Ministerie van Verkeer en Waterstaat
Nota
Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat Dienst Weg- en Waterbouwkunde
Aan
André van Bennekom, Piet Mazure Ammo Hoekstra, Cos van TeyJingen, Martin Beemsterboer.fBïbliotheek}
Contactpersoon
B I B L I O T H E E K Dienst Weg- en Waterbouwkunde Van der Burghweg Postbus 5044, 2600 GA Derft Tel. 015-699111
Doorkiesnummer
Nora Schmorak (WX) en Ad Pronk (TW) Datum
.01-09-1994 Ons kenmerk
Bijlage(n)
6 Uw kenmerk
TW-V-94. Onderwerp
Reisverslag over de 4 * Int. Conf. on the "Bearing Capacity of Roads and Airfields'
Inleiding Het 4 e internationale congres over de "Bearing Capacity of Roads and Airfields" werd dit keer in Minneapolis (USA) gehouden. De belangstelling was minder groot dan bij de vorige conferenties (ca. 250 mensen). Opmerkelijk was ook dat er relatief veel papers niet gepresenteerd werden omdat de auteurs niet waren opkomen dagen (het organisatie commissie zal maatregelen nemen om dit in de toekomst te verhinderen; zelfs een 'zwarte lijst' werd even overwogen). Doordat er parallelle sessies werden gehouden was een (persoonlijke) planning voor het bijwonen van de presentaties van interessante papers ook niet goed mogelijk. Aangezien echter er een redelijk grote Nederlandse vertegenwoordiging aanwezig was t.w.: TUD: A.A.A. Molenaar (inleiding), C. van Curp (presentatie) en J. Groenendijk (presentatie paper TUD/DWW); NPC: M.Stet (presentatie); Ooms Averhorn: G. Tuin; Wegmeet Dienst: W. Hoyinck (presentatie); SHRP-NL: G. Sweere; CRpW: E. Beuving; DWW: N. Schmorak en A.C. Pronk kon er toch een redelijk uitgebreid verslag opgesteld worden. Deze uitgebreide verslaglegging wordt in het september of october nummer van het blad . "Wegen" gepubliceerd. In dit beknopte verslag zullen slecths enkele interessante papers belicht worden.
Postadres postbus 5044, 2600 GA Delft
Telefoon 015-699111
Bezoekadres van der Burghweg 1
Telefax 015-611361 Telex 38043
Bereikbaar met buslijn 63 vanaf ns station (halte Oudelaan), buslijn 129 vanaf ns station (halte Bath. v.d. Polweg)
TW-V-94.186
Locatie en Organisatie De conferentie werd in het Radisson South & Plaza Tower Hotel gehouden. Dit hotel is langs een Interstate Highway gelegen op ruim 20 minuten rijden buiten de stad Minneapolis. De locatie op zien was zonder meer goed, doch men was gebonden aan het hotel indien men niet over eigen vervoer beschikte (geen bus verbinding). Afgezien van enkele schoonheids foutjes (en cultuur verschillen: cash bar bij het officiële diner) was de organisatie goed. Tentoonstelling Naast de conferentie werd er ook een tentoonstelling gehouden van diverse bedrijven en instituten. Relevante informatie hierover is binnen de dienst verspreid (brochures, vakliteratuur etc). Tevens was er een rijdend 'laboratorium' van de Federel Highway Admistration (FWHA) te bezichtigen. Deze (imposante) meetwagen wordt o.m. gebruikt om aannemers behulpzaam te ziin bij laboratorium werkzaamheden op de bouwlocatie (of molen) maar kan OOK dienen als kwaliteits controle instrument voor de opdrachtgever. Contacten Naast de discussies met de vertrouwde contacten zoals: Don Alexander (United States Army Waterways Experiment Station) Torn White (Purdue University) Vincent Janoo en Maureen Kestler (CRREL) Lev Khazonovich (Univ. of Illinois) zijn er ook ondermeer contacten gelegd met: Herbert L Fancher (Soilmoisture Equipment Corp.; Dichtheidsmetingen) Starr D. Kohn (Soil and Materials Engineers, inc; Dichtheidsmetingen) Lawrence N. Nelson (MTS Systems Corperation; Vermoeiïngsbank) Peter J. Wright (South Bank Univ. London; Visco-elasto-plastisch gedrag) Bezoeken Tijdens het congres zijn er bezoeken gebracht aan: MTS Systems Corperation Dit bedrijf is voornamelijk bij ons bekend vanwege de 'MTS vermoeiïngsbanken'. Het is een "indrukwekkend" relatief klein bedrijf dat op vele fronten van 'instrument' ontwikkeling bezig is. Veel wordt binnen het eigen bedrijf ontwikkeld. Benodigde (externe) halffabrikaten worden uitvoerig getest voordat ze gebruikt worden (eigen kwaliteits controle boven op de certificatie van de halffabrikaten). Er werd momenteel ook een speciale 'terrein' wagen voor een Walt Disney/Hollywood attractie gebouwd. Imposant was de apparatuur voor het testen van "rijdende" (personen) auto's (draaiende motor op een soort rollen bank) onder diverse in de praktijk voorkomende situaties (langsonvlakheid, aqua planning, bochten etc). Naar verluidt de enige in zijn soort op de wereld.
