Onderzoeksgroep

Energie en Materialen in Infrastructuur en Gebouwen (EMIB)

Expertise

Expertise in bitumenrheologie, recycling van asfalt en innovatieve technologieën in het kader van duurzame asfaltverhardingen, inclusief structureel ontwerp van asfaltwegen.

Open innovatie netwerk voor het havengebied door middel van efficiënte en emissie-reducerende oplossingen (PIONEERS). 01/10/2021 - 30/09/2026

Abstract

PIONEERS verenigt vier havens met verschillende kenmerken maar met gedeelde engagementen om te voldoen aan de Green Deal-doelstellingen en de sociaaleconomische doelstellingen van Blue Growth. We gaan,onder de noemer van Europese haven, de uitdaging aan om de BKG-uitstoot te verminderen en tegelijk concurrerend te blijven. Om deze ambities waar te maken, zullen de havens van Antwerpen, Barcelona, Venlo en Constanta demonstraties van groene haveninnovatie uitvoeren op vier belangrijke pijlers: schone energieproductie en -voorziening, duurzaam havenontwerp, modal shift en optimalisering van stromen en digitale transformatie. De acties omvatten: opwekking van hernieuwbare energie en invoering van elektrische, waterstof- en methanolvoertuigen; renovatie van gebouwen en verwarmingsnetwerken met het oog op energie-efficiëntie en invoering van een circulaire economie bij infrastructuurwerken; samen met de invoering van digitale platforms (met gebruikmaking van AI- en 5G-technologieën) om de modal shift van passagiers en vracht te bevorderen, te zorgen voor geoptimaliseerde bewegingen en toewijzingen van voertuigen, schepen en containers, en automatisering van voertuigen te vergemakkelijken. Deze demonstraties vormen geïntegreerde pakketten die zijn afgestemd op andere gerelateerde activiteiten van de havens en hun naburige stadsgemeenschappen. Door een open innovatienetwerk voor uitwisseling te vormen, zullen de havens, technologie- en ondersteuningspartners de projectfasen van innovatiedemonstratie, -schaalvergroting en -overdraagbaarheid doorlopen. Diverse geselecteerde innovatie- en overdrachtsprocessen zullen betrekking hebben op de evaluatie van technologieën en de ontwikkeling van business cases voor exploitatie, alsook op het creëren van institutionele, regelgevende en financiële kaders zodat groene havens kunnen uitgroeien van technische innovatiepilots tot wijdverspreide oplossingen. Deze processen zullen parallel met de ontwikkeling en verfijning van masterplannen worden uitgevoerd en informatie opleveren voor een globaal masterplan en een stappenplan voor de energietransitie in de PIONEERS-havens, alsook een handboek dat als leidraad kan dienen voor de planning en implementatie van groene havens voor verschillende soorten havens in Europa.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Duurzaamheidsbeoordeling van wegen met asfaltgranulaat - Beslissingsondersteuning op basis van levenscyclusanalyse & levenscycluskostenanalyse tijdens het ontwerp van wegen. 01/11/2020 - 31/10/2022

