Bermbeveiliging

Bermbeveiliging

Een beschrijving van de ontwikkelde geleiderailconstructies

.••• II :: ::

l~

:: ::

::

..

: :: :.

:: :

.

...

:

::...

. ..

Stichting Wetenschappelijk Onderzoek Verkeersveiligheid SWOV Postbus 3071, Deernsstraat 1, Voorburg

Onlwerp:C.van Dorland. Krommen\! Druk: Me.ïer Wormerveer n·v·

Inhoud

Voorwoord 7

1. Inleiding 11

1 .1. Plaatsing 11

1.2. Eisen 12

2.

Conclusies uit het onderzoek 14

2.1. Algemeen 14

2.2. Constructies bij aanwezigheid van voldoende ruimte 14

2.3. Constructies bij minder beschikbare ruimte 19

2.3.1. Geringe bermbreedte 19

23.2. Obstakels 27

2.4. Samenvatting van de conclusies uit het onderzoek 28

3.

U itvoer"'lngswijzen 30

3.1. Met volgens de heimethode geplaatste palen 30

3.2. Met volgens de boormethode geplaatste palen 32

3.3. Met steekbussen 33

4. Constructietypen 35

4.1. Inleiding 35

4.2. Flexibele tweezr~ig uitgebouwde constructies 37

4.3. Flexibele eenziidig uitgebouwde constructies 38

4.4. Verstijfde tweezildig lJIÎtgebouwde constructies 40

4.5. Verstijfde eenzijdig uitgebouwde constructies 42

4.6. Sterk verstilfde constructies 44

4.7. Overzicht constructietypen 46

5.

Technische details 47

5.1. Geleiderail 47

5.2. Afstandhouder 47

5.3. Paal 49

54. Bevestiging van de afstandhouder aan de paal 49

5.4.1. Bij palen geplaatst volgens de heimethode 49

54.2. Bij palen geplaatst volgens de boormethode 51

543. Telescopisch paalbovenstuk 51

5.5. Verstiivingen 51

5.5.1. Het verminderen van de paalafstand 51

5.5.2. Het verstijven van de ligger 51

5.53. Het vergroten van de paalweerstand 52

5.6. Fixatie van de constructie 53

5.6.1. Tegen vooroverhellen 53

5.6.2. Tegen wegzakken 53

6.

Algemene opmerkingen 54

6.1. Overgangen 54

62. Splitsingen 54

63. Kwaliteit van de berm 54

6.4. Verankering van de constructie 57

6.5. Visuele geleiding 58

Bijlage

Voorwoord

Dit rapport Bermbeveiliging omvat een beschrijving van de, tijdens een door de SWOV in de jaren 1963 tot en met 1969 geleid en uitgevoerd onderzoek, ontwikkelde geleiderallcon -structies voor midden- en zij bermen van verkeerswegen.

De weergegeven inzichten steunen op de bij het verschijnen van dit rapport naar beste weten gevormde synthese van buitenlandse onderzoekingen, analytische beschouwingen, eigen experimenteel onderzoek en de bestudering van voorgekomen ongevallen·

In dit rapport wordt voornamelijk op de werking van de onderscheiden construct1_{es ingegaan.}

Het nemen van de beslissing of in een gegeven situatie een bermbeveiligingsconstructie al

dan niet moet worden toegepast en zo ja, welk type, is een meer gecompliceerd proces. Hierbij spelen naast verkeersveiligheidsoverwegingen (welk risico is nog acceptabel) een groot aan-tal overwegingen van andere aard een grote rol, zoals economische en praktische, maar ook esthetische. Het tegen elkaar afwegen van deze overwegingen, die vaak van verschillende dimensie zijn, is een beleidstaak; een wetenschappelijk instituut heeft hierin hoogstens een adviserende taak.

In overleg met de opdrachtgever (het Ministerie van Verkeer en Waterstaat) heeft de SWOV zich in dit rapport beperkt tot het beschrijven van de karakteristieke eigenschappen van de verschillende bermconstructietypen, alsmede het aangeven van de verkeersveiligheidsfactoren die in aanmerking dienen te worden genomen bij het beslissingsproces. Hierbij zal steeds rekening moeten worden gehouden met het feit dat de meeste conclusies gebaseerd zijn op proeven op ware schaal. Bij deze proeven zijn de criteria ten aanzien van o.a. inrijhoek en snelheid vrij extreem gekozen. Aanrijdingen van een dergelijke ernst komen in de praktijk niet vaak voor. Hoe frequent zij voorkomen is niet bekend, noch uit Nederlandse, noch uit buitenlandse gegevens. Een logische tendens van het geleidelijk verbeteren van de construc

-ties is wel dat de zware, gecompliceerde aanrijdingen relatief meer in de ongevallenstatistiek zullen voorkomen. Door een goede werking van de constructie zullen de lichtere aanrijdingen vaak een goede afloop hebben, waardoor het betrokken voertuig de reis kan voortzetten zonder dat er een politiemelding plaatsvindt.

Om de lezer in de gelegenheid te stellen een en ander beter tegen elkaar te kunnen afwegen, wordt in dit rapport hier en daar iets dieper op het verrichte onderzoek ingegaan. Het bevat geen uitgebreide beschrijvIng van het onderzoek in alle facetten, dat tevens als wetenschappe-lijke verantwoording zou kunnen worden beschouwd. Voor belangstellenden zijn alle gegevens van het onderzoek bij de SWOV ter inzage.

Dit rapport geeft een compact overzicht van de voor het aanbrengen van bermbeveiliging noodzakelijke informatie, iets waaraan grote behoefte blijkt te bestaan. De opzet is als volgt: In hoofdstuk 1 worden de eisen geformuleerd waaraan een bermbeveiliging moet voldoen. Vervolgens wordt in hoofdstuk 2 een overzicht gegeven van het soort constructies waartoe het onderzoek heeft geleid, waarbij de lezer vertrouwd wordt gemaakt met een aantal termen, betrekking hebbend op de nadere verdeling in constructietypen, en op de werking van deze constructietypen· Duidelijk wordt naar voren gebracht dat het zogenaamde flexibele twee -zijdig uitgebouwde constructietype, gelet op de werking, als het meest aanbevelenswaardige moet worden beschouwd.

Aan de wijze van aanbrengen is een apart hoofdstuk 3: Uitvoeringswijzen gewijd.

In hoofdstuk 4 wordt, naast het reeds genoemde ideale constructietype, een aantal andere constructies, die onder bepaalde omstandigheden voor toepassing in aanmerking kunnen komen, als geheel behandeld, terwijl in hoofdstuk 5 de details van alle constructies nader worden toegelicht·

Hoofdstuk 6 ten slotte bevat een aantal opmerkingen van meer algemene aard. Als bijlage is een aantal tekeningen gegeven.

In de tekeningen 1 t/m 10 worden overzichten gegeven van een aantal constructies· De niet

-getekende constructies kunnen hiervan worden afgeleid.

De tekeningen 19 en 20 geve n een overzicht van de bij de Rijkswaterstaat in gebruik zijnde steekbussen.

De tekeningen 21 en 22 geven een overzicht van verschillende overgangen en van een splitsing·

In de tekeningen 23 en 24 z.qn details gegeven van sleuven, die bij een verharde (midden)berm in de verharding moeten worden uitgespaard ten einde uitbuigingen van de constructie mogelijk te maken.

Op basis van een eerste serie proeven, een uitgebreide literatuurstudie alsmede een bestudering van ongevallengegevens, heeft de SWOV een interimrapport samengesteld, dat begin 1966 aan de opdrachtgever ter beschikking werd gesteld. De door de Hoofddirectie van de Water-staat tot dusver gehanteerde normen zijn gebaseerd op dit interimrapport. Deze tussentijdse rapportage, voordat het onderzoek was afgesloten, heeft tot gunstig gevolg gehad, dat in Nederland standaa rd -bermconstructies zijn geïnstalleerd, die kwalitatief aanzienlijk beter zijn (namelijk zogenaamde uitgebouwde construct1es), dan de constructies die voordat het onderzoek begon in Nederland, maar ook in het bultenland, als 'standaardconstruct1e' werden toegepast (de zogenaamde lage Dultse guardrail constructie). Tijdens deze eerste serie proeven op ware schaal werden ook uitgebouwde constructies getest, voorzien van de zeer flexibele palen met zogenaamde Wiegelbollen (uitvinder de heer H. P. Wiegel te Nootdorp). Hoewel de gunstige werkIng van deze bollen, met de daarbl) behorende paalvorm, nog niet duidelijk verklaard kon worden, waren de resultaten van de proeven met constructies voorzien van WiegelbolJen dermate gunstig, dat de Rijkswaterstaat op advies van de SWOV een proefstuk van 5 km geïnstalleerd heeft langs Rijksweg 12 nabij Veenendaal· Ook in de praktijk bleek deze constructie beter te voldoen dan enige andere reeds geïnstalleerde constructie· Voor de in het verdere onderzoek ontwikkelde constructie, die in dit rapport is besch'reven, is uitgegaan van dezelfde principes die de constructie met Wiegel bollen tot een goede maken. Enkele nadelen ervan zijn in de aanbevo'len constructie ondervangen.

