Hoe wegen die zijn versterkt met geogrid bijdragen aan het verminderen van energieverbruik dat verband houdt met verkeer

Vermindering van de rolweerstand van voertuigen via wegdekken die zijn gestabiliseerd met geogrid

Verminderde vervorming van het wegdek en energieverliezen door wrijving tussen band en weg

Wanneer we wegonderbouwen versterken met geogrids, helpt dat om het zandgrindmengsel op zijn plaats te houden en voorkomt het zijwaartse verschuiven ervan. Dit maakt een groot verschil voor de duurzaamheid van wegen onder verkeersbelasting. Ondiepe sporen (rutten) worden veel minder een probleem, omdat banden minder energie hoeven te verbruiken om kleine oneffenheden te overwinnen die ontstaan door ongelijkmatige oppervlakken. Onderzoek naar het gedrag van materialen toont aan dat gladere wegen de druk tussen banden en wegdek daadwerkelijk met ongeveer 28% kunnen verminderen. Dit betekent dat er tijdens het rijden minder energie verloren gaat als warmte. Onderzoeken wijzen erop dat dit leidt tot ongeveer 5 tot 7 procent minder brandstofverbruik voor voertuigen, aangezien banden minder vervormen en minder warmte genereren op het contactpunt met het wegdek. Een ander voordeel is dat de sterke verbinding tussen de geogridlagen voorkomt dat het zachte materiaal onder de weg zich verplaatst, waardoor het wegdek langdurig goed blijft uitzien en functioneel blijft.

Ladingsverdeling en onderdrukking van spoorvorming verbeteren de dynamische efficiëntie

Wanneer geogrids worden geïnstalleerd, verdelen zij het gewicht van voertuigassen over grotere gedeelten van de onderliggende grond. Dit helpt de scherpe spanningspunten bij zeer druk verkeer met vrachtwagens bijna te halveren. Door de werking van deze gridstructuren ontstaan er minder diepe sporen in het wegdek dan bij conventionele bestrating, waardoor het oppervlak vlak en gelijkmatig blijft. Wegen blijven langer in goede staat, wat betekent dat banden een goede contactvlak met het wegdek behouden. Dat vermindert de weerstand en bespaart brandstof tijdens het rijden. Onderzoek toont aan dat wegen die zijn versterkt met geogrids gedurende hun gehele levensduur ongeveer 22% minder rolweerstand ondervinden. Voor vervoersbedrijven vertaalt dit zich in aanzienlijke brandstofkostenvoordelen. Bovendien is er minder belasting op de ophangingscomponenten, omdat de weg minder trilt en beweegt.

Verlenging van de levensduur van wegen om energiegebruik ten gevolge van onderhoud tot een minimum te beperken

Versterking met georaster verlengt de levensduur van wegdekken door de ondergrond te stabiliseren en belastingen te verdelen, waardoor structurele beschadiging wordt uitgesteld en de frequentie van energie-intensieve herstelprojecten aanzienlijk daalt.

Minder herstelwerkzaamheden verminderen de emissies van de bouwvloot en de energiekosten ten gevolge van verkeersopstoppingen

Wanneer onderhoudswerk wordt uitgesteld, is er geen behoefte aan die diesel-aangedreven machines zoals walsen en asfaltlegmachines, die bij het aanbrengen van elke ton asfalt ongeveer 8 tot 12 kilogram CO2-equivalent uitstoten. Wegafsluitingen vormen een ander groot probleem: wanneer het verkeer stagneert, staan auto’s gewoon stil en verbruiken brandstof met een snelheid van 1,2 tot 3,1 liter per uur tijdens filevorming. Neem bijvoorbeeld snelwegen: het uitstellen van één herstelproject kan binnen slechts vijf jaar leiden tot een reductie van meer dan 1.200 metrische ton koolstofemissies, simpelweg door het vermijden van alle extra kilometers die mensen moeten afleggen via omleidingen én door de onnodige bedrijfstijd van bouwmachines te beperken.

Stabilisatie van de ondergrond verlengt de ontwerplevensduur met 40–60% (AASHTO 2022)

Geogrids werken door te voorkomen dat materialen zich horizontaal uitspreiden en door te voorkomen dat water in de onderliggende grond doordringt, waardoor wegonderbouwen aanzienlijk sterker worden. Wegen die zijn aangelegd met deze gridstructuren kunnen ongeveer 10 tot zelfs 15 jaar standhouden onder zwaar verkeer voordat ze beginnen te vervallen, vergeleken met slechts 6 tot 9 jaar bij volledig onversterkte constructies. Volgens de experts van AASHTO, die de normen voor snelwegen in heel Amerika vaststellen, bevestigen hun meest recente richtlijnen uit 2022 wat wij hier observeren: wegen met geogrids blijken 40 tot 60 procent langer mee te gaan dan wegen zonder dergelijke versterking. Bovendien betekent het dat wegen minder vaak hoeven te worden gerepareerd, waardoor we minder vaak nieuwe materialen hoeven aan te voeren. Denk er eens over na: elke keer dat we een extra asfaltlaag kunnen vermijden, verlagen we de CO₂-uitstoot die gepaard gaat met het winnen van gesteente, de productie van asfalt en het vervoer van al die materialen door het hele land.

