Modelleren van asfalt verdichting met de discrete elementen methode en laboratorium onderzoek

Abstract

Asfalt is een belangrijk verhardingsmateriaal. Naast een acceptabele prijs, zijn duurzaamheid, stroefheid en voldoende weerstand tegen veroudering en verkeersbelastingen belangrijke aspecten. Een goede conditie van de asfaltverharding is noodzakelijk voor veilig gebruik van de mogelijkheden voor verkeer en vervoer binnen onze maatschappij. Het verdichtingsproces is hierin erg belangrijk, want dit bepaald de uiteindelijke kwaliteit van de verharding bij gebruik van het asfalt. Tijdens het verdichtingsproces wordt het aggregaat in het asfalt dichter op en in elkaar gedrukt en lucht verdreven uit het asfalt. Het verdichten is hoofdzakelijk gebaseerd op ervaringskennis (een vakmanschap), men weet welk resultaat bij benadering mag worden verwacht als onder vergelijkbare omstandigheden met vergelijkbare mengsels wordt gewerkt. Echter als er buiten het ervaringsgebied gewerkt moet worden, zoals bij het intreden van nieuwe mengsels, is het te verwachten resultaat onzeker. Numerieke modellen zouden hier meer inzicht kunnen bieden. Het blijkt echter lastig om een complex materiaal als asfalt te modelleren, huidige gedetailleerde, realistische modellen zijn vaak complex en worden op een kleine schaal, of slechts tweedimensionaal toegepast. In deze studie is een eenvoudig driedimensionaal model opgesteld, gebaseerd op de discrete elementen methode, waarmee door het aanbrengen van een eenassige belasting verdichting is nagebootst. Het gedrag van het asfalt wordt voorgeschreven door het gebruikte contactmodel (in DEM), opgetreden vervormingen blijken goed overeen te komen met laboratorium proeven waar eveneens eenassige verdichting is nagebootst. Zodat relevante contactmodel parameters gelinkt kunnen worden aan de fysische aspecten van het asfalt. In de bijdrage beschrijven we beknopt het model, de uitgevoerde simulaties en vergelijking van numerieke resultaten met laboratorium teste