Vooruitlopend op het thàns voorliggende rapport is door de SWOV In augustus 1967 het, door Ir. F. C. Fluty samengestelde, rapport 'Discont'lnuiteiten in bevei~gingsconstruct'lès voor bermen en kunstwerken' gepubliceerd· Daarom wordt er in dit rapport 'Bermbeveiliging' niet meer uitvoering op de discontinuïteiten van de constructies ingegaan. Slechts indien de in-zichten zijn verdiept (o.a. bij de lengte van de overgangen van flexibele naar stijvere construc -ties, zie paragraaf 6.1. van dit rapport, en bij de verankering van de constructie, zie paragraaf 6.4.) worden de oplossingen uitgebreider besproken.

Wel moet er hier op gewezen worden dat het illustratiemateriaal van het rapport 'Discontinu -iteiten in beveiligingsconstructies voor bermen en kunstwerken' hier en daar wat verouderd

is,

waardoor er constructies in voorkomen die thans niet meer worden aanbevolen, met name de constructie getekend op blz· 31 van het genoemde rapport.

Buiten het kader van dit rapport vallen de bijzondere constructies die noodzakelijk zijn op kunstwerken, of ter afscherming van obstakels in zogenaamde puntstukken bij splitsingen van wegen of in andere zeer ongunstige situaties.

I n de eerste jaren werd het, met dit rapport afgesloten, onderzoek geleid door een werkgroep onder voorzitterschap van ondergetekende. leden van deze werkgroep waren Prof· Ir· G·

J ·van der Burgt, hoogleraar aan de Technische Hogeschool te Delft, afd· Werktuigbouwkunde, Ir· P. C· de Man, hoofdingenieur van de Rijkswaterstaat, afd· landwegen en Wegverkeer en de heer p. J. Baartman, technisch hoofdambtenaar van de Technische Hogeschool te Delft, afd·

Weg" en Waterbouwkunde, Staalconstructies· Aan deze werkgroep was Ir· l · p. van Eck

tijdelijk toegevoegd ter voorbereiding van proeven op ware schaal·

Het aandrijf-en geleidingssysteem voor de proeven op ware schaal werd ontworpen door Prof· Ir· G· J. van der Burgt· De hiervoor benodigde lier en omkeerschiJ'ven werden vervaardigd door Nellen's Machinefabriek -Constructiewerkplaats en Technische Bureau N.V· te Rotter" dam.

Het loskoppelmechanisme (tussen kabel en auto) is ontworpen en beproefd door de heer P. J. Jillesma van het laboratorium voor Voertuigtechn'lek van de Techn ische Hogeschool te Delft.

Door de vele bemoeiingen van dit laboratorium en vooral door de persoonlIjke inzet van Prof. Van der Burgt en zijn medewerkers, werd het mogeliik een eerste serie proeven te doen plaats-vinden in de zomer en herfst van het jaar 1964. Deze eerste ser'Je proeven op ware schaal, welke in werkgroepverband georganiseerd werden, leverde reeds de grondprincipes op, waar-op de SWOV in haar verdere onderzoek in de jaren daarna heeft voortgebouwd.

Door het laboratorium voor Voertuigtechniek werd een insta llatie ontworpen voor het doen van onderzoek naar gedrag van palen tijdens de aanriiding en de weerstanden die de door de grond snijdende palen kunnen ondervinden. Vooral de br~drage van de toenmalige student (thans Ir.) E. F. Faber dient hierbij te worden genoemd. Later werd een slingerinstallatie voor hetzelfde doel ontwikkeld door Ir. H. H. 't Hart, afd. Experimentele Technische Mechanica TNO-IWECO, naar een uitgewerkt idee van de heer G. J. Bos, technisch hoofdambtenaar van de Rijkswaterstaat.

Aan proeven op het gebied van de vastheid van (midden)bermgrond werd medegewerkt door luitenant-Kolonel J. H. Ackerstat en Adjudant-Onderofficier C. J. v. d. Heyde, Bureau Voor -bereiding Voorzieningen aan Kunstwerken der Genie en door Ir. R. W. Trense, Adviesbureau der Genie, afd. Onderzoek en Wiskundige Berekeningen. Adviezen werden verstrekt door het laboratorium voor Grondmechanica te Delft.

Het verloop van de proeven werd zowel fotografisch als elektronisch geregistreerd. Gefilmd werd o.l.v. de heer D. Zaalberg, afd. Ultrasnelle Fotografie van het Centraal Technisch Instituut TNO, en door een filmploeg van de Stichting Film en Wetenschap te Utrecht O.l.v. de heer W. van den Berg. Fotografische en elektronische registratie werd verricht o.l.v. Ir. P.D. v· d· Koogh en Ir. H. H. 't Hart, afd. Experimentele Technische Mechanica TNO-IWECO.

Aannemers belast met constructiewerkzaamheden waren L. G. van Zijl te Bunnik en de Fa. Gebr. Kramer te Eist (Utrecht).

Organisatorische medewerking op het terrein De Vlasakkers te Amersfoort - waar de bots -proeven werden gehouden en dat ter beschikking werd gesteld door het Ministerie van Defen -sie - verleenden Majoor F. H. Dolleman (cavalerie) en Adjudant-Onderofficier J. Stavast

(cavalerie), in de loop van het onderzoek opgevolgd door Adjudant-Onderofficier-Instructeur J. H. Haazen (cavalerie).

Fotomateriaal betreffende botsingen tegen geleiderailconstructies op proefvakken in het Rijks-wegennet werd verzameld door de Surveillancegroep Autosnelwegen van de Algemene Ver-keersdienst Rijkspolitie (de vroegere Sectie Bijzondere Verkeerstaken), o.l.v. de Dirigerend Officier der Rijkspolitie 3e klasse A. C. Vogel.

Van de zijde van de SWOV werd, behalve door ondergetekende ende samensteller van dit rapport, Ir. M. Slop, aan het onderzoek medegewerktdoorde heren Ir. F .C. Aury, Ir. E .Thöenes, W. H. M. van de Pol en A.A. Vis.

De namen van alle medewerkers en medewerkende instituten zIJn hier met veel erkentelijkheid genoemd.

Ir. E. Asmussen, Directeu r SWOV

1. Inleiding

1.1. Plaatsing

De toepassing van bermbeveiligingsconstructies is erop gericht voorzieningen te scheppen die minder risico opleveren dan de gevarenzone die door de constructie wordt afgeschermd. De gevarenzone kan bestaan uit een andere rijbaan met tegemoetkomend verkeer (midden-bermbeveiliging), of uit bij voorbeeld een steil talud, een walkant (zIjbermbeveiliging). Ook starre obstakels kunnen een gevaar vormen. De grootte van het gevaar kan zeer uiteenlopen, terwijl ook de ligging van de gevarenzone ten opzichte van de rijbaan de mate van het risico beïnvloedt. Hoe verder van de rijbaan gelegen, des te geringer het risico van de gevarenzone zal zijn, zodat het afschermen van ver van de rijbaan gelegen gevarenzones niet noodzakelijk is. Uit Amerikaans onderzoek· kan worden afgeleid dat de afstand tot de rijbaan van een in de berm tot stilstand gekomen voertuig vrijwel nooit meer dan 12 m bedraagt. In hoeverre dit ook voor Nederland geldt is echter niet bekend. Toch zal er op grond van deze gegevens be-slist moeten worden bij welke breedte van de (midden)berm·· een beveiligingsconstructie achterwege kan blijven.

Het is echter wel noodzakelijk dat deze niet-beveiligde ruimte vrij is van obstakels (zie 2.3.2.). Voorts dient de grond voldoende effen en draagkrachtig te zijn, zodat geen onverwachte krachten op de wielen van een voertuig dat van de rijbaan is geraakt, aangrijpen. In het laatste geval zou de berm zelf al als een gevarenzone moeten worden aangemerkt.

Bij smallere bermen, of daar waar de bermen niet aan de nadere voorwaarden voldoen, zal het aanbrengen van een beveiliging in overweging kunnen worden genomen. In incidentele ge-vallen zal door herprofilering van het weglichaam het risico in voldoende mate kunnen wor-den beperkt.

Aangezien ook de verschillende beveiligingsconstructies, afhankelijk van hun eigenschappen en hun uitvoering, een bepaalde mate van risico met zich meebrengen, verdient het aanbeveling deze constructies steeds op een zo groot mogelijke afstand van de rijbaan te plaatsen. Om in alle opzichten bevredigend te kunnen functioneren vergt een goede beveiligingsconstructie echter zowel vóór als áchter zich een zekere ruimte (zie verder paragraaf 1.2. en hoofdstuk 4.). Dit betekent niet dat in bermen met te weinig ruimte daarom geen berm beveiliging dient te worden geplaatst· Integendeel, bij smallere bermen neemt ook het risico van de gevarenzone toe (deze komt dichterbij te liggen), zodat het toepassen van een niet-ideale beveiligings-constructie met een relatief hoog rIsico toch gerechtvaardigd kan zijn.

