6 -D -
Ministerie van Verkeer en Waterstaat
Directoraat Generaal Rijkswaterstaat
Dienst Weg- en Waterbouwkunde
Handleiding Wegenbouw
Ontwerp Overgangsconstructies
B
i D o c
(bibliotheek en documentatie)
Dienst Weg- en Waterbouwkunde
Post bus 5041 i!60('iiA .'tLKT
Tel. 015-2518^63/364
april 1996
Van der Burghweg 1, postbus 5044, 2600 GA Delft
ISBN 90 3693 713 2 (1 e editie)
ISBN 90 369 00514 (reeks)
DWW PUBUKATIE P DWW 96 010
© Rijkswaterstaat, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Delft, 1996
De Dienst Weg-en Waterbouwkunde van de Rijkswaterstaat heeft een zo groot mogelijke
zorgvuldigheid betracht bij het verwerken van de in deze handleiding vervatte gegevens.
Nochtans moet de mogelijkheid niet worden uitgesloten dat zich toch onjuistheden in deze
handleiding kunnen bevinden. De gebruiker van deze handleiding aanvaardt daarvoor het
risico.
De Dienst Weg- en Waterbouwkunde van de Rijkswaterstaat sluit, mede ten behoeve van
auteursrechthebbenden op bepaalde tekst, figuren en tabellen uit deze handleiding, iedere
aansprakelijkheid uit voor schade die mocht voortvloeien uit het gebruik van deze handleiding.
Lay-out en druk, Heidemij Advies
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Inhoud
Deel I: Algemeen
Voorwoord
I
1
Problematiek bij overgangsconstructies
1.1.1
2
Hoofdlijnen van het ontwerpproces van overgangsconstructies
2.1
Inleiding
2.2
Randvoorwaarden
2.3
Uitgangspunten
2.3.1 Inleiding
2.3.2 Onderbouw van de wegconstructie
2.3.3 Onderhoudsstrategie
2.3.4 Onderhoudscriteria
2.4
Principe-ontwerp
2.4.1 Zakkingsverschil
2.4.2 Beginhelling en lengte van de stootconstructie
2.4.3 Onderhoudsmaatregelen en kosten
2.5
Toetsing op onderhoudsstrategie en financiele criteria
.2.1
.2.1
.2.2
.2.3
.2.3
.2.3
.2.4
.2.4
.2.5
.2.5
.2.5
.2.5
.2.5
3
Detaillering van het ontwerp van overgangsconstructies
3.1
Inleiding
3.2
Hoogteligging van de stootconstructie
3.3
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
3.4
Oplegging van de stootconstructie op de aardebaan
3.5
Oplegging van de stootconstructie op het landhoofd
3.6
Overgang van het landhoofd naar de stootconstructie
3.7
Voorzieningen voor hemelwaterafvoer
3.8
Voorbeelden
.3.1
.3.1
,3.1
.3.2
.3.3
,3.4
.3.5
.3.6
.3.6
4
Beheer en onderhoud van overgangsconstructies
4.1
Inleiding
4.2
Raakvlakken tussen ontwerp, uitvoering en onderhoud
4.2.1 Raakvlak van ontwerp naar onderhoud
4.2.2 Raakvlak tussen uitvoering en onderhoud
4.2.3 Raakvlak van onderhoud naar ontwerp
4.3
Onderhoudsstrategie
4.4
Inspectie en onderhoudsmaatregelen
4.4.1 Inspectie
4.4.2 Toetsingswaarden onderhoud
4.4.3 Onderhoudsmaatregelen
4.4.4 Onderhoudskosten
4.4.5 Onderhoudsplan
Literatuur
.4.1
.4.1
.4.2
.4.2
.4.3
.4.4
.4.4
.4.5
.4.5
.4.6
.4.6
.4.7
.4.8
.4.9
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Deel II: Techniek
1
Ontwerp van het weglichaam nabij het landhoofd
1.1
Inleiding
1.2
Bepalen van het zettingsverloop
1.3
Beperken van de restzetting
1.3.1 Grondverbetering
1.3.2 Grondvervanging
1.3.3 Lichte ophoogconstructies
1.4
Ophoogmaterialen
1.4.1 Primaire materialen
1.4.2 Secundaire materialen
1.4.3 Lichte materialen
1.5
Uitvoering van de aardebaan
1.5.1 Uitvoeringsmethoden
1.5.2 Aandachtspunten bij de uitvoering
1.6
Overzichtstabel materialen en technieken
Literatuur
2
Fundering en vormgeving van het landhoofd
2.1
Inleiding
2.2
Landhoofden met fundering op palen
2.3
Landhoofden met fundering op staal
2.4
Kostenconsequenties
Literatuur
11.2.1
11.2.1
II.2.2
II.2.3
II.2.3
11.2.4
3
Hoogteligging van de stootconstructie
3.1
Inleiding
3.2
Lage ligging met tussenlaag
3.3
Hoge ligging met constante verhardingsdikte
3.4
Hoge ligging met verlopende verhardingsdikte
3.5
Kosten-consequenties
3.6
Keuzecriteria en randvoorwaarden
Literatuur
11.3.1
11.3.1
11.3.1
II.3.3
II.3.4
II.3.5
II.3.5
II.3.6
4
Vorm
4.1
4.2
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.3
4.4
4.5
4.5.1
4.5.2
4.6
4.6.1
4.6.2
4.7
en afmetingen van de stootconstructie
Inleiding
Lengte
Toelaatbare knikken in het wegdek
Berekeningsmethode van de benodigde lengte
ProgrammaSTOPUIT
Dikte
Constructievarianten
Stootplaten van gewapend beton
Het ontwerp
De uitvoering
Stootvloeren van gewapend beton
Het ontwerp
De uitvoering
Gekoppelde stootplaten
11.1.1
11.1.1
11.1.1
11.1.3
11.1.3
11.1.5
11.1.5
11.1.6
11.1.6
11.1.6
11.1.7
11.1.8
11.1.8
11.1.9
11.1.11
11.1.12
11.4.1
11.4.1
11.4.1
11.4.1
II.4.2
II.4.4
II.4.6
II.4.7
II.4.7
IL4.7
II.4.9
11.4.12
11.4.12
11.4.14
11.4.15
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
4.8
Scheve kruisingen
4.8.1 De toelaatbare kruisingshoek
4.8.2 Het ontwerp voor kruisingshoeken kleiner dan 54
respectievelijk 59 gon
4.8.3 Ontwerp voor kruisingshoeken groter dan 54 respectievelijk 59 gon
4.9
Kosten
4.10 Keuzecriteria en randvoorwaarden
Literatuur
11.4.16
11.4.16
5
Oplegging van de stootconstructie op de aardebaan
5.1
Inleiding
5.2
Oplegging op zand
5.2.1 Hetprincipe
5.2.2 Het ontwerp
5.2.3 De uitvoering
5.3
Oplegging op gestabiliseerd zand
5.3.1 Het principe
5.3.2 Het ontwerp
5.3.3 De uitvoering
5.4
Oplegging op funderingsmateriaal
5.4.1 Hetprincipe
5.4.2 Het ontwerp
5.4.3 De uitvoering
5.5
Oplegging op betonnen plaat
5.5.1 Hetprincipe
5.5.2 Het ontwerp
5.5.3 De uitvoering
5.6
Keuzecriteria
5.6.1 Functionaliteit
5.6.2 Kosten
Literatuur
II.5.1
11.5.1
II.5.2
II.5.2
II.5.2
II.5.2
II.5.2
II.5.2
II.5.2
II.5.3
II.5.3
II.5.3
II.5.3
II.5.4
II.5.4
II.5.4
II.5.4
II.5.5
II.5.5
II.5.5
II.5.7
11.5.8
6
Oplegging van de stootconstructie op het landhoofd
6.1
Inleiding
6.2
Oplegging met een deuvel
6.2.1 Het ontwerp
6.2.2 De uitvoering
6.3
Oplegging met nok
6.3.1 Het ontwerp
6.3.2 De uitvoering
6.4
Kosten
6.5
Keuzecriteria
Literatuur
11.6.1
11.6.1
11.6.1
11.6.1
II.6.2
II.6.3
II.6.3
II.6.3
II.6.3
II.6.4
11.6.5
11.4.17
11.4.17
11.4.18
11.4.19
11.4.20
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
7
Overgang van het landhoofd naar de stootconstructie
7.1
Inleiding
7.2
Detaillering van de overgang landhoofd/stootconstructie in combinatie
met rubber voegprofiel
7.3
Detaillering van de overgang landhoofd/stootconstructie
in combinatie met een bitumineuze voegovergang
7.3.1 Hetprincipe
7.3.2 Hetontwerp
7.3.3 De uitvoering
7.4
Extra stalen plaat
Literatuur
11.7.1
11.7.1
8
Voorzieningen voor hemelwaterafvoer
8.1
Inleiding
8.2
Verharding en voegovergang
8.2.1 Hetprincipe
8.2.2 Hetontwerp
8.3
Gecontroleerde afvoer
8.3.1 Hetprincipe
8.3.2 Hetontwerp
8.3.3 Afweging losse of vaste opvangput
8.4
Drainage
8.4.1 Hetprincipe
8.4.2 Hetontwerp
8.5
Tijdelijke maatregelen tijdens de bouw
Literatuur
11.8.1
11.8.1
II.8.2
II.8.2
II.8.2
II.8.2
II.8.2
II.8.2
II.8.3
II.8.3
II.8.3
II.8.3
II.8.4
II.8.5
9
Enkele ontwerpvoorbeelden
9.1
Inleiding
9.2
Constructie op een weinig zettingsgevoelige ondergrond
9.2.1 Bepalen van de randvoorwaarden
9.2.2 Bepalen van de uitgangspunten
9.2.3 Bepalen van het zettingsverloop (restzetting)
9.2.4 Berekening van de lengte van de stootconstructie
9.2.5 Uitwerking van de stootconstructie
9.2.6 Aansluiting van de stootconstructie op het kunstwerk
9.3
Constructie op een zettingsgevoelige ondergrond
9.3.1 Bepalen van de randvoorwaarden
9.3.2 Bepalen van de uitgangspunten
9.3.3 Bepalen van het zettingsverloop (restzetting)
