Bij de voorplaat
De 'Autoroute du Soleil', ook bekend als de A6, Wissous - Parijs, voorbeeld van een grootschalige reconstructie met doorgaand-gewapend beton.
Betonwegen-nieuws
Uitgave
Vereniging van Cementbeton Wegenbouwers (VCW), p/a Wissenraet BV, Postbus 302, 1170 AH Badhoevedorp, tel. 020 - 658 02 50 en Vereniging Nederlandse Cementindustrie (VNC), St. Teunislaan 1, 's-Hertogenbosch.
Realisatie
Stichting Beton Prisma, Postbus 3532, 5203 DM 's-Hertogenbosch
Redactiecommissie ir.Th.S.Grob, hoofdredacteur,
ir.L.Dohmen, ir.M.J.Kok, ing.J.E.A.Schouten, P.L.Spits, ir.C.J.G.Teuns, H.de Vos en ing.D.deVries
Eindredactie
P.L.Spits, tel. 073- 640 12 26
Redactie en abonnementen- administratie
Betonwegen-nieuws, Postbus 3011,
5203 DA 's-Hertogenbosch, tel. 073 - 640 12 52.
Overname artikelen
Vooraf schriftelijk toestemming vragen bij de redactie.
ISSN: 0167-3297
2
3 Schuimbeton in de wegenbouw door ir.R.W.Faasen en dr.ir.J.W.Frénay
Over het onderwerp schuimbeton is onlangs een CUR-SSN-rapportverschenen en ook de CROW werkt aan een publikatie over dit onderwerp. CROW beperkt zich tot de toepassing van schuimbeton bij verhardingen. Ir. Faasen heeft tijdens de introduc- tie van het CUR-SSN-rapport een lezing gehouden die ten grondslag heeft gelegen aan het hier gebrachte artikel. Overigens zal de CROW-publikatie in maart 1996 worden geïntroduceerd in de regionale wegenbouwcentra.
7 Betonstrassentagung Potsdam (Il)
dooring.J.J.Veening, ir.L.Dohmen, ir.C.J.G.Teunsen F.Smits
De Duitse Betonstrassentagung wordt elke twee jaar gehouden. In 1995 gebeurde dat in Potsdam. Nadat in Betonwegen-nieuws 100 verslag is uitgebracht over de Openingszitting en de eerste werkzitting, zijn nu de werkzittingen 2 en 3 aan de beurt. Aandacht wordt besteed aan onderwerpen als nabehandeling, walsbeton en de nieuwe ZTVT-StB waarin de stabilisatielaag thans wordt gerekend tot de bovenbouw.
In die context aandacht voor hergebruik van teerhoudend uitgebroken materiaal en de voorschriften voor stabilisaties. Verder aandacht voor de toepassing van ongebon- den funderingen onder betonwegen,oppervlakteeigenschappen, het lange-termijn gedrag van betonverhardingen en standaardvoorschriften overvoegvullingen.
12 Meten van stroefheid internationaal aangepakt doorir.T.A.Bennis
Internationaal bestaat veel behoefte om de verschillende uitvoeringswijzen van stroefheidsmetingen op wegdekken met elkaar te kunnen vergelijken. Een PIARC- commissie heeft een grootschalig experiment uitgevoerd om de meetinstrumenten met elkaar te kunnen vergelijken. Het experiment wordt beschreven en de conclusies getrokken.
14 Apeldoorn maakt vrij baan voor de bus
Ter verbetering van het openbaar vervoer in Apeldoorn heeft de gemeente het plan Busnet ontworpen. Onderdeel daarvan is het voorrang geven aan bussen op kruis- punten richting centrum. Waar nodig worden aparte busbanen aangelegd. In septem- ber 1995 werd een nieuwe baan onder handen genomen.
15 Kort gestort
15 Cursus Betonverhardingen
In januari 1996 is een nieuwe cursus gepland over ontwerp, kwaliteit en de theorie van de uitvoering van betonverhardingen. De cursus is ontwikkeld door de Betonver- eniging in samenwerking met SBW en VCW.
16 Literatuur
Bijlage: Artikelenregister 1991 - 1995
Betonwegen-nieuwsnr.101
Schuhnbeton i de wegenbo uw
ir.R.W.Faasen, provincie Noord-Holland dr.ir.J.W.Frénay, VNC, 's-Hertogenbosch
Op 23 oktober 1995 organiseerde de Stichting CUR in samenwerking met de Stichting Schuimbeton Nederland een lezingenmiddag in de Stadsschouwburg van Gouda. Aanleiding was het verschijnen van het CUR-'SSN-rapport o.ver Schuimbeton. Dit rapport bespreekt alle denkbare toepassingsmogelijkheden van schuimbeton. · ·
De Stichting CROW heeft in februari 1994 de werkgroep 'Wegen en terreinen op schuimbeton' in het leven geroepen. Deze werkgroep heeft onlangs haar bezigheden afgesloten en de publikatie die daarvan het resultaat is, zal be.g.in 1996 verschijnen. Beide uitgaven zijn op elkaar afgestemd. In dit artikel {een van de voordrachten van de lezingenmiddag in Gouda) nemen we een voor- proefje op de komende CROW-publikatie waarin de aspecten van schuimbeton in de GWW-sector behandeld worden. De introductie .van hetCROW-rapport zalin maart 1996 in de regionale wegenbouwcentra plaatshebben. Op de be- langrijkste zaken uit de CROW-publikatie wordt in vogelvlucht ingegaan.
Er zijn vijf hoofdthema's:
- waar passen we schuimbeton toe, gelet op de specifieke eigenschappen van het materiaal;
-wanneer passen we hettoe, in econo- mische en technische zin;
-waar moeten we bij ontwerp en dimen- sionering zoal op letten;
-welke specifieke details zijn van be- lang;
-welke andere informatie biedt de CROW-publikatie.
1. Waar passen we schuimbeton toe?
Devoornaamstetoepassingsgebieden in de publieke sector van de wegenbouw lopen van funderingenvoorfietspaden tot autosnelwegen. In de private sector:
verhardingen voor vliegvelden, indus- triële en agrarische terreinen, maar ook kades, containerterreinen enz.
Kort gezegd: overal waar je maar op kunt rijden, zou schuimbetononder kunnen. Ditverklaartdetoepassingen als wegfundering of als deel van de aardebaan.
Als voorbeeld een Zweeds project waar niet alleen de fundering, maar zelfs de gehele aardebaan in schuimbeton werd uitgevoerd (foto 1). Gelet op de grote dikte en lengte van het te storten pakket, was het nodig het schuimbetonin lagen aan te brengen.
Behalve in grootschalige projecten zoals hier, zijn er ook talloze kleinschalige mogelijkheden.
Betonwegen-nieuws nr. 101
Op plaatsen in een constructie waar de relatief zware betonspecie moeilijk verdichtkan worden, zoalsachter een tunnelwand, voorkomen we doortoepas- sing van schuimbeton nazettingen. Maar ook loze leidingen, die om welke reden dan ook in de grond achterblijven, zijn eenvoudig met schuimbeton vol te gieten, als een lichtgewicht en samen- hangend vulmiddel.
Voor bijna alle wegbouwkundige toepas- singen geldtals opbouw van het lagen- pakket vanboven naarbeneden: een
berijdbare deklaag, meestal een tussenlaag en een fundering van schuimbeton.
De deklaag kan in principe van elk materiaal zijn ( asfalt, beton -ter plaatse gestort of als elementen).
De tussenlaag tussen rijdek en schuim"
beton is niet in alle gevallen persé nodig, maar kan nuttig zijn voor:
- delastspreiding;
- hettegengaan van scheurdoorgroelbij een(gesloten) asfaltverharding; of - het aanbrengen van een verka.nting
van het rijdek;
-hettegengaan van opdrijven.
1
Laagsgewijze aanleg in vakken
3
verharding tussenlaag schuimbeton
A
damwand
2
Vier constructievarianten
De fundering bestaat in al deze .geval- len .uit schuimbeton.
In figuur 2a fungeert het schuimbeton als lichtgewicht funderingsmateriaal.
In figuur 2b is ter verbetering van de zettingsoverbruggende eigenschap- pen bij zware belastingen, bijvoor- beeld vliegvelden, een wapening ingestort om de constructie buigstij- ver te maken. Dit zou bijvoorbeeld een horizontale trekband van kunst- stof of een stalen net kunnen zijn. De trekband heeft dan tevens een scheurverdelende functie voor het schuimbetonpakket.
In figuur2cfungeertschuimbeton als 3
B
D
vulmiddel achter een damwand.
Figuur 2d geeft weer dat het gemakkelijk is om in schuimbeton sparingen te maken bijvoorbeeld voor het kruisen van kabels en leidingen.
Bij schuimbeton kunnen voorzieningen zoals mantelbuizen voor leidingen vooraf worden geplaatst en eenvoudig worden meegestort.
2. De toepassing
Schuimbeton blijkt een goed alternatief te zijn in de vier hierna te bespreken situaties.
a. Bij een zettingsgevoelige ondergrond, met name bij hoge grondwaterstanden, is schuimbeton uitermate geschikt als licht en vooral samenhangend bouwma-
4
teriaal met (beneden de grondwater- stand) een negatief volumegewicht ten opzichte van granulair materiaal.