Men dient zich te realiseren dat in dit geval de weg als geheel gevaarlijker blijft dan bij de aanwezigheid van bredere bermen bereikt zou kunnen worden. In dit rapport is wel rekening gehouden met het feit dat op bestaande wegen de gewenste ruimte veelal niet aanwezig is en ook niet door profielwijziging kan worden verkregen· Ook voor die gevallen worden oplossin-gen aan de hand gedaan .

• D· F· Huelke, p. W. Gikas· Nonintersectional Automobile FatalitIes - a prbblem in Roadway Design. The University of Michigan, Medical Sthool· Niet gepubliceerd·

.' Onder de breedte van de middenberm wordt steeds verstaan de Bfstand tussen de rijbaanzijden van de kant

1.2. Eisen

De eerste eis die als uitgangspunt voor het onderzoek heeft gediend luidt dat, 1n geval van een

aanrijding, moet worden vermeden dat het voertuig door de constructie heen breekt, erover heen rijdt of kantelt, dan wel eronder door schiet.

Met andere woorden, de constructie moet sterk genoeg zijn om voertuigen die er, onder te verwachten hoeken en met te verwachten snelheden (zie hiervoor het eind van deze paragraaf) op inrijden, te keren. Het eerste aanrakingspunt van de auto en de constructie dient zo mogelijk hoger te liggen dan het zwaartepunt van de auto, echter niet zodanig dat gevaar voor onder-door schuiven ontstaat. Ook tijdens het verloop van een aanrijding dient de reactiekracht op het voertuig ongeveer op deze hoogte te blijven aangrijpen.

Het ontwerpen van een constructie, die slechts aan deze eis zou behoeven te voldoen, is be

-trekke
ijk eenvoudig. Er zou dan volstaan kunnen worden met een gewapend betonnen muur

met een passend profiel.

Het is echter noodzakelijk dat ook wordt vetlclaan aan een tweede eis, welke luidt dat letsel van de inzittenden en schade aan de constructie en aan het voertuig zoveel mogelijk moeten wor-den beperkt.

Dit kan worden bereikt door de vertragingen die het voertuig zowel in langs- en dwarsrichting als om enige as ondervindt, zo klein mogelijk te doen zijn. Discontinuïteiten in de vormgeving en in de mechanische eigenschappen van de constructie dienen zoveel mogelijk te worden geweerd. Door de constructie voorts niet direct op de wielen te laten aangrijpen, wordt ver-meden dat deze vitale delen van het voertuig worden beschadigd, zodat dit na de aanrijding nog kan rijden.

Grote vertragingen ingeval van botsingen kunnen in het algemeen worden voorkomen door aanzienlijke vormveranderingen van de botsende lichamen mogelijk te maken· Voor zover het bermbeveiligingsconstructies betreft kan hieraan tegemoet worden gekomen door een grote mate van beweeglijkheid in zijde·lii'lgse richting te introduceren, waardoor de constructie plaatselijk kan uitbuigen.

Zouden deze vormveranderingen echter voornamelijk van elastische aard zijn, dan komt men in conflict met de derde eis welke kan worden gestelt!, namelijk dat voertuigen niet door de constructie in de eigen verkeersstroom mogen worden teruggekaatst.

De tijdens de botsing door de Constructie opgenomen energie mag slechts voor een gering deel aan het voertuig worden teruggegeven· Dit kan worden bereikt door het optreden van plastische vormveranderingen na te streven.

Ook de grootte van de vormveranderingen is aan beperkingen onderhevig· Zo zal het bij middenbermen niet aan te raden zijn delen van de constructie bij een aanrijd1ng tot op de andere rijbaan uit te doen buigen. Dit zal echter bq zeer zware aanr1Jdingen niet altijd te ver

-mijden zijn. De in hoofdstuk 4 (afbeelding 12 t/m 19) gegeven uitbuigingskrommen voor de verschillende beveiligingsconstructies zullen de beleidskeuze van de breedte van de midden-berm en het daarbij behorende construct1etype kunnen vergemakkelijken·

Er moet naar worden gestreefd dat het voertu1g na de aanrijding al of niet met medewerking van de bestuurder, in een baan ongeveer evenwiJdig aan de as van de weg geraakt (bij voor

-keur door langs de constructie te rijden) en in een dergelijke positie tot stilstand komt·

Wanneer de constructie te dicht langs de r1jbaan opgestelcl staat, Is, vooral op een weg met

een hoge verkeersintensiteit, de kans groot dat een voertuig, ook wanneer het tegen de con

-structie aan tot stilstand is gekomen, wordt aangereden door achteropkomend verkeer· Be-halve dat de afloop van een dergelijk ongeval zeer ernstig kan zijn, vormt dit vaak aanleiding tot een kettIngbotsing· Voor een ook in dit opzicht bevredlgend functioneren van de beveili

-gingsconstructie is dan ook een zogenaamde bergingszone tussen de rijbaan en de constructie gewenst· Gezien de op de weg voorkomende voertuigbreedten (tot 2,50 m) zou hiervoor een breedte van 2,60 m kunnen worden aangehouden.

Bij aanwezigheid van een vluchtstrook wordt automatisch aan deze eis ter rechterzijde van de weg voldaan. Is geen vluchtstrook aanwezig, dan is de wenselijkheid een zone van enige breedte vrij te houden tussen de rijbaan en de beveiligingsconstructie ter rechterzijde van de rijbaan groter dan ter linkerzijde. Want, ook zonder dat er sprake is van een aanrijding van de constructie moeten er op de weg, om wat voor reden dan ook, voertuigen kunnen worden geplaatst. Dit zal dan meestal rechts van de rijbaan zijn.

Wanneer de bergingszone zodanig is uitgevoerd dat een bestuurder daar de macht over zijn voertuig niet behoeft te verliezen, en dus voldoende effen en draagkrachtig is, zal daarmee tevens een reductie van het aantal aanrijdingen met de constructie door uit de koers geraakte voertuigen bereikt kunnen worden.

Als

vierde eis

kan ten slotte worden gesteld dat de constructie haar werking na een aanrijding

zoveel mogelijk dient te behouden en overigens op een snelle en eenvoudige wijze moet kun -nen worden gerepareerd.

Zowel uit een oogpunt van verkeersveiligheid als van verkeersafwikkeling is het belangrijk dat de beschadiging per aanrijding gemiddeld zo klein mogelijk is en dat snelle reparat1e kan plaatsvinden, zonder dat daarbij een rijstrook behoeft te worden afgesloten.

Aan al deze eisen moet worden voldaan voor een zo groot mogelijk deel van het voertuigen -park. Gezien de grote verschillen die daarin voorkomen, is dit een wezenlijk probleem, omdat geen enkele constructie bij een aanrijding met een personenauto van 500 kgf op dezelfde wijze functioneert als bij een aanrijding met een vrachtauto met aanhangwagen van bi) voorbeeld 20 tf.

Bij het ontwikkelen van de optimale constructie werd dan ook als grootste moeilijkheid onder-vonden dat het voldoen aan de eerste eis (verhindering van doorschrijding) voor zware vracht -auto's slecht was te rijmen met het voldoen aan de tweede eis (geringe vertragingen) voor lichte personenauto·s. Aanvankelijk is daarom gestreefd naar een beveiligingsconstructie welke optimaal zou werken voor de klasse voertuigen die het meest bij bermongevallen is be-trokken en daarnaast zo goed als mogelijk bij aanrijdingen met voertuigen uit andere klassen. Bij deze keuze kon worden afgegaan op de ongevallenstatistieken, waaruit bleek dat in Nederland in de periode 1960 t/m 1965 bij circa 90% van alle middenbermongevallen uit

-sluitend personenauto's waren betrokken.

In de loop van het onderzoek is echter de gedachte aan een progressieve werking van de con-structie nader uitgewerkt. Dit houdt in dat de constructie bij een lichte aanrijding belangrijk meegeeft en toch bij een zware aanrijding sterk en stijf genoeg is om het voertuig te keren. Deze gedachte kan op verschillende manieren gestalte krijgen.