9.3.4 Prognose van de kosten van aanleg en onderhoud van
de stootconstructie
9.3.5 Uitwerking van de stootconstructie
9.3.6 Aansluiting van de stootconstructie op het kunstwerk
11.9.1
11.9.1
11.9.1
11.9.1
II.9.2
II.9.3
II.9.3
II.9.4
II.9.4
II.9.5
II.9.5
II.9.6
II.9.7
II.7.2
II.7.3
II.7.3
II.7.4
II.7.4
II.7.5
II.7.6
II.9.8
II.9.9
II.9.9
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
10 Stappenplan en voorkeursoplossingen
10.1 Inleiding
10.2 Bepaling randvoorwaarden
10.3 Bepaling uitgangspunten
10.3.1 Ontwerp van de onderbouw van de wegverharding
10.3.2 Onderhoudstrategie en criteria
10.4 Bepaling principe ontwerp
10.5 Detaillering overgangsconstructie
10.5.1 Hoogteligging van de stootconstructie
10.5.2 Vorm en afmetingen van de stootconstructie
10.5.3 Opiegging van de stootconstructie op de aardebaan
10.5.4 Opiegging van de stootconstructie op het landhoofd
10.5.5 Overgang van de stootconstructie naar het landhoofd
10.5.6 Voorzieningen voor hemelwaterafvoer
BIJLAGEN
I
11
III
IV
Eigenschappen schuimbeton
Kosten stootconstructie
Begrippen
STOPUIT
11.10.1
11.10.1
11.10.1
11.10.1
11.10.1
11.10.1
11.10.1
11.10.2
11.10.2
11.10.2
11.10.2
11.10.2
11.10.2
11.10.2
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Voorwoord
Soms besef je de dingen die voorde hand liggen pas, als jeer over gaat nadenken. Soms ook
pas als je er overheen rijdt. Dat geldt in ieder geval voor sommige overgangen tussen een
weglichaam en een kunstwerk. Deze handleiding gaat dieper in op dit overgangsgebied tussen kunstwerk en weglichaam.
Deze handleiding vormt het vierde deel van een serie, uitgegeven door de Dienst Weg- en
Waterbouwkunde (DWW) van Rijkswaterstaat, waarin de constructieve aspecten van het
wegontwerp worden behandeld. Gezien het onderwerp is dit deel in nauwe samenwerking
met de Bouwdienst van de Rijkswaterstaat tot stand gekomen.
In de serie zijn reeds verschenen de delen Ontwerp Verharding, Ontwerp Hemelwaterafvoer
en Ontwerp Onderbouw.
Onderwerp
Dit vierde deel van de serie handelt over dat deel van de weg dat zich bevindt in het overgangsgebied tussen kunstwerk en weglichaam. Het geheel van constructie-onderdelen en voorzieningen in dat overgangsgebied wordt ook wel aangeduid met de term overgangsconstructie
en dient om een gelijkmatige en verkeersveilige overgang te bereiken.
Doel en doelgroepen
Het doel van de handleiding is het stimuleren van onderhoudsbewust ontwerpen, construeren en beheren van overgangsconstructies. Daarnaast wordt met de handleiding de uniformiteit van het ontwerp van dergelijke constructies bevorderd. Daartoe zijn in de handleiding
richtlijnen c.q. aanbevelingen voor het ontwerp, de uitvoering en het beheer en onderhoud
van overgangsconstructies van kunstwerk naar weglichaam gegeven.
Doelgroepen van de handleiding vormen de ontwerpers, uitvoerders, toezichthouders en
beheerders van wegen en kunstwerken.
Afbakening
De handleiding bevat informatie over overgangsconstructies die zowel van toepassing is voor
primaire wegen als voor wegen van een lagere orde. Bij de constructies en de toe te passen
materialen richt de handleiding zich echter vooral op het ontwerp van overgangsconstructies
voor nieuw aan te leggen primaire en secundaire wegen. Voor wegen van een lagere orde
kunnen technische oplossingen in aanmerking komen en kunnen aspecten een rol spelen die
niet in deze handleiding worden behandeld.
In de handleiding wordt er bij de voorbeelden en figuren steeds van uitgegaan, dat het
kunstwerk waar de overgangsconstructie op moet aansluiten een viaduct of een brug is.
Niettemin is veel van de aangedragen informatie ook van toepassing voor aansluiting op
tunnels, duikers of kokers.
Voorwoord
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Opzet
De handleiding is in twee delen gesplitst. Deel I bevat een algemene beschrijving van de
processen ontwerpen, uitvoeren en onderhouden/beheren van overgangsconstructies. De
technische achtergronden of berekeningsmethoden uit Deel I worden nader uitgewerkt in
Deel II van de handleiding.
Deel II is als het ware een uitvergroting van het hoofdstuk 'Detaillering van het ontwerp van
overgangsconstructies' uit deel I, met aparte hoofdstukken per aspect van de overgangsconstructie.
Aan het eind van de handleiding worden ter illustratie enkele ontwerpvoorbeelden gegeven,
alsmede een stappenplan en voorkeursoplossingen voor primaire en secundaire wegen. Deze
zijn met name bedoeld om in het voorontwerp-stadium snel een goede, eerste keuze te
kunnen maken,
Opstellers
In opdracht van de Dienst Weg- en Waterbouwkunde van de Rijkswaterstaat is deze handleiding opgesteld door een combinatie van ingenieursbureaus t.w. Fugro, Grontmij en Heidemij Advies.
In deze combinatie is ondermeer deelgenomen door de heren M.Th.J.H. Smits en H.L. Jansen
(Fugro), R.W. Mante (Grontmij Advies & Techniek) en G. Sluimer (Heidemij Advies). De coordinatie en het samenstellen van de handleiding waren in handen van de heer J.H. Roos
(Heidemij Advies).
De projectbegeleiding vanuit Rijkswaterstaat is uitgevoerd door de heren E. Vos en J.G.
Bastiaans van de DWW en W.F. Bonardt van de Bouwdienst. Zij zijn bij deze taak bijgestaan
door een begeleidingsgroep waarin naast de hiervoor genoemde projectbegeleiders tevens
zitting hadden de heren E.W. Hennevanger (RWS, Directie Zuid-Holland), K. Troost (RWS,
Directie Noord-Holland) en C.W. Rab (Provincie Noord-Holland).
Voorwoord
Deel I Algemeen
Handleiding Wegenbouw
Ontwerp Overgangsconstructies
Deel I Algemeen
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
1
Problematiek bij overgangsconstructies
Een kunstwerk is op een draagkrachtige laag gefundeerd (al dan niet met palen) en zal vrijwel niet zakken. Door samendrukking van de ondergrond en klink van de aardebaan zal een
weglichaam vaak wel zakking vertonen, zie figuur 1.1. Deze zakking is een tijdsafhankelijk
proces en zal in de meeste gevallen nog niet tot stilstand zijn gekomen bij de ingebruikname
van de weg. Het gevolg: een restzakking van de verhardingsconstructie op de aardebaan.
Door de (rest)zakking ontstaat een drempel in het wegprofiel op de plaats waar het weglichaam op het kunstwerk aansluit. De verkeersveiligheid en het comfort van de weggebruiker
worden door deze drempel nadelig beTnvloed.
overgang
drempelvorming
verharding
weglichaam
(aardebaan)
maaiveld
ondergrond
Figuur 1.1 Principe-schets overgangsconstructies
De overgangsconstructie van kunstwerk naar weglichaam dient om drempelvorming in het
wegprofiel te voorkomen en een gelijkmatige en verkeersveilige overgang van weglichaam
naar kunstwerk te creeren. Om deze gelijkmatige overgang te bereiken, kunnen we de volgende voorzieningen toepassen:
- Het beperken van de restzakking van de aardebaan nabij het kunstwerk.
Dit kan door maatregelen te treffen bij het ontwerpen en/of de aanleg van de aardebaan.
U kuntdaarbij denken aan toepassing van lichte ophoogmaterialen of zettingversnellende
maatregelen.
- Het over zekere lengte overbruggen van zakkingsverschil met een stootconstructie, die is
opgelegd op het kunstwerk en de aardebaan. De stootconstructie kan bestaan uit een
aantal betonnen 'stootplaten' of een betonnen 'stootvloer'.