Dit is vooral van belang als voorko- men moet worden dat belendende percelen of de naast het project gele- gen weg gaat 'meezakken' met een eventuele overbelasting van de on- dergrond door het nieuw te maken werk.
b. De kortere bouwtijd. Bij velen is de traditionele opbouw bekend: het zand wordt laag voor laag aangebracht, waterspanningsmeters worden opgene- men en vervolgens treedt een periode in van lang wachten.
Bij een goed ontwerp in schuimbeton is dat allemaal overbodig.
De snellere bouwtijd kan kostenbespa0 rend werken in de uitvoeringsduur of bewonerskunnen concretere toezeggin- gen worden gedaan over de tijdsduur van het werk.
c. Een slechte bereikbaarheid van de bouwplaats, vooral voormaterieel, is voor schuimbeton geen probleem, omdat het materiaal met slangen over grote afstanden is te verpompen.
d. Bij ruimtegebrek kan het zijn, dat de breedte ofde hoogte tebeperkt zijn om op een traditionele wijze een ophoging in zand met taluds die vrij veel ruimte innemen, te realiseren.
In het rijtje staat de economiebewust niet genoemd. De economische argu- menten spelen een ondergeschikte rol.
Immers, als een andere oplossing goed- koper en mogelijk is, zal die altijd de voorkeurkrijgen.
De kracht van schuimbeton zit hem in de winst, die op de hier genoemde punten kan worden geboekt.
Stellen van bekisting voor aanleg op het maaiveld Aanbrengen van het schuimbeton
4 Betonwegen-nieuws nr. 101
Maar ook schuimbeton moet tech- nisch mogelijk zijn.
In het handboek staan verschillende checklists voor diverse stadia van een project. In een programma van eisen komen alle technische aspecten naar voren.
De vormgeving wijkt nauwelijks af van de dwarsdoorsnede van een traditionele wegfunderlng. Alleen de details kunnen ondergeschikte aanpassingen vereisen.
Het ontwerp stelt in een aantal gevallen extra technische eisen.
Zo moet worden nagerekend of de constructie door het lichte gewicht niet .in z'n geheel kan opdrijven. ·
De uitvoering vereist speciale toetsin- gen: er wordt gewerkt met of zonder een bekisting (folie, vormvast materiaal). De grondwaterstand kan tijdelijk verlaagd moeten worden. Verder gelden voor het werken met schuimbeton specifieke arbo-eisen.
Als voorbeeld een wegfundering die op het maaiveld is gestort (foto's 3 en 4).
Door het eigen gewicht zakt de construc- tie iets in het maaiveld tot een even- wichtssituatie is ontstaan. Vooral in gebieden met hoge grondwaterstanden werkt deze methode uitstekend.
Om nog meer opdrijvend vermogen te krijgen, kan de constructie ook onder het maaiveld worden aangelegd. De grond- waterstand moet dan bij uitvoering tijdelijk kunstmatig worden verlaagd.
Vanwege de slappe grondslag is geko- zen voor een vormvaste (verloren) bekisting. Bij een stabielere grondslag kan volstaan worden met een folie.
De keuze van de bekisting hangt dus sterk samen met dr grondgesteldheid, grondwaterstand en de wijze van uitvoe- ring.
In het eerdergenoemde wegenbouwpro- ject in Zweden is een vormvaste bekis- ting toegepast, die telkens kon worden hergebruikt bij een volgend vak en bij de volgende laag. De ophoging kwam in een soort halfsteens verband tot stand.
Het project beoogde de opgetreden zettingen op te heffen. Met de schuimbe- ton aanvulling wilde men een herhaling van die zetting en de daarmee gepaard gaande schade in de toekomst voorko-
wegenbouwmaterialen door de ande- re eigenschappen. Dus moet men anders denken en anders ontwerpen.
Ten eerste de waterONdoorlatendheid heeft voor-, maar ook nadelen.
Het grote voordeel is dat schuimbeton opdrijvend vermogen heeft, maar nadeel is, dat in sommige gevallen extra maat- regelen nodig zijn. Bijvoorbeeld wanneer de afvoer van het hemelwater opgeslo- ten raakt. In dat g.eval is het boren van gaten, die met grind worden opgevuld, of het leggen van een drain noodzakelijk.
Ten tweede is het geringe warmtegefei- dend vermogen met name in de winter hinderlijk, wanneer de weg aan de bovenzijde afkoelt en vanaf de onderzij- de niet kan worden opgewarmd. Soms ontstaat eerder gladheid dan op anders gefundeerde wegen. Een strooibeurt zal dus eerder moeten plaatshebben. Bij preventief strooien zal de wegbeheerder er minder van merken.
In de zomer doet zich het omgekeerde voor en kan de weg zijn warmte aan de ondergrond niet kwijt, wat een hogere wegdektemperatuur kan geven. Dit zou bij asfaltdeklagen tot onder meer spoor- vorming kunnen leiden.
Ten derde moet men er rekening mee houden dat het materiaal tijdens de verharding bindingswarmte produceert.
Evenals bij normaal beton kan deze temperatuurontwikkeling onder controle worden gehouden door niet te dikke lagen ineens te storten en rekening te houden met krimp.
Ten vierde: schuimbeton is relatief gasONdoorlatend, wat bijzondere aan- dacht bij onderliggende gasleidingen vereist.
Ten slotte schuimbeton is een lichtge- wicht produkt, dit is de rneestgenoemde reden om schuimbeton toe te passen.
Maar, let bij hoge grondwaterstanden wel op de veiligheid tegen opdrijven.
4. Dimensionering
Bij de dimensionering spelen grondme- Tabel 1
Berekening zettingsarme constrµçtie met schuimbeton (kglm2)
(- = opwaarts werkende belasting)
men. laagdikte schuimbeton (m)
De verwerking is erg eenvoudig. Via
chanische en wegbouwkundige as- pecten mee.
Bij de grondmechanica gaat het om krachtenevenwicht en stabiliteit. Voor de krachtsberekening van de onder- grond gelden de normale rekenregels.
Als het streven is om een zettingsvrije constructie te krijgen, moet de verande- ring van de korrelspanningen nul zijn. In dat geval zal een berekening zelfs overbodig zijn; er is immers geen extra belasting op de ondergrond.
Wegbouwkundig gezien, gelden de gewone standaard-berekeningen, zoals die met de rekenprogramma's Bisar of Vencon kunnen worden uitgevoerd.
Ter illustratie: hoe krijgt men een fiets- pad met een breedte van 2,75 m volgens RONA-norm? In verband met het stellen van de bekisting voor het betonnen rijdek, moest het schuimbeton een bovenbreedte krijgen van 3,25 m.
De fundering van schuimbeton is aan de hand van een evenwichts-berekening gedimensioneerd. Het principe daarvan is: de uitgegraven grond maakt plaats voor schuimbeton zodanig, dat het gezamenlijke gewicht van schuimbeton met daarop het rijdek, verminderd met de opwaartse druk, gelijk is aan het gewicht van de uitkomende grond.
Dit resulteert in een zettingsarme con- structie en daarmee is het ontwerp geboren. Een vereenvoudigde bereke- ning (eenheden in kg/m2) is te zien in tabel 1.
In dit voorbeeld is gewerkt met drie mogelijke laagdikten van het schuimbe- ton. Er kunnen meer variabelen in de berekening worden betrokken, zoals de waterstand en de volumieke massa van het schuimbeton.
Hier is gekozen om de dikte te variëren bij een vaste volumieke massa van slechts 500 kg/m3• De grondwaterstand lag op 0,20 m onder het maaiveld.
Bij een schuimbetonlaag van 0,60 m is de opwaartse druk in feite te gering waardoor de som van de belastingen
0,60 0,80 1,00
slangen kan de specie over behoorlijke betondak afstanden worden verpompt. In de
lengterichting is dat wel zo'n 250 m en in schuimbeton (500 kg/m3)
hoogte is dit 45 m. Het vloeistofachtige
karakter zorgt voor een gelijkmatige opwaarts (gws = mv -0,20 m)
300 300 -400
300 300
400 500
- 600 - 800
vulling van de mal.
grondverlies - 75 100 125
3. Ontwerp
Schuimbeton wijkt af van de traditionele resultaat (kg/m2) + 125 0 -125
Betonwegen-nieuws nr. 101 5
positief is. Er zijn dan alsnog zettin- gen te verwachten.
In het geval van één meter schuimbe- ton zou de opdrijving echter te groot zijn. Zo is gezocht naar een dikte waarbij geen nieuwe belasting op de ondergrond komt. Bij 0,8 m schuim- beton bleek evenwicht te ontstaan.
Het voorgaande is onderdeel van een soort stappenplan aan de hand waarvan de constructie is door te rekenen.
In 13 stappen voert een interactieve berekeningsmethode tot de te kiezen constructie. Dit stappenplan geldt voor alle typen wegconstructies.
In de CROW-publikatie worden alle stappen toegelicht.
5. Detaillering
Vijf punten vragen extra aandacht van ontwerpers.
