapport

Beperkingen methodiek • OIA omvat geen – spanningsafhankelijke modellering granulaire funderingslagen – berekening scheurdoorgroei door asfaltverharding – kwantitatieve berekening permanente deformatie ondergrond, fundering, asfalt – toetsing op fysisch–chemische schade- en degradatiemechanismen – ………. . • Het blijft decision support, geen werkelijke gedragsvoorspelling • Daarom zal het nog steeds nodig blijven om aanvullende eisen en beperkingen te hanteren

Enkele praktische zaken • Professionelere benadering CROW softwareontwikkeling en –beheer – Meer uniformiteit in programmatuur – Web based aanpak wordt overwogen beveiliging van data belangrijk aandachtspunt • Bij uitbrengen programma – Introductiebijeenkomst – Publicaties • Beheerfase – Helpdesk bij CROW – Gebruikersbijeenkomsten