Het zakkingsverschil tussen het weglichaam en het kunstwerk veroorzaakt een rotatie van de
stootconstructie. De oplegging van de stootconstructie op het kunstwerk fungeert hierbij als
scharnierpunt. Deze rotatie of draaiing van de stootconstructie heeft de volgende nadelige
effecten.
Problematiek bij overgangsconstructies
1.1.1
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
1. Er ontstaat een knik in het lengteprofiel. Dit verlaagt het comfort en de veiligheid van de
weggebruiker, zie figuur 1.2.
2. Er ontstaat een gaping ter plaatse van de oplegging van de stootconstructie op het landhoofd. Deze gaping heeft nadelige gevolgen voor de verharding op de plaats van de
overgang.
Tevens treedt een "tweede orde effect' op.
De rotatie neemt verder toe door indrukking van de stootconstructie in de aardebaan. Deze
indrukking ontstaat door een verhoging van de statische belasting (kleiner opiegvlak op aardebaan) en een verhoging van de dynamische belasting (stootkrachten door verkeer).
Het is daarom zaak om bij het ontwerpen van een overgangsconstructie op deze nadelige
effecten bedacht te zijn.
Figuur 1.2 Discomfort door zakking
van de stootconstructie.
De volgende onderdelen van een overgangsconstructie komen aan de orde:
1. het ontwerp van het weglichaam nabij het landhoofd;
2. de fundering en vormgeving van het landhoofd;
3. de hoogteligging van de stootconstructie;
4. de vorm en afmetingen van de stootconstructie;
5. de oplegging van de stootconstructie op de aardebaan;
6. de oplegging van de stootconstructie op het landhoofd;
7. de overgang van het landhoofd naar de stootconstructie;
8. de voorzieningen voor hemelwaterafvoer.
In deze handleiding volstaan we voor de onderdelen 1 en 8 met een samenvatting van relevante onderdelen van bestaande handleidingen. Een meer gedetailleerde beschrijving van
het ontwerp en de uitvoering van het weglichaam vindt u in de
Handleiding Wegenbouw - Ontwerp Onderbouw [1] en in Construeren met grond [2]
Meer informatie over voorzieningen voor hemelwaterafvoer biedt u de Handleiding Wegenbouw - Ontwerp Hemelwaterafvoer [3].
1.1.2
Problematiek bij overgangsconstructies
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
2
2.1
Hoofdlijnen van het ontwerpproces
van overgangsconstructies
Inleiding
In dit hoofdstuk wordt eerst stil gestaan bij de randvoorwaarden en de uitgangspunten. Deze
vormen de basis voor het principe-ontwerp. Is eenmaal het principe-ontwerp van de
overgangsconstructie bepaald, dan is - natoetsing en eventuele bijstelling - de volgende stap
de nadere uitwerking van dit principe-ontwerp (detaillering stootconstructie en aansluiting
op kunstwerk). Die stap wordt gezet in het derde hoofdstuk.
De onderdelen in dit hoofdstuk tonen op deze manier de samenhang van de onderwerpen
die in deze handleiding behandeld worden. Het ontwerpproces voor overgangsconstructies
is bovendien schematisch weergegeven in het stroomschema in figuur 2.1.
Begin
§2.2
Bepaal de randvoorwaarden:
- verticaal alignement
- grondgesteldheid
- beschikbare bouwtijd tot openstelling
- hoogteligging landhoofd
§2.3
Bepaal de uitgangspunten:
- onderbouw wegconstructie
- onderhoudsstrategie
- onderhoudscriteria
Gebruik maken van ervaringen uit de
praktijk (onderhoud)
§2.4
principe-ontwerp
- zakkingsverschil
- beginhelling en lengte
- stootconstructie
- onderhoudsmaatregelen
- kosten (indicatief)
§2.5
Toets op onderhoudsstrategie
en financiele criteria
I
I
OK?-
Nee
Ja
Hfdst 3
Detailleer overgangsconstructie:
- hoogteligging
- vorm en afmetingen
- oplegging op aardebaan
- oplegging op landhoofd
- overgang stootconstructie naar
- landhoofd
- voorzieningen voor hemelwaterafvoer
T
Einde
Figuur 2.1. Stroomschema 'Ontwerpen van overgangsconstructies'
Hoofdlijnen
van het ontwerpproces van overgangsconstructies
1.2.1
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
2.2
Randvoorwaarden
Aan het ontwerp van een kunstwerk en een weglichaam, en daarmee aan het ontwerp van
een overgangsconstructie, ligt een aantal (min of meer) vastliggende randvoorwaarden ten
grondslag. De functie van een overgangsconstructie is het overbruggen van het
zakkingsverschil dat (in de loop der tijd) optreedt tussen het kunstwerk en het weglichaam,
ten gevolge van de restzetting van de ondergrond en de klink van de aardebaan. Het
zakkingsverschil dient daarom de basis te vormen voor het ontwerp van de overgangsconstructie.
De volgende randvoorwaarden, die van invloed zijn op dit zakkingsverschil, dienen te worden vastgesteld c.q. te worden gekwantificeerd:
1.
2.
3.
4.
de vanuit het verticaal alignement van de weg benodigde ophoging;
de grondgesteldheid (ondergrond);
de beschikbare bouwtijd voor de openstelling van de weg en het kunstwerk;
hoog- of laag gefundeerd landhoofd.
Dit laatste punt is nader uitgewerkt in hoofdstuk 2 van deel II.
Figuur2.2. Voorbeeld hoge ligging
1.2.2
Hoofdlijnen
van het ontwerpproces van overgangsconstructies
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
2.3
2.3.1
Uitgangspunten
Inleiding
Het zakkingsverschil zal niet alleen afhangen van de randvoorwaarden die we in de vorige
paragraaf genoemd hebben. Ook de uitgangspunten die de ontwerper hanteert zijn van
belang. In tegenstelling tot randvoorwaarden worden uitgangspunten in principe nietdwingend bepaald door functie en omgeving. De ontwerper heeft dus een keuzevrijheid ten aanzien van de uitgangspunten.
Als een ontwerp niet voldoet, kunnen de uitgangspunten worden aangepast. Zo werkt de
ontwerper toe naar de situatie dat het ontwerp voldoet aan de eisen. De volgende uitgangspunten zijn van belang voor het ontwerp van de overgangsconstructie:
1. het ontwerp van de onderbouw van de wegconstructie;
2. de onderhoudsstrategie;
3. onderhoudscriteria.
Bij het bepalen van de uitgangspunten dient zoveel mogelijk gebruik gemaakt te worden van
eerder opgedane ervaringen bij het onderhoud van reeds bestaande constructies.
2.3.2
Onderbouw van de wegconstructie
De onderbouw van een wegconstructie bestaat uit de ondergrond en het weglichaam (veelal
in ophoging). De aard van de ondergrond is de meest bepalende factor voor de zakking van
het weglichaam. Daarnaast speelt ook de zakking door bijvoorbeeld inklinking en uitspoeling
van het weglichaam zelf een rol. Is de kwaliteit van de ondergrond zo slecht dat naar verwachting een ontoelaatbaar zakkingsverschil tussen landhoofd en weglichaam zal optreden,
dan kan men diverse zettingsbeperkende maatregelen toepassen. Deze maatregelen kunnen
betrekking hebben op de ondergrond en/of het weglichaam:
1. grondverbetering;
2. grondvervanging;
3. gebruik van lichte ophoogmaterialen;
4. ontlastconstructie.
Voorbeelden van grondverbetering zijn: voorbelasting in combinatie met verticale drainage,
luchtdrukconsolidatie of steenkolommen. Bij grondvervanging worden de slappe lagen van
de ondergrond verwijderd en vervangen door een minder samendrukbaar materiaai (meestal
zand). De derde maatregel, het gebruik van lichte ophoogmaterialen, vermindert de belasting op de (samendrukbare) ondergrond. Voorbeelden van deze ophoogmaterialen zijn:
geexpandeerde kleikorrels, schuimbeton en kunststofblokken (EPS, PP). Ook bij toepassing
van een ontlastconstructie wordt de belasting op de ondergrond verminderd, in dit geval
door het weglichaam op palen te funderen.
Een en ander vindt u nader beschreven in het eerste hoofdstuk van Deel II.
Hoofdlijnen
van het ontwerpproces van overgangsconstructies
1.2.3
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
2.3.3
Onderhoudsstrategie
De doorde wegbeheerders gewenste onderhoudsstrategie c.q. -frequentie en -kosten bepalen het moment waarop het toelaatbare zakkingsverschil tussen kunstwerk en weglichaam is
bereikt.
Zo is het bijvoorbeeld gewenst, dat het onderhoud van de overgangsconstructie gelijktijdig
kan plaatsvinden met het onderhoud van de wegverharding, om de hinder voor het verkeer
zoveel mogelijk te beperken.
Dit betekent voor nieuw te ontwerpen overgangsconstructies dat het eerste onderhoud na
ca. 10 a 15 jaar zal plaatsvinden.
2.3.4
Onderhoudscriteria
Het belangrijkste onderhoudscriterium is de toelaatbare knik in het wegdek. Deze knik ontstaat door het zakkingsverschil tussen kunstwerk en weglichaam.
Bij autosnelwegen bedraagt de toelaatbare knik 1:100. Bij een grotere knik wordt de hinder
voor het verkeer ontoelaatbaar, zie figuur 2.3.