Abstract

Wanneer men asfaltgranulaat (AG) recycleert in nieuwe wegen zorgt dit voor een circulaire aanpak en een verhoging van de duurzaamheid. Algemeen zijn er drie toepassingen voor het hergebruik van AG: asfalt mengsels, cementgebonden mengsels en ongebonden mengsels. Het keuzeproces hieromtrent is momenteel echter niet geoptimaliseerd. Recent laboratoriumonderzoek toont tevens aan dat de toevoeging van AG aan nieuwe structuren geen negatieve invloed heeft op de mechanische eigenschappen zolang men het mengsel en/of de structuur optimaliseert. Het is echter belangrijk om op te merken dat deze optimalisaties een groot effect kunnen hebben op de economische en milieu-impact van onze wegen. Daarom is het belangrijk om deze effecten in een vroeg stadium te onderzoeken zodat de meest duurzame oplossing gekozen kan worden. Dit onderzoek zal de analyse van de economische en milieu-impact bij het hergebruik van AG in nieuwe wegen implementeren in het wegontwerp. Het zal hiervoor gebruik maken van levenscyclusanalyse (LCA) en levenscycluskostenanalyse (LCCA). In het eerste deel zal men zich richten op het recyclage potentieel. Hierbij focust men zich op het recyclageproces en de waarde van het AG als grondstof voor nieuwe toepassingen. Vervolgens zal men het AG in een nieuwe cyclus brengen en bekijkt men de invloed op gehele levensduur van wegen. Als laatste zal men de LCA en LCCA combineren en een optimalisatieproces ontwerpen waardoor men telkens de meest duurzame materiaalstroom bekomt.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Duurzame funderingen door in situ recycling met schuimbitumentechnologie. 01/11/2020 - 30/10/2022

Abstract

In Vlaanderen wordt meer en meer aandacht besteed aan duurzame wegstructuren. Voorlopig wordt de aandacht veelal gevestigd op de verhardingen. Doch, de komende decennia zullen ook ter plaatse van bestaande wegen de funderingen en onderfunderingen moeten vernieuwd worden. Alleen dit zal ons toelaten onze weginfrastructuur, die van primair economisch en maatschappelijk belang is, te bestendigen voor de volgende generaties. In het buitenland zien we meer en meer innovatief materiaalgebruik voor funderingen: nieuwe materiaalvormen (bijv. geopolymeren) en productietechnologieën (bijv. emulsies, schuimbitumen). In dit project wordt één van de veelbelovende innovatieve technologieën ingezet: in situ recycling van asfaltverhardingen tot gebonden funderingen. Met deze technologie wordt het bestaande asfalt al dan niet geheel afgefreesd, eventueel met een deel van de fundering en ter plaatse bewerkt met schuimbitumen en een hydraulisch bindmiddel. Vervolgens wordt dit mengsel verdicht tot een nieuwe funderingslaag. Bovendien worden twee alternatieve bindmiddelen in een vergelijkende labostudie mee opgenomen: geopolymeer ter vervanging van cement en emulsies ter vervanging van het schuimbitumen. Beide materialen worden heden onderzocht door UAntwerpen op hun toepasbaarheid in funderingen, in samenwerking met Odisee Hogeschool. De schuimtechniek bestaat al meer dan twintig jaar in het buitenland, doch krijgt geen vaste voet op Vlaamse bodem omwille van de hoge investering, tal van onbekende factoren voor materiaalselectie, rentabiliteit, know-how en geen echte productbeschrijvingen voor kwaliteit ter beschikking. Hierdoor wordt het potentieel van in situ recycling van bestaande funderingen sterk onderbenut. Verder wordt er momenteel ca. 40% van het vrijkomend asfaltgranulaat (600.000 ton) gebruikt als ongebonden steen als ophoging, of in gebonden toestand met cement, terwijl in combinatie met het schuimbitumen het kostbare bitumen van het asfaltgranulaat toch benut wordt, hetgeen wellicht voor een LCA en LCC de voorkeur zou genieten. Gezien de aanleg van funderingen veelal voor openbare werken gebeurt, acht de sector het noodzakelijk om deze innovatieve stap af toetsen voor de Vlaamse wegenbouw via een Tetraproject.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

CRUMBit Phase 2. 01/09/2020 - 31/08/2023

Abstract

Het voornaamste doel van dit onderzoek is om na te gaan wat de barrières zijn die het gebruik van gerecycleerd bandenrubber in Belgische asfaltwegdekken verhinderen en om vervolgens marktklare oplossingen te ontwikkelen die aan de wegbeheerders kunnen voorgelegd worden. De voornaamste verwachte resultaten binnen de tweede fase van dit project zijn de volgende: opschaling van het rubber gemodificeerd bitumen naar asfalttoepassingen, uitlogingsproeven, analyse van de recycleerbaarheid en een LCA/LCC studie van rubber gemodificeerd asfalt. Het laatste werkpakket omvat de nodige vervolgstappen om het eindproduct in één of meerdere proefvakken aan te leggen en uiteindelijk goedgekeurd te krijgen voor de Belgische markt.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