Het zijn de overgangen in langs- en dwarsrichting. Vooral bij de aansluiting op een traditioneel aan te leggen weg is het raadzaam een geleidelijke overgang te kiezen.
De overgang op een bestaande situatie, die niet meer zakt, is met schuimbeton erg eenvoudig mits het ontwerp gaba- seerd is op de zettingsvrije oplossing.
Om weg meubilair maken we ons meest- al niet zo druk, dat plaats je immers gewoon in de bermen. Het wordt anders als daar schuimbeton ligt, zoals bij het fietspad van 2, 75 m breedte waar aan de zijkanten nog een verbreding van
schuimbeton aanwezig was.
Het is niet moeilijk, maar in die gevallen vereist het plaatsen van weg meubilair iets meer aandacht dan gebruikelijk. De CROW-publikatie biedt enkele oplossin- gen.
Groenstroken, bijvoorbeeld tussen weg
6
en fietspad, nemen water op. Indien deze wegen gefundeerd zijn op schuim- beton, kan het water opgesloten raken tussen de funderingen. In zo'n geval is drainage nodig. Wil men in de groen-strook een beplanting, dan groeit een plant op schuimbeton slecht. Het is dus nuttig om ook daarmee rekening te houden, onder meer door voldoende ruimte te creë- ren om teelaarde aan te brengen.
Als kabels en leidingen door schuim- beton gevoerd moeten worden, is het raadzaam de leidingbeheerders tijdig te informeren. Eventuele voorzieningen kunnen dan vaak eenvoudig worden meegenomen, of er kunnen maatregelen worden getroffen die een ander leidin- gentracé mogelijk maken.
Informeer de leidingbeheerders over de schuimbetoneigenschappen zoals de geringe warmtegeleiding.
Een bruikbare oplossing is het vooraf ieggen van mantelbuizen voor de door- voer van de leidingen. Voorde leiding- beheerder eenvoudig en voor de wegbe- heerder is het later opbreken van de verharding niet nodig.
Als het schuimbeton in het grondwater komtte liggen, zal het cunettijdens de uitvoering moeten worden drooggehou- den. Gewoonlijk gebeurt dat met langs- drainage en pompen. Deze langsdraina- ge kan na het aanbrengen van de ver- harding weer dienst doen voor handha- ving van de gws langs de constructie.
6. Extra informatie in de CROW- publikatie
Het betreft besteksbepalingen voor schuimbeton volgens de RAW metho- diek zoals ze aan de AAW-commissie zullen worden voorgedragen. Naar
Data en locaties CROW-bijeenkomsten
verwachting kunnen ze in de Stan- daard 2000 worden opgenomen.
Na aanleg van een weg ontstaat een nieuwe fase: die van beheer en onder- houd. Het handboek gaat in op de meeste aspecten.
Belangrijk is het handhaven van de ontwerpuitgangspunten. Denk daarbij aan:
-de grondwaterspiegel, -de belastingsuitgangspunten, -de schuimbetondichtheid, dus geen
voor schuimbeton agressieve stoffen in het grondwater;
- regelmatig onderhoud van eventueel toegepaste drains.
Zoals eerder genoemd, moet men op de hoogte zijn van het effect van de warm- tegeleiding in verband met de gladheids- bestrijding en het mogelijk ontstaan van spoorvorming in asfaltdeklagen.
Verder is aandacht besteed aan diverse milieuaspecten bij vervaardiging, gebruik en hergebruik van schuimbeton.
Om de lezer goed op weg te helpen zijn in de CROW-publikatie handboek drie cases volledig uitgewerkt. Elke case volgt het 13 stappenplan. De cases betreffen: een vrijliggend fietspad, een wegverbreding en een een parkeerter- rein.
Referenties
1 . Wegen en terreinen op schuimbeton, CROW Ede (verschijntfebruari 1996).
2. Werken met schuimbeton, eigen- schappen en toepassingen, CUR/SSN Gouda, oktober 1995.
3. Faasen, R.W., M.Leewisen R.Toonen, Betonnen fietspad gefun- deerd op schuimbeton, Betonwegen- nieuws 93, september 1993.
4. CUR-Aanbeveling 14:vervaardiging en beproeving van schuimbeton, december 1989.
Onder de titel Verhardingen op schuimbeton worden in maart 1996 bijeenkom- sten gehouden in de regionale wegenbouwcentra. Tijdens die bijeenkomsten worden voordrachten gehouden ter toelichting van het CROW-rapport.
Datum 12maart 19maart 21 maart 26maart
tijd 20.00uur 20.00uur 16.30uur 20.00uur
locatie Groningen Vught
Deventer ( motel Deventer) Voorburg
Betonwegen-nieuws nr. 101
Tweede werkzitting, 12 mei 1995, deel 1
ing.J.J.Veening, Schagen Zwolle BV
Oe tweejaarlijkse Duitse Betonstrassentagung werd in 1995 in Potsdam gehou- den. In uitgave 100 van dit tijdschrift is verslag gedaan van de openingszitting en de eerste werkzitting. Thans komen de beide werkzittingen aan de orde die op 12 mei zijn gehouden.
Nabehandeling .van hydraulisch gebonden funderingslagen en betonverhardingen
Dipl.-lng. H.-J. Franke, Niedersächsi- sches Landesamt für Strassenbau Hoewel insiders de noodzaak zeer wel onderkennen, krijgt de nabehandeling toch niet altijd de aandacht die ze ver- dient. Daardoor kunnen de volgende schadebeelden ontstaan:
- verminderde sterkte van de bovenkant;
- neiging tot stuiven;
- verhoogde waterdoorlatendheid;
- verminderde bestandheid tegen weers- invloeden;
- het optreden van uitdrogingsscheuren;
- later optredende krimpscheuren.
De methode van nabehandelen is de keuze van de aannemer. Dat houdt niet alleen maatregelen tegen verdamping van water uit het oppervlak in, maar kan ook betekenen dat maatregelen tegen sterk afkoelen, tegen hoge temperaturen of tegen stromend water moeten worden getroffen.
Voor de nabehandeling van een hydrau- lisch gebonden funderingslaag (HGT) komen twee methoden in aanmerking:
1. wordt op de HGT asfalt aangebracht, dan wordt 0,5 kg/m2 bitumenemulsie op de HGT gespoten;
2. wordt op de HGT beton aangebracht, dan dient de HGT drie etmalen lang natgehouden te worden. Daartoe dient onder gemiddelde omstandigheden een kleine 20 m3 water per uur te worden gesproeid. Dit wordt zelden gereali- seerd. Omdat uit onderzoek is gebleken dat de dunne laag bindmiddel volgens methode 1 geen noemenswaardige vermindering van de hechting tussen HGT en betonverharding teweeg brengt, zal voor de toekomst het afäpuiten met bitumenemulsie de voorkeur krijgen.
Betonwegen-nieuws nr. 101
Voor het nabehandelen van betonver- hardingen komen vier methoden in aanmerking:
- nathouden;
- spuiten van curingcompound;
- afdekken met plastic folie;
- afdekken met waterbevattende materi- alen zoals jute .of geotextiel.
Curingcompound moet een spercoëffî- ciënt hebben van ten minste 75%. De aan te brengen hoeveelheid bedraagt minimaal 150 g/m2, maar als stalen bezems gebruikt worden moet dat wel 50% meer worden. Overigens konden bij toepassing van curingcompound al na een halfuur microscheuren in het beton worden aangetoond. Folie wordt vooral toegepast op snel verhardend beton, dat al na 6 tot 7 uur aan het verkeer wordt vrijgegeven. Voor een project, dat bij lage temperatuur werd uitgevoerd, werd silica fume aan het beton toegevoegd, een cellulosegel op het oppervlak gespo- ten om textuurverstoringen te voorko- men, en volgde afdekken met folie. Van folie mag worden aangenomen dat het 100% dampdicht is. Voorts heerst in het afgedekte beton een gelijkmatiger tem- peratuurverdeling in verticale zin. Voor de techniek, waarbij een contactvertra- ger wordt toegepast, is het afdekken met folie een absolute vereiste. De vroeger gebruikelijke kappentrein wordt niet meer toegepast.
In de discussie werd de vraag gesteld of de voorkeur voor de foliemethode wel verdedigbaar is omdat daardoor immers een enorme hoeveelheid afval ontstaat.
De spreker antwoordde hierop dat curing compound ook in het milieu terechtkomt en dat daar bij de keuze van het soort folie rekening mee gehouden kan wor- den. Een matig UV-resistente folie valt na verloop van tijd uiteen (dat betekent overigens niet dat het dan 'weg' is-JJV).
Proefvakken met walsbetonfun- deringen - aanleg en meetresul- taten
BDir. Dipl.-Jng.H.$chmidt (aanleg), Landesamt für Strassen und Verkehrs- wesen Rheinland-Pfalz
Dr. -tng.D.Birmann (meetresultaten), Prüfamt für Bau von Landverkehrswegen TU München
In 1987 werden op de 8266 bij Bad Neuenahr de eerste walsbeton proefvak- ken aangelegd. In 1993 is het onderzoek afgesloten en is een tweede proefvak bij Stein-Neukirch op de 854 aangelegd. De eerste serie bestond uit
8 cm asfalt op 10 + 14 cm walsbeton;
4 cm asfalt op 10 + 18 cm walsbeton;
4 cm asfalt op 1 0 + 18 cm walsbeton met een SAM! onder het asfalt;
2 + 2 cm koudasfalt op 10 + 18 cm walsbeton.