Bij niet-autosnelwegen is de toelaatbare knik groter, namelijk 1:70. Dit omdat de snelheid
van het verkeer op deze wegen lager is, zie figuur 2.3.
knik max. 1 : 100
dek kunstwerk
wegdek
\stootconstructie
land hoof d
/\ M
/ \ /\
Autosnelweg
knik max 1 :70
wegdek
Niet autosnelweg
Figuur 2.3. Toelaatbare knik in het wegdek.
1.2.4
Hoofdlijnen van het ontwerpproces van overgangsconstructies
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
2.4
2.4.1
Principe-ontwerp
Zakkingsverschil
Op grand van de randvoorwaarden en uitgangspunten kan het zakkingsverschil tussen kunstwerk en weglichaam worden bepaald. De zakking van het weglichaam wordt bepaald door
de zetting van de ondergrond en de klink van het zandlichaam, zie deel II, hoofdstuk 1. De
zakking van het kunstwerk is veelal nihil, zie deel II, hoofdstuk 2.
2.4.2
Beginhelling en lengte van de stootconstructie
Het tijdstip waarop het toelaatbare zakkingsverschil wordt overschreden is afhankelijk van de
gekozen lengte van de stootconstructie. Het toelaatbare zakkingsverschil wordt immers bereikt als de toelaatbare knik in het wegdek wordt overschreden, zie figuur 2.3. Het tijdstip
van onderhoud kan verder uitgesteld worden door een tegenhelling in de wegverharding
aan te brengen. In hoofdstuk 4 van deel II is een tabel opgenomen, waarin afhankelijk van de
lengte van de stootconstructie en de beginhelling in de wegverharding het toelaatbare
zakkingsverschil is weergegeven.
2.4.3
Onderhoudsmaatregelen en kosten
Vervolgens kan worden ingeschat wanneer er onderhoud dient plaats te vinden en wat de
hieraan verbonden kosten zijn. Deze inschatting dient te gebeuren op basis van de gekozen
lengte van de stootconstructie en de gekozen beginhelling in de wegverharding.
Als hulpmiddel voor de ontwerper is hiertoe het computerprogramma STootplaten
OPtimaliseren UlTvullen (STOPUIT) door de DWW ontwikkeld. Dit programma kan een
onderhoudsprognose genereren en de totale kosten van een stootconstructie bepalen, dat
wil zeggen, de som van de stichtingskosten en alle onderhoudskosten gedurende de levensduur van de weg. Een nadere beschrijving van de mogelijkheden van het programma is
opgenomen in hoofdstuk 4 van deel II.
2.5
Toetsing op onderhoudsstrategie en financiele criteria
De onderhoudsprognose dient te worden getoetst aan de gewenste onderhoudsstrategie en
financiele criteria.
Het kan zijn dat de consequenties van de gekozen uitgangspunten niet voldoen, bijvoorbeeld omdat de resulterende onderhoudsfrequentie niet aansluit bij de strategic, of omdat de
kosten van de aanleg en het onderhoud onaanvaardbaar hoog worden. In dat geval dienen
de uitgangspunten zodanig te worden aangepast dat het zakkingsverschil tussen kunstwerk
en weglichaam wordt beperkt. Vervolgens kan de ontwerper opnieuw een prognose voor
het onderhoud en de kosten genereren. Dit proces wordt net zo lang herhaald totdat aan de
eisen wordt voldaan (zie terugkoppelings-loop in stroomschema). Indien langs deze weg
geen bevredigende oplossing kan worden gevonden, kan het nodig zijn om de onderhoudsstrategie en/of onderhoudscriteria aan te passen.
Hoofdlijnen
van het ontwerpproces van overgangsconstructies
1.2.5
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
3
3.1
Detaillering van het ontwerp
van overgangsconstructies
Inleiding
De eerste stap leverde het principe-ontwerp van de overgangsconstructie. In de volgende
stap kan nu de overgangsconstructie nader worden gedetailleerd.
De detaillering van het ontwerp van de overgangsconstructie bestaat uit het bepalen van:
1. de hoogteligging van de stootconstructie;
2. de vorm en afmetingen van de stootconstructie;
3. de oplegging van de stootconstructie op de aardebaan;
4. de oplegging van de stootconstructie op het landhoofd;
5. de overgang van het landhoofd naar de stootconstructie;
6. de voorzieningen voor hemelwaterafvoer.
Deze aspecten worden hierna kort toegelicht; de meer technische uitwerking volgt dan in de
afzonderlijke hoofdstukken in deel II van de handleiding.
3.2
Hoogteligging van de stootconstructie
Voor de hoogteligging van de stootconstructie zijn er twee mogelijkheden: een lage ligging'
en een 'hoge ligging' van de stootplaat of stootvloer, zie figuur 3.1.
.J
Lage ligging met tussenlaag
Hoge ligging met verlopende verhaFdingsdikte
if'h 'f}ti'-kff- 'if/ 'A A -</' AA 'frfr:'k /••• '/l-'/yi/i X'.ft?;"/!''?;//! />A W.v,
.J
Hoge ligging met constante verhardingsdikte
Figuur 3.1. Hoogteligging van de stootconstructie
Detaillering van het ontwerp van overgangsconstructies
1.3.1
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Bij een lage ligging komt er een laag van zand of ongebonden steenachtig materiaal tussen
de stootconstructie en de verharding. Deze tussenlaag reduceert de scheurvorming in de
verharding bij zakking van de stootconstructie. Dit is met name in zettingsgevoelige gebieden van belang. Een nadeel vormt echter de gevoeligheid voor drempelvorming ter plaatse
van het landhoofd. Daarom wordt voor primaire en secundaire wegen een lage ligging nauwelijks meer toegepast.
Bij een hoge ligging ligt de stootconstructie direct onder de verharding. Hierbij zijn twee
varianten mogelijk.
Men kan de stootconstructie onder een helling leggen om een zo geleidelijk mogelijke overgang te creeren tussen de geringe dikte van de verharding op het kunstwerk en de volledige
dikte van de verharding boven het weglichaam. Ook kan de stootconstructie horizontaal
worden gelegd, waarbij de volledige dikte van het asfaltpakket op de aardebaan wordt doorgezet boven de stootconstructie. Een en ander vindt u nader uitgewerkt in deel II, hoofdstuk
3.
3.3
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
Voor de constructievorm is er de keuze uit stootplaten (prefab of in het werk gestort), zie
figuur 3.2, of stootvloeren, dat wil zeggen platen met een breedte gelijk aan de rijbaan.
Heeft de stootplaat of -vloer een grote lengte, dan vormt het eigen gewicht een niet te
verwaarlozen aandeel in de totale belasting. Hierdoor wordt het landhoofd zwaarder belast
en kan de indrukking van de constructie in het weglichaam groter worden.
Bij toepassing van stootvloeren dienen de te verwachten zakkingsverschillen in de dwarsrichting van de rijbaan echter niet te groot te zijn. Verwacht men wel grote verschillen, dan
verdient toepassing van stootplaten de voorkeur. Zie verder deel II, hoofdstuk 4.
Fig. 3.2.
1.3.2
In het werk gestorte stootplaten
Detaillering van het ontwerp van overgangsconstructies
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
3.4
Opiegging van de stootconstructie op de aardebaan
Voor de opiegging van de stootconstructie op de aardebaan komen verschillende materialen
in aanmerking. Naast zand kan de opiegging bestaan uit funderingsmateriaal, gestabiliseerd
zand of een betonnen plaat, zie figuur 3.3.
De vorm van de stootconstructie heeft invloed op de te kiezen opiegging op de aardebaan.
Hoofdstuk 5 van deel II geeft meer informatie over de opleggingsconstructies.
stootvloer / stootplaat
niveau na zetting
opiegging op funderingsmateriaal
stootvloer / stootplaat
niveau na zetting
opiegging op gestabiliseerd zand
stootplaat
niveau ria zetting
opiegging op betonnen plaat
Figuur 3.3 Opiegging van de stootconstructie op de aardebaan.
Detaillering van net ontwerp van overgangsconstructies
I.3.3
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
3.5
Opiegging van de stootconstructie op het landhoofd
De stootconstructie kan op het landhoofd opgelegd worden via een opiegging met een deuvel
of een opiegging met nok, zie figuur 3.4. Beide genoemde oplossingen hebben hun specifieke voor- en nadelen. Het gaat er hierbij om de stootconstructie te fixeren, c.q. te voorkomen dat de stootconstructie van het landhoofd afschuift.
rubber voegprofiel
rubberhoudende bitumen
rubber
voegprofiel
rubberhoudende bitumen
landhoofd
L.
Figuur 3.4 Opiegging van de stootconstructie op het landhoofd.
De opiegging met deuvel is een eenvoudige oplossing, zie figuur 3.5, die relatief goedkoop
is, wel vereist ze bij prefab platen een nauwkeurige maatvoering. De opiegging met nok
fixeert in principe wat minder goed in horizontale richting en is niet toepasbaar bij in het
werk gestorte stootplaten.
Met de lengte van een stootconstructie neemt ook de dikte toe. Een grotere dikte betekent
een grotere hefboomsarm. Vandaar dat bij een lengte groter dan 6 m (met name bij hoge
ligging) een tandoplegging met deuvel wordt geadviseerd. Bij deze variant is de dikte van de
stootconstructie namelijk ter plaatse van de opiegging op het landhoofd kleiner, zodat het
rotatiepunt gunstiger komt te liggen.