TW-V-94.186
Minnesota Road Project (zie bijlage) Een RVV 15 proefvakken project in het groot cq een AASHTO Road Test in het klein, maar dan wel zeer goed geïnstrumenteerd. Er waren twee 'typen' proefvak locaties te onderscheiden: - A) Proefvakken die in de Interstate Highway waren gelegen en werden belast door het normale (vracht)verkeer. Er was een 'threshold' (aanspreek spannings niveau) ingebouwd waardoor allen de signalen van het zwaardere vrachtverkeer werden geregistreerd. -B) Proefvakken in een apart gesloten circuit waarover met 3 vrachtwagens continue werd gereden (low volume roads). Een indrukwekkend project; de proefvakken zijn ruim geïnstrumenteerd (zie bijlage). Twee facetten vielen echter op: ad A. Bij deze proefvakken in de Interstate Highway werd de dwarspositie van het voertuig bij het passeren van de opnemers niet gemeten, terwijl dit toch een essentieel onderdeel is bij de interpretatie van de gemeten rekken en spanningen. Navraag leerde dat de projectleiders zich hier wel van bewust waren doch vanwege de grote hoeveelheid aan binnenkomende data zich tevreden moesten stellen met een algemene indruk van de verdeling (klokvorm). Op zich waren zij dan ook geïnteresseerd in de dwarspositie mat die destijds door de DWW is ontwikkeld (prototype). ad A/B Door de grote hoeveelheid aan data worden in het algemeen slechts alleen de extremen in het signaal geregistreerd. Er is wel een speciale meetwagen waarmee incidenteel metingen worden verricht waarbij wel de volledige signalen worden opgeslagen. Ook is het mogelijk om het tijdsverschil tussen de maximale (verticale) spanning en de (horizontale) rek te bepalen bij de passage van een as. Hier wordt echter geen gebruik van gemaakt. Een saillant detail waren de schuine voegen tussen de betonplaten, die een hoek van 60° maakten met de lengte as van de weg (normaal staan deze voegen loodrecht, 90°, op de lengte as). De reden was dat men in Minnesato de ervaring had dat bij een betonweg met haakse voegen er een soort resonantie optrad bij de passages van vrachtwagens waardoor vroegtijdige schade werd toegebracht aan de voegen. Met deze schuine uitvoering trad dit verschijnsel niet op. Deze uitvoering is dan ook tot voorschrift verheven in de staat Minnesato. Papers en Inleidingen Zoals gezegd worden in dit verslag slects enkele interessante papers behandeld. Tijdens de opening van het congres werden er ook diverse inleidingen gehouden. Één daarvan betrof een voordracht van LaVerne Palmer (Canada):" Current Policies and Future Challenges". Deze voordracht ging voornamelijk over het belang van mondiale samenwerking, waarbij hij het project DIVINE (OECD) als voorbeeld gaf. In dit project draait ook Nederland mee (WXO als corresponderend lid).