High-end elektronen paramagnetische resonantie instrumentatie voor katalyse en materialenkarakterisatie. 01/05/2020 - 30/04/2024

Abstract

Elektronen paramagnetische resonantie (EPR) biedt een uniek instrument voor de karakterisatie van paramagnetische systemen in biologische en synthetische materialen. EPR wordt gebruikt in diverse onderzoeksgebieden, zoals biologie, chemie, fysica, geneeskunde en materiaalwetenschappen. Het is een verzamelnaam voor verschillende technieken, waarbij de gepulste EPR methoden de veelzijdigste zijn en gedetailleerde informatie kunnen geven. De UAntwerpen heeft een gepulste en hoog-veld EPR-faciliteit die uniek is in België. De basis continue-golf EPR instrumentatie is echter dringend aan een upgrade toe. Verder werd recent een nieuw tijdperk in EPR spectroscopie ingeluid dankzij de technische ontwikkeling van AWGs (arbitrary waveform generators) met een kloksnelheid hoger dan een gigahertz. Deze AWGs laten nieuwe experimenten met specifieke pulsvormen toe waardoor veel gedetailleerdere informatie over de bestudeerde systemen kan bekomen worden. Bovendien verhoogt het de gevoeligheid en spectrale breedte van de EPR methoden enorm. Dit is belangrijk voor de studie van nanogestructureerde materialen en voor de detectie van actieve sites die transiënt gevormd worden tijdens katalyse, device-werking of reacties in biologische cellen, onderwerpen die van groot belang zijn voor het aanvragende consortium. De aangevraagde uitbreiding van de EPR faciliteit is essentieel om er voor te zorgen dat EPR aan de UAntwerpen in het voorveld blijft van dit heel snel veranderend onderzoeksgebied.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Duurzaamheidsonderzoek van het complexe hechtingsmechanisme tussen alkali-geactiveerde materialen en asfaltgranulaat. 15/07/2020 - 14/07/2021

Abstract

CEFET-MG (Brazilië) en UAntwerpen zijn een joint Phd gestart om het gebruik van geopolymeren en AG (Asfaltgranulaat) als alternatief voor cement-gebonden funderingsmateriaal in de wegenbouw te onderzoeken. Het belangrijkste doel van dit uniek PhD-onderzoek is een diepgaand onderzoek naar de bindingsparameters van een beton geproduceerd met "Alkali Activated" bindmiddel en AG als vervanging voor natuurlijke aggregaten. Dit mengsel moet een aanvaardbare sterkte, duurzaamheid en lage milieubelasting inhouden om te worden gebruikt als onderlaag/basislaag van verhardingen. Het project omvat een uitgebreid experimenteel testprogramma om verschillende geopolymeren en de binding met AG te valideren. Confocale Laserscanning Microscopie wordt gebruikt om de bindingszone in mortels te evalueren en Digital Image Correlation zal het effect van het buigmechanisme op de mengsels visualiseren. Een LCA zal het milieueffect van geopolymeren als alternatief voor cement berekenen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Fotocatalytische asfalt wegdekken voor de Haven van Antwerpen: een haalbaarheidsstudie (Port of Future). 01/03/2020 - 30/12/2021