Het mengen gebeurde in een twee- assîge dwangmenger. Er werd 300 kg cement per m3 gedoseerd. Voor de verwerking werden asfaltspreidmachines ingezet met hoge verdichtingsbalk.
Gekerfd werd om de 2,5 m dwars en een beperkt deel om de 1 O m. In lengterich- ting werd om de 1 m gekerfd. Het kerven gebeurde met een snijblad aan een wals. De eis voor de verdichtingsgraad
was > 96% van de gemodificeerde
maximumproctordichtheid. Uit boorker- nen bleek de dichtheid naar boven toe toe te nemen, met uitzondering van de bovenste 5 cm. Als nabehandeling werd curing compound gespoten en daarna werd het oppervlak natgehouden. Bij de eerste serie bleken hechtingsproblemen tussen de beide walsbetonlagen op te treden. Om die reden werd op de 854 in één laag gewerkt. De maximaal te verwerken dikte bedraagt 24 cm. Het mengsel voor de proefvakken op de B54 werd gemengd in een asfaltinstallatie.
Daar werd 270 kg cement en 90 kg basaltvulstof per m3 gedoseerd. Er werd 4,5-5,0% water toegevoegd. Gekerfd werd om de 3 m.
7
De druksterkte-eis was > 25 N/mm2 per individueel monster en het gemiddelde diende > 30 N/mm2 te bedragen, ofwel er moest voldaan worden aan de druk- sterkte eis voor B 25. Als regel werden waarden gevonden, die tweemaal zo hoog waren. De E-modulus, uit druk- proeven bepaald, bedroeg 42 000 N/mm2 en de splijttreksterkte bedroeg bijna 4 N/mm2• Gebleken is dat het kerven binnen één dag en op korte afstanden moet gebeuren omdat anders om de 10 tot 20 m scheuren optreden.
Als niet alle inkervingen doorscheuren doch slechts om de 12 - 20 m, dan treden reflectiescheuren op in het Steen Mastiek Asfalt. Bij -1 0 °C treedt een trekspanning van 2 N/mm2 in het asfalt op bij een verplaatsing van bijna 2 mm.
Met de Benkelman-balk werden deflec- ties gemeten van 0, 1-0,2 mm hetgeen correspondeert met de stijfheid van beton. De vlakheidseis v.oor het walsbe- ton is 6 mm, voor het asfalt 4 mm.
In de 8266 zijn reflectiescheuren gecon- stateerd, in de 854 tot nog toe niet. De 854 valt onder verkeersklasse 2, het- geen 900-1800 standaard-aslasten per etmaal betekent.
In de discussie werd de vraag gesteld of walsbeton al rijp is om gestandaar- diseerd te worden. Het antwoord van de heer Schmidt hierop luidde dat dat nog niet het geval is.
8
lillllill!!lill!!lilllilllill il<Wllliffll l! Il
Tweede werkzitting, 12 mei 1995, deel 2
ir.L.Dohmen, Rijkswaterstaat, Dienst Weg- en Waterbouwkunde
Il! llill!Mi!!l!lli 11111 !l.~llillilffllill
De nieuwe 'Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Tragschichten im Strassenbau' (ZTVT-StB) staan op het punt te verschijnen.
Nieuw hierin is de opname van de Verfestigung van de Frostschutzschicht als zweiter Tragschicht. Deze werd, hoewel anders van karakter, tot nu toe in dezelfde voorschriften behandeld als de Bodenverfestigung (ZTVV-StB 81). Met de komst van de nieuwe regelgeving wordt nu onderscheid gemaakt tussen deze twee varianten. De Bodenverfestigung heeft betrekking op de ondergrond of de onderbouw en wordt nu behandeld in de ZTVE-StB 94 (Erdarbeiten).
De Verfestigung (stabilisatie) van de Frostschutzschicht als zweiter Trag- schicht maakt deel uit van de bovenbouw en wordt nu geregeld in het ontwerp voor de nieuwe ZTVT-StB (Tragschichten) onder de paragraaf Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln.
De volgende twee bijdragen gaan over dit type funderingslaag. Bij de eerste bijdrage gaat het over hergebruik van teerhoudend uitgebroken materiaal in dergelijke stabilisaties. De tweede bijdrage gaat in op de feitelijke voorschrif- ten voor de stabilisaties volgens de nieuwe ZTVT.
Hydraulisch verfestigte Trag- schichten unter Verwendung von pechhaltigem Strassenaufbruch BDir.Dip/.-lng.H.Feil, Karlsruhe-Durlach en Dipl.-lng.K.Graf, Leipheim
Evenals in Nederland wordt er in Duits- land naar gestreefd om teerhoudend opgebroken verhardingsmateriaal weer in nieuwe verhardingen te verwerken.
Het bespaart stortruimte en door te stabiliseren met cement kan de uitloog- baarheid worden gereduceerd. Boven- dien is het constructieve gedrag van een teerhoudende gestabiliseerde laag vergelijkbaar met dat van een gestabili- seerde laag waarin de gebruikelijke bouwstoffen zijn verwerkt.
In 1994 is een 'Merkblatt für die Verwen- dung von Ausbauasphalt und pechhalti- gem Strassenaufbruch in Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln' versche- nen. Bij toepassing (en ook bij tussenop- slag) van teerhoudend opgebroken verhardingsmateriaal moet met het volgende rekening worden gehouden:
- niet toe te passen of op te slaan in waterwingebieden;
- de gestabiliseerde laag moet tegen indringing van regenwater worden beschermd door middel van afdichten- de maatregelen, waarbij met name ook de zijkanten aandacht moeten krijgen;
· de gestabiliseerde laag moet duurzaam boven het grondwater worden toege- past;
- vermenging met schoon vrijkomend materiaal moet worden voorkomen. (Bij het frezen van het materiaal zal dit overigens niet altijd helemaal te voor- komen zijn.);
· de mengselsamenstelling en de ver- werking moet erop gericht zijn een zo dicht mogelijke structuur te realiseren.
Dit betekent begrenzing van de korrel- grootte naar boven toe (tot 32 mm) en zonodig toevoeging van zand;
- de onderliggende lagen moeten draag- krachtig en capillair-onderbrekend zijn;
- de locaties waar teerhoudend materiaal is gestabiliseerd moeten worden vast- gelegd.
Volgens de nieuwe ZTVT kan teerhou- dend materiaal zowel in een HGT (schraal-betonfundering) worden ver- werkt als in een gestabiliseerde funde- ringslaag.
Het benodigde bindmiddelgehalte wordt bepaald door het vooronderzoek, waarin voor beide toepassingen een identieke 28-daagse druksterkte wordt geëist. De eis bedraagt 7MPa voor toepassing onder asfalt en 15MPa voor toepassing onder beton (was 12MPa in de versie 1990). Gezien de toegenomen sterkte- eis wordt bijzondere aandacht besteed aan het kerven.
Betonwegen-nieuws nr. 101
Uit milieutechnische overwegingen heeft menging in een molen de voorkeur boven mengen in het werk. Wanneer in uitzonderingsgevallen voor menging in het werk moet worden gekozen, zijn bijzondere maatregelen nodig.
In het vooronderzoek moet aan de hand van omschreven beproeving van zowel het granulaat als van proctorproefstuk- ken worden aangetoond dat binding en verdichting van het materiaal tot een voldoende reductie van de uitloging leidt.
Het zwaartepunt van de bedrijfscontrole bij de uitvoering ligt bij de verdichtings- graad en de druksterkte.
Melding wordt gemaakt van de zogehe- ten LAGA-richtlijnen, die moeten helpen om te komen tot een eensluidende aanpak van de milieu-aspecten door alle Bundesländer. Wel moeten de tot nu toe opgedane ervaringen bij de verdere uitwerking worden betrokken, zodat een praktijkgerichte en uitvoerbare richtlijn wordt verkregen.
Verder wordt een werk beschreven waarin In wezen de feitelijke inhoud van het Merkblatt al van toepassing was verklaard, vooruitlopend op het verschij- nen ervan. Bij dit werk is gebleken dat het goed mogelijk is het materiaal op een uitvoerings en milieutechnisch verantwoorde wijze te verwerken. De meest relevante zaken bij dit project zijn:
1. Bijzondere aandacht is besteed aan het homogeniseren van al het teerhou- dende materiaal. Bij het voeden van de breker is steeds gewisseld tussen de materialen van de verschillende herkom- sten. Het granulaat is eerst in tussenop- slag gebracht en van daaruit in de menginstallatie ingevoerd, waarbij voor verdere homogenisering is gezorgd.
2. Bij het verdichten is speciale aandacht besteed aan de zijkanten (daarvoor is gebruik gemaakt van een trilplaat met een aangebouwde 'schoen').
3. Om de stabilisatie tijdens de uitvoe- ring tegen regen te beschermen is bitumenemulsie (2,0 - 2,2 kg/m2) opge- spoten en af gestrooid met 1 O - 17 kg/m2 split 518mm.