TW-V-94.186
Laverne Palmer had het in zijn voordracht over "Performance": Long Term Pavement Performance hetgeen ons niet bekend voorkwam als onderzoeksaspect binnen DIVINE. Navraag thuis in Nederland leerde dan ook dat het onderzoek binnen het project DIVINE zich voornamelijk concentreerde op het (momentane) contact tussen band en wegdek en dan nog met name voor bruggen ("Behaviour" i.p.v. "Performance"). Waarschijnlijk doelde Laverne Palmer op het "Accelerated Loading Testing" Project (ALT) dat in Nieuw Zeeland (Canterbury) met behulp van de 'CAPTIVE' (vergelijkbaar met de LINTRACK en CEDEX testbaan) wordt uitgevoerd. Tijdens de inleidingen werd ook speciaal de aandacht gevestigd op het "World Bank Model" voor Pavement Managent Sytems. Het relevante criterium hierbij is het "Net Economie Benefit". De achterliggende gedachte is dat bij een gegeven staatsbudget geld besteed aan onderhoud van een weg ten koste gaat van geld benodigd voor transportvoorzieningen. "A Systematic Knowledge-Based Approach to the Structural Analysis of Pavements" M.S. Snaith and H.T. Evdorides; Univ.of Birmingham; U.K. De paper werd gepresenteerd door mr. Kerali. Op zich een goed verhaal m.b.t. de implicaties van een expert systeem, doch onduidelijk bleet hoe de (structurele) restlevensduur van een weg werd bepaal. Alleen op grond van FWD deflectiemetingen ?? "An Alternative Approach to Bearing Capacity: Dynamic Investigation" P. Lepert, J.M. Simonin and D. Meignen; LCPC De paper beschrijft de toepassingsmogelijkheden van een 'multi-functioneel' meetinstrument: COLIBRI. Het basis principe is de "hamertje tik methode". Volgens de auteurs kunnen meerdere facetten zoals krimpscheuren in gebonden funderingslagen en hechtings-problemen in situ worden beoordeeld. Ook dispersiecurven van de Rayfeigh golven kunnen worden geregistreerd (bepaling Smix). Voor de afdeling WXI lijkt het mij zinnig dat de meetmogelijkheden van dit instrument worden bestudeerd. "Backcalculation of Material Properties Based on Nonlinear Material Behavior", D.R. Alexander and W.R. Barker; Unit.Stat.Arm.Waterw. Exp.Station. Voor de onderzoekers betrokken bij dit onderwerp (WXO/WXE) een aanrader om te bestuderen. Hoewel het aantal parameters behoorlijk toe neemt is dit m.i. een mogelijk goede aanpak van de niet-lineariteits problemen bij 'backcalculation'. In ieder geval wordt de statische 'burden spanning meegenomen (eigen gewicht van de verhardingslagen).
TW-V-94.186
"Backcalculation Procedure for Three-Layered Concrete Pavements" A.M. loannides en L. Khazanovich; Univ. of Illinois Bij vliegveldverhardingen (en ook betonwegen) wordt meestal niet het lineair elastiscne meerlagen model gehanteerd (BISAR) doch de (dunne) platen theorie in combinatie met een WinkTer (Westergaard model), een Pasternak/Vlassov of een Kerr fundering (voordelen: hoek en randbelastingen zijn relatief eenvoudig te berekenen). Vanuit dit oogpunt is het zeker een interessant artikel. Opmerkelijk is dat er ook een laagequivalentie methode wordt toegepast. "Theoretical Analysis of Falling Weight Deflectometre Measurements and Their Interpretation", E. Straube, H. Hürtgen en H. Beckedahl; Wuppertal; Duitsland. Sinds enige tijd begeeft Duitsland zich ook op het pad van de toepassing van het Valgewicnt. Het heeft even geduurd doch nu worden de "basis" problemen van de interpretatie (statisch rekenen terwijl de belasting een impuls is) met 'Deutsch Grundlichkeit' bestudeerd. Vanuit dit oogpunt zeker een aanrader om te bestuderen. De eerste resultaten zijn echter niet schokkend met betrekking tot de verwaarlozingen die wij in de DWW methodiek toepassen. "Spatial Variability of Falling Weight Deflectometer Data, A Geostatistical Analysis", M. Kestler, M. Harr, R.L Berg en D.M. Johnson; CRREL Een erg interessant verhaal om de 'betrouwbaarheid' van de VGD metingen te verhogen ('continue' patroon door een soort 'Kriging' methode). Het procédé wordt volgens mij ook toegepast bij 'hoogte' kaarten en grondwaterstanden. De moeite waard om te bestuderen. Een mogelijke toepassing kan zijn: het reduceren van VGD metingen zonder verlies aan betrouwbaarheid over de (momentane) toestand van een wegvak cq wegnet. "Pavement Modelling Based on Measured In-Depth Deflection Data" H. Jansson en LG. Wiman; VTI Op zich een goed verhaal over de uitgevoerde metingen. Aangezien de deflecties in de diepte met verschillende sensoren werden gemeten, die achter elkaar