Abstract

Asfaltverhardingen moeten bestand zijn tegen de gevolgen van het weer (d.w.z. UV-, regen- en vries-dooi cycli) en (zware) verkeersbelasting tijdens hun levensduur, met behoud van de noodzakelijke mechanische prestaties, bijv. beperkte spoorvorming, weerstand tegen vermoeidheid en waterbestendigheid, en het bieden van comfortabele en veilige rijomstandigheden wat betreft de oppervlakte-eigenschappen, rekening houdend met de slipweerstand en de textuur. Recentelijk is niet alleen onderzoek gedaan naar de mechanische prestaties of de algehele milieu-impact van asfaltverharding, maar is er ook meer aandacht besteed aan slimme verhardingen, zoals fotokatalytische verhardingen. In de meeste gevallen worden TiO2-nanodeeltjes (halfgeleidermateriaal) gebruikt als fotokatalysator voor diverse doeleinden, meestal voor de fotokatalytische afbraak van lucht- en watervervuiling, omdat het effectief, niet-toxisch, gemakkelijk verkrijgbaar en goedkoop is. Door de enorme oppervlakte van de wegverhardingen en de nabijheid van de uitlaatgassen van auto's wordt het fotokatalytisch vermogen van asfaltwegdekken als veelbelovend voor de luchtzuivering genoemd. TiO2 is in staat om onder UV-licht (slechts 3-5% van het zonnespectrum) te reageren met vervuilende gassen, zoals NOx en SO2, waardoor respectievelijk in water oplosbare nitraten en sulfaten ontstaan, die door de regen gemakkelijk van de asfaltverharding worden verwijderd. Het heeft ook het potentieel om roet, (gemorste) olie en vluchtige organische stoffen (VOS) af te breken. In dit project willen we i) de effecten van het verkeer op de fotokatalytische efficiëntie verder onderzoeken, ii) mogelijke negatieve effecten op de verkeersveiligheid bepalen (slipweerstand) en iii) een in-situ testopstelling ontwikkelen om de NOx-reductie te meten.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Aankoop van een gyrator voor asfalttabletten. 01/01/2020 - 31/12/2021

Abstract

Aangezien beide aanwezige gyratoren aan het einde van hun levensduur zijn (aankoop in 2000 en 2008), met tal van problemen qua kalibratie en uitval, wordt er in dit project een nieuwe gyrator aangekocht voor onderzoeksdoeleinden. Dit toestel is essentieel als eerste stap in asfaltonderzoek aangezien tal van gestandaardiseerde testmethoden, zoals vermoeiing en watergevoeligheid, gebruik dienen te maken van volgens de norm EN 12697-31 gecompacteerde proefstukken. Met dit toestel worden cilindrische asfaltproefstukken met een diameter van 100 of 150 mm gecompacteerd, inclusief het real-time controleren en opmeten van belangrijke onderzoeksparameters zoals het percentage holle ruimte en de schuifspanning. Verder kunnen de hoogte en schijnbare volumieke massa van het proefstuk worden gecontroleerd en weergegeven. Alle benodigde accessoires zoals mallen voor zowel standaard als op verlaagde temperatuur geproduceerde asfaltmengsels zijn voorzien in deze projectaanvraag.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

AQ²UABIT – geAvanceerde Qualitatieve en QUantitatieve oppervlakte Analyse van BITumineuze bindmiddelen door middel van laser scanning confocal microscopy. 01/01/2020 - 31/12/2021

