Levensduurmodel waterbouwasfaltbeton : benutten van historische boorkerngegevens voor ontwerp en levensduurvoorspelling van waterbouwasfaltbeton

In samenwerking met meerdere (markt)partijen is onderzoek gedaan naar de mogelijkheden om grip te krijgen op de afname van de sterkte van waterbouw asfaltbeton (WAB) gedurende de levensduur. WAB veroudert met verloop van decennia. De sterkte gaat achteruit, het gaat scheuren, het wordt brosser. Kennis voor keringen droeg met dit onderzoek bij aan het project Klimaatneutraal Circulair Waterbouwasfaltbeton (KCW). Dit project beoogt onderbouwd vertrouwen te genereren in de toepassing van warm geproduceerd waterbouwasfaltbeton met een percentage gerecycled asfalt als dijkbekleding.

Als eerste actie is een nieuwe landelijke database opgezet en gevuld met data verkregen uit WAB boorkernen. Deze database is beschikbaar en opvraagbaar via de expertgroep asfaltbekledingen.

Vervolgens is een analyse uitgevoerd op deze data om te komen tot een aanpak voor het bepalen van de (rest)levensduur in ontwerp en beoordeling, onderbouwd vanuit data én materiaalkundige kennis. Op basis hiervan is een conceptueel model voor veroudering opgesteld.
Het holle ruimtepercentage is een bekende indicator voor verouderingsgevoeligheid doch wordt ook gekenmerkt een grote variabiliteit. Een verwachtte correlatie van de aanlegperiode en ductiliteit van de bekleding met de in leeftijd afnemende buigtreksterkte kon niet worden aangetoond. Eventuele trends worden mogelijk veroorzaakt door het feit dat we van nieuwe bekledingen vooral data hebben bij een lage leeftijd, en oude bekledingen met een hoge leeftijd. De beperkte sampling van boorkernen in een vak geeft al veel onzekerheid in de voorspelling van de gemiddelde trend. De onzekerheid neemt nog toe als we kijken naar de verandering in 5% buigtreksterkte, die we gebruiken in het sterktemodel. Uit de analyse bleek dat de beschikbare data niet geschikt is om de verandering in de karakteristieke waarde van de buigtreksterkte tijdens de levensduur te voorspellen.

Voor een afname in de gemiddelde buigtreksterkte zijn twee redeneerlijnen uitgewerkt:
A. redeneerlijn A gaat uit van verouderingsdata van individuele dijkvakken met meerdere meetmomenten. Gemiddeld is de verandering in buigtreksterkte ongeveer -1% per jaar, maar per dijkvak kan dit variëren (van orde -8 tot +2% per jaar voor de beschouwde projecten). De significantie van de onzekerheid pleit voor het fors verhogen van het aantal boorkernen, omdat elk levensduurmodel op basis van data verkregen op specifieke dijkvakken door samplingonzekerheden zeer onzekere resultaten zal geven.
B. Binnen redeneerlijn B is de volledige landelijke database als verouderingsdata geïnterpreteerd. Deze geeft ongeveer dezelfde gemiddelde veroudering (~0.9%/jaar) over alle aanwezige asfaltbekledingen, maar karakteriseert ook de bijdrage van verschillende onzekerheden.

In lijn met beide redeneerlijnen wordt afgeraden nieuwe bekledingen functioneel te specificeren. Aanbevolen te focussen op het stellen van concrete eisen aan asfalteigenschappen die de levensduur positief beïnvloeden. Aanbevolen wordt om op basis van de uitgewerkte redeneerlijnen toe te werken naar een praktische werkwijze, waarbij andere meetmethoden zoals VGD metingen ook worden beschouwd. Daarnaast wordt aanbevolen om het nut van het bepalen van de faalkans op basis van voorspellingen van de buigtreksterkte nader te evalueren.