De progressieve werking komt duidelijk tot zijn recht in het thans aanbevolen constructietype. Zowel de proeven met personenauto's van 500 tot 2000 kgf bij snelheden tot 100 km/h, als die met vrachtauto's van 3500 tot 7200 kgf bij snelheden van respectievelijk 85 en 60 km/h, verliepen zeer bevredigend. Uit Duits onderzoek- kan worden afgeleid dat hetzelfde con

-structietype vrachtauto's tot zeker 15 tf kan keren bij snelheden van 80 km/h, alles bij een inrij-hoek van 20·. Een inrijhoek van 20· wordt internationaal als standaard-testconditie gebruikt en wordt bij botsingen tegen evenwijdig aan de rijrichting geplaatste constructies, behalve dan bij lage botsingsnelheden en bij grote breedte van de rijbaan (meer dan twee rijstroken), zelden overschreden. Indien de constructie niet evenwijdig is aan de rijrichting, of wanneer ter plaatse meerdere rijrichtingen bestaan. die een hoek met elkaar maken (bij voorbeeld bij wegsplitsin

-gen), kunnen wel grotere inrijhoeken bij hoge snelheden optreden. De goede werking van de in dit rapport besproken constructies kan onder deze omstandigheden niet worden ge

-garandeerd. Deze punten dienen dan ook als een discontinuïteit te worden beschouwd. Het eerder genoemde rapport 'Discontinuïteiten in beveiligingsconstructies voor bermen en kunstwerken' geeft inzichten voor mogelijke oplossingen hiervoor .

2.

Conclusies uit het onderzoek

2.1. Algemeen

Aan de vier in hoofdstuk 1 . genoemde eisen voor een bermbeveiliging wordt het beste voldaan door stalen beveiligingsconstructies, welke zijn opgebouwd uit de volgende hoofdelementen: 1. geleiderails volgens tekening 11 (bekend als type A);

2. afstandhouders volgens tekening 12 (bekend als Duits type B); 3. palen volgens tekening 13 (ontwerp SWOV).

Twee geleiderails met de daartussen geplaatste afstandhouders vormen een ligger. Deze ligger kan op verschillende manieren aan de palen worden bevestigd.

Gelet op de werking van de constructies, zoals die in het volgende nader wordt uiteengezet, zou de grond, waarin de palen worden aangebracht, als vierde hoofdelement kunnen worden genoemd.

2.2. Constructies bij aanwezigheid van voldoende ruimte

De beste werking wordt verkregen met een relatief stijve ligger, die door een enkele rij palen zodanig is ondersteund, dat hij gemakkelijk in dwarsrichting kan worden bewogen, waardoor reeds bij een lichte aanrijding de totale constructie in belangrijke mate meegeeft.

Deze werking van de constructie is goeddeels terug te voeren op het gedrag van de palen.

Door hun vormgeving ondervinden deze in een richting loodrecht op de constructie slechts een geringe weerstand. Bij een aanrijding snijden zij gemakkelijk door de grond, vooral wanneer deze bovendien een losse structuur heeft. De palen scharnieren daarbij als het ware om een meer of minder dicht bij hun voet gelegen punt. De constructie kan hierdoor over enige lengte kantelen om een denkbeeldige onder de grond gelegen as.

Vooral de horizontale zijdelingse verplaatsing van de ligger is daarbij voor de goede werking van de constructie van belang (afbeelding 1 ). Deze kan, hoewel zij in de meeste gevallen bij aan

-rijdingen door personenauto's niet groter wordt dan 1 m, bij zware aanrijdingen met vracht

-auto's in bijzondere gevallen meer dan 2 m bedragen (zie paragraaf 4.2.).

Door de geringe ondervonden weerstand kunnen de palen individueel geen grote reactie-krachten op de ligger uitoefenen. Mede door de stijfheid van de ligger wordt de horizontale kracht over een groot aantal palen verdeeld, waardoor de uitbuiging een vloeiend verloop krijgt. De lengte waarover de uitbuiging plaatsvindt, zal circa 40 maal zo groot worden als de uitbuiging maximaal bedraagt. Deze factor 40 is als optimaal te beschouwen voor een goede geleiding van de voertuigen tijdens en onmiddellijk na een aanrijding.

Ook de onderlinge afstand van de palen is van invloed op de uitbuigingsvorm. Vastgesteld werd dat voor een vloeiende uitbuiging als hierboven bedoeld, de paalafstand circa 4 m dient te bedragen, dus gelijk is aan de werkende lengte van de afzonderlijke stukken geleiderail.

Voor constructies met de bovengenoemde eigenschappen is de term 'flexibel' in gebruIk ge

-raakt, welke evenwel misleidend kan zijn. Flexibel is iets dat gemakkelijk buigt of gebogen

wordt. Maar de ligger is juist erg weinig buigzaam en in de ondersteuning is van buiging in

enig onderdeel zelfs nauwelijks of geen sprake.

Afbeelding 1. De voor de goede werking van de constructie van belang zijnde horizontale verplaatsing van de ligger.

Onder de flexibiliteit van een geleiderailconstructie dient men te verstaan de eigen-schap van de constructie om reeds bij een lichte aanrijding een aanmerkelijke zijde-lingse uitbuiging te ondergaan en vooral ook het verschijnsel dat deze uitbuiging over een relatief grote lengte optreedt.

Is de weerstand die de constructie in haar geheel biedt aanvankelijk gering, waardoor zij bij een aanrijding belangrijk meegeeft, met het toenemen van de zijdelingse uitbuiging groelt deze weerstand geleidelijk aan. Een aantal factoren werkt daaraan mee, zoals het ontstaan van wringspanningen in de horizontale ligger, van trekspanningen in de geleiderails en toch ook een toenemende grondweerstand van de palen, naarmate deze verder uit hun oorspronkelijke stand komen te staan. Zodoende bereikt de constructie bij lichte aanrijdingen, afhankelijk van de hevigheid van de botsing, een zekere eindstand.

Op het belang van deze progressie in de weerstand bij toenemende uitbuiging van de con-structie werd reeds in hoofdstuk 1 gewezen.

De scharnierende beweging van de palen brengt met zich mee dat bij zwaardere aanrijdingen het voertuig in beginsel gevaar loopt de palen te raken. Een aanrijding van een of meer palen leidt in het algemeen tot grote langsvertragingen. Het is echter vooral bezwaarlijk onder de volgende twee omstandigheden:

1. wanneer de palen stevig in de grond zitten en tegelijk van boven hecht aan de ligger zijn bevestigd; in dit geval ontstaat gevaar voor vastlopen van het voertuig tegen een van de palen; 2. wanneer de palen zover draaien dat de ondereinden uit de grond komen.

De eerstgenoemde omstandigheid doet zich vooral voor tijdens de eerste fase van de uit -buiging. Door de geleiderail aan de voorzijde (zijde van de aanrijding) op enige afstand voor de palen langs te voeren (zogenaamd 'uit te bouwen'), wordt het aanrijden van de palen in deze eerste fase van de uitbuiging echter zoveel mogelijk voorkomen.

De tweede omstandigheid kan zich voordoen wanneer de constructie bij grotere uitbuigingen een voortgaande kanteling ondergaat. Dit kan nu worden tegengegaan door de rail aan de achterzijde van de constructie op overeenkomstige wijze uit te bouwen·

Op deze wijze komt men tot een tweezijdig uitgebouwde constructie (afbeelding 2) . Zowel de uit-bouw aan de voorzijde als die aan de achterzijde heeft evenwel nog een andere functie. Een en ander kan duidelijk worden uit de volgende beschrijving van de gang van zaken tijdens een zwaardere aanrijding.

Door de kantelende beweging van de constructie gaat de voorste rail aanvankelijk enigszins omhoog en de achterste omlaag. De uitbouw aan de voorz.1jde voorkomt, zoals gesteld, dat daarbij de palen worden aangereden.

Bij middelzware aanrijdingen komt de achterste rail op de grond, waardoor de krachtverdeling in de constructie een belangrijke wijziging ondergaat. De weerstand van de constructie als ge-heel neemt daarbij sterk toe. (Deze vorm van progressieve welking staat bekend als het 'twee

-trapseffect'.) In deze stand bevindt de voorste rail zich weer ongeveer op dezelfde hoogte als vóór de aanrijding (afbeelding 3) en zal, doordat de a'fstandhouders als schoren gaan werken, in het algemeen ook niet verde'r zakken.

In de ideale situatie bedraagt de helling van de ligger bij het contact van de achterste rail met de grond, al naar gelang het draaipunt van de palen dichter of minder dicht bij hun voet is ge

-legen, tussen 35 en 40·. Bij deze stand van de constructie is een krachtverde~ng mogelijk waarbij het op de paal uitgeoefende draaiend moment zeer klein wordt, waardoor de kan

-telende beweging van de constructie vrijwel tot staan komt.

Bij nog zwaardere aanrijdingen is de verdere beweging van de constructie in hoofdzaak een laterale, waarbij de achterste rail over de grond schuift· Er treedt nog wel enige verdere kante

-ling van de constructie op, maar gevaar voor aanrijding van de palen is niet onmiddellijk aanwezig·

Afbeelding 3. De uitbuiging van de flexibele tweezijdig uitgebouwde constructie na een middelzware aanrijding.

Uit het voorgaande moge blijken dat de uitbouw aan de van de aanrijding afgekeerde zijde van

de constructie bij zwaardere botsingen, evenals dIe aan de aangereden zijde, ook belangrijk is,

ook al zijn de functies verschIllend.

Een gang van zaken als de geschetste is alleen te realiseren bij een lage ligging van het draai

-punt van de palen. lil het algemeen geldt dat de constructie beter werkt naarmate het draaipunt

van de palen lager Is gelegen.

