Achtergrond

Het bestaande (inter-)nationale wegennet is van groot sociaaleconomisch belang voor de huidige maatschappij. Het gebruik van deze infrastructuur brengt echter de nodige nadelen met zich mee. Te denken valt hierbij aan leefbaarheidsaspecten zoals geluidshinder, fijnstof en uitstoot van uitlaatgassen; veiligheidsaspecten door o.a. verkeersongevallen en duurzaamheidaspecten zoals de kosten van het op peil houden van het volledige transportsysteem. Om een indicatie voor de omvang van genoemde problematiek te geven, spreken de volgende cijfers voor zich. In Nederland wordt jaarlijks 25 miljoen ton aan CO2 uitgestoten door auto’s waarbij als gevolg van bandenslijtage 6000 kubieke meter rubber fijnstof wordt geproduceerd. Tevens leiden meer dan 3 miljoen mensen aan slaapstoornissen als gevolg van geluidsoverlast, met als gevolg gezondheidsklachten die variëren van een te hoge bloeddruk tot hart- en vaatziekten.

Componenten die bij mobiliteit over de weg een belangrijke rol spelen zijn het wegdek, de voertuigband, en de interactie tussen beide. De geometrie en mechanische eigenschappen van band en wegdek bepalen in grote mate zowel het geproduceerde verkeersgeluid als ook de mate van slijtage van beide componenten (fijnstof, duurzaamheid). Het contact tussen band en wegdek is van essentieel belang voor zowel de veiligheid van de bestuurder (grip op zowel droog als nat wegdek) als ook voor de uitstoot van uitlaatgassen (rolweerstand bepaalt mede het brandstofverbruik) en is dit contact verantwoordelijk voor zowel slijtage van band als wegdek.

De controverse is dat de genoemde aspecten – leefbaarheid, veiligheid en duurzaamheid – niet afzonderlijk geoptimaliseerd kunnen worden. Het verminderen van bijvoorbeeld de rolweerstand (lagere CO2-uitstoot) kan een afname van de tractie (afname van veiligheid) tot gevolg hebben. Bovendien moet bij de optimalisatie van band-wegdek interactie gekeken worden naar zowel de band als het wegdek: een slijtvaste band (afname rubber-fijnstof, toename duurzaamheid band) kan veel schade aanrichten aan het wegdek (toename asfalt-fijnstof, afname duurzaamheid wegdek).

Opmerkelijk is dat momenteel mondiaal onderzoek op het gebied van band en wegconstructies uitsluitend geïsoleerd plaatsvindt. Bij onderzoek in deze disciplines concentreert men zich op òf het wegdek (waarbij de invloed van de band slechts als randvoorwaarde wordt meegenomen), òf de band (waarbij het wegdek als randvoorwaarde in rekening wordt gebracht). Het gevolg is dat er gestreefd wordt naar afzonderlijke optimalisaties van zowel band als wegdek terwijl de combinatie verre van optimaal kan zijn. Om optimale oplossingen te verkrijgen voor de combinatie van de band en het wegdek is het essentieel het transportsysteem integraal te analyseren: de band-wegdek interactie. Bij band-wegdek interactie moeten de band, het wegdek en het contactvlak tussen beiden worden beschouwd als één totaal systeem waar gekoppelde analyses noodzakelijk zijn. Om relevante analyses uit te voeren is expertise in de volgende domeinen nodig:

·

Mechanisch gedrag van rubber;

·

Mechanisch gedrag van het wegdek;

·

Nauwkeurige contactbeschrijving tussen band en wegdek;

·

Dynamica van band en wegdek en geluidsafstraling.

In dit kader zijn binnen de Universiteit Twente verschillende onderzoeksgroepen verenigd in het Tire-Road Consortium, die samen een efficiënte en effectieve integrale aanpak garanderen. De groep ETE heeft expertise op het gebied van banden, de groep CME heeft expertise op het gebied van wegen, de groep MSM is een expert op het gebied van numerieke modellering van granulaat, de groep STT heeft expertise op het gebied van contact, wrijving en slijtage en de groep SDA heeft expertise op het gebied van dynamica en akoestiek.