Abstract

In dit project wordt een innovatieve methodologie ontwikkeld om met behulp van de Laser Scanning Confocaal Microscoop (LSCM) het gedrag van bitumineuze bindmiddelen en mortel onder specifieke fysieke en mechanische omstandigheden, alsook de impact van verschillende additieven, te onderzoeken. Bitumen, een oliederivaat, is een belangrijk bindmiddel dat gebruikt wordt in asfaltmengsels, dakbaanmaterialen en emulsies. Naar aanleiding van de circulaire economie visie wordt van dit materiaal een hoger recyclinggehalte en een langere levensduur verwacht in toekomstige toepassingen. Dit biedt namelijk economische en ecologische voordelen. Een LCA-studie toonde aan dat een asfaltonderlaag met 40% asfaltgranulaat, ca. 25% goedkoper is en dat de totale milieubelasting met 6% vermindert ten opzichte 0% recycling. Een langere levensduur en kwaliteit vermijden mobiliteitsproblemen en cumulatieve schade. In de meeste gevallen worden beide aspecten bewezen door mechanische tests in het laboratorium. Efficiënt gebruik van dit materiaal vereist echter steeds meer wetenschappelijk inzicht in het structureel gedrag van het bitumen. Om de huidige duurzaamheidsvisie positief bij te stellen, moeten naast de mechanische eigenschappen ook de fysisochemische aspecten in aanmerking worden genomen. In het bijzonder dient dit te gebeuren bij hogere recyclingpercentages, vezelversterking en specifieke additieven, die het zelfherstellend vermogen en de weerstand tegen vermoeidheid verbeteren. Bovendien hebben we bij de ontwikkeling van innovatieve technologieën, zoals het toevoegen van slimme vezels, en het begrijpen van het gedrag van het bitumineuze mengsel, b.v. het verouderingsmechanisme, gevalideerde fysiso-chemische modellen nodig. In dit project worden de mechanische en fysico-chemische methodes gebruikt om de eigenschappen van bitumineuze monsters (bitumen en mortel) te onderzoeken. Er wordt een nieuwe technologie geïntroduceerd en gevalideerd: de nieuwste LSCM maakt metingen over een gebied van 50 mm mogelijk met een nanometer resolutie (5 nm in de Z-richting en 10 nm in de XY-richting). Met deze technologie kan het bitumenoppervlak snel (5 s meettijd) worden gescand om aspecten zoals beestructures (wasgehalte) en bitumencoating (adhesie tussen bindmiddel en granulaat) te visualiseren. Verder worden ook het oppervlakteprofiel en de filmdikten gemeten, wat belangrijk is in de analyse van bitumenmengsels. Ten slotte wordt er door het combineren van de kwalitatieve afbeeldingen met de Digital Image Correlation (DIC)-methodologie, gedetailleerde kwantitatieve resultaten verkregen en zullen wijzigingen in het bitumineuze mengsel op nanometerschaal, b.v. tijdens het mengen of helen, bepaald kunnen worden. De LSCM technologie zal samen met mechanische tests (Dynamic Shear Rheometer, trekproeven, Fraass-buigpunt) gebruikt worden om o.a. het verouderings- en herstellingsproces, recycling en het gebruik van additieven, zoals vezels, vermalen bandenrubber en verjongers te onderzoeken. Het project is onderverdeeld in drie stappen: - de integratie en aanpassing van deze nieuwe hightech-apparatuur aan bitumenonderzoek in EMIB-bitumenlaboratorium, inclusief Matlab-software voor gegevensanalyse; - de ontwikkeling van een methodologie voor het testen van bitumineuze monsters met behulp van een LSCM met het oog op een breed inzicht van bitumenmorfologie en fysischchemische mechanismen, gerelateerd aan veroudering / herstelling, verbeterd gebruik van additieven en ter verificatie voor mechanische testen. Een open-source database van 6 binders, met de fysisch-chemische en reologische eigenschappen, zal beschikbaar worden gesteld en een afgesloten database met de speciale binders zal beschikbaar zijn voor onderzoek binnen samenwerkingsverbanden. - uitwerken van valorisatietrajecten voor het ontwerpen van nieuwe materialen in een bitumineuze matrix, zoals slimme vezels of verbeterd rubber-gemodificeerd bitumen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Geautomatiseerde inspectie van infrastructuur aan de hand van drones (AUTODRONE). 01/10/2019 - 31/12/2021

Abstract

In dit project gebruiken we drones om schade in infrastructuur te detecteren en op te volgen: windturbines, bruggen, sluizen, gebouwen, zonnepanelen, etc. Om een efficiënte vluchtplanning toe te laten voeren we een onderzoek uit naar bestaande vluchtplanningstools. Verder ontwikkelen we machine learning technieken om schade op een automatische manier te detecteren in de grote hoeveelheid beelden. Daarnaast onderzoeken we een methode om de evolutie van de schade in kaart te brengen. Er worden een 9-tal case studies uitgewerkt doorheen het project. De project is een samenwerking tussen UAntwerpen en WTC en bevat ook een gebruikersgroep van een 20-tal bedrijven (drone piloten en eigenaars van infrastructuur).