De ligging van dit draaipunt is grotendeels afhankelijk van de wijze waarop de palen in de grond worden gebracht. Er zijn twee mogelijkheden:

1. door de palen in de grond te heien (heimethode) ;

2· door een gat in de grond te boren, de palen te plaatsen en daarna het overgebleven gat op

te vullen (boormethode).

Men zie voor dit onderwerp verder hoofdstuk 3.

Aangezien een flexibele tweezijdig uitgebouwde constructie, mede in verband met de be

-nodigde uitbuigingszone, relatief veel ruimte vergt, zal zij in het algemeen dichter bij de rijbaan

moeten worden geplaatst dan de in paragraaf 2·3· nog te behandelen constructies· Daarmee

wordt dan een groter aantà l (gemiddeld lichtere) aanrijdingen aanvaard, opdat de zwaardere

aanrijdIngen een Zo gunstig mogelijke afloop zullen hebben.

2.3. Constructies bij minder beschikbare ruimte

Zoals reeds in hoofdstuk 1 ter sprake is gebracht, zal in een aantal gevallen de voor een goede werking van de optimale beveillgingsconstructie noodzakelijke ruimte niet aanwezig zijn. Er zal dan moeten worden omgezien naar oplossingen die voor die omstandigheden de beste kunnen zijn, maar die in geval van een aanrijding noodgedwongen een groter risico opleveren.

In het algemeen kunnen twee gevallen worden onderscheiden:

1. de aanwezige bermbreedte is te gering;

2. er bevindt zich een star obstakel of er bevinden zich starre obstakels in de berm.

2.3.1. Geringe bermbreedte

Uitgaande van het optimale constructietype zoals in 2.2. beschreven, zijn bij geringe beschik

-bare bermbreedte, drie soorten maatregelen mogelijk:

1. men tornt aan de ruimte welke voor een goede werking vóór en achter de constructie nodig is;

2. men gaat over tot de toepassing van een verstijfde constructie; 3. men besluit tot een verkleining van de uitbouw van de constructie.

2.3.1.1. Versmalling van de bergingszone en/of de uitbuigingszone

Een versmalling van de bergingszone tussen de rijbaan en de constructie heeft tot gevolg dat meer aanrijdingen met de beveiligingsconstructie zullen plaatsvinden. Ook de kans op een minder goede afloop, door botsingen met achteropkomend verkeer, wordt groter. De maximaal mogelijke inrij hoek wordt echter kleiner, doordat de constructie dichter bij de rijbaan is ge-plaatst. Plaatst men de constructie al te dicht langs de rijbaan, dan moet bovendien rekening worden gehouden met een vermindering van de effectieve rijbaanbreedte ten gevolge van 'railvrees'. In welke mate de aanwezigheid van een geleiderailconstruct"le van invloed is op het rijgedrag is nog onvoldoende bekend. Het is mogelijk dat deze invloed in bepaalde gevallen groter is dan de normaal optredende bermvrees. Het is echter ook mogelijk dat bij een bepaalde plaatsing van de constructie door het geleidende effect van de rail de bermvrees juist minder groot wordt. Men dient de bergingszone in elk geval niet meer te versmallen dan noodzakelijk.

Bij constructies welke naar twee zijden werkzaam moeten zijn dient de bergingszone aan beide zijden tevens (gedeeltel~k) tot zone die gereserveerd moet blijven ten behoeve van de uitbuiging van de constructie bij een aanrijding tegen de andere zijde. In dit geval zal men de zone zeker niet al te zeer kunnen versmallen, aangezien daarbij de kans groter wordt dat de constructie bij een aanrijding tot op de rijbaan uitbuigt en gevaar gaat opleveren voor het ver-keer op die rijbaan.

Indien een langs de rijbaan aanwezige vluchtstrook de functie van de bergingszone overneemt, zal men ook minder snel tot versmalling van deze zone besluiten, omdat daarmee tevens de be-tekenis van de vluchtstrook, welke uiteraard nog andere functies heeft, wordt aangetast. Wel zal men in het algemeen een beveiligingsconstructie bij ruimtegebrek iets dichter langs een vluchtstrook kunnen plaatsen dan langs een rijstrook aanvaardbaar zou zijn.

Met het versmallen van de uitbuigingszone achter beveiligingsconstructies dient men ook in zijbermen voorzichtig te zijn. Mocht bij een zwa're aanrijding de achterste rail tot voorbij de kruin van een aanwezig talud uitbuigen, dan vindt deze geen steun meer oP de grond, waar

2.3·1.2. Toepassing van verstijfde constructies

Het gedrag van een geleiderailconstructie, met name het verloop van de uitbuiging als gevolg van een aanrijding, wordt voornamelijk bepaald door:

a· de onderlinge paalafstand; b. de stijfheid van de ligger;

c. de paalweerstand, d.w.z. de horizontale reactiekrachten van de afzonderlijke palen op de ligger·

Bij de aanbevolen flexibele constructie bestaat tussen deze grootheden een optimale ver-houding. Een verandering van een ervan geeft een verstoring van deze optimale verhouding, waardoor aan één of meer in paragraaf 1.2. genoemde eisen niet meer, of slechts ten dele wordtvoldaan. Dit kan gedeeltelijk worden gecorrigeerd door ook andere grootheden te wijzigen. Rekening houdend met het bovenstaande kan een constructie op verschillende manieren minder flexibel worden gemaakt. Dit minder flexibel zijn leidt tot grotere vertragingen op het botsende voertuig zowel in dwarsrichting als om de verticale as.

De manieren voor vermindering van de flexibiliteit zijn:

a

·

Het verminderen van de paalafstand

Dit is de eenvoudigste manier om een constructie te verstijven. Het effect doet zich zowel bij lichte als bij zware aanrijdingen gelden.

Gelet op de plaats van de, door de fabrikant reeds aangebrachte, gaten in de geleiderails voor een flexibele constructie, ligt het voor de hand de paalafstand tot circa 2,67 m terug te brengen. Een enigszins belangrijke afneming van de uitbuigingen wordt echter eerst verkregen bij een vermindering van de paalafstand tot 2 m. In dat geval moeten extra gaten in de rail worden aangebracht.

Wil men nog verder verstijven door vermindering van de paalafstand, dan komen de paal

-afstanden van circa 1,33 m, respectievelijk 1 m in aanmerking. In het laatste geval zijn op

-nieuw extra gaten in de rails noodzakelijk.

Naarmate men de paalafstand geringer kiest, wordt de uitbuigingsvorm minder gunstig. De lengte van de uitbuiging wordt geringer, waardoor het gevaar van grote uitrij hoeken en daar -door ongecontroleerde terugkeer in de eigen verkeersstroom, groter wordt· In bepaalde geval

-len kan het een voordeel betekenen da t het gewicht van de construc

tie

per paal geringer wordt· b· Het verstijven van de ligger

De koppeling tussen de beide geleiderails, die wordt bewerkstelligd door de afstandhouders. is van dien aard dat voor het totale traagheidsmoment van de ligger nauwelijks meer in reke

-ning mag worden gebracht dan de som van de traagheidsmomenten der beide geleide rails afzonderlijk.

Men kan de ligger verstijven bij constructies waarvan de afstandhouders om de 1,33 m be -vestigd zijn. In het middelste veld (~evormd door de geleideralis en de afstandhouders)yan elk stuk geleiderail kan daartoe een diagonaal worden bevestigd (afbeelcling 4). PlaatSing van diagonalen in de overige velde n is zin loos. aangezlen de daar aanwezige slopgàten de werking van de diagonalen teniet doen.

Ook om deze reden zijn bij een verstijfde ligger, b~ toepassing van de thans gebruikte rail, in principe slechts de paalafstanden 4 m, 2,67 m en 1,33 m bruIkbaar. I ndien door de aan het heien inherente onnauwkeurIgheden de montage van de constructfe met palen om de circa 2,67 of 1,33 m moeilijk wordt, is dit op te lossen door slopgaten toe te passen in de afstand-houders, in plaats van in de geleiderails, daar deze laatste de goede werking van de diagonalen zullen verhinderen.

Met nadruk moet erop gewezen worden dat aan de verbIndIng tussen de diagonaal en de rail hoge eisen worden gesteld. Een verbinding met een M16-bout met minstens de kwaliteit 8,8

kan aan deze eisen voldoen.

De mate van verstijving met deze ligger is aanzienliJk, ook voor lichte aanrijdingen en de uit-buigingsvorm (de verhouding tussen de lengte van de u'~bUiging en de grootte ervan) blijft zeer gunstig.

Doordat alleen de horizontale buigstijfheid dodr de plaatsing van de diagonalen is vergroot en niet die in het verticale vlak, Is echter de torsiestilfheÎd niet toegenomen. Bij zware botsingen zal deze ligger dan ook eerder de neiging hebben te gaan torderen, waardoor gevaar ontstaat voor het aanrijden van de palen (afbeelding 5). Hierdoor kunnen grote langsvertragingen in het botsende voertuig ontstaan. Dit torderen van de ligger wordt minder ernstig naarmate de paalafstand wordt verminderd en/of de weerstand van de grond tegen uitbuiging van de palen groter wordt.

