Een wiskundig model berekent na hoeveel tijd en bij welke belasting er scheuren in een wegdek gaan optreden.

Half Nederland ligt vol met asfalt. Handig als je met de auto van Zwolle naar Zierikzee wilt. Jammer alleen dat wegen slijten en net in reparatie zijn als jij eroverheen had willen rijden. Een civiel-ingenieur aan de TU Delft doet onderzoek naar slijtage van asfalt en promoveert binnenkort op een model dat berekent hoeveel belasting en vervorming asfalt kan hebben voordat het scheurt.

Asfalt is een mengsel van zand, grind of steenslag, fijn stof en bitumen – een product dat overblijft na destillatie van ruwe aardolie. De verhouding tussen de bestanddelen bepaalt welke soort asfalt het is, bijvoorbeeld zoab of steenslagasfaltbeton (zie N&T, juli 1997, pag. 78).

‘Ik wil uiteindelijk een mooie ribeye-steak maken’
LEES OOK

‘Ik wil uiteindelijk een mooie ribeye-steak maken’

Tien jaar geleden presenteerde Mark Post de eerste in het lab gemaakte hamburger. Wanneer kunnen wij daar onze tanden in zetten?

Belasting van de wegen door auto- en vooral vrachtverkeer zorgt voor slijtage van het wegoppervlak. Er kunnen scheuren of gaten in het wegdek vallen, of er kan spoorvorming optreden. Reparatie van deze mankementen is een duur en overlast veroorzakend karwei. De TU Delft wil door onderzoek naar oorzaken van slijtage uiteindelijk een betere samenstelling van het asfalt kunnen ontwerpen, zodat onderhoud van de wegen minder vaak noodzakelijk is.

De promovenda deed experimenten met uitzetting en samenpersing van asfalt bij verschillende temperaturen en drukbelastingen. Tijdens de experimenten registreerde zij zowel de uitgeoefende kracht op het asfalt als de vervorming die daardoor optrad. De resultaten van deze experimenten voerde ze in in een wiskundig programma dat de krachten en vervormingen in het asfalt aan elkaar relateert.

Dat het resulterende model werkt, kan de Delftse ook bewijzen: uit haar berekeningen volgt dat schade bij dunne wegen aan de onderkant begint, terwijl dikkere wegen – zoals Rijkswegen – eerder aan het oppervlak beginnen te scheuren. Dit effect is inderdaad in praktijk waargenomen.

Sonja Jacobs