Najaar 2015

Suzanne van Eekelen promoveerde op 1 juli jongstleden bij de TU Delft op haar onderzoek naar paalmatrassen met geokunststof wapening. De promotie leverde een nieuw ontwerpmodel op voor de wapening van paalmatrassen. Toepassing van paalmatrassen maakt de wegenbouw zowel sneller als veiliger. 

Het nieuwe ontwerpmodel betekent een verdere optimalisering en toepassing van de paalmatras-technologie. TenCate produceert geokunststoffen voor constructies met paalmatrassen. Chris Lawson, managing director van TenCate Geosynthetics Asia, was lid van de promotiecommissie.  

3 geosynthetics zaal

Tijdens de ceremonie 

Een paalmatras kan worden toegepast bij de aanleg van een weg of spoorweg op slappe en weinig draagkrachtige ondergrond, zoals veen en klei. Omdat slappe grond samendrukbaar is, brengt men bij de aanleg van een weg of spoorweg doorgaans eerst een dikke laag zand aan. Dit gewicht drukt de slappe grond samen (en mogelijk ook naar buiten) en het oppervlak verzakt, een proces dat jaren kan duren. Daardoor bestaat kans op schade aan leidingen en objecten als duikers. Er ontstaan hobbels en kuilen in de weg. Dat geeft bij het rijden niet alleen een onprettig gevoel, het is ook onveilig. Het kan bij een spoorweg zelfs leiden tot een ontsporing.  

3 geosynthetics A15
Met een paalmatras is het mogelijk in relatief korte tijd een weg of spoorweg aan te leggen 

Boogwerking 

Belasting in de grond heeft de neiging af te buigen in de richting van stijvere elementen, zoals palen. Dit noemt men boogwerking. Via de ‘bogen’ die zo ontstaan, wordt een groot deel van de belasting rechtstreeks overgebracht op de palen. De belasting die niet rechtstreeks naar de palen gaat, rust op de geokunststof en eventueel de grond daaronder. De boogwerking vormt de basis voor de meeste rekenmodellen voor het ontwerpen van de geokunststof wapening in de paalmatras. Hoe beter de boogwerking, des te efficiënter de paalmatras. De wapening moet voldoende vervormbaar zijn, zodat de boogwerking zich kan ontwikkelen. Het toepassen van geokunststof (geotextiel) wapening in een paalmatras verbetert de boogwerking. 

3 geosynthetics concentric arches

Doel van het onderzoek van Suzanne van Eekelen: meer inzicht krijgen in de belastingverdeling in een met geokunststof gewapende paalmatras en het ontwikkelen van een analytisch rekenmodel voor het ontwerp van de wapening. Er bestonden wereldwijd al diverse ontwerpmodellen, maar die leverden verschillende antwoorden op. Dat had weer gevolgen voor de wapening die moest worden gelegd – vaak veel meer dan nodig, soms minder dan geboden. Het ontwerpen van een paalmatras is niet eenvoudig; het is lastig om vast te stellen hoe sterk en stijf de wapening moet zijn. 

Betrouwbaar model

Het nieuwe ontwerp- of rekenmodel dat dit promotieonderzoek heeft opgeleverd, is dus veel betrouwbaarder dan de bestaande modellen. Het is nu daarom mogelijk aanzienlijk nauwkeuriger te ontwerpen. Dat zal er eveneens toe leiden dat wegenbouwers vaker paalmatrassen zullen toepassen. Dat betekent meer stabiele en duurzame wegen, die sneller kunnen worden gebouwd en weinig onderhoud vergen.

De Nederlandse CUR226-ontwerprichtlijn wordt inmiddels aangepast aan de uitkomsten van het promotieonderzoek. Dit zal leiden tot paalmatrassen met minder wapening of met een grotere afstand tussen de palen. Internationaal is er grote belangstelling voor het nieuwe ontwerpmodel.

3 geosynthetics suzanne van eekelen

Dr. ir. Suzanne van Eekelen

Namens TenCate Geosynthetics waren Alain Nancey, Dick Janse en Jeroen Ruiter inhoudelijk bij het promotieonderzoek betrokken. Suzanne van Eekelen spreekt vol lof over hun deskundigheid en bijdragen. ‘TenCate is de laatste paar jaar op de Nederlandse markt sterk gegroeid.’ Een van de onafhankelijke leden van de promotiecommissie was Chris Lawson, managing director van TenCate Geosynthetics Asia. Chris Lawson geldt volgens Suzanne van Eekelen internationaal als expert op dit vakgebied. ‘Hij heeft als lid van de BS8006-commissie in de jaren tachtig al de standaard gezet en is nog steeds een internationale topper.’

3 geosynthetics chris lawson
Chris Lawson (rechts) 

Chris Lawson heeft naar eigen zeggen een lange geschiedenis in geosynthetics, met name in de technologie en toepassing van paalmatrassen. Die technologie dateert van de tachtiger jaren van de vorige eeuw. Het promotieonderzoek van Suzanne van Eekelen betekent ook volgens hem dat de bekendheid en toepassing van paalmatrassen zullen toenemen. ‘Het is een technisch complex onderwerp. Zij heeft de analyse van het probleem verbeterd en het technisch correct uitgevoerd. De match tussen metingen en berekening is overtuigend, de validatie goed gedocumenteerd en daarmee het vakgebied verder geholpen.’ Zeker in West-Europa en waarschijnlijk ook internationaal zal er een impuls van uitgaan, is zijn verwachting. ‘Snelwegen en spoorwegen zijn de stuwende kracht achter deze techniek. Geotextielen maken het ontwerp efficiënter en meer kosteneffectief.’

Strategische prioriteit 

Binnen de strategie van TenCate Geosynthetics spelen met geokunstof gewapende paalmatrassen een belangrijke rol. Deze infrastructurele toepassing geniet binnen de verkoopstrategie van TenCate Geosynthetics momenteel prioriteit: groei in hoogwaardige oplossingen voor infrastructuur. Een combinatie van geogrids en geotextielen is steeds meer gebruikelijk. De marktgroep beschikt over een brede portfolio aan geotextielen en geogrids (zoals TenCate Geolon® PET en TenCate Miragrid® GX) om aan de vraag uit de markt te voldoen en kan deze materialen overal ter wereld leveren.

Het proefschrift van Suzanne van Eekelen kan worden gedownload: www.paalmatrassen.nl en www.piledembankments.nl.

Blue fabric (Tecawork Blue 65287)