Het is mogelijk door vergroting van de verticale buigstijfheid van de constructie de torsiestijf-heid te vergroten. Dit kan bij voorbeeld door hst aanbrengen van extra geleiderails tegen de palen, onder de eigenlijke ligger (afbeelding 6). In hoeverre dit nog andere voor- of nadelen heeft is niet onderzocht.

Het is ook mogelijk de ernst van de aanrijdIng van de palen te verminderen door het aan-brengen van een breekconstructie in de bevestiging van de afstandhoUders aan de palen (zie ook 5.4.1.). Dit zal echter de optredende uitbuigingen weer groter kunnen maken.

Het verstijven van de ligger kan ook worden toegepast in combinatie met de onder 2.3·1.2a·

genoemde methoden.

c.

Het vergroten van de paalweerstand

De weerstand die de palen in de grond ondervinden, kan worden vergroot door langs de palen zogenaamde stabilisatieplaten aan te brengen, die het doorsnijden van de grond in meer of mindere mate belemmeren.

Deze wijze van verstijven dient

alleen

te worden toegepast bij verminderde paalafstand (2.3.1.2a·) aangezien bij normale paalafstand de uitbuigingsvorm te ongunstig zou worden en gevaar voor zakvorming in de geleiderail zou ontstaan· Het toepassen van een verstijfde ligger is bij aanwezigheid van stabilisatieplaten zeer aan te raden·

De mate van verstijving is aanmerkelijk. Het effect van de verstijving is ook bij lichte aanrijdin

-gen merkbaar.

Wanneer de weerstand van de palen te veel wordt opgevoerd, hetgeen vooral in vastere grond het geval kan zijn, ontstaat gevaar voor plastische verbuiging van de palen· Een aanrijding van de palen is dan bijna niet te vermijden·

Aangezien de omstandigheden in dit geval zeer ongunstig zijn (paal vast in de grond en van

boven hecht aan de ligger bevestigd), dient deze situatie nadrukkelijk te worden vermeden

door de stabilisatie platen met overleg toe te passen· Het type plaat dat wordt gebruikt van de

drie typen die in 5·5.3· worden onderscheiden, moet zijn afgestemd op de aard en de toestand van de grond waarin de palen worden geplaatst·

Afbeelding 5. Het aanrijden van de palen bij een sterk getordeerde ligger.

I. + I

I I

I I

I + I

Afbeelding 6. Het aanbrengen van extra geleiderails aan de palen, ten einde de verticale buigstl"jfheld bIJ toe

Bij de boormethode (zie paragraaf 3.2.) kan men, ter vergroting van de paalweerstand, in plaats van stabilisatiepla'fen aan te brengen, ook de boorgaten vullen met een materiaal dat meer weerstand tegen doorsnijding geeft dan het normaal daarvoor gebruikte materiaal. Het vergroten van de paalweerstand over grotere lengten is echter niet rationeel (zie 5.5.3.)·

2.3.1.3. Het verkleinen van de uitbouw

Bij constructies die slechts naar één zijde werkzaam behoeven te zijn kan men de uitbouw van de achterste rail verkleinen. Deze rail wordt dan dicht langs de palen aangebracht (afbeelding 7). Hoewel dus een kleine ultbouw gehandhaafd blijft, spreekt men doorgaans van het achter-wege laten van de uitbouw·

Een dergelijke zogenaamde eenzijdige uitgebouwde constructie heeft in de eerste fase van de uitbuiging nagenoeg dezelfde werking als de tweezijdig uitgebouwde. Bij zwaardere aan-rijdingen openbaren zich evenwel de nadelen.

Door het verkleinen van de uitbouw aan de achterzijde kantelt de constructie in eerste in-stantie al verder dan de tweezijdig uitgebouwde, alvorens de achterste rail de grond raakt. De helling van de ligger bedraagt dan circa 55° of meer. Mede door de excentrische bevestiging van de paal ontstaat in deze stand in de constructie altijd een krachtverdeling waarbij een relatief groot buigend moment op de paal wordt uitgeoefend.

Deze heeft daardoor de neiging nog verder te kantelen, maar nu met als draaipunt het aan-rakingspunt van de achterste rail met de grond, als gevolg waarvan het onderste deel van de paal uit de grond komt en een aanrijding daarvan door het voertuig bijna niet is te voorkomen (afbeelding 8). Ook de hoogte van de constructie is door de verkleining van de uitbouw in deze stand aanmerkelijk geringer geworden.

Afgezien van de hier vermelde nadelen gaat dan ook het voordeel van de 20 cm die deze con-structie smaller is, weer verloren, doordat het tweetrapseffect minder geprononceerd en later optreedt en de constructie in verband daarmee bij zwaardere aanrijdingen verder uitbuigt dan een tweezl)dig uitgebouwde·

Om al deze effecten zoveel mogelijk te vermijden, zal het verkleinen van de uitbouw aan de achterzijde normaal gepaard moeten gaan met een aanmerkelijke verstljving van de constructie zoals eerder beschreven (zie 2·3.1.2.). Flexibele eenzijdig uitgebouwde constructies zullen

slechts in bepaalde gevallen voor toepassing in aanmerking komen·

De hier bedoelde eenzijdig uitgebouwde constructies onderscheiden zich van de in het ver-leden geplaatste door de aanwezigheid val'! de tweede geleiderail, achter langs de palen· Bij

een aanr~ding wordt daardoor het verband In de constructie gehandhaafd, blijven de afstand

-houders onderling evenwijdig en wordt zakvorming voorkomen. Hèt is juist de zakvorming die bij de in het verleden geplaatste eenzijdig uitgebouwde constructies (met slechts één geleide

-rail) de oorzaak was van grote uitrijhoeken bij personenauto's en van doorschrijding bI) vrachtauto's.

Bestaande constructies van dit type kunnen op eenvoudige wijze verhoudingsgewijs aanzien

-lijk worden verbeterd door langs de achterzijde ervan een strip aan te brengen (zie verder para -graaf4.5.). Hiermee worden de genoemde bezwaren voor een deel ondervangen· Met het aan

-brengen van een rail langs de achterzijde zou de hierboven bedoelde verstijfde ee nzijdig uit

-gebouwde constructie ontstaan, maar daartoe is tevens een vervanging van de afstandhouders noodzakelijk.

Bij zeer ernstig ruimtegebrek kan men er nog toe overgaan tevens de uitbouw aan de voorzijde

te verkleinen·

"

---=.::..

_~

.c--Afbeelding 8. Het aanrijden van de palen bij een ver uitgebogen eenzijdig uitgebouwde constructie.

Daarmee wordt echter de kans op het vastlopen van de wielen tegen de palen snel groter. Een dergelijke aanrijding heeft meestal een ernstige afloop doordat grote vertragingen in langs-richting optreden. Het verdient daarom aanbevellng de uitbouw aan de voorzijde, zoveel als enigszins mogelijk 15, te handhaven.

Voorts kan een ernstige afloop worden vermeden door de constructie nog verder te verstijven, bij voorbeeld door het verstijven van de ligger, door een aanzien lijke vermindering van de paéi'

l-afstand (tot 1,33 m of zelfs 1 m), eventueel met toepassing van stab'lisatieplaten. Dergelijke co nstructies zullen a Is sterk verstijfd worden aa ngeduid.

Bij constructies d

ie

naar twee zijden werkzaam moeten zijn, zal men eveneens eerst bij zeer ernstig ruimtegebrek dienen te besluiten tot verkleinIng van de beide uitbouwen, zo weinig als mogelijk en gepaard gaande met een zeer aanzlenlljke verstijving van de constructie.

Omgekeerd heeft het weinig zIn de uitbouw te handhaven, in het b~zonder aan de achterzijde, wanneer men om enigerlei reden zijn toevlucht zou moeten nemen tot sterk verstijfde con

-structies, waarbij de achterste rail toch niet tot op de grond zal doorbuigen. Hierbij moet wel

rekening worden gehouden met het feit dat bIj het toepassen van een verstijfde ligger de uit

-buigingen van de eenzijdig uitgebouwde constructies groter zijn dan die van de tweezijdig uitgebouwde constructies (zie hoofdstuk 4).

Men bereikt een kleinere uitbouw door afstandhouders te gebruiken welke korter zijn dan het normale type (zie 5.2.).

Welke van de genoemde maatregelen in elk specifiek geval de voorkeur verdient. is moeilijk te zeggen, omdat hierop niet alleen de technische aspecten van de werking van de constructie van invloed zijn. In het algemeen kan het volgende worden gesteld.

