Datagedreven aanpak maakt wegonderhoud efficiënter en duurzamer

Bij asfalt denken de meeste mensen in eerste instantie vooral aan de zichtbare deklaag, die in ons land voor circa 90% bestaat uit ZOAB, ‘zeer open asfalt beton’. Voor die deklaag is de planning van het onderhoud al goed georganiseerd. Maar ook de onderliggende lagen, 25 tot 50  centimeter dik, degraderen langzaam maar zeker. “De draagkracht van die dieper gelegen lagen wordt langzaam minder als gevolg van continue verkeersbelasting”, vertelt Greet Leegwater, researcher road materials bij TNO. “Verkeer, en met name zwaar vrachtverkeer, zorgt voor trekspanningen onder in de constructie. Naar verloop van tijd bezwijkt de constructie door vermoeiing. Bij grote schade is herstel achteraf vele malen kostbaarder dan een relatief kleine preventieve ingreep, dus tijdige detectie is erg belangrijk.”

‘Tot 30 jaar vooruitkijken’

Een restlevensduurmodel voor de draagkracht van de circa 5.500 kilometer aan rijkswegen bestond nog niet. “Wat deze nieuwe datagedreven aanpak in combinatie met het model toevoegt, is dat we voortaan voor elke 100 meter weg tot 30 jaar vooruit kunnen kijken naar de degradatie en het verwachte onderhoud”, legt Leegwater uit. “Met dat inzicht kun je vervolgens onderhoud nauwkeurig plannen en financieel organiseren.”

Dat inzicht ontstaat door verschillende soorten informatie te combineren. “We vroegen ons af: wat als je nou de draagkracht van de dieper gelegen asfaltlagen meet, en die data met behulp van een schademodel combineert met de verwachte verkeersbelasting voor de komende jaren?” Lussen op veel plekken in onze wegen registreren al hoeveel voertuigen passeren en hoe lang ze zijn. Zo kan een inschatting worden gemaakt van het aantal personen- en vrachtauto’s op een traject. Daarnaast gebruiken de onderzoekers zogeheten ‘Weigh-in- motion’ (WIM) data, die aangeven hoe zwaar het verkeer is. Door weegpuntdata met lusdata te combineren ontstaat een vrij accurate schatting van de belasting. Voor de toekomst wordt vervolgens rekening gehouden met verkeersgroei, vooral van het vrachtverkeer.

Twee jaar lang meten

De belasting op het asfalt kan goed ingeschat worden en is beschikbaar. Maar hoe meet je de conditie van de asfaltlagen? “Hiervoor is data nodig over de draagkracht”, legt Leegwater uit. Voor ongeveer een derde van de wegen was die data er al door eerder toestandsonderzoek: bleef er nog zo’n 3.500 kilometer over om in kaart te brengen. Een tijdrovend proces dat twee jaar in beslag nam.” Speciale meetapparatuur laat om de 50 meter een gewicht op het asfalt vallen. Door de vervorming van de weg op verschillende afstanden van het gewicht te meten, kan de huidige conditie van de verharding worden bepaald. Al die metingen zijn vervolgens met post-processing geanalyseerd, om foutieve metingen eruit te filteren. In deze slag is ook gekeken naar efficiency van onderhoud. “Vaak is het namelijk voordeliger om ook naastgelegen stukken die iets later aan de beurt zijn voor onderhoud gelijk mee te nemen. Daarnaast hoeft de weg slechts éénmaal te worden afgesloten, waardoor hinder beperkt wordt.”

Hoe klimaatbestendig zijn onze wegen?

Een van de doelstellingen van de datagedreven aanpak was ook om naar klimaatbestendigheid van ons wegennet te kijken. “Daarom hebben we ook gelijk onderzocht of we bij het onderhoud ook aanvullende maatregelen moeten meenemen, rekening houdend met intense neerslag, hitte en droogte. Heeft de weg voldoende dwarshelling om water af te voeren? Zijn bermen laag genoeg tegen plasvorming? En hoe zit het met spoorvorming bij extreme hitte? Dat hebben we nu overal in kaart gebracht. Conclusie is dat we het al behoorlijk goed voor elkaar hebben. Waar dat nog niet zo is, adviseren we aanvullende maatregelen die gelijktijdig met het draagkrachtonderhoud kunnen worden uitgevoerd met beperkte meerkosten, zodat we ook een klimaatbestendig  netwerk hebben. Met dit project is het feit dat we dit hebben geborgd, ook goed  gedocumenteerd.”

Wegen versterken voor truck platooning

Een zekerheid bij voorspellingen is dat er ook onzekerheden zijn voor de toekomst. Leegwater: “We weten bijvoorbeeld nog niet wat de gevolgen zullen zijn van truck platooning voor de levensduur van de verharding. Doordat meerdere vrachtauto’s dicht achter elkaar rijden, veranderen intervaltijden tussen aslasten. Ook worden misschien andere typen vrachtauto’s gebruikt. In dit geval kan het inzicht in de restlevensduur bijdragen aan het maken van strategische keuzes. Bijvoorbeeld door wegen met veel draagkrachtreserve aan te wijzen waar deze nieuwe truckformaties met beperkte risico’s kunnen worden toegelaten.”

Verder heeft Greet Leegwater met haar team voor de toekomst twee belangrijke wensen. “Het is belangrijk dat we sneller en goedkoper de draagkracht kunnen meten, bijvoorbeeld met speciale meetvoertuigen die dit rijdend tussen het gewone verkeer kunnen meten. Op deze manier kunnen de draagkrachtmetingen in 2 à 3 weken worden uitgevoerd in plaats van 2 jaar. Zo kunnen we de draagkracht standaard elke 5 jaar in kaart brengen. Daarnaast willen we naast draagkracht ook graag laagdiktes van het bestaande asfalt kunnen meten, zodat we nauwkeuriger kunnen berekenen hoe de gemeten draagkracht tot stand komt.” Ook wordt er nagedacht over andere type weegpunten die meer informatie bieden, en over het integreren van onderhoud van bruggen.”

Intensieve samenwerking

De datagedreven aanpak wegbeheer is door IenW, Rijkswaterstaat en TNO als gezamenlijk project opgepakt binnen het Afsprakenkader. Dat heeft tot een intensievere samenwerking tussen de drie partners geleid, constateert Greet Leegwater. “Vragen die tot nu toe op de plank lagen bij Rijkswaterstaat, zijn nu ingebracht in het project. Doordat je allebei binnen je organisatie een netwerk hebt van kennis, kun je sneller expertise aan elkaar koppelen en zo elkaars kennis beter benutten. Ook heeft het ons een beter inzicht gegeven in de problematiek van onze partners, waardoor we niet alleen puur ‘technology driven’ opereren, maar ook meer vraaggestuurd.”

Tot slot, gevraagd naar de belangrijkste eye-opener van dit project, antwoordt Leegwater: “Dat er hele nieuwe, nuttige inzichten ontstaan als je verschillende data slim met elkaar combineert en op een heldere manier presenteert, zoals in een kaart. Die inzichten inspireren vervolgens weer anderen om nieuwe vragen te stellen, die tot nog weer betere inzichten leiden. Daarom is deze samenwerking met IenW en Rijkswaterstaat ook zo waardevol.”