Materiaal- en ingebedde energiebesparingen door dunner, met geogrid versterkte wegdekken

Verminderde dikte van asfalt en aggregaat zonder afbreuk te doen aan de prestaties

Wanneer wegen worden versterkt met georasters, kunnen ingenieurs daadwerkelijk de dikte van de asfalt- en grindlagen verminderen zonder in te boeten op de wegkwaliteit. Onderzoeken uitgevoerd met PLAXIS 3D-software en vervolgens gevalideerd aan de hand van praktijkproeven wijzen erop dat het plaatsen van georasters direct in de korrelvormige onderlaag de asfaltdikte met 15 tot 30 procent kan verminderen, hoewel dit verschilt afhankelijk van de bodemsoort waarop wordt gebouwd. De reden waarom dit zo goed werkt, is dat het georaster het gewicht beter over het wegoppervlak verspreidt en voorkomt dat materialen te veel zijwaarts verschuiven, wat op termijn minder kuilen oplevert. Vanuit een duurzaamheidsoogpunt hebben onderzoekers vastgesteld dat deze dunner uitgevoerde wegen even lang meegaan als conventionele wegen, maar aanzienlijk minder natuurlijke hulpbronnen verbruiken, omdat voor bouwprojecten minder nieuw materiaal nodig is.

Tot 30% minder toevoegingsmateriaalgebruik en lagere ingebouwde koolstof (FHWA 2023)

Wanneer geogrids mechanisch verankerd raken in de grond- en aggregaatlagen, kunnen ingenieurs daadwerkelijk de dikte van de funderingslaag verminderen. Dit betekent dat we in totaal ongeveer 30% besparen op aggregaatmaterialen. Volgens levenscyclusstudies vertaalt deze materiaalbesparing zich naar een verlaging van de koolstofvoetafdruk met tussen de 6% en 24%. De Federal Highway Administration ondersteunt dit in haar meest recente rapport uit 2023 over duurzame geosynthetica. Zij wijzen erop dat minder steengroeven nodig zijn, minder vervoer van al die zware materialen plaatsvindt en minder energie wordt verbruikt voor het verdichten van de lagen. Dat is logisch als je er eens over nadenkt.

Validatie in de praktijk: Gemeten energie- en brandstofbesparingen bij wegen met geogrids

Gegevens uit daadwerkelijke veldtests ondersteunen wat velen al vermoedden over wegen met geogridversterking wat betreft energie-efficiëntie. Bij geïnstrumenteerde proefsecties wordt doorgaans 5 tot 7 procent minder brandstof verbruikt door zware vrachtvoertuigen in vergelijking met gewone wegsecties. Dit komt doordat het stabiele wegdek dat wordt gecreëerd door geogridversterking de rolweerstand vermindert. De bespaarde brandstofkosten vertalen zich direct in lagere emissies en lagere bedrijfskosten, met name merkbaar bij drukbezette logistieke operaties die wekelijks duizenden kilometers afleggen. Steden die grote wegen in gematigde klimaatgebieden hebben bewaakt, constateren dat hun wegen met geogridversterking ongeveer drie tot vijf jaar langer in goede oppervlakteconditie blijven dan standaardwegen. Dat betekent dat onderhoudsploegen minder vaak hoeven terug te keren voor kostbare nieuwe bestrating. Interessant is hoe de resultaten uit de praktijk vrijwel overeenkomen met wat laboratoriumonderzoeken hadden voorspeld. De manier waarop belasting wordt verdeeld over de geogridlagen vermindert namelijk daadwerkelijk de energieverliezen die optreden op het contactvlak tussen banden en wegdek. Verschillende gemeenten die zijn overgeschakeld op deze technologie hebben een aanzienlijke daling gezien van hun totale koolstofvoetafdruk voor wegonderhoud, wat aantoont hoe praktisch en schaalbaar dit soort energiebesparingen werkelijk is voor gemeenschappen overal.

Veelgestelde vragen

Wat is een georaster?

Een georaster is een geosynthetisch materiaal dat wordt gebruikt om grond en soortgelijke materialen te versterken. Het wordt vaak gebruikt om wegbeddingen te stabiliseren door belastingverdeling te bieden en laterale verplaatsing van materialen te voorkomen.

Hoe verminderen georasters de rolweerstand?

Georasters stabiliseren de wegonderbouw, verminderen vervorming van het wegdek en verdelen de belasting gelijkmatiger, wat leidt tot gladere wegoppervlakken en minder energieverlies op het contactpunt tussen banden en wegdek, waardoor de rolweerstand uiteindelijk wordt verminderd.

Helpen georasters brandstofbesparing voor voertuigen?

Ja, wegen die zijn versterkt met georasters verminderen de rolweerstand en verbeteren het bandcontact met de wegoppervlakken, wat leidt tot ongeveer 5 tot 7 procent minder brandstofverbruik voor voertuigen.

Hoe beïnvloeden georasters de onderhoudskosten van wegen?

Versterking met georasters verlengt de levensduur van wegen, vermindert de frequentie van nieuwe asfaltlagen en resulteert in lagere onderhoudskosten doordat minder nieuwe materialen en machines nodig zijn, wat ook kan leiden tot lagere CO₂-uitstoot.