Bij dit werk heeft het hergebruik van het teerhoudende materiaal in totaal 2,8 miljoen DM gekost. Storten zou, uitgaan- de van 300 DM per ton, 6 miljoen DM hebben gekost.
Verfestigungen mit hydrauli- schen Bindemitteln nach den neuen ZTVT
Dir. uProf.Dipl. -lng.F. -0. Schuster, Bergisch Gladbach
Verfestigungen (stabilisaties) worden in Duitsland al meer dan 50 jaar toegepast, onder andere omdat daarmee ook
Betonwegen-nieuws nr. 101
plaatselijk beschikbare materialen kon- den worden verwerkt.
Ingegaan wordt op de historische ontwik- keling van de regelgeving rondom de stabilisaties, uiteindelijk uitmondend in het eerder aangegeven logische onder- scheid tussen de stabilisatie van de onderbouw (nu opgenomen in de ZTVE) en de stabilisatie als Tragschicht (funde- ringslaag) in de bovenbouw (opgenomen in de nieuwe ZTVT).
In beide technische voorschriften is het wezenlijke kenmerk van stabilisatie van grond en minerale mengsels overeind gebleven:
- de snelle aanleg van een werkweg door menging met bindmiddelen (in het werk of in een menginstallatie);
- het realiseren van vorstbestendige, draagkrachtige en duurzame lagen met materialen die daar zonder toevoeging van bindmiddelen niet geschikt voor zijn.
Zo kunnen slecht te verdichten fagen via stabilisati.e alsnog geschikt worden gemaakt (voldoende vervormingsweer- stand). Maar het stabiliseren van een laag betekent ook dat minder strenge eisen gelden ten aanzien van de korrel- verdeling dan bij ongebonden.mengsels.
In de bijdrage wordt ingegaan op de stabilisatie in de bovenbouw (meestal als tweede funderingslaag) volgens de nieuwe ZTVT. Aan de orde komen de eisen, steeds in vergelijking met de stabilisatie van de onderbouw volgens de ZTVE, de gevolgen voor de andere regelgeving en economische gevolgen.
Omtrent de eisen die gelden voor de stabilisatie van de Frostschutzschicht als tweede funderingslaag, wordt onder- scheid gemaakt naar het soort verhar- dingsmateriaal dat er op wordt aange- bracht. Bij toepassing onder beton gelden zwaardere eisen dan wanneer er asfalt op wordt aangebracht. Voor het vooronderzoek geldt een druksterkte van 5,0MPa na 7dagen en 7,0MPa na 28da- gen ingeval de stabilisatie onder bitumi- neuze lagen komt te liggen. Bij toepas- sing onder een betonverharding moet (net als bij de HGT) ten minste 12,0MPa na 28 dagen worden gerealiseerd. Een stabilisatie onder beton moet erosiebe- stendig zijn en om die reden worden hogere druksterkten verlangd.
Bij toepassing onder bitumineuze lagen worden aan de stabilisatie als fundering- slaag dezelfde eisen gesteld als aan de stabilisatie van de onderbouw (Boden- verfestigung). Weliswaar liggen de druk- sterkte-eisen na 7 en na 28 dagen 1 MPa lager, maar de druksterkte-bepaling gebeurt aan proefstukken met een klein- ere diameter (100mm in plaats van 150mm).
Opgemerkt wordt dat er discussie is over
de aan te houden sterkte-eis bij toepas- sing onder een betonverharding. Dit hangt samen met de regelgeving, waarin onderschrijding van de eisen bij de af- namecontrole tot op zekere hoogte, via kortingsregels, wordt geaccepteerd. De vraag is nu in hoeverre dit gecompen- seerd zou moeten worden door hogere eisen bij het vooronderzoek.
Ook bij de afnamecontrole wordt onder- scheid gemaakt naar het soort verhar- dingsmateriaal dat er op wordt aange- bracht. Alleen wanneer de stabilisatie als funderingslaag onder een betonverhar- ding wordt toegepast, worden er eisen gesteld aan de gerealiseerde druksterk- te. Net als bij de HGT moeten de indivi- duele kernen een sterkte hebben van ten minste 6MPa en de gemiddelde sterkte moet ten minste 8MPa zijn (geldt bij 9 kernen of meer).
Wat de uitvoering van de stabilisatie als funderingslaag betreft, is er weinig veranderd in vergelijking met de vorige voorschriften. Nadrukkelijk wordt aange- geven dat de stabilisatie binnen de voor de verwerking beschikbare tijd over de totale breedte moet zijn aangebracht. In de ZTVE wordt voor de verwerkingstijd 2 uur aangegeven bij een temperatuur tot 20°c en 1,5 uur bij hogere temperaturen.
Als nabehandeling moeten de stabilisa- ties (en ook van de HGT) drie dagen vochtig worden gehouden of op een andere manier worden beschermd (bijvoorbeeld het aanbrengen van een kfeeflaag waarbij op grofkorrelige meng- sels een grotere hoeveelheid moet worden aangebracht dan op fijnkorreli- ge). Wanneer direct wordt geasfalteerd, is nabehandeling niet nodig.
Als gevolg van de hoge druksterkte- eisen voor de stabilisatie onder beton- verhardingen zullen bijvoorbeeld meng- sels met een hoog aandeel aan fijn zand economisch gezien niet meer gestabili- seerd kunnen worden. Ook is in sommi- ge gebieden geen geschikt materiaal voorhanden om zonder meer een HGT mee aan te leggen. In die gevallen zijn er voor bijvoorbeeld de Baukfasse SV twee alternatieven beschikbaar.
Het eerste alternatief, dat op dit moment nog in het beproevingsstadium zit, is de keuze voor een 30 in plaats van 26 cm dikke betonverharding op 30 cm onge- bonden fundering van bijvoorbeeld betongranulaat op de Frostschutz- schicht. Op de BAB A3 tussen Keulen en Düsseldorf is ?jaar geleden een vak aangelegd dat zich tot nu toe nog goed gedraagt.
Het tweede alternatief bestaat uit de keuze voor een bitumineuze tussenlaag van 10 cm. Aan de stabilisatie van de Frostschutzschicht worden lagere druk- sterkte-eisen gesteld.
9
lil[
Derde werkzitting, 12 mei 1995
ir.C.J.G.Teuns, Provincie Noord-Brabant F.Smits, Ingenieursbureau Grabowsky&Poort BV
Bau von Betondecken suf unge- bundenen Tragschichten
Dr.-ling.L(issle) Pfeifer, Stolpe
Op de autowegen in het· Land Branden- burg traden in de jaren '50 en '60 de eerste schadebeelden op bij betonwe- gen die op een ongebonden fundering waren aangelegd. Deze schade {scheur- vorming en trapjesvorming} ontstond door pumping.
Op grond van deze ervaringen zijn daarna de betonwegen aangelegd op gebonden funderingen. In Duitsland is dit meestal een schraal-betonfundering (hydraulisch gebundene Tragschicht - HGT}.
Naarmate het schraal beton sterker is, zou de betonverharding dunner uitge- voerd kunnen worden mits de hechting tussen beton en schraal beton optimaal is en blijft. In de praktijk is echter geble- ken dat de hechting, vooral aan de plaatranden verloren gaat.
Dit valt te verklaren uit het feit dat door temperatuur- en vochtigheidsgradiënten de betonplaat de neiging heeft om op te krullen. Het onder de betonplaat gelegen schraal beton reageert langzamer op temperatuur en vochtigheid en heeft de neiging tot opkrullen dus veel minder.
Het schraal beton is in de loop der jaren ook steeds sterker geworden. Dit ont- stond vanwege het feit dat de schraal- betonfundering tevens als werkweg werd gebruikt. Het werkverkeer reed het oppervlak kapot waardoor een dikkere betonverharding aangelegd moest worden. De aannemers waren dus gebaat bij sterk schraal beton. Dit had echter weer tot gevolg dat er een ander scheurpatroon in de schraal beton ontstond. Is het schraal beton zwak, dan ontstaan er veel kleine scheuren op relatief korte onderlinge afstanden. Is het schraal beton sterk, dan onstaan er relatief weinig scheuren op grote onder- linge afstanden. Deze scheuren staan wijd open en bewegen veel zodat er reflectiescheuren in de bovenliggende
10
betonverharding ontstonden. Om dit weer te voorkomen, worden de schraal- betonfunderingen heden ten dage ge- kerfd.
In Brandenburg ziet men dit fenomeen als een niet zo positieve ontwikkeling.
Men zou hier liever betonverhardingen op ongebonden funderingen aanleggen vanwege het feit dat een ongebonden fundering een volledige ondersteuning van de betonplaat garandeert. Boven- dien maakt een ongebonden fundering een natuurlijke drainage mogelijk. Vol- gens de ZTV-Beton zou een betonver- harding voor een autosnelweg op een ongebonden fundering een dikte van minimaal 30 cm moeten hebben. Dit vindt men nogal dik en een geringere betondikte geniet de voorkeur.