In hoofdstuk 6 van deel II gaan we dieper in op de opiegging op het landhoofd.
Figuur 3.5. Landhoofd in aanbouw uitgevoerd met deuvels
1.3.4
Detaillering van het ontwerp van overgangsconstructies
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
3.6
Overgang van het landhoofd naar de stootconstructie
De detaillering ter plaatse van de overgang landhoofd/stootconstructie is afhankelijk van het
type voegovergang dat gekozen wordt voor de voeg tussen het dek-kunstwerk en het landhoofd. Dit komt omdat beide voegen slechts ca. 250 tot 300 mm van elkaar afliggen.
In verreweg de meeste gevallen wordt voor de voeg tussen het dek-kunstwerk en het landhoofd een voegovergang gebruikt bestaande uit stalen roosters of kunstharsdorpels waartussen een rubber profiel is geklemd, zie figuur 3.6. De naad van het rooster/dorpel bevindt
zich veelal vlakbij of direct boven de naad tussen het landhoofd en de stootconstructie. Dus
precies op de plaats waar door rotatie van de stootconstructie een gaping zal ontstaan. De
meest toegepaste oplossing is om deze naad met rubberhoudende bitumen aan te gieten.
rubber voegprofiel
rubberhoudende bitumen
landhoofd I
Figuur 3.6 Overgang in combinatie
met een rubber voegprofiel.
_J
In het geval dat voor de voeg tussen het dek-kunstwerk en het landhoofd een zogenaamde
bitumineuze voegovergang wordt toegepast, verdient het te overwegen om deze tot 100
mm voorbij de voeg tussen landhoofd en stootconstructie door te trekken, zie figuur 3.7. Het
voordeel van deze bitumineuze voegovergang, waarbij over een bepaalde breedte een laag
elastisch materiaal aangebracht wordt dat is samengesteld uit een bepaalde verhouding
gemodificeerde bitumen en steen, is dat scheurvorming minder snel zal optreden.
Meer over de overgang van landhoofd naar stootconstructie vindt u in hoofdstuk 7 van deel II.
Bitumineuze voegovergang
Bitumineuze voegovergang
landhoofd
stootconstructie ''/A
landhoofd
.J
Figuur 3.7 Overgang in combinatie met een bitumineuze voegovergang.
Detaillering van het ontwerp van overgangsconstructies
I.3.5
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstmcties-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
3.7
Voorzieningen voor hemelwaterafvoer
Voorzieningen voor hemelwaterafvoer zijn noodzakelijk om redenen van verkeersveiligheid,
het voorkomen van oppervlakte-erosie van bermen en taluds en het voorkomen van verzadiging van de aardebaan (interne erosie en instabiliteit).
Een aantal mogelijke oplossingen voor een snelle waterafvoer zijn: goten, putten, rioleringsbuizen, drainage, voldoende dwarshelling in de verharding en een vioeistofdichte aansluiting
van de verharding tegen de landhoofdvleugels en putten.
Ook tijdens de bouwfase moet uitspoeling van de aardebaan worden voorkomen door tijdelijke maatregelen toe te passen. Na de bouw van het kunstwerk kan het namelijk een aanzienlijke tijd duren voordat de definitieve verharding wordt aangebracht. De tijdelijke maatregelen kunnen bestaan uit een goot of open bak aan het landhoofd of drainage. De mogelijke
voorzieningen zijn nader beschreven in deel II, hoofdstuk 8. Deze voorzieningen moeten het
hemelwater vanaf het kunstwerk zo snel mogelijk afvoeren.
3.8
Voorbeelden
Aan het einde van de handleiding worden ter illustratie in hoofdstuk 9 van deel II enkele
ontwerpvoorbeelden gegeven. De verschillende stappen in het ontwikkelingsproces worden
daar doorlopen voor een constructie op weinig zettingsgevoelige ondergrond en een constructie op zettingsgevoelige ondergrond. Tot slot bevat hoofdstuk 10 van deel II een stappenplan en een aantal schetsen van voorkeursoplossingen van overgangsconstructies voor primaire en secundaire wegen.
1.3.6
Detaillering van het ontwerp van overgangsconstructies
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
4
4.1
Beheer en onderhoud van overgangsconstructies
Inleiding
Onder beheer verstaan we:
het geheel van activiteiten, op korte, middellange en lange termijn, die erop gericht zijn
de bestaande overgangsconstructie haar functie(s) duurzaam te laten vervullen.
De technische component van beheer is onderhoud in de vorm van inzet van personeel,
materieel en materiaal. Onderhoud is dus een deel van beheer.
Onderhoud omvat de te treffen onderhoudsmaatregelen, veelal gebaseerd op inspectie. De
mate waarin onderhoud moet plaatsvinden is primair afhankelijk van het gekozen ontwerp.
Daamaast heeft de manier van uitvoering bij aanleg invloed op het later uit te voeren onderhoud en tot slot is ook de verkeersbelasting een invloedrijke factor voor het duurzaam functioneren van de constructie.
Een belangrijk uitgangspunt bij het ontwerpen en beheren van wegconstructies is:
beperken van files ten gevolge van werk in uitvoering
Voor overgangsconstructies betekent dit dat het onderhoud moet samenvallen met het reguliere onderhoud aan de verharding. Extra onderhoud, speciaal aan de overgangsconstructie,
moet in principe voorkomen worden.
Onderhoud is nodig om de overgangsconstructie gedurende de levensduur haar functie te
laten vervullen. Met name als de verkeersveiligheid in gevaar dreigt te komen, dient onderhoud te worden uitgevoerd.
De noodzaak tot het uitvoeren van onderhoud aan een overgangsconstructie ontstaat in veel
gevallen door de restzakking van de verhardingsconstructie op de aardebaan.
Bij de overgang van kunstwerk op weglichaam worden vaak de volgende schadebeelden
geconstateerd, zie figuur 4.1:
1. een drempel in het wegdek ter plaatse van het landhoofd;
2. een te grote knik in het lengteprofiel van de weg;
3. een kuil in wegdek op enige meters voor het landhoofd;
4. scheuren en openstaande voegen in het asfalt bij de aansluiting op het landhoofd.
Bij overgangsconstructies verstaan we onder onderhoud:
het tijdens de gebruiksfase uitvoeren van werkzaamheden om de eerder genoemde schade
te herstellen.
Onderscheid kan gemaakt worden in klein onderhoud, zoals het dichten van scheuren, en
groot onderhoud, zoals het uitvullen van onvlakheden nadat zonodig een deel van de verharding is verwijderd.
We spreken van reconstructie bij het opnieuw plaatsen van de stootplaten door deze op te
graven, 'op te halen' en zo nodig te vervangen. Dit valt niet meer onder onderhoud. De
constructie wordt op deze wijze zo nodig aangepast aan nieuwe wensen of eisen en is daarna
weer geschikt voor een hernieuwde gebruiksduur.
Beheer en onderhoud van overgangsconstructies
1.4.1
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
1'S
Figuur 4.1
Schadebeelden
overgang kunstwerk op
weglichaam.
In
1.
2.
3.
4.2
knik in lengteprofiel
-'-
•'. ,.
scheur
de hierna volgende paragrafen komen de volgende aspecten aan de orde:
de raakvlakken tussen ontwerp, uitvoering en onderhoud;
de onderhoudsstrategie;
de inspectie en het daadwerkelijke onderhoud.
Raakvlakken tussen ontwerp, uitvoering en onderhoud
We gaan eerst in op het raakvlak ontwerp - onderhoud om zo de relatie tussen schade en
oorzaak te beschrijven. Daarna komt het raakvlak uitvoering - onderhoud aan bod, waardoor we het verloop van het proces in beeld krijgen. Tot slot wordt aandacht besteed aan het
raakvlak van onderhoud naar ontwerp.
4.2.1
Raakvlak van ontwerp naar onderhoud
Het ontwerp moet erop gericht zijn, dat het plegen van onderhoud wordt geminimaliseerd of
zelfs geheel wordt voorkomen. Om een juiste ontwerpkeuze te kunnen maken, is inzicht in
de relatie tussen schade en oorzaak van belang. De belangrijkste oorzaken van schade zijn:
1. te grote restzetting van de ondergrond;
2. onjuiste detaillering van de opiegconstructie;
3. erosie van ophoogmateriaal, bijvoorbeeld door inadequate hemelwaterafvoer.
De keuzes die in de ontwerpfase worden gemaakt, zijn van grote invloed op de kans op
schade tijdens de gebruiksfase. De kans op schade kan beperkt worden door:
1. een zakkingsvrije of zakkingsbeperkende constructie; hiertoe kan gekozen worden uit
een of meer van de volgende methoden, zie deel II, hoofdstuk 1:
- toepassen van grondverbetering of grondvervanging;
- gebruik van lichte ophoogmaterialen;
2. een tegenhelling aan te leggen (rekening houdend met restzetting van de ondergrond);
3. zakkingsverschillen te beperken door uitstellen van het tijdstip van asfalteren;
4. juiste detaillering van de opiegconstructie (hoogteligging, vorm en afmetingen, wijze van
oplegging op aardebaan en landhoofd, voegconstructie);
5. een adequaat systeem voor hemelwaterafvoer aan te leggen.
