Mogelijkheden en beperkingen 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 k d S g = k b d B × = g

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 e6 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 Programma rekent deze karakteristieke vermoeiing-rek relatie om tot een karakteristieke vermoeiing-stijfheid– rek relatie Hierbij wordt uitgegaan van een standaard stijfheid-afhankelijkheid Stijfheidsmodulus Toelaatbare rek 1,00E+04 1,00E+05 1,00E+06 1,00E+07 1,00E+08 Vermoeiingslevensduur

Stijfheid asfalt Typeonderzoek levert minimaal de stijfheidsmodulus bij 8 Hz en 20 oC 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

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

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 een 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 TUD-TNO-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 en wrijvingshoek voor menggranulaat en betongranulaat zijn daarbij te schatten uit kwaliteitsindexen voor korrelgrootteverdeling, verdichtingsgraad en (bij menggranulaat) mengverhouding Schuifspanning Hoek van inwendige wrijving, j Cohesie, c s s s 3 1 1f 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 een 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 degradatie-mechanismen ……….. 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