In de voormalige DDR heeft men de mogelijkheid tot grootschalige recycling van oude betonwegen. In de 50 jaar na 1945 is veel achterstallig onderhoud aan de wegen ontstaan en een aantal van die oude betonwegen is aan het einde van zijn levensduur. Bovendien is op een aantal oude betonwegen alkalischade geconstateerd. Dit is een gevolg van het alkali-reactie-gevoelige toeslagmateriaal in het noordelijk gedeelte van Duitsland.
Zo is de A12, de autosnelweg tussen Berlijn en Frankfurt, al 60 jaar oud en aan volledige reconstructie toe.
Deze weg moet zo'n 20.000 voertuigen per dag verwerken waarvan 30% vracht- verkeer. Hier heeft men dan ook de mogelijkheid aangegrepen om een viertal varianten van recycling tot te passen.
Recycling
De oude weg is opgebroken en het beton is in een brekerinstallatie verkleind tot betongranulaat 0/40 mm.
Bij de eerste variant heeft men dit toe- slagmateriaal gebonden met cement en verwerkt als schraal-betonfundering.
Bij de tweede variant is het betongranu- laat ongebonden in de fundering ver- werkt.
Bij de derde variant is het betongranu- laat gemengd met 50% hoogovenslak tot een licht-gebonden fundering.
Bij de vierde variant is 100% hoogovens- lak als funderingsmateriaal toegepast.
De ervaringen met het uitvoeren van deze funderingsvarianten waren over het algemeen goed. Alleen de variant met 50% hoogovenslak leverde wat proble- men op door ontmenging. De ongebon- den funderingen worden beschouwd als zijnde goed vorstbestendig en goed drainerend.
De vier funderingsvarianten zijn alle voorzien van een nieuwe ongewapende betonverharding van 30 cm dikte met verdeuvelde dwarsvoegen h.o.h. 5 m (soms h.o.h. 6 m). De langsvoegen zijn voorzien van koppelstaven. De varianten zijn uitgevoerd in 1994 zodat er nog weinig ervaringsgegevens beschikbaar zijn.
Aanvankelijk werd geconstateerd dat zich het fenomeen 'PakketreiBen' voor- deed. Dat is het doorscheuren van slechts elke vijfde of zesde krimpvoeg.
Dit heeft als nadeel dat de voegopening en de beweging in deze doorgescheurde voegen groot is. Dit valt te verklaren door het feit dat door het ongebonden karakter van de fundering er minder hechting tussen betonplaat en fundering aanwezig is. Na verloop van tijd zijn echter ook de tussenliggende voegen doorgescheurd.
Meer ervaring is er met een wegvak op de A4, Chemnitz - Dresden. Deze weg is in 1988 aangelegd (gereconstrueerd).
Hier is een ongewapende betonverhar- ding van 0,23 m aangelegd op een fundering van betongranulaat 0/40 mm.
Men heeft hier als varianten ingebouwd dat de dwarse krimpvoegen wel of niet verdeuveld waren. Tot nu toe zijn er zowel op de vakken met als zonder deuvels nog geen schades geconsta- teerd.
De conclusies die door het Land Bran- denburg worden getrokken uit de be- schreven projecten zijn de volgende:
- goede ervaringen zijn opgedaan bij de aanleg van betonwegen op ongebon- den funderingen;
- de dikte van de betonverharding op een ongebonden fundering kan beperkt blijven tot 0,23 à 0,24 m;
- het is mogelijk om alle vrijkomende materialen van een oude betonweg bij het reconstrueren opnieuw te gebrui- ken.
Betonwegen-nieuws nr. 101
Optimierung der Oberflächen- eigenschaften
BDir. Dip/. -Ing. J Kamplade - Bergisch Gladbach
In verband met .de toenemende milieuei- sen (geluid) en de concurrentie van asfaltverhardingen verdient het aanbe- veling om de oppervlakte-eigenschap- pen van cementbetonverhardingen te optimaliseren. Vooral in het kader van de geluidreductie van betonwegen zijn uitgebreide meetprogramma's en proef- vakken noodzakelijk. Daarnaast zou onderzoek moeten worden verricht naar mogelijke andere opperylaktetexturen.
Voorts moet worden gestreefd naar standaardisatie en klassifikatie van oppervlakte-eigenschappen.
Te verbeteren oppervlakte-eigensèhap- pen zijn:
- vlakheid - stroefheid
kleur
- hemelwaterafvoer - reflectie
- rolgeluid - slijtvastheid
- temperatuurinvloeden
Onderstaande tabel geeft aan in hoever- re de oppervlakte-eigenschappen van invloed zijn op comfort, veiligheid en milieuaspecten.
langsvlakheid dwarsvlakheid
mega-macrotextuur (geluid) micro-macrostructuur (stroefheid) kleur
Om het rolgeluid van autobanden te verminderen, zal vooral de langsvlakheid verbeterd moeten worden. Dit wordt uitgedrukt in de zogenaamde mega/
macrotextuur die verantwoordelijk is voor de geluidproduktie en de micro/
macrotextuur die verantwoordelijk is voor de stroefheid. Beide kunnen nog aanmerkelijk verbeterd worden. Volgens metingen vertonen de huidige betonwe- gen een mega/macrotextuur met een golflengte van 30 mm. Uit laboratorium- proeven is komen vast te staan dat de optimale mega/macrotextuur een golf- lengte van slechts 8 mm moet hebben.
Over het algemeen wordt gesteld dat texturen in lengterichting de geluidpro-
Betonwegen-nieuws nr. 101
duktie aanmerkelijk doen afnemen. Dit is gebaseerd op onderzoeksresultaten van proefvakken op de A19.
Bij deze proefvakken is, naast de varia- tie in texturen, ook gekeken naar beton- samenstellingen en verwerking.
De hier toegepaste texturen zijn:
- jutedoek in lengterichting;
- plastic bezem in lengterichting;
- plastic kam in lengterichting;
uitgewassen beton 0/5 mm.
De resultaten van de geluidmetingen tot nu toe laten zien dat de beste resultaten geboekt worden met plastic bezem en plastic kam. Daarbij moet wel in acht worden genomen dat de metingen zijn verricht met de 'Berlijnse' aanhangwa- gen {wiel omgeven door microfoons).
In Nederland wordt over het algemeen gemeten met een microfoon op 7,5 m hoogte langs de weg die het geluid van de verkeersstroom meet. Vergelijkingen tussen de meetmethoden geven aan- zienlijke verschillen te zien zodat er behoefte bestaat aan een uniforme Europese meetmethode.
Langzeitverhalten von Beton- decken
BOR Dr.-lng. W. Eger, München De heer Eger heeft als afstudeerproject op de TU München een statistische benadering uitgewerkt om te komen tot een voorspelling van hetlange termijn
comfort veiligheid milieu
X
X X
X X
X X X
gedrag van betonwegen. Hij heeft hier- voor tijdens de BetonstraBentagung de aanmoedigingsprijs 'Verkehrsbau' van de Otto-Graf-Stichting ontvangen.
Er is een uitgebreide inventarisatie gemaakt van allerlei schadebeelden op betonwegen in Duitsland. Deze schade- beelden zijn onderverdeeld in typen schade, maar ook is onderzocht na welke gebruiksduur zij zijn opgetreden (20, 30 en 40 jaar)
Op basis van deze inventarisatie is een deterministisch rekenmodel ontwikkeld uitgaande van 1 O kN equivalente aslas- ten.
In het model is ervan uitgegaan dat als 25% van de platen schade vertoont, een
waarschuwingsgrens wordt bereikt. De grenswaarde (einde levensduur - recon- structie) wordt bereikt indien 40% van de platen schade vertoont.
Om het model te kunnen gebruiken is een groot aantal invoergegevens nood- zakelijk. De belangrijkste en meest doorslaggevende invloeden zijn de buigtreksterkte van het beton, de beton- dikte en de aslasten > 1 O kN.
Aangezien een aantal invoergegevens zeer variabel is en niet met absolute juistheid zijn in te voeren, blijft het de vraag of het model een betrouwbare voorspelling van het gedrag op lange termijn van betonwegen kan geven. Een uitgebreide publikatie van het model zal binnenkort verschijnen in het blad StraBe und Autobahn.
Die neuen ZTV Fug-StB 95 Dipl.-fng. H. Suhrkamp - Krefeld In de nieuwe Duitse standaardvoor- schriften voor voegen in betonwegen - versie 1995 zijn tabellen opgenomen waarin duidelijk kan worden afgelezen welke voegvulling c.q. welk voegprofiel bij welke voegbreedte moet worden toegepast. Aan oudere betonwegen is vastgesteld dat er in de voegen aanzien- lijk grotere bewegingen optreden dan was verwacht. Zo treden er bij uitzetvoe- gen bewegingen op van 1 O mm en meer terwijl 50% van de dwarse krimpvoegen bewègingen laten zien van meer dan 1,5 mm. Dit is verontrustend als men weet dat de toegepaste voegvullings- massa's slechts een beweging van maximaal 1 mm kunnen opnemen.
Dit verklaart dat veel voegen en voegvul- lingen schade vertonen. De standaard- voorschriften zijn daarop aangepast.
Aangedrongen wordt op het gebruik van voegprofielen en op het verbeteren van de kwaliteit van voegvullingsmassa's (bijvoorbeeld de bitumineuze voegvulling modificeren of siliconenvoegvulling toepassen).