I.4.2
Beheer en onderhoud van overgangsconstructies
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
De onderhoudsstrategie dient zodanig te zijn, dat in principe het eerste groot onderhoud
gelijktijdig plaatsvindt met het onderhoud aan de wegverharding. Mocht dit uitgangspunt
leidentotte hogeaanlegkosten, dan kan worden gekozen vooreen meeronderhoudsintensief
ontwerp. Het eerder genoemde uitgangspunt (Beperken van files ten gevolge van onderhoud) kan dan echter in het gedrang komen.
Het is verstandig om het ontwerp voor te leggen aan medewerkers van de dienst of afdeling
die met het onderhoud belast zijn.
Kostenvergelijking
Om de kosten van aanleg en onderhoud met elkaar te kunnen vergelijken, is een omrekening
nodig, omdat de tijdstippen waarop de kosten gemaakt worden niet samenvallen. In zijn
algemeenheid dient bij de raming en de vergelijking van de kosten van een overgangsconstructie onderscheid te worden gemaakt in de volgende kostensoorten:
1. de aanlegkosten: dit is het totaal van de kosten van de afzonderlijke activiteiten, benodigd voor de aanleg;
2. de beheerkosten, opgebouwd uit de apparaatkosten (opstellen onderhoudsplan en administreren van alle beheergegevens), de inspectiekosten en de daadwerkelijke onderhoudskosten inclusief de filekosten;
3. de sloopkosten: nadat de constructie niet meer aan de normwaarde voldoet, zal deze in
vele gevallen verwijderd worden, al of niet met hergebruik van de vrijkomende materialen.
Een veel gebruikte, bedrijfseconomische vergelijkingsmethode is de Contante Waarde Methode [lit. 6]. Deze methode is vooral geschikt bij de kostenvergelijking van investeringen die
op verschillende tijdstippen worden gedaan. Het principe is ontleend aan de rente-opbrengsten bij uitgestelde investeringen. De vergelijkingsmethode wringt enigszins wanneer er kosten in de vergelijking worden betrokken waarvoor jaarbudgetten bestaan; er is dan geen
direct voor- of nadeel in de vorm van rente-opbrengsten of -kosten bij uitstel of vervroeging
van deze kosten.
Financiering
De fondsen waaruit de middelen voor de aanleg van wegen verkregen worden, leiden tot het
werken met jaarbudgetten. Hierdoor wordt vaak gekozen voor een relatief goedkope constructie met hoge onderhoudskosten, terwijl uit oogpunt van onderhoud juist een andere
keuze gewenst is. Het gaat om de verhouding tussen kosten op korte en op lange termijn. De
contante waarde methode toont aan dat een bij aanleg duurder ontwerp uiteindelijk toch
goedkoper kan zijn, door de lagere onderhoudskosten.
4.2.2
Raakvlak tussen uitvoering en onderhoud
Als de constructie in uitvoering is, dient de informatie te worden vastgelegd die in de beheersfase van belang kan zijn. Zo komt het verloop van het proces in beeld. U kunt daarbij denken
aan informatie als:
1.
het verloop van de zetting tijdens de periode van voorbelasting;
2. de methode van verdichting van het ophoogmateriaal en bereikte verdichtingsgraad;
3. de afwijkingen van het ontwerp;
4. de eventuele problemen en de oplossing hiervan (bijv. erosie in de bouwfase door overvloedige regenval).
Beheer en onderhoud van overgangsconstructies
1.4.3
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
De manier van uitvoering kan een grote invloed hebben op de latere onderhoudskosten.
Enkele aandachtspunten zijn:
1. op de juiste wijze uitvoeren van de voorziene, speciale uitvoeringstechnieken (bijv.: deskundige begeleiding bij voorbelasten met tijdelijke overhoogte);
2. goede verdichting van het ophoogmateriaal van de aardebaan en de verharding met name
ook van dat deel van de aardebaan vlak achter het landhoofd;
3. voorkomen van erosie tijdensde uitvoering door tijdelijke hemelwaterafvoeren afdekking
van de voeg tussen landhoofd en dek.
4.2.3
Raakvlak van onderhoud naar ontwerp
Goed zicht op de activiteiten van de betrokkenen vergroot de totale kwaliteit van overgangsconstructies. Door informatie-uitwisseling en overleg kunnen ontwerp, uitvoering en beheer
op elkaar afgestemd worden.
In de beheerfase dient bijvoorbeeld meer dan nu het geval is de onderhoudservaring naar de
ontwerper te worden teruggekoppeld. Ook als er zich bij het onderhoud geen problemen
hebben voorgedaan of er geen onvoorzien onderhoud nodig bleek te zijn, is het goed om de
ontwerper te informeren. Door de terugkoppeling zullen enerzijds
toekomstige ontwerpen onderhoudsbewuster gemaakt kunnen worden en zullen anderzijds
ook de op te stellen onderhoudsplannen aan realiteitsgehalte winnen.
Een evaluatie van de rapporten van de inspectiediensten is hierbij zinvol.
Bij de terugkoppeling tussen beheer en ontwerp wijzen wij op het bestaan van het Data
Informatie Systeem Kunstwerken (DISK), opgesteld en onderhouden door de Bouwdienst
van Rijkswaterstaat.
DISK ondersteunt het beheer en onderhoud van kunstwerk(complex)en. Nadere informatie
hieromtrent kunt u verkrijgen bij de Bouwdienst Rijkswaterstaat, Hoofdafdeling Projecten en
Diensten, met regionale afdelingen in Capelle a/d Ussel, Diemen, Meppel en Tilburg.
Bij de Provincies gebruikt men het Systeem Planning Onderhoud Kunstwerken (SPOK) dat
door KPD Automatisering B.V. wordt onderhouden.
4.3
Onderhoudsstrategie
We maken onderscheid in drie onderhoudsstrategieen:
1. Preventief, op vaste tijdstippen. Deze strategic hoort bij een onderhoudsintensief ontwerp. Er is een kans dat functieverlies optreedt voordat het preventief onderhoud heeft
plaatsgevonden.
2. Preventief, na inspecties (toestand-afhankelijk). Afhankelijk van de aangetroffen toestand
bij de inspectie, wordt besloten wel of geen onderhoud te plegen. Er is een kans dat
tussen twee inspecties functieverlies optreedt; door na het bereiken van een bepaald
kwaliteitsniveau de frequentie van de inspecties te verhogen, kan de kans op functieverlies tussen twee inspecties in worden verminderd.
3. Correctief (storingsafhankelijk). Hierbij wordt gewacht met onderhoudsacties tot functieverlies is opgetreden; voor overgangsconstructies is deze strategie onbruikbaar.
Voor overgangsconstructies is de tweede variant, preventief na inspecties het meest gangbaar.
1.4.4
Beheer en onderhoud van overgangsconstructies
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
4.4
Inspectie en onderhoudsmaatregelen
Om te bepalen of en wanneeronderhoud nodig is, worden regelmatig inspecties uitgevoerd.
De daarbij geconstateerde zaken worden getoetst aan vooraf vastgestelde waarden. Het
onderhoud wordt daadwerkelijk uitgevoerd als de toetsingswaarden zijn bereikt of overschreden.
4.4.1
Inspectie
Inspectie gebeurt in verschillende methoden, geordend van grof naar fijn, zie lit. 7:
- globaal,
-
gericht,
specifiek.
De inspecties worden hieronder toegelicht.
globaal:
Deze inspectie vindt plaats vanuit een rijdend voertuig, en betreft dan ook een visuele inspectie
waarbij geen hulpmiddelen worden gebruikt.
De inspectie wordt verricht door de wegbeheerder als onderdeel van zijn dagelijkse schouw.
Tijdens deze schouw wordt gelet op bijv. uitgereden voegvulling, plasvorming bij hevige
regen, e.d.
gericht:
Deze inspectie vindt te voet plaats; het betreft ook een visuele inspectie zonder gebruik van
hulpmiddelen.
Deze inspectie wordt volgens een rooster verricht, met een regelmaatvan ca. 1 maal perjaar,
of wordt uitgevoerd naar aanleiding van bevindingen van de 'globale' inspectie. Deze inspectie heeft een verkennend karakter; op basis van het direct waarneembare wordt vastgesteld of er iets aan de hand is. Wordt wel iets geconstateerd, dan zal dit leiden tot een
vervolgactie in de vorm van direct (tijdelijk) onderhoud of een inspectie door een deskundige
('specifieke' inspectie).
Tijdens de inspectie wordt gecontroleerd op de volgende aandachtspunten:
1. wegdek boven de stootconstructie:
a. scheurvorming in de verharding
b. langsonvlakheid (knik in wegprofiel, drempel, kuilen in wegdek)
c. helling in dwarsrichting
d. ontgronding c.q. uitspoeling (erosie)
e. overige
2. voegovergangen bij overgang landhoofd - aardebaan:
a. verankering/bevestiging
b. scheurvorming
c. afbrokkeling
d. waterdichtheid
e. hoogteligging
f. overig
3. voorzieningen hemelwaterafvoer (putten, e.d.).
