DigiRoad – Simulering av utläggning och packning av obundna material i vägproduktion

Hypotesen som ligger till grund för detta projekt är att processkedjan vid vägproduktion leder till segregering av bergmaterialet vilket ger upphov till signifikant skillnad i styvhet efter kompaktering. Eftersom vägens framtida deformation direkt kan korreleras till förstärknings- och bärlagrets packningsgrad och styvhet så har detta en stor inverkan på vägens livslängd. En förstudie vid Chalmers har genom ny simuleringsteknik och labbförsök bekräftat hypotesen. 

Viktiga resultat som projektet gav

Projektets syfte har varit att genom simulering av bergmaterial och interaktion med maskiner i hela processkedjan från bergtäkt till kompakterad vägkropp öka kvalité och minska variation gällande packningsgrad, bärighet och livslängd. En simuleringslösning har utvecklats och validerats på den TRL nivå som varit målsättningen. Ett flertal av de viktigaste hanterings-stegen för obundna material har studerats och nya insikter har gjorts gällande segregering samt dess negativa inverkan på packade lagers styvhet och därmed vägens livslängd.

Långsiktiga effekter som förväntas

Inom projektet har en ny simuleringsteknik utvecklats samt implementerats i en mjukvara med namnet Demify. Fullskaliga experiment har genomförts vid NCC, Dynapac samt Volvo CE. Försöken har dels givit ny kunskap angående segregeringseffekter, dels fungerat som referensdata för validering. Vid Chalmers har kompakteringsförsök genomförts där storleksfördelning, material och fukthalt varierats och analyserats med avseende på styvhet. Mjukvarans prestanda är genom GPU-parallellisering världsledande m.a.p. antal partiklar och högupplösta partikelformer.

Upplägg och genomförande

Utveckling har bedrivits genom sex arbetspaket varav WP2 och WP4 fokuserat på modellering och simulering och WP3 och WP5 på laboratorie och fältförsök. Det har varit ett framgångsrikt koncept att iterativt utveckla modeller och algoritmer parallellt med experiment och laboratorietester. I sista fasen av projektet har två av de industriella parterna testat och integrerat simuleringslösningen för virtuell produktutveckling av hjullastare och kompakteringsmaskiner. Pandemin skapade utmaningar gällande experiment som genom gemensamma ansträngningar klarades av.