Gaten zoeken

Rijkswaterstaat herstelt gaten, sporen en golvingen in het wegdek van snelwegen. Een bestelbus volgeladen met computers, videocamera's en gyroscoop spoort de oneffenheden op.

DE MEETWAGEN van Rijkswaterstaat rijdt over de A13 in de buurt van Delft. Het busje zit vol elektronica. Computers, videocamera's en een reeks van sensoren houden constant het wegdek in de gaten, terwijl de wagen met een snelheid van 70 tot 80 km/uur over de rechter rijstrook boemelt. Helaas regent het. De demonstratie valt daardoor wat in het water. De toestand van het wegdek laat zich namelijk alleen analyseren als er geen water ligt. De videobeelden van het wegdek blikkeren nu door de pasgevallen regen. De ultrasone systemen en de laser zijn veiligheidshalve ingepakt. ``Als het regent analyseren we op ons kantoor de metingen'', legt Wim van Ooijen uit. Hij is bij de Dienst Weg en Waterbouwkunde van Rijkswaterstaat belast met het ontwikkelen van technieken voor het meten van de kwaliteit van het wegdek. ``We willen steeds meer metingen rijdend uitvoeren'', vertelt hij. ``Vroeger moesten we voor bijna elke meting de weg afzetten. Door de drukte op de weg moet je dat beperken. Nu rij je met het verkeer mee. Zo kun je de metingen bovendien vaker herhalen, zodat je op de voet kunt volgen hoe het wegdek slijt.''

De speciaal ingerichte bestelbus meet elke twee jaar de rechterstrook van alle snelwegen in Nederland. Zo wordt de slijtage van 3.000 kilometer snelweg in beide rijrichtingen vastgelegd. ``De rechterstrook slijt het snelst, en is maatgevend voor het onderhoud, dat plaatsvindt aan zowel de linker- als de rechterbaan'', aldus Van Ooijen. ``Op grond van de metingen maken we een voorspelling vijf jaar vooruit. Op die manier kan het onderhoud worden gepland.''

ultrasone speaker

Later in de garage demonstreert Van Ooijen de werking van de sensoren. Een balk voorop de meetwagen schuift uit, zodat een hele rijstrook bestreken wordt. Onderop zit om de 10 centimeter een ultrasone speaker en microfoon. Uit de tijd dat het geluid nodig heeft om via het wegdek terug te kaatsen naar de meetbalk, blijkt wat de afstand is. Van Ooijen zit inmiddels op de chauffeursstoel en wiebelt de auto heen en weer. Op het beeldscherm stijgen en dalen de grafiekjes. ``Het gaat ons vooral om plaatselijke verschillen. Zo kunnen we meten hoe erg het is met spoorvorming.'' Als sporen 18 millimeter diep zijn, is onderhoud geboden.

Verder is er ook nog laser-instrumentarium aan boord. Die wordt geactiveerd als de wagen in de lengte-richting op- en neergaat. Drie naar beneden gerichte laserstralen meten constant de afstand tussen de balk en de weg. Een versnellingsmeter aan boord volgt de positie van de wagen. Samen levert dit gegevens over de golvingen in het wegdek. ``We zijn vooral geïnteresseerd in golvingen met een lengte tussen 1 en 100 meter. Die zijn van invloed op het rijcomfort en de verkeersveiligheid.'' Dezelfde laserapparatuur wordt gebruikt voor de meting van de ruwheid van het wegoppervlak, die bepalend is voor de stroefheid van de weg, Hiervoor zijn details van millimeters van belang. Om ook die te kunnen zien, flitst de laser 64.000 keer per seconde.

Tijdens de rit wordt het hele wegoppervlak gefotografeerd door twee videocamera's op uitschuifbare balken achterop de bus. De belichtingstijd van 1/40.000 van de ingebouwde flitsers garandeert haarscherpe beelden, zonder dat zon en schaduw de waarneming verstoren. Beeldverwerkingsapparatuur analyseert later elk beeldje op scheurtjes.

Niet alle slijtage aan het wegdek is te zien. Wanneer bijvoorbeeld ZOAB versleten raakt, verdwijnen na enige tijd steentjes uit het wegdek. Zo ontstaan gaatjes, die steeds groter worden. Deze rafeling begint echter zo klein, dat het zich aan de ogen van de camera onttrekt. Daarom moeten nog altijd specialisten ter plekke gaan kijken. Van Ooijen: ``Je kunt natuurlijk camera's met een scherper beeld gebruiken, maar dat kost al gauw een paar ton. Bovendien kijk je dan alleen naar contrasten. Dat is altijd indirect, als je wilt zien of er steentjes uit het wegdek zijn verdwenen.'' Gelukkig kan de laser, die de golvingen in de weg meet, ook onregelmatigheden van enkele millimeters registreren. ``De gemeten ruwheid heeft in principe een relatie met het verdwijnen van steentjes. We hebben een algoritme bedacht waarmee we uit het ruwheidssignaal van de laser gegevens over de rafeling kunnen destilleren.'' Door alleen te kijken naar het aantal gaten van een bepaalde diepte en hoogte, is zo'n relatie gevonden. ``We zijn nu bezig om die analyse te vergelijken met de waarnemingen van experts ter plaatse.''

arbeidsintensief

Een andere wens is het opmeten van de weg, nadat er besloten is tot herprofilering van de weg. Nu wordt de weg nog gedeeltelijk afgesloten om precies te kunnen bepalen op welke plekken asfalt moet worden weggefreest, en waar een verdikking van het wegdek nodig is. Dat gebeurt met een stilstaande meetwagen op de vluchtstrook, die schuin opzij meet waar de hobbels en kuilen zich bevinden. ``Dat is arbeidsintensief en enigszins riskant. We willen dat daarom met een rijdende meetwagen doen. Het probleem is dan echter de precieze plaatsbepaling. Je moet de hoogte van het wegoppervlak met een nauwkeurigheid van 1 centimeter meten.''

Er is daarom een gyroscoop aan boord en nog enkele versnellingsmeters, om dat zo nauwkeurig mogelijk te doen. Zo'n navigatiesyteem is echter nog niet nauwkeurig genoeg. Het heeft namelijk de neiging om na verloop van tijd te verlopen. Er is daarom een externe referentie nodig. Daarvoor wordt GPS gebruikt, een satellietnavigatiesysteem. De horizontale positie ten opzichte van de hectometerpalen wordt hiermee nauwkeurig genoeg vastgelegd. Probleem is nog de hoogte van het wegdek, die de positiebepaling vertroebelen. Vooral geleidelijke golvingen, langer dan 150 meter, ontsnappen aan registratie. ``Gelukkig merk je weinig van dat soort golven, als je over de weg rijdt'', zegt Van Ooijen.

Ondertussen moderniseren ook de wegenbouwers. ``Straks hoef je alleen maar een floppy in de asfalteermachine te stoppen, en hij stelt zich vanzelf in'', aldus Van Ooijen. ``Computergestuurde machines zullen gebruik maken van een ruimtelijk model van de weg, dat vastgelegd is in het landelijke stelsel van lengte- en breedtegraden en NAP-hoogten. We kunnen dan niet meer volstaan met het aantal centimeters erbij of eraf. Dan zullen we absolute coördinaten moeten geven.''

Met de huidige plaatsbepaling met GPS kun je een nauwkeurigheid bereiken van 2 tot 10 centimeter. Dat is niet genoeg voor zo'n toepassing. Je moet betere correcties toepassen voor de atmosferische storingen, die het GPS-signaal beïnvloeden. Maar daarvoor is eerst nog een technische doorbraak nodig.