Beheer en onderhoud van overgangsconstructies
1.4.5
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
specifiek:
Deze inspectie vindt te voet plaats en wordt uitgevoerd door deskundigen; het betreft een
visuele inspectie waarbij ook gebruik wordt gemaakt van meetapparatuur, zoals waterpas.
Deze inspectie wordt volgens een rooster verricht, met een aanbevolen regelmaat van 1
maal per ca. 3 jaar, of vindt plaats naar aanleiding van uitkomsten van de 'gerichte' inspectie.
Het bij de gerichte en specifieke inspectie beoordelen van langsonvlakheid (knik in wegprofiel en drempel) is vooral van belang aangezien een te groot niveauverschil of een te grote
knik kunnen leiden tot een vermindering van de verkeersveiligheid (opwippen van lading van
vrachtauto's) en van het rijcomfort. Tevens kan het resulteren in extra geluidspieken tijdens
passeren van vooral vrachtverkeer.
Een gat in de asfaltverharding op enige afstand voor het landhoofd kan duiden op erosie
onderdeovergangsconstructie. In datgeval is een visuele inspectie nodigvan de landhoofden,
ook aan de zijde van het brugdek, en van de teen van de aardebaan.
De kwalitatieve resultaten van de visuele inspectie kunnen in schadebeelden zoals tekeningen, foto's en video-opnamen worden vastgelegd. Ook kan gebruik worden gemaakt van
gestandaardiseerde schadelijsten.
4.4.2
Toetsingswaarden onderhoud
Een van de belangrijkste toetsingswaarden voor onderhoud is de knik in het wegdek. Een te
grote knik vermindert immers het comfort en de verkeersveiligheid. In Deel II, hoofdstuk 4,
zijn waarden voor de toetsing gegeven.
Wordt een of andere vorm van erosie geconstateerd, dan zijn direct onderhoudsmaatregelen
geboden. Op dat moment hoeft nog geen sprake te zijn van hinder voor het verkeer maar bij
voortgaande erosie zal in de toekomst zeker schade ontstaan.
Voor scheuren en drempelvorming in de wegverharding gelden dezelfde toetsingswaarden
als voor de rest van de weg.
4.4.3
Onderhoudsmaatregelen
Heeft de stootconstructie een zakking ondergaan (bijv. door erosie), dan komt het onderhoud van overgangsconstructies neer op het uitvullen van de verharding ter plaatse van de
stootconstructie, zie figuur 4.2a.
Heeft, zoals meestal het geval zal zijn, de aardebaan ook een zakking ondergaan, dan dient
de verharding te worden uitgevuld over een zodanige lengte dat de helling wordt gereduceerd tot een aanvaardbare waarde, bijv. 1:300, zie figuur 4.2b. Deze waarde is tevens afhankelijk van de nog te verwachten restzetting van de ondergrond en de onderhoudsstrategie,
zie hiervoor ook deel II hoofdstuk 4.2.3 en 9.3.4.
Alleen bij uitzondering wordt gekozen voor het ophalen van de stootplaat of stootvloer.
Deze operatie is zo omvangrijk dat gesproken wordt van reconstructie.
1.4.6
Beheer en onderhoud van overgangsconstructies
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
B
Figuur 4.2 Uitvullen van de verharding.
Zijn er scheuren in de verharding ontstaan zonder dat de toegestane wegdekhelling is overschreden, dan kan worden volstaan met het afdichten van die scheuren. Hiermee wordt
voorkomen dat door onbedoelde afvoer van hemelwater erosie optreedt.
4.4.4
Onderhoudskosten
De daadwerkelijke onderhoudskosten verschillen per situatie. Factoren die de kosten bepalen zijn:
1. het aanbrengen van verkeersmaatregelen en werkverlichting;
2. het afdichten van scheuren en voegen in het wegdek;
3. het verwijderen van bitumineus gebonden verhardingslaag door frezen;
4 het opbreken en afvoeren van bitumineus gebonden verhardingslaag;
5. het aanbrengen van bitumineus gebonden verhardingslaag;
6. het aanbrengen van wegmarkeringen;
7. het doorspoelen van het hemelwaterafvoersysteem.
Naast deze kosten zijn er kosten ten gevolge van de vergrote kans op ongevallen en is er
economische schade door filevorming en vertraging. Een eenduidige begroting van deze
kosten is momenteel niet voorhanden. In Deel II, bijlage II worden enige richtlijnen voor deze
indirecte kosten gegeven. Deze kosten kunnen overigens aanzienlijk zijn.
Beheer en onderhoud van overgangsconstructies
I.4.7
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
4.4.5
Onderhoudsplan
Het onderhoudsplan voor de overgangsconstructie zou een onderdeel moeten zijn van het
onderhoudsplan wegverhardingen. De ontwikkeling van onderhoudsplannen is momenteel
gaande. De uitvoering van de inspectie en het onderhoud zoals in de vorige paragrafen is
besproken, zal dan worden vastgelegd in het onderhoudsplan:
1. de inspectietijdstippen met de bijbehorende inspanning: soort inspectie, verwachte acties;
2. de toetsingswaarden van het onderhoud;
3. de vooraf planbare tijdsafhankelijke en periodieke preventieve onderhoudsacties. Hierbij
is de relatie met andere onderhoudswerkzaamheden van belang (onderhoudsritme), zoals het aanbrengen van een nieuwe slijtlaag, verfwerkzaamheden aan het viaduct, enz.;
4. de verwachte, doch pas via latere inspecties exact vast te stellen preventieve onderhoudsacties; het tijdstip waarop deze acties moeten worden uitgevoerd, is bij de opstelling van
het plan nog onzeker;
5. de correctieve onderhoudsacties; dit betreft bij overgangsconstructies het herstellen van
onvoorziene schade die in tijd moeilijk planbaar is, maar qua omvang wel is in te schatten.
1.4.8
Beheer en onderhoud van overgangsconstructies
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Literatuur
1. 'Handleiding Wegenbouw- OntwerpOnderbouw', Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat,
Dienst Weg-en Waterbouwkunde, Delft, november 1991.
2. 'Construeren met grand, Grondconstructies op en in weinig draagkrachtige en sterk samendrukbare ondergrond1, CUR publicatie 162, Gouda, november 1992.
3. Handleiding Wegenbouw - Ontwerp Hemelwaterafvoer, Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Delft, juni 1988.
4 Dalles de transition des ponts routes, Technique et realisation, Ministere de I' urbanisme,
du logement et des transports, Bagneux (Frankrijk), oktober 1984.
5. Richtlijn Overgangsconstructies (stootplaten), Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat, directie Bruggen Hoofdafdeling Betonconstructies en Wegontwerp, normalisatiecommissie,
maart 1988.
6. Economische evaluatie methodiek voor wegconstructies, DWW wijzer, 1996.
7. "Handleiding bij technische inspectie (gerichte schouw)', versie 93.0; RWS, Projectgroep
RatWeg-lnspectie, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Delft, 1993.
8. Handleiding Wegenbouw - Ontwerp Verhardingen, Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Delft, juni
1994.
9. Groot Onderhoud aan Snelwegen, Onderhoudsadvisering Asfaltbetonverhardingen, Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Delft, 1992.
Beheer en onderhoud van overgangsconstructies
1.4.9
Deel II Techniek
Handleiding Wegenbouw
Ontwerp Overgangsconstructies
Deel II Techniek
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
1
1.1
Ontwerp van het weglichaam nabij het landhoofd
Inleiding
Het ontwerp van het weglichaam vormt een van de eerste stappen in het ontwikkeltraject
van een kunstwerk. In het kader van de overgangsconstructies is het weglichaam een gegeven. Waarom dan toch een afzonderlijk hoofdstuk over dit onderwerp? Het centrale begrip
bij het ontwerpen en uitvoeren van een weglichaam is 'zakking' en door die zakking ontstaat
de noodzaak van overgangsconstructies.
1.2
Bepalen van het zettingsverloop
Nadat een ophoging is aangebracht, treden in de ondergrond vervormingen op. De verticale
vervorming wordt zetting genoemd. In goed waterdoorlatende lagen, zoals zand, treden de
vervormingen vrijwel onmiddellijk op nadat de ophoging is aangebracht.
Dit is niet zo bij slecht waterdoorlatende samendrukbare grondlagen, zoals klei en veen. Bij
deze grondsoorten leidt het aanbrengen van een ophoging (een bovenbelasting) in eerste
instantie tot een toename van de waterspanning. Door het uitpersen van water uit de porien
van het korrelskelet (consolidatie), neemt de waterspanning geleidelijk af en neemt in evenredigheid daarmee de korrelspanning toe en daarmee ook de zettingen. Na de
hydrodynamische periode, als de waterspanning weergelijk is aan de oorspronkelijke waarde,
wordt de bovenbelasting geheel door de korrels gedragen. De zetting die optreedt ten gevolge van het afstromen van het grondwater wordt aangeduid als de primaire zetting.
De duur van de consolidatie wordt bepaald door de laagdikte, de horizontale en verticale
doorlatendheid, de samendrukbaarheid en de afstroommogelijkheden van het water. Omdat
de doorlatendheid afneemt bij samendrukking speelt ook de grootte van de bovenbelasting
een rol. Theoretisch duurt de consolidatie oneindig lang; daarom wordt algemeen aangenomen dat het consolidatieproces ten einde is wanneer 99 % van de primaire samendrukking is
opgetreden.