Een versmalling van de berg'ngszone doet niets af aan de werking van de constructie in engere zin: het flexibele karakter blijft volkomen behouden. Uitslu~end gelet op de kwaliteit van de constructie zal dit daarom de maatregel zijn die het eerst in aanmerking komt· Een versmalling van de uitbuigingszone brengt zowel

in

middenbermen als in zijbermen, zoals hiervoor gesteld, bepaalde ernstige bezwaren met zich mee, verband houdende met de werking van de constructie. Het zal noodzakelijk zijn deze bezwaren in elk afzonderlijk geval af te wegen tegen de bezwaren die verbonden zijn aan de toepassing van een verstijfde constructie. Welke wijze van verstijven men ook kiest, steeds zullen de vertragingen in dwarsrichting en om de verticale as van het voertuig bij aanrijdingen groter zijn, als gevolg waarvan de afloop ge-middeld ernstiger zal zijn. Wel zal, mits men de constructie niet al te zeer verstijft, bij de twee

-zijdig uitgebouwde constructie, het tweetrapseffect blijven optreden, zij het eerst bij heviger aanrijdingen dan bij een flexibele constructie het geval zou zijn·

Een verkleining van de uitbouw zal, opnieuw uitsluitend gelet op de kwaliteit van de con-structie, het laatst in aanmerking komen, omdat de verschillende functies van de construct1e daardoor zodanig worden aangetast, dat aan geen enkele van de in hoo fdstuk 1 geste'lde eisen meer goed wordt voldaan.

2.3.2.

Obstakels

Bij het bepalen van de plaats van lichtmasten (en dergelijke) dient men terdege rekening te houden met een eventueel aan te brengen geleiderailconstructie waarbij'n het bijzonder moet worden gelet op de ruimte die ten behoeve van een goed werkende constructie gereserveerd moet blijven, opdat deze bij een aanrijding adequaat kan functioneren.

Dit geldt nog sterker wanneer de geleiderailconstructie reeds aanwezig is. Met nadruk wordt erop gewezen dat het aanbrengen van starre obstakels binnen de zone waarover een

aan-wezige geleiderailconstructie moet kunnen uitbuigen, in principe onjuist is, omdat daarmee de

werking van de betreffende constructie in vele gevallen niet meer gewaarbortJd ls. Dat slaat met name op de plaatsing van lichtmasten (en dergelijke) tussen de beide gele'derails van ee'n constructie. De kans is dan juist zeer groot, dat voertuigen bij een aanrijding, langs de con

-structie tegen deze obstakels aan worden geleid.· Een uitzondering zou kunnen worden ge-maakt bij aanwezigheid van smalle obstakels achter de achterste rail van een tweezijdig uit-gebouwde constructie·

Gaat men er van uit dat de obstakels al aanwezig of onvermijdelijk zijn, dan dienen in midden-bermen twee constructies te worden geplaatst, aan weerszijden van de obstakels één. In zij bermen dient de constructie vóór de obstakels langs te worden gevoerd.

Wellicht zal het in de toekomst ook mogelijk blijken bepaalde obstakels van een breekcon

-structie te voorzien, of althans zodanig uit te voeren dat de gevolgen van een botsing tegen een dergelijk voorwerp beperkt blijven tot lichte schade aan het voertuig· Onderzocht wordt nog aan welke eisen dergelijke constructies daartoe moeten voldoen· In dat geval zal de onderlinge plaatsing van de geleideConstructies en deze voorwerpen minder problemen behoeven op te leveren.

Bij aanvyeziQheid van obstakels zijn in grote lijnen dezelfde maatregelen mogelijk ~Is onder 2.3.1. bij gennge bermbreedte zijn genoemd (versmalling van bergings -en/of uitbuigmgszone, verstijfde constructie, verkleining van de uitbouw)·

Ten aanzien van de toepassing van een verstijfde constructie kan evenwel nog het volgende worden opgemerkt·

• W· H· M. van de Pol en Ir. M·Slop· Flexibele geleiderailconstructies en lichtmasten in middenbermen· Wegen

]

₁

_~

I

1

~

I

[

Afbeelding 9. De uitvoeringswijze wanneer een smal obstakel binnen de uitbuigingszone achter een tweezijdig uitgebouwde constructie staat.

Wanneer obstakels van gerlnge afmetingen (als bij voorbeeld lichtmaste'n) juist binnen de uit-buigingszone zouden komen te staan welke men bij een flexibele tweezijdig uitgebouwde constructie in rekening moet brengen, kan men in plaats van om deze reden een verstijfde constructie aan te brengen, toch nog een flexibele constructie toepassen. In dat geval zal bij zwaardere aanrijdingen de achterste rail, na tot op de grond te zljn ultgebogen en eventueel over enige afstand daarover te zijn voortgeschoven, tegen de voet van het obstakel stuiten. De progressie in de weerstand van de constructie kan zodoende worden versterkt, maar de moge-lijkheid bestaat dat de achterste rail wordt ingedeukt

Om te voorkomen dat ook de voorste (aangereden) rail bij een dergelijke zware aanrijding een mlnder gelijkmatige uitbulgÏngs,lijn gaat vertonen, dient men bIj deze oplossing ter plaatse van het obstakel één der afstandhouders (waaraan geen paal is bevestigd) weg te laten (zie af

-beelding 9).

Bij constructies met een verstijfde ligger leidt het weglaten van een afstandhouder echter tot een te grote plaatselllke vermlndering van de stijfheid.

Eenzijdig uitgebouwde constructies hebben een sterke neiging tot verder kantelen, wanneer de achterste rail tot op de grond is uitgebogen. De hierboven gegeven oplossing komt bij deze constructies daarom niet in aanmerking.

2.4. Samenvatting van de conclusies uit het onderzoek

Hieronder zijn een aantal vragen geformuleerd dle in verband met het (alt of niet) plaatsen van beveiligingsconstructies in bermen gesteld kunnen worden.

Concrete antwoorden op deze vragen worden op deze plaats niet gegeven. Er wordt slechts verwezen naar de paragrafen (of onderdelen daarvan) en de afbeeldingen die informatle ver

-schaffen. benodigd voor de te nemen beleidsbeslissingen.

a· Wanneer moet tot plaatsing van een beveiligingsconstructie worden overgegaan?

Dit zal dienen te gebeuren als de (eventueel) af te schermen gevarenzone voor het verkeer meer gevaar oplevert dan een te plaatsen beveiligingsconstructie.

De mate van gevaar die de gevarenzone oplevert is afhankelijk van de aard van deze zone (aanwezigheid van obstakels, een talud) en van de afstand van de rijbaan tot de gevaren-zone (zie paragraaf 1.1.). De mate van gevaar die de beveiligingsconstructie oplevert is af-hankelijk van het type en de wijze van uitvoering (zie paragraaf 6.4.) van de constructie en van de plaatsing ervan (afstand tot de rijbaan). Hierop wordt in dit rapport op diverse plaatsen in-gegaan (zie ook de verwijzingen bij de vragen ben c).

Indien tot plaatsing is besloten, is de volgende vraag:

b. Waar moet de constructie worden geplaatst?

Dit is afhankelijk van de beschikbare ruimte en de wijze waarop men deze wenst te benutten. De volgende factoren zijn hierbij van belang:

Er is ruimte nodig voor de bergingszone (zie paragraaf 1.2. en 2.3.1.1 .).

Ook is er ruimte nodig voor de uitbuiging van de constructie. Deze is afhankelijk van het type constructie (zie vraag c). Welke ruimte voor elk type constructie als aanvaardbaar moet worden beschouwd, zal beïnvloed worden door de grootte van de te verwachten inrijhoeken, snel-heden en gewichten van de botsende voertuigen. De afbeeldingen 12 tjm 19 geven de infor-matie die bij het nemen van de beslissing hieromtrent onontbeerlijk is.

Ten slotte dient de volgende vraag te worden beantwoord:

c. Welke constructie moet worden geplaatst?

Dit is afhankelijk van de beschikbare uitbuigingszone en de aard van de gevarenzone (aan-wezigheid van obstakels, een talud, e.d.) (zie 2.3.2.).

Er zijn de volgende keuzemogelijkheden:

- tweezijdig of eenzijdig uitgebouwd (zie paragraaf 3·2. en 2.3.1 .3.);

- flexibel - geheid (zie paragraaf 3.1., 4.2., 4.3. en de afbeeldingen 12 en 13);

- flexibel - geboord (zie paragraaf 3.1., 4.2., 4.3. en de afbeeldingen 12 en 13);

- verstijfd door verkleining van de paal afstand (zie 2.3.1.2a, 4.4. en de afbeeldingen 14 en 16); - verstijfd door toepassing van een verstijfde ligger (zie 2.3.2.2b);

- verstijfd door toepassing van een verstijfde ligger en verkleinde paalafstand (zie 2 ·3.1 .2b, 4.4. en de afbeeldingen 15 en 17);

- verstijfd door toepassen van stabilisatieplaten (bij verkleinde paalafstand) (zie 2.3.1 ·2c en

44

.

);

- sterk verstijfd door toepassen van een verstijfde ligger en stabilisatieplaten (bij verkleinde paalafstand) (zie 4.6· en de afbeeldingen 18 en 19).