in een rechte lijn lagen, heb ik enige bedenkingen t.a.v. de metingen zelf (VGD deflectie is cfe verticale component van de 'lopende' Rayleigh golf). Navraag bij de presentator Wiman van de paper leerde dat zij hier niet aangedacht hadden. Persoonlijk heb ik de indruk dat de verstoring gering is door de aanwezigheid van de sensoren in het verhardingslichaam. Voor de vergelijking met berekende deflecties werd het ILLI-PAVE non-lineaire programma gebruikt. M.i. is dit verhaal een aanrader voor de VGD onderzoeker. Het project maakt onderdeel uit van een joint programma tussen Noorwegen en Zweden. De in dit project verrichte FWD metingen zijn ook gebruikt voor de paper "Backcalculation of indepth deflection measurements with linear theory and stress dependent material moduli"
TW-V-94.186
"Development of FWD With Water-Bag Loading Plate and Linear Encoder Sensor", A. Kasushi, T. Kukuhara, T Ishida en K. Kwawamura; Japan Bij de backcalculation van VGD data vormt de centrum deflectie een belangrijke parameter aangezien deze het meest door de bovenste verhardingslagen beïnvloed wordt. Deze deffectie is echter ook, in tegenstelling met de deflecties buiten de lastplaat, sterk afhankelijk van de spanningsverdeling onder de lastplaat. In de 'normale' terugrekeningsprocedures wordt een homogene spanningsverdeling aangehouden ('slappe' plaat). Metingen in de praktijk wijzen echter uit dat dit vaak niet het geval is. In Japan wordt nu een eigen FWD ontwikkeld. Een zeer elegante oplossing voor dit probleem is de door hun toegepaste 'water zak/kussen' als last plaat; de kracht impuls uitgeoefend door het valgewicht op de rubber buffers uit zich dan als een alzijdige druk in de water zak waardoor men verzekerd is van een homogene lastspreiding over de last plaat. De duurzaamheid van de zak is in de praktijk echter nog een probleem (2000 klappen). Een andere ontwikkeling is het gebruik van een speciale LVDT als deflectie opnemer. Dit vereist wel een speciaal meetframe om steunpuntscorrecties te vermijden. "New Temperature Correction Procedure for FWD Deflections of Flexible Pavements", Y.R. Kim, Y-C. Lee, B.O. Hibbs; North Carolina State Univ. Een goed uitgevoerd project om een temperatuur correctie procedure te verkrijgen. Het blijkt dat de AASHTO procedure faalt voor dikkere verhardingslagen. M.i. een verhaal om door WXO te bestuderen voor mogelijke toepassingen in onze meetprocedures. "Visco-Elasto-Plastic Behaviour of a Rolled Asphalt Mixture Under Repeated Loading and the Effects of Temperature", P.J. Wright en L. zheng; South Bank Univ.;U.K. Een prima verhaal over het visco-elasto-plastische gedrag van asphalt. Voor de computerberekeningen wordt uiteraard een FEM model gebruikt vanwege de plastische component ('slider'). Deze onderzoekers behoren tot de weinigen die het m.i. fundamentele onderscheid maken tussen visceuze deformatie en plastische deformatie. Beide deformaties zijn irreversibel (permanent) doch er is een verschil. Een visceuze deformatie gaat door zolang er een spanning aanwezig is (eventueel met een threshold spanning); er is een lineair verband tussen de deformatie snelheid en de optredende spanning. Een plastische deformatie begint start in het algemeen na het overschrijden van een zeker spanningsniveau (en heeft in principe geen limiet nog verband met de spanning). Echter door de optredende vervormingen kan er een spanningsherverdeling optreden waardoor de spanning beneden de aanslagwaarde daalt (dit kan een nieuwe drempel zijn die bepaald wordt door de opgetreden deformaties). Tijdens de uitgevoerde metingen is geconstateerd dat bij hogere temperaturen de plastische component drastisch toeneemt. Dit is in overeenstemming met de praktijk wwarbij de spoorvorming in hoge mate veroorzaakt wordt door de paar weinige dagen met
TW-V-94.186
hoge asfalt temperaturen. Dit verhaal is m.i. uitermate interessant voor de afdeling MAOB. "Automatic Fitting of Models From Surface Deformability Measurements" J.M. Simonin en R. Kobish; LCPC Interessant verhaal uit het oogpunt van interpolatietechnieken doch gericht op de LaCroix Deflectie metingen. Bijlagen: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Programma Deelnemerslijst Brochures over CRREL (5X) Brochures MTS (o.a. vermoeiingsbank) (2X) Brochures vocht en dichtheidsmetingen (Trase systems) Brochure Braun Intertec (Consultants ook actief op milieu gebied) Map over het Minnesato Road Project.