Naast de primaire samendrukking treedt in samendrukbare grond ook secundaire samendrukking op (ook aangeduid als seculaire samendrukking). Deze kan worden opgevat als een
kruipverschijnsel en gaat in principe oneindig lang door. In de praktijk blijkt de zettingstoename
na een bepaalde periode echter verwaarloosbaar: meestal wordt daarom aangenomen dat
dit zettingsproces na 10.000 dagen (circa 30 jaar) beeindigd is.
Voor een optimaal ontwerp is het van belang de voorgeschiedenis van het terrein te kennen.
Is er in het verleden bijvoorbeeld sprake geweest van een tijdelijke voorbelasting (ijstijd, lage
grondwaterstand of grondopslag), dan zal het terrein al aan zetting onderhevig zijn geweest
waardoor het stijver reageert op een nieuwe belasting.
In dit verband zijn de zogenaamde grensspanningen van belang. Dit zijn de grootste verticale
korrelspanningen die ooit in de grondlaag hebben geheerst.
Ontwerp van het weglichaam nabij het landhoofd
11.1.1
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Bij het ontwerp van het weglichaam speelt het begrip restzetting een belangrijke rol. De
restzetting kunnen we omschrijven als de zetting die optreedt nadat de wegverharding is
aangebracht. Bij de overgangsconstructie resulteert de restzetting in een zakkingsverschil
tussen het weglichaam en het landhoofd. De restzetting komt geleidelijk tot stand; door
verschillende maatregelen is het mogelijk de restzetting te beperken.
In figuur 1.1 ziet u een voorbeeld van het berekende zettingsverloop. Uit de figuur blijkt
onder andere dat de grootte van de restzetting afhankelijk is van het tijdstip waarop de weg
wordt opengesteld; door dit tijdstip zo laat mogelijk te kiezen en ook het asfalteren zo lang
mogelijk uit te stellen, kan de grootte van de restzetting worden beperkt.
zetting (%) 0
-10
1
-20
_ —-
^*
-30
k
*\7
\
s
-40
•
—
-60
-70
-—.
secijndj
^^-^
•
~
-
ir
^
s.
\
\ \
\
-50
—
\
\
S
v,
prim air
\
sfalteren van d8 Vm5g
\
-80
rest; etti ng
-90
—
-100
10
tota al
"
100
1000
10000
tijd(dagen)
Figuur 1.1 Voorbeeld van het berekende zettingsverloop.
De belasting in de zettingsberekening bestaat uit het eigen gewicht van de aardebaan, de
fundering en de verharding. Het gewicht van de stootconstructie heeft wel invloed op de
indrukking ervan in de aardebaan maar speelt in de zetting doorgaans een ondergeschikte
rol.
Voor een nadere beschrijving van het mechanisme 'zetting' en de berekeningswijze hiervan
verwijzen wij u naar de 'Handleiding Wegenbouw - Ontwerp Onderbouw' [lit. 5] deel II, biz
CC.1 t/m GC.7.
1.1.2
Ontwerp van het weglichaam nabij het landhoofd
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
1.3
Beperken van de restzetting
De restzetting kan worden beperkt door maatregelen aan de ondergrond en/of aan de
ophoging. Voor de ondergrond kan worden gedacht aan grondverbetering en grondvervanging; de maatregelen aan de ophoging zijn gericht op het beperken van het gewicht
door het toepassen van lichte ophoogconstructies. In de hierna volgende paragrafen worden
de principes, inclusief de kostenaspecten, kort beschreven.
1.3.1
Grondverbetering
Onder grondverbetering wordt verstaan: de technieken die bewerkstelligen dat of de zetting
op een vroeg tijdstip plaatsvindt (dus voor het aanbrengen van de verharding) of de grootte
van de zetting beperkt wordt. De in Nederland meest gangbare technieken hiervoor zijn:
1. verticale drainage,
2. voorbelasten,
3. luchtdrukconsolidatie,
4. steenkolommen,
5. ontlastconstructie.
Ook is een combinatie van technieken mogelijk. Een nadere beschrijving van de technieken
vindt u in [lit. 5] deel II, biz. CT.24 t/m CT.32 en [lit. 2] hoofdstuk 7. Hieronder volgt een
korte toelichting met speciale aandacht voor de toepasbaarheid van de technieken bij
overgangsconstructies.
Verticale drainage
Door in de ondergrond verticale drains te installeren, kan het grondwater sneller afstromen
waardoor de consolidatie en daardoor de primaire zetting in een kort tijdsbestek plaatsvinden.
De methode is relatief goedkoop en zeer effectief, vooral als de verticale drains op korte
afstanden van elkaar worden geplaatst, bijvoorbeeld 1,0 m. Omdat het bij overgangsconstructies om relatief kleine oppervlakken gaat, hoeft de korte hart-op-hart-afstand uit
kostenoogpunt geen bezwaar te zijn. Het toepassen van een kleine drainafstand is bovendien gunstig voor de stabiliteit.
Voorbelasten
Door gedurende enige tijd een extra overhoogte aan te brengen (een voorbelasting), zal in
een vroeg stadium een groot deel van de zetting optreden. De restzettingen kunnen hiermee
worden beperkt. Aangezien meestal slechts weinig tijd beschikbaar is, is deze methode vooral
effectief als vooraf in de ondergrond verticale drains zijn aangebracht en een relatief grote
extra overhoogte wordt toegepast, ten minste circa 30 tot 50 % van de netto ophoging. De
methode is relatief goedkoop.
De grootte van de totale ophoging kan worden beperkt door stabiliteitsaspecten. Ook moet
bedacht worden dat bij een hoge ophoging de extra overhoogte, vanwege de taluds, slechts
over een klein oppervlak kan worden aangebracht; de effectiviteit neemt hierdoor af.
Ontwerp van het weglichaam nabij het landhoofd
11.1.3
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Luchtdrukconsolidatie
De voorbelasting, zoals hierboven is beschreven, kan ook worden gerealiseerd met luchtdrukconsolidatie. Dit is een methode om samendrukbare grondlagen met behulp van luchtdruk te
consolideren zodat tijdens ophogen de 'afschuiving' en 'horizontal vervorming' beter worden beheerst. Luchtdrukconsolidatie wordt altijd gecombineerd met verticale drainage. Deze
methode, die ook bekend staat onder de naam vacum-consolidatie, is behalve in de eerder
genoemde publikaties, ook uitgebreid beschreven in de 'Richtlijn luchtdrukconsolidatie'
[lit. 6].
Luchtdrukconsolidatie is minder aantrekkelijk wanneer de afmeting van het terrein klein is
ten opzichte van de dikte van de samendrukbare lagen (randeffect). Een exacte regel is niet
te geven; het vermoeden bestaat dat de breedte 2 tot 3 x de dikte van de samendrukbare
laag moet zijn. Bij overgangsconstructies dient hierop in het bijzonder te worden gelet, omdat sprake is van relatief kleine oppervlakken.
Hoewel de methode kostbaar is, kan de toepassing ervan zinvol zijn vanwege de bijkomende
voordelen: snelle uitvoering, gunstige stabiliteitsaspecten, minder vervorming aan de randen.
Steenkolommen
Door het aanbrengen van steenkolommen wordt het zettingsproces versneld en de restzetting
gereduceerd. Daamaast wordt de draagkracht van de funderingsgrondslag vergroot zodat
de stabiliteit van de ophoging beter is gewaarborgd.
Steenkolommen, ook bekend onder de naam grindkolommen of stone columns, vereisen
een zekere initiele schuifsterkte van de ondergrond omdat anders een sterk uitgezakte kolom
met onvoldoende sterkte ontstaat. Ook het steenverbruik is dan aanzienlijk.
Om een geleidelijke overgang van star gefundeerd landhoofd naar de nog aan zetting onderhevige aardebaan te bewerkstelligen, kan de kolomafstand van het landhoofd af geleidelijk
vergroot worden.
Steenkolommen zijn duur vanwege het steenverbruik en de installatiekosten.
Ontlastconstructie
Bij een ontlastconstructie wordt de aardebaan op palen gefundeerd waardoor de zetting
verwaarloosbaar is. Naast de vroeger toegepaste op palen gefundeerde vloeren zijn er de
volgende methoden mogelijk:
- de paalkopppen worden voorzien van een grote betonkop;
- over de paalkoppen wordt een wapening van geokunststof gelegd.
De ontlastconstructie is een kostbare methode. Bovendien wordt het probleem van het
zettingsverschil tussen landhoofd en aardebaan niet opgelost maar verplaatst naar het uiteinde van de ontlastconstructie. Slechts in bijzondere gevallen zal deze methode kunnen
worden toegepast.
11.1.4
Ontwerp van het weglichaam nabij het landhoofd
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
1.3.2.
Grondvervanging
Onder grondvervanging verstaan we het (gedeeltelijk) verwijderen van sterk samendrukbare
lagen zoals klei en veen en het hiervoor in de plaats brengen van niet-samendrukbaar materiaal, bijvoorbeeld zand. In vroeger woordgebruik werd deze methode overigens als grondverbetering aangeduid.
In de uitvoering worden de volgende fasen onderscheiden:
1. ontgraven of uitbaggeren van klei en veen,
2. inhjden of spuiten van zand,