De keuze tussen eventueel alternatieve constructies dient te worden bepaald naar de mate waarin de constructies voldoen aan elk van de in paragraaf 1 ·2. geformuleerde eisen:

- verhindering van door-of overschrijding;

- beperking van letsel en schade;

- geen terugkaatsing in eigen verkeersstroom;

- behoud van werking na aanrijding en eenvoudige reparatiemogelijkheid.

Bij de bespreking van de constructies afzonderlijk (zie eerder genoemde verwijzingen) wordt aandacht besteed aan de mate waarin de betreffende constructie aan deze eisen voldoet.

3.

Uitvoeringswijzen

3.1. Met volgens de heimethode geplaatste palen

Omdat de grootte van de reactiekrachten die door de palen op de ligger worden uitgeoefend, afhankelijk is van de aard en de toestand van de grond waarin de palen zijn aangebracht, is de flexibiliteit van de constructie bij uitvoering volgens de heimethode niet overal even groot. Om ook in vaste grond (of bij bevroren bodem) voldoende flexibiliteit te verkrijgen, met andere woorden, om te voorkomen dat de constructie onder die omstandigheden onvoldoende aan de in paragraaf 1.2. geformuleerde eisen tegemoetkomt, moeten de afstandhouders met behulp van breekbouten aan de palen worden bevestigd (zie 5.4.1.). Als de reactiekracht van een paal op de horizontale ligger, als gevolg van een te grote grondweerstand een bepaalde waarde bereikt, zal de ligger door het breken van de breekbouten, vrij van de paal komen en daardoor ter plaatse toch verder kunnen uitbuigen. De paal wordt daarbij, eenmaal los, ge-makkelijk in de rijrichting omver gereden (afbeelding 10).

De breekbouten zijn bedoeld als een reserve voor het geval dat de normale werking van de constructie, zoals beschreven in paragraaf 2.2., uitblijft· Zij verhinderen ook bij grotere uit

-buigingen het ontstaan van de eerste van de in paragraaf 2.2. vermelde omstandigheden waaronder het aanrijden van de palen bijzonder bezwaarlijk is. Hiervoor is de bevestiging door middel van de breekbouten niet hecht genoeg.

De breekbouten moeten snel genoeg breken om bij te grote grondweerstand het flexibele karakter van de constructie te garanderen. Anderzijds dienen ze zo lang mogelijk intact te blijven wanneer de uitbuiging van de constructie naar wens verloopt, dit om de schade te beperken, maar vooral ook om de progressieve werking van de constructie niet te verstoren en om de voorste rail op hoogte te houden.

De dimensionering, die blijkens het voorgaande een compromis vormt, is zodanig dat de breek-bouten bij zwaardere aanrijdingen, ook bij het beoogde gedrag van de palen, altijd breken, echter in het algemeen eerst nadat het tweetrapseffect is opgetreden.

Waar de flexibiliteit moet worden beperkt dienen de breek bouten niet te worden aangebracht, behalve wellicht bij het toepassen van de verstijfde ligger bij grotere paalafstanden (zie 2.3.1.2b).

In bermen met zuiver zand en/of zwarte grond kan de heimethode met breekbouten zonder bezwaar worden toegepast. Het geringe korrelverband bij deze grondsoorten maakt het ge-wenste gedrag van de palen mogelijk, al zal het punt waarom een paal draait, niet zo dicht bij de voet van die paal zijn gelegen als wenselijk zou zijn. Globaal kan worden aangehouden dat dit draaipunt op een diepte van circa 60 à 80 cm onder de grond ligt. Alleen bij bevroren bodem zullen de breekbouten vroegtijdig breken·

In bermen met vaste of klevende grond echter, zullen de breekbouten steeds vroegtijdig als zodanig functioneren, waardoor per aanrijding de gemiddelde schade aan palen en breek-bouten relatief groot zal zijn. In dergelijke bermen zal men er dan ook eerder toe komen de voorkeur te geven aan de met de boormethode geplaatste palen (zie paragraaf 3.2.).

Dit kan ook gelden voor bermen met minder draagkrachtige grond, waar het nazakken van de constru etie met geheide palen een bezwaar kan opleveren. Men moet daarbij bedenken dat de palen in de meeste gevallen aanvankelijk wel gedeeltelijk op kleef (langs de buitenzijde) zullen dragen, maar dat hierop niet mag worden gerekend. Bij de berekening mag wel het gesloten gedachte grondvlak van de paal (circa 32 cm2

) in zijn geheel als dragend worden be

-schouwd· De grond in de gedeeltelijke afgeplatte (holle) paal wordt namelijk t~dens het hslen

aanmerkelijk verdicht en draagt mee dank zij kleef langs de binnenziJ'de van de paal.

Afbeelding 10. Het omrijden van de paal na het bezwijken van de breekconstructie.

1--

- -

-

- - - - -

In verband met de door het verkeer veroorzaakte trillingen is het wel raadzaam een ruime veilig-heidscoëfficiënt in te voeren. Wordt hiervoor een waarde van 2,5 gekozen, dan kan men be-rekenen dat voor een verantwoord gebruik van de heimethode, bij een paalafstand van 4 m,

ter hoogte van de voet van de paal, dat wil zeggen op circa 1 m diepte, een sondeerwaarde van circa 12 kgf/cm2 _{aanwezig moet zijn. Bij geringere paalafstanden kan deze waarde ten naaste}

bij evenredig worden verlaagd.

Het nazakken kan ook worden voorkomen door het vergroten van het oppervlak van de

paal-voet, door middel van het aanlassen van bij voorbeeld ee

n hoekprofiel (afbeelding 11). Hier-door zal het heien moeilijker worden . Indien het aangelaste profiel niet te groot is zal de werking van de constructie er niet of nauwelijks door worden beinv

Ioed

.

De constructie wordt op hoogte uitgericht op de bij het heien gebruikelijke wijze: de palen worden eerst ingeheid tot even boven de gewenste diepte en na het aanbrengen van de af-standhouders en de rails met enige hamerslagen op de juiste hoogte gebracht.

3.2. Met volgens de boormethode geplaatste palen

Het gedrag van de palen, en daarmee de flexibiliteit van de constructie, kan, onafhankelijk van de kwaliteit en de toestand van de omringende grond, beter voorspelbaar worden gemaakt en tevens worden geoptimaliseerd door het plaatsen van de palen in boorgaten, die worden ge-vuld met scherp zand, of een ander materiaal dat dezelfde weerstand tegen het doorsnijden van de paal heeft.

Door onder in elk boorgat een zogenaamde bermschotel aan te brengen (zie 5.6.2.), kan de hoogte van de palen worden gefixeerd en behoeft ook het draagvermogen van de grond geen problemen meer op te leveren. Voorts zal het draaipunt van de palen in het algemeen lager,

dat wil zeggen gunstiger, komen te liggen, hetgeen een belangrijk argument is voor toepassing van deze uitvoeringswijze.

Het afwijkende gedrag van een constructie met volgens de boormethode geplaatste palen ten opzichte van dat van een gehelde constructie leidt tot nog grotere moeilijkheden bij de juiste dimensionering van de breekbouten.

Wegens de grotere waarborgen voor een constante, grote flexibiliteit is de behoefte aan de breekbouten echter geringer en zouden zij achterwege kunnen worden gelaten. Bij de hei

-methode hadden de breekbouten ook nog een functie wanneer bij zeer grote uitbuigingen de palen werden aangereden. Het ontbreken van de breekbouten bij de constructie volgens de boormethode behoeft ook i n dit opzicht geen bezwaar op te leveren, omdat de constructie,

voordat gevaar voor aanrijding van de palen ontstaat, reeds zover ultgebogen is dat de palen niet meer stevig In de grond zitten. Het vastlopen van het voertuig zal zodoende niet meer plaatsvinden. Door het achterwege laten van de breekbouten voorkomt men tevens pro

-blemen bij het op hoogte uitrichten van de ligger. De aanwezigheid van de bermschotels maakt het namelijk onmogelijk dit door na heien te doen plaatsvinden, terwijl anderzijds een nauwkeurige plaatsing van de schotels, wat de diepte betreft, praktische bezwaren oplevert.

Het op hoogte stellen van de ligger geschiedt nu met behulp van een aan de afstandhouder te bevestigen klembeugel, waarmee hoogteverschillen van circa 4 cm ku nnen worden gecorri

-geerd (zie 54.2.).

Bij het opvullen van het boorgat met scherp zand ontstaat 's winters het probleem van be -vriezen van de grond. Oorspronkelijk was gedacht dat menging van het ingebrachte zand met

petrochemische produkten de grond voldoende vorstvrij kon maken, doch proeven hebben aangetoond dat dit niet het geval is.

De bevroren grond zal de doorsnijding van de paal verhinderen, waardoor bij aanrijdingen de paal op maaiveldhoogte zal buigen, met als gevolg het eerder gesignaleerde gevaar voor aan -rijding van de palen.