Met behulp van metingen die het afgelopen half jaar vanuit een Zweeds meetrijtuig zijn gedaan gaan ProRail, TU Delft, TNO en Deltares in kaart brengen hoe het Nederlandse spoor reageert op trillingen. Met deze studie hopen zij kosten van het  spooronderhoud te reduceren, geluidsoverlast voor de omgeving te verminderen en te zorgen voor een hoge beschikbaarheid van het spoor. Met het Zweedse meetrijtuig werden het afgelopen half jaar diverse metingen uitgevoerd. Het gaat om een vier jaar durende studie die TU Delft, TNO en Deltares in opdracht van ProRail uitvoeren.

Het Rolling Stiffness Measurement Vehicle (RSMV) uit Zweden produceert frequenties van 0 tot 30 hertz. Arjen Zoeteman, programmamanager Innovatie en Ontwikkeling bij ProRail: “Deze frequenties hebben invloed op de degradatie van het baanlichaam, de ondergrond en trillingshinder voor de omgeving.”

Meetritten

Diverse onderzoekers uit Zweden en Nederland bevonden zich tijdens de meetritten in het Zweedse meetrijtuig om de verzamelde data goed te verzamelen. Het RSMV meetrijtuig werd, samen met het Meetrijtuig CTO van de TU Delft (zie foto), getrokken door een historische diesellocomotief. De data werden met kabels naar de laptops in het CTO meetruituig overgebracht.

“Voor het onderzoek hebben we specifiek bepaalde trajecten gekozen, waarmee we hopen te begrijpen hoe de meest gangbare grondtypes en spoorconstructies reageren. Het voertuig rijdt over het algemeen onder de 40 kilometer per uur. Afhankelijk van wat we willen weten gaan we bijvoorbeeld heel langzaam rijden. Bijvoorbeeld als we over een spoor rijden waarvan we weten dat die er niet zo goed bij ligt. Als we bijvoorbeeld 10 kilometer per uur over zo’n baanvak rijden dan kunnen we het hele frequentiespectrum meten.”

Zwakke plekken

De onderzoekers reden twee keer een week met de meettrein door heel Nederland. “De eerste week hebben we een behoorlijk deel van Nederland gehad zoals de A2 corridor, de Hanzelijn als referentie van een goed gebouwde lijn en de Veengebieden in het Groene hart. In de tweede week zijn we naar plekken gegaan waar we zwakke plekken hebben gezien.”

Tijdens het onderzoek werden er ook metingen vanuit stilstand gedaan op twee locaties, vertelt Zoeteman. “Dat gebeurde op de A2 corridor bij Zaltbommel en Vught / Esch. Daar staan meetopstellingen van TNO en Deltares naast het spoor. Die meten wat er gebeurt als die trein een aantal frequenties produceert. Daarmee leren we hoe die trillingen zich voortplanten.”

Rapportages

De Zweedse meettrein is inmiddels terug in Zweden. Vanuit Zweden worden de rapportages naar Nederland gestuurd. De TU Delft gaat de komende drie jaar aan de slag met de verzamelde data. “Twee postdocs die gespecialiseerd zijn in modellering en geotechniek gaan verder met het onderzoek”, aldus Zoeteman.

“Waar we naartoe willen is dat er modellen worden ontwikkeld die kunnen voorspellen welke spoorconstructies met welke eigenschappen op een bepaalde ondergrond reageren op treinen met een bepaalde snelheid of aslasten. We willen de hele dynamiek begrijpen van de constructie”, legt de spoorexpert uit.

Ontwerpeisen

“Op basis van de uitkomsten van het onderzoek kunnen we ontwerpeisen ontwikkelen waarin vaststaat hoe je het spoor inricht, zodat er minder last is van trillingen. Dat doen we voor nieuwbouw maar ook voor bestaande spoorconstructies. Het betekent dat we ook innovatieve maatregelen in het spoor willen gaan selecteren en testen, vanuit de modelsimulaties.”

Daarnaast biedt het onderzoek nog meer mogelijkheden, vertelt Zoeteman. “De Zweden lieten bijvoorbeeld zien in hoeverre de baanvaksnelheid per locatie in de buurt komt van de zogenoemde ‘kritische snelheid’, waarbij sneller rijden onveilig wordt. Dit is nuttig voor snelheidsmaatregelen in veengebieden, zoals bijvoorbeeld Alphen-Leiden. De techniek helpt om de dynamica van het spoor te beoordelen en te zien waar maatwerk nodig is.”

“De realiteit is wel dat met name het onderzoek naar spoortrillingen wereldwijd in de kinderschoenen staat”, benadrukt de spoorexpert. “Maar wij denken in enkele jaren met onze onderzoeksaanpak grote stappen te maken.”

Innovatieprogramma

Het onderzoek maakt deel uit van het innovatieprogramma Bronbeheersing voor spoortrillingen en spoorverzakkingen. In dit innovatieprogramma wordt ook onderzoek gedaan naar Remote sensoring, het in kaart brengen van het spoor met satellietbeelden, smart sensoring en de invloed van rollend materieel en de spoorconstructie van baanlichaam tot aan de ondergrond.