In Duitsland heeft men inmiddels 14 jaar ervaring met de toepassing van voegpro- fielen. Dit zijn zowel rondprofielen als ook 'holle-kamer'-profielen. Gebleken is dat deze profielen pas na 12 jaar aan vervanging toe zijn. Dit is zeker twee maal zo lang als bij de gebruikelijke voegvullingsmassa's.
In verband met het lastige aanbrengen van voegprofielen ter plaatse van de kruisingen van langs- en dwarsvoegen wordt voorgesteld om de dwarse voegen te vullen met profielen terwijl de langs- voegen worden voorzien van {verbeter- de) voegvullingsmassa. Dit kan de uitvoering vergemakkelijken en de kwaliteit aanzienlijk verbeteren.
11
l&LZ
--■--■--...
Meten van stroefheid internationaal aangepakt
Internationaal stroefheidsexperiment in België en Spanje
ir.T.A.Bennis, Rijkswaterstaat, Dienst Weg- en Waterbouwkunde
-· ---·· •--=========-,_,__..
1 1111 1111 • - 1aa1a111111111-Vrijwel elk land ter wereld heeft wel een speciaal voertuig om de stroefheid van wegen te meten. In veel gevallen is sprake van zelf ontworpen systemen, waar- door er technisch gezien grote verschillen bestaan tussen de operationele systemen. Meetresultaten, verkregen met een bepaald instrument, kunnen daarom niet of moeilijk vergeleken worden met andere. Door de toenemende internationale samenwerking is er een stijgende behoefte om de meetresulta- ten internationaal te kunnen vergelijken. Daarom heeft de commissie C1 (Sur- face Characteristics) van PIARC (Permanent International Association of Road Congresses) in 1992 een grootschalig experiment uitgevoerd om stroefheids- meetinstrumenten met elkaar te kunnen vergelijken. Dit artikel beschrijft het uitgevoerde experiment en geeft de conclusies die hieruit zijn getrokken.
1. Doel van het experiment
Als belangrijkste doelen van het experi- ment zijn gekozen:
1. bepaling van de herhaalbaarheid van vele meetsystemen onder gelijke omstandigheden;
2. vaststelling van de relatie tussen de instrumenten onderling;
3. ontwikkeling van een relatie tussen stroefheid- en textuurmetingen;
4. ontwikkeling van een standaardmaat.
De eerste twee doelen worden bespro- ken in paragraaf 3 (Analyse van de meetresultaten), de laatste twee in paragraaf 4 (Opstelling van een model).
2. Uitvoering
Bij de opzet van het experiment is ge- tracht zoveel mogelijk variabelen die van invloed zijn op de stroefheid te variëren:
- er is gemeten in twee landen met een verschillend klimaat (België en Spanje);
- er zijn wegen met verschillende dekla- gen geselecteerd (asfalt, beton, slijt- laag, ZOAB);
- gekozen zijn hoge en lage waarden voor microtextuur, alsmede hoge en lage waarden voor macrotextuur (de macrotextuur is belangrijk voor de afvoer van water in het contactvlak tussen band en wegdek en daarmee voor de snelheidsafhankelijkheid van de stroefheid);
- er is met verschillende snelheden gemeten (30, 60 en 90 km/h), waarbij elk systeem de snelheid, die het dichtst bij de normale meetsnelheid lag, ver- vangen heeft door de normale meet- snelheid;
12
- systemen met geprofileerde en onge- profileerde meetband zijn in het onder- zoek meegenomen.
De vele meetsystemen die in de proef zijn betrokken, zijn onderverdeeld in enkele groepen. Voor de stroefheids- meetsystemen waren er drie groepen:
- systemen met een scheefgeplaatst wiel. Hierbij wordt de dwarskracht gemeten, die het wiel weer naar de rechte positie wil terugbrengen. Een bekend type uit deze groep is de En- gelse SCRIM (Sideway Force Coeffi- cient Routine lnvestigation Machine);
- systemen met een vast percentage langsslip1l. Bij de meeste systemen ligt dat percentage op circa 15%, omdat bij dat slippercentage meestal de grootste wrijvingskrachten optreden. Het Neder- landse stroefheidsmeetsysteem wijkt hier met een vast percentage van 86 sterk vanaf;
- systemen met een geblokkeerd meet- wiel, zoals de SRM (Stuttgarter Rei- bungsmesser).
Er zijn ook enkele systemen met een variabel percentage langsslip in het onderzoek betrokken. Deze systemen, zoals de Noorse OSCAR, kunnen de wrijving tussen 0 en bijna 100% langs- slip meten.
De textuurmeetsystemen zijn onderver- deeld in drie groepen:
- stationaire meetmethoden, zoals de zandvlekproef;
systemen die met lage snelheid meten (loopsnelheid);
- systemen die met hoge snelheid meten (gemonteerd in een voertuig, zoals de textuurmeter in de Nederlandse ARAN).
Op elke locatie is een meetvak uitgezet van 150 m lang, verdeeld in twee secties van 75 m. Elk meetsysteem is beproefd bij elk van de drie snelheden gedurende twee ritten.
28 Stroefheidsmeetsystemen en 14 textuurmeetsystemen hebben op 54 locaties (28 in België, 26 in Spanje) de metingen uitgevoerd.
3. Analyse van de meetresultaten 3. 1 Herhaalbaarheid
Als eerste is gekeken naar de herhaal- baarheid van elk meetsysteem, zowel per meetsnelheid als per stroefheidsni- veau (eerste doel). Uit de analyses is gebleken:
- er was geen statistisch verschil tussen de eerste en de tweede rit op elk vak;
- de invloed van de snelheid op de herhaalbaarheid was wisselend: som- mige systemen herhalen beter bij lagere snelheden, andere bij hogere snelheden, terwijl de meeste systemen onafhankelijk waren van de snelheid.
De standaardafwijking was in bijna alle gevallen heel redelijk;
- in vrijwel alle gevallen is de herhaal- baarheid als functie van het stroef- heidsniveau heel redelijk.
3.2 Correlaties tussen meetsystemen Gekeken is naar de correlaties tussen de verschillende meetsystemen. Er is een vergelijking gemaakt op basis van de normale meetsnelheid van elk sys- teem (tweede doel). De overige meet- snelheden zijn alleen toegevoegd om de snelheidsafhankelijkheid vast te stellen.
Bij de vergelijking is onderscheid ge- maakt naar de drie groepen, waarin de meetsystemen zijn verdeeld.
De algemene correlaties zijn in tabel 1 weergegeven.
De systemen met scheefgeplaatst wiel hebben de beste algemene correlaties.
Bij de systemen met een vast percenta- ge langsslip (dat varieerde van 14,5% tot 86%) is gekeken of systemen met een- zelfde percentage langsslip beter corre- leerden, maar er bleek geen algemeen patroon te zijn. Bij de systemen met een geblokkeerd rneetwiel blijkt de correlatie hoger te zijn indien onderscheid ge- maakt wordt tussen systemen met ongeprofileerde en geprofileerde band (resp. 0,84 en 0,88).
1) De langssllp geeft de mate aan waarin de hoeksnelheid van het meetwiel lager is dan de hoeksnelheid van een vrij rollend wiel: 0% betekent een vrij rollend wiel, 100% een volledig geblokkeerd wiel.
Betonwegen-nieuws nr. 101
.-·"!-)
.
_•.,,,.,"
Tabel 1
Correlaties tussen meetsystemen scheef vast geblok-
slip keerd scheef 0,86
vast slip 0,82 0,83
geblokkeerd 0,79 0,78 0,83
De correlaties tussen systemen met scheefgeplaatst wiel en vast percentage langsslip zijn vrij goed, omdat de slip- snelheden2l över het algemeen weinig verschillen. Geprofileerde en ongeprofi- leerde banden lieten weinig verschil zien. De correlaties tussen systemen met geblokkeerd wiel en systemen met scheefgeplaatst wiel of vast percentage langsslip zijn het laagst (0,78 - 0,79). Dit komt omdat de slipsnelheden in de diverse groepen sterk verschillen.
4. Opstelling van een model
4. 1 Relatie tussen stroefheid en textuur Om de meetwaarde van een systeem om te re.kenen naar die van een ander, bleek meer nodig te zijn dan een stroef- heidsmeting alleen. Stroefheid is name- lijk afhankelijk van de snelheid waarmee gemeten wordt: bij verhoging van de snelheid wordt de stroefheid lager. Deze daling is niet voor alle verhardingen gelijk, maar afhankelijk van de hoeveel- heid macrotextuur. Met veel macrotex- tuur is de waterafvoer goed, zal niet gauw aquaplaning optreden en neemt de stroefheid bij toename van de snelheid minder sterk af dan bij weinig macrotex- tuur.
Het is gebleken dat de waarde van de macrotextuur goed voorspeld kan wor- den met parameters, die bepaald kun- nen worden met een lasertextuurmeter {derde doel).
