Sensoren verbeteren aanleg van wegen

Hoe kun je het leggen van asfalt data-gestuurd maken om de aanleg te optimaliseren en voorspellingen te doen over de levensduur? Een nieuw-aangelegde weg op de campus van de Universiteit Twente krijgt ingebouwde glasvezel sensoren voor metingen tijdens de aanleg en het gebruik van de weg. Het is een Living Smart Campus project geleid door Seirgei Miller van de faculteit Engineering Technology.

De proef op de campus maakt deel uit van een groter project, waaraan vrijwel alle grote wegenbouwers deelnemen, voor professionalisering van de sector. Het heet Asphalt Paving Research & Innovation (ASPARi) en wordt geleid door prof.dr.ir. André Dorée, dr. Seirgei Miller en dr. Farid Vahdatikhaki van Construction Management & Engineering.

Data

“Asfalt leggen is een proces met nog veel impliciete kennis, die aanwezig is bij ‘de ploeg’ die aan de weg werkt”, legt Seirgei Miller uit. “Door meteen data te verzamelen, kunnen we het proces in realtime aanpassen en nieuwe instructies geven aan de wegwerkers. En we kunnen deze data koppelen aan het gedrag van de weg op langere termijn.” Dat doen de onderzoekers met een reden: de wegbeheerders stellen steeds hogere eisen. Waar vroeger nog wel eens een garantieperiode van drie tot vijf jaar werd gehanteerd, is dat nu eerder zeven tot tien jaar. Miller heeft daarom, samen met zijn studenten, al heel veel gemeten tijdens het leggen van het asfalt. Bijvoorbeeld door een combinatie van hoge-resolutie GPS, camera’s en infrarood scanners in te zetten. “We weten wel veel over asfaltproducten, in het lab kunnen we optimale mengsels samenstellen. Maar de condities tijdens het leggen kunnen doorslaggevend zijn voor bijvoorbeeld de vorstbestendigheid. Ook kunnen op dat moment al spanningen ontstaan die tot snellere slijtage leiden.”

Meten is weten

De vernieuwing van enkele wegen op de UT-campus, was aanleiding om te kijken of ook sensoren ín het asfalt zijn te plaatsen. Die gaan meteen meten zodra de laatste laag erop komt, en blijven ook meten als de weg eenmaal belast wordt. “De campus is een mooie omgeving om dit uit te testen. Opdrachtgevers zijn, normaal gesproken, terughoudend in het plaatsen van dit soort meetapparatuur in hun asfaltlagen. Wij hebben wel meetlocaties in de regio, maar dat zijn RFID sensoren die je ter plekke moet uitlezen. Dat is omslachtig, en bij druk verkeer niet zo veilig. Dankzij Living Smart Campus kunnen we in deze wegen wél fiber optics en RFID sensoren aanbrengen.”

De fiber optics sensoren die in de weg zijn aangebracht, kunnen continu op afstand worden uitgelezen. Ze zijn bestand tegen hoge temperaturen en kunnen de temperatuur van het asfalt tijdens vorst-dooi cyclussen, en bijvoorbeeld de doorbuiging bij belasting, meten. De temperatuur van de asfalt laag worden ook met een aantal RFID sensoren gemonitord en vergeleken met de fiber optic data. 

Al tijdens het leggen hebben de nieuwe sensoren een schat aan informatie opgeleverd. Nu is het spannend om te zien hoe de weg zich de komende jaren gedraagt, en of dit gedrag is te herleiden tot de condities tijdens de aanleg. De UT-campus is hiervoor een mooie proef-omgeving, ASPARi gaat de komende jaren volgens Miller dan ook mooie onderzoeksprojecten opleveren voor studenten.

Bron: Universiteit Twente