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

CRUMBit. 27/05/2019 - 30/06/2020

Abstract

Het voornaamste doel van dit onderzoek is om na te gaan wat de barrières zijn die het gebruik van gerecycleerd bandenrubber in Belgische asfaltwegdekken verhinderen en om vervolgens marktklare oplossingen te ontwikkelen die aan de wegbeheerders kunnen voorgelegd worden. De voornaamste verwachte resultaten binnen de eerste fase van dit project zijn de volgende: detectie van eventuele toxiciteit of gezondsheidsrisico's bij het gebruik van gerecycleerd bandenrubber als modificatie in bitumen (o.a. meting van de vluchtige organische componenten) en vergelijking van de mechanische en rheologische eigenschappen van bitumen gemodificeerd met gerecycleerd bandenrubber (CRmB) met commercieel verkrijgbare polymeer gemodificeerd bitumen (PmB).

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Duurzaam asfalt door het gebruik van verjongingsmiddelen (REJUVEBIT). 01/11/2018 - 31/10/2020

Abstract

Afgefreesd asfalt wordt doorgaans opnieuw in de productiecyclus van asfalt gebracht als asfaltgranulaat, voornamelijk in onderlagen. Met een gemiddeld hergebruikratio van 66% van asfaltgranulaat, is er nog een laatste stap nodig voor het optimaliseren van hergebruik en/of het verruimen van het toepassingsgebied, bijvoorbeeld gebruik in toplagen. Rejuvebit heeft tot doel het technisch, economisch en ecologisch aftoetsen van het gebruik van verjongingsmiddelen in de asfaltsector, zodat het innovatief gebruik aanleiding kan geven tot een verhoging van het recyclingpercentage van vrijkomend asfaltgranulaat. De toetsing en marktsurvey van het aanbod van verjongingsmiddelen leidt tot een ranking van potentiële verjongingsmiddelen voor de Vlaamse asfaltsector. Aan de hand van 6 demonstratieve proefvakken in Vlaanderen werd de technische impact van het gebruik van verjongingsmiddelen geëvalueerd op niveau van mengselontwerpvoorstudie, mechanische eigenschappen van de nastudie en traceerbaarheid. Deze demonstraties zijn intensief gedocumenteerd aan de hand van een schriftelijke eindrapportage en een publiek toegankelijke website. Elk proefvak werd opgedeeld in subsecties opdat naast een referentie ook varianten werden aangelegd. Hierbij werden verschillende parameters gevarieerd en geëvalueerd:type verjongingsmiddel, %asfaltgranulaat, bindmiddelcompensatie en productietemperatuur.Het project voorziet in de rapportage van de kwantificering van de milieu-impact en economische haalbaarheid voor Vlaanderen, met scenario's voor asfaltcentrales, verwerkbaarheid en levensduur, ten opzichte van een referentie, ten einde het recyclingpercentage te verhogen op sectoraal niveau en per type-mengsel. De projectresultaten werden kenbaar gemaakt via rapportages (opvraagbaar), de projectwebsite (https://www.uantwerpen.be/en/research-groups/emib/rejuvebit/) en diverse presentaties in binnen- en buitenland. Het project handelt over duurzaamheid in de zin van het technische durability (kwaliteit en levensduur) en van het maatschappelijke sustainability (financiële haalbaarheid, ecologisch profiel en sociale effecten). Als economische impact wordt verwezen naar een hogere productie van asfalt en diepgaandere innovatiestudies voor "groener asfalt", gezien de toename van de recycling (zowel hogere percentages als nieuwe toepassingen) niet zal leiden tot lagere omzet maar tot een hogere productie voor eenzelfde begroting van de opdrachtgever. In dit project wordt het direct economisch effect (voor de doelgroep) berekend voor de 6 proefvakken (kostprijsbalans met hogere recycling en verlenging levensduur). De maatschappelijke meerwaarde is terug te vinden in een betere instandhouding van de weginfrastructuur (aangetoond in dit project d.m.v. labotestresultaten en nadien door middel van het ter beschikking hebben van proefvakken) en een verlaagde ecologische voetafdruk bij een hogere productiehoeveelheid, aangetoond in dit project door middel van vergelijkende LCA-studies van de 6 proefvakken. Deze kwantificering kan nadien ingezet worden door beleidsinstanties voor verdere milieumaatregelen in deze sector, of als voorbeeld in andere sectoren. Het project werd succesvol beëindigd. Het project heeft aangetoond dat het gebruik van asfaltgranulaat in toplagen tot 40% mogelijk is en in onderlagen tot 80%, mits gebruik van een verjongingsmiddel. De proefvakken worden jaarlijks gemonitord voor verdere evaluatie. Meer info via: https://www.uantwerpen.be/en/research-groups/emib/rers/projects/highlighted/rejuvebit/

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Ontwikkeling van een nieuwe optische signaalverwerkingmethode om vervormingen in de asfaltconstructie te analyseren met behulp van Fiber Bragg technologie met het oog op het ontwerpen van een nieuw asfaltmodel. 01/07/2018 - 31/12/2019

Abstract

Dit project heeft als doel het verzamelen van en het verifiëren tot betrouwbare gegevens van vervormingen in asfaltverhardingen, met behulp van optische Bragg vezelsensoren. Deze sensoren zijn reeds geïntegreerd in een fietspad van de Universiteit Antwerpen (project CyPaTs op Campus Groenenborger). FBG is een nieuwe technologie voor het meten van deformaties in een materiaal, b.v. door externe belasting. Voor een asfaltverharding is de levensduur van de lager gelegen asfaltlagen direct gerelateerd aan deze vervormingen, belastingen en rusttijden tussen de belastingen. Tegenwoordig wordt deze levensduur alleen gemeten door middel van Falling Weight Deflection (FWD) metingen voor het primaire wegennet en elke twee jaar. Deze metingen zijn tijdrovend, duur en de weg moet voor een bepaalde tijd worden afgesloten. De FBG-technologie zou een oplossing kunnen bieden om deze vervormingen continu te meten met lagere kosten. Bovendien geeft FBG meer inzicht in de vervorming onder alle beschikbare omstandigheden (temperatuur van de weg, verschillende belastingen, rustperioden). Om de levensduur te voorspellen, moet een asfaltvervormingsmodel worden ontwikkeld, gebaseerd op een monitoringprogramma gedurende minimaal 1 jaar. Het project zal toelaten om de verouderings- en helende eigenschappen op lange termijn van de verharding te bepalen. In dit project zullen beide technologiedomeinen worden gebruikt: FBG-gegevens zullen de vervormingen in de structuur op een zodanige manier ter beschikking stellen dat de parameters van een visco-elastisch plastic asfaltmodel continu worden geoptimaliseerd. Het geïnstalleerde FBG-meetsysteem van CyPaTs zal in dit project worden gebruikt. Gegevens zullen worden verzameld door middel van een monitoringcampagne onder normale omstandigheden (klimaat) en geconditioneerde omstandigheden, gekalibreerde belastingen en rustperioden. Deze gegevens worden gebruikt voor het aanpassen van de parameters van een eenvoudig vervormingsmodel gebaseerd op de Young-modulus. De gegevens kunnen worden gebruikt bij toekomstige applicaties voor parametrische correlatie in meer complexe modellen, b.v. een visco-elastisch (Burgers) en een visco-elastisch plastisch model (Huet-Sayegh). In dit project wordt een eerste aanzet gegeven. Een uitdaging is het effect van veroudering en zelfherstelling te kunnen onderscheiden bij de metingen, b.v. toename van de weerstand tegen vervorming tijdens een rustperiode na een belastingset. In de huidige modellen wordt hiermee geen rekening gehouden en moet de verwachte levensduur geschat worden door FWD-tests uit te voeren met veel variantie in de resultaten. Bovendien wordt in de FBG-setting de veroudering continu geregistreerd. Dit geeft inzicht in het verouderingsmechanisme van asfaltverhardingen waardoor deze factor als fundamentele parameter kan worden gebruikt in het complex vervormingsmodel en in een voorspellingsmodel voor de geschatte levensduur van de verharding. Bovendien kan in de toekomst met deze kennis een nieuwe verouderingsmethode onder laboratoriumomstandigheden worden ontwikkeld . Het projectwerkprogramma bestaat uit 3 werkpakketten. Het eerste werkpakket richt zich op de signaalverwerking van optische FBG-spectra. Dit houdt de methode in om piekverschuivingen te bepalen om een ​​juiste rekwaarde te verkrijgen. Werkpakket 2 richt zich op de identificatie van de Young-modulus uit FBG-trillingsmetingen met behulp van de zogenaamde inverse modelleringsmethode. Hiermee worden de mechanische materiaaleigenschappen van de verschillende lagen van het asfalt geïdentificeerd te beginnen met een eenvoudig elastisch Young-modulusmodel. Werkpakket 3 heeft betrekking op de monitoring van de Young-modulus in de tijd op de asfaltverhardingsstructuur van CyPaTs fietspad gedurende 24 maanden en deze te relateren aan meer complexe modellen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Studieopdracht en advies OSA-asfaltmengsels en boorkernen. 25/03/2017 - 31/07/2017