Enkele veel gebruikte parameters bij lasertextuurmeters zijn:
RMS (Root Mean Square value), gedefinieerd als:
RMS=
met
x
het gemiddelde en s de populatie standaardafwijking van de meetwaar- den over een zekere lengte (50 mm bij de Nederlandse ARAN). RMS is dus een maat voor het gemiddelde en de spreiding van meetwaarden;- MPD (Mean Profile Depth). MPD is, over een zekere lengte, het gemiddel- de verschil tussen een horizontale lijn door het hoogste profielpunt en het profiel.
Betonwegen-nieuws nr. 101
Via een lineaire transformatie kan uit de MPD de ETD (Estimated Texture Depth) bepaald worden. De ETD is goed verge- lijkbaar met de MTD (Mean Texture Depth), zoals bepaald met bijvoorbeeld de zandvlekproef.
4.2 Ontwikkeling van een standaardmaat De volgende procedure is gevolgd om een standaardmaat te ontwikkelen (vierde doel):
-voor elke combinatie systeem- locatie zijn de twee constanten FR60 en S uit de volgende functie berekend: P
waarin S de slipsnelheid is waarmee gemeten is en FR5 de gemeten stroef- heid bij slipsnelheid S;
- voor alle systemen met een ongeprofi- leerde band is per locatie het gemiddel- de van FR60 en S bepaald (respectie- velijk GF60 en GS genoemd, de Gol- den Values). Deze Golden Values vormen de gezochte standaardmaat;
- per systeem kan nu via lineaire regres- sie de relatie met deze Golden Values bepaald worden: de waarden a en b worden zodanig bepaald dat geldt:
a +b • Tx GS
Waarin T, de textuurmeting is (bijv.
RMS of MPD)
De waarden A, B en C worden zodanig bepaald dat geldt:
1
s _
60l
A + B • FRS. exp . + C. Tx=
= GF60 a+b•T X
(voor systemen met een ongeprofileerde meetband geldt C = 0).
De meetwaarde van ieder systeem kan nu op de volgende wijze omgerekend worden naar een schatting voor deze Golden Values:
reken de gemeten stroefheid bij slip- snelheid S om naar een stroefheid bij een slipsnelheid van 60 km/h:
FR•
=
FR, • expt
S~:Oj
met SP de schatting voor GS:
- bepaal vervolgens de schatting vöor GF60:
Deze twee schattingen heten samen de IFI (International Friction Index). Voor systemen met een ongeprofileerde band geldt C= 0.
5. Conclusies van het experiment Alle vier de doelen van het experiment zijn bereikt, soms zelfs in grotere mate dan verwacht:
- de herhaalbaarheid van alle meetsyste- men is onder vergelijkbare omstandig- heden vastgesteld; de meeste syste- men hebben een goede herhaalbaar- heid;
- de relatie tussen alle afzonderlijke systemen en tussen groepen systemen is vastgesteld; de correlaties blijken over het algemeen goed te zijn;
- er is een relatie vastgesteld tussen stroefheids- en textuurmetingen (tex- tuur is bepalend voor de afname van de stroefheid bij toename van de meetsnelheid);
- er is een standaardmaat (de IFI) ont- wikkeld die alle systemen kunnen rapporteren. Het gemiddelde verschil tussen gemeten en berekende stroef- heden bedraagt circa 0,030, bepaald aan de hand van de gegevens waar- mee het model is opgesteld. Dit is een iets gunstiger situatie vergeleken met toekomstige metingen waarmee het model niet is opgesteld.
Voordelen van een standaardmaat zijn:
- wegbeheerders kunnen deze maat gebruiken zonder hun huidige syste- men te hoeven vervangen;
- grenswaarden zijn uitwisselbaar tussen landen;
- aannemers kunnen gemakkelijker met hun eigen meetsysteem in andere landen werken;
- onderzoeksresultaten uit verschillende landen worden beter vergelijkbaar.
6. Toekomstverwachtingen Het is de verwachting dat het gebruik van de IFI internationaal gestandaar- diseerd gaat worden. Ie.der land kan zijn eigen grenswaarden blijven gebruiken, maar zal zijn grenswaarden ook moeten vertalen naar de IFI. Vervolgens kunnen in internationaal verband voorstellen gedaan worden voor grenswaarden, afhankelijk van aard en belasting van de weg.
2) Bij het vergelijken van meetsystemen is niet de meetsnelheld van het voertuig, maar de snelheid in het contactvlak band wegdek van belang voor de optredende wrijving, Deze slipsnelheld is altijd gelijk aan de meetsnel•
heid x het percentage langssllp. Bij systemen met een scheefgeplaatst wiel (hoek a) is die snelheid gelijk aan de meetsnelheld x sin (a)
13
--111l!11!1--~
eldoorn maakt vrij baan voor de bus
-
· · - · · · 1 111■11 1 •• id Il il WWWWWWJII Il ■a•••••••• 1 111 IDVoor een betere doorstroming van het busvervoer in Apeldoorn heeft de ge- meente het plan BUSNET ontworpen. Doelstelling is het toegankelijker en aantrekkelijker maken van het stedelijk openbaar-vervoerssysteem.
Onderdeel daarvan is de aanleg van vrije busbanen. Eind september 1995 is een vrije busbaan in beton aangelegd tussen de Laan der Mensenrechten en de Matenpoort.
Het motto van BUSNET luidt: Nu her- schikken om straks te kunnen blijven beschikken. De uitgangspunten zijn gebaseerd op conclusies en aanbevelin- gen van het Structuuronderzoek open- baar vervoer in Apeldoorn, dat in 1991 werd afgesloten. Invoering van BUSNET vereist de aanwezigheid van een aantal voorzieningen. Noodzakelijkzijn halte- voorzieningen, doorstromingsmaatrege- len en een doelmatige ontsluiting van nieuwe wijken.
Tot de civieltechnischedoorstromings- maatregelen horen busbanen, busstro- ken, bochtverruimingen en een bus- tunnel. Volgens het gemeentelijke ver- keersbeleid moet het centrumgerichte verkeer op de radiaalwegen zo mogelijk worden gedoseeerd. Zolang de bus tussen het overige verkeer rijdt danwel stilstaat, is dat strijdig met het belang van openbaarvervoer. Vandaar dat de aanleg van twee busbanen naar zgn.
kraankruispunten in de plannen is opge- nomen. Hiermee wordt voorkomen dat de bus een file voertuigen voor zich uit
14
stuwt naar de binnenstad, die daardoor snel verstopt zou raken.
De busbanen moeten in de spitsuren verzekeren dat passagiers op tijd bij het busstation aankomen zodat zij hun aansluitingen kunnen halen.
Uiteraard is dit plan gebaseerd op prog- noses van het aantal reizigers na invoe- ring van BUSNET. Verwacht wordt dat het totale aantal reizigers per dag zal stijgen van 15.500 naar 18.000. Ver- wacht wordt dat ook het aantal reizigers- kilometers zal toenemen.
Verbetering reistijdverhouding auto/
openbaar vervoer
Voor beide vervoersvormen zijn gedetail- leerde berekeningen gemaakt voorde reistijd. Daaruitisgeblekendatde reistijdverhouding tijdens de spitsuren groter is omdat dan het voordeel van busbanen en doorstromingsvoorzienin- gen in verkeersregelingen het grootst is.
Juist dan is de concurrentie auto/open- baarvervoer van belang in hetwoon- werkverkeer.
Probleempunten en oplossingen Per buslijn wordt een nieuwe indeling gemaakt van halteplaatsen en de daar- voor noodzakelijke voorzieningen. Ver- der wordt gekeken naar doorstroomvoor- zieningen, zowel regeltechnisch als civieltechnisch. Daartoe worden kruis- punten voorzien van regelapparatuur voor de verkeerslichten en waar nodig ook verkeersdetectielussen. Per onder - deel wordt de tijdwinst berekend.
De doorstromingsmaatregelen infrastruc- tuur hebben gevolgen voor de busbaan Kanaal Zuid (tussen Maten poort en Laan der Mensenrechten). Het kruispunt richting stad heeft een belasting van 28.000 motorvoertuigen per dag. Filevor- ming treedt regelmatig op en als een bus een cyclus moet overslaan, scheelt dat 2 tot3 minuten tijdverlies.
Door een vrijliggende busbaan aan te leggen met een lengte van 350 m kan de bus ongehinderd het kruispunt naderen en via een buslicht de al eerder in ge- bruikgenomen bustunnel passeren.
Het ligt in de bedoeling dat in het kader van BUSNET meer vrije busbanen aangelegd zullen worden. Zo zal het middengedeelte van de Deventerstraat speciaal worden ingericht voor het busverkeer.
Apeldoorn maakt al met al veel werk van een vlotte doorstroming van het open- baarvervoer.
De aanleg van de busbaan langs Kanaal Zuid heeft eind september 1995 plaats- gehad. Eindoktoberisdebusbaanvoor het verkeer opengesteld.
De baan heeft een breedte van 3,50 m bij een dikte van 0,23 mop een licht- gebonden fundering (granulaat) van 0,25 m. De sterkteklasse van het beton is B 35. De betonverharding is machinaal in één laag aangelegd; de krimpvoegen zijn niet-verdeuveld. De plaatlengte bedraagt4,50 m.
Aannemer van het betonwerk: Cobeton.
Betonwegen-nieuwsnr.101