Abstract

Het Departement Mobiliteit en Openbare Werken, Waterbouwkundig Laboratorium wenst de oorzaak te achterhalen van schade aan OSA-boorkernen. De studie omvat een visueel onderzoek, bevragingen in verband met de schade bij W&Z, analyse van voorgaand onderzoek met het oog op conclusies met betrekking tot de schade, eventuele aanbevelingen voor vervolgtraject en advies inzake nieuwe testen

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

ROAD_IT: Efficiënt procesbeheer door het intelligent inzetten van IT in de (asfalt)wegenbouw. 01/12/2015 - 30/11/2017

Abstract

Het project heeft tot doel de ontwikkeling en implementatie van een robuuste IT-architectuur met digitaal portaal dat de communicatie verwezenlijkt tussen alle relevante bestaande (en toekomstige) data input- en outputpunten voor de productie- en verwerkingsprocessen van het asfaltproces. De architectuur laat toe om deze processen in real time op elkaar af te stemmen opdat een efficientere inzet van de productie, het transport en het materieel wordt gerealiseerd. Het project omvat vier demonstratiecases.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Ontwikkeling van een vezelmix voor duurzamer asfalt. 01/10/2015 - 31/03/2017

Abstract

In dit project wordt een onderzoek uitgevoerd waarbij een optimale mix van vezels wordt verwezenlijkt in samenwerking met een industriële partner. Deze vezelmix moet leiden tot een duurzamer asfalt voor toplagen, mogelijk als alternatief voor polymeerbitumen. Het testprogramma houdt in: selectie van vezels, optimaliseren van de vezelmix, experimenteel testprogramma met o.m. wielspoorproeven en rafelingstest, mortelonderzoek en een analyse met betrekking tot recycling.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Oriënterend vooronderzoek naar de technische en economische haalbaarheid voor het gebruik van filterslibkoek in bitumen-gebonden toepassingen. 07/10/2014 - 28/02/2016

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds de Vlaamse overheid. UA levert aan de Vlaamse overheid de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Proefproject stille wegdekken: technische begeleiding en uitvoering monitoringsprogramma. 01/09/2014 - 31/12/2017

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds Stad Antwerpen. UA levert aan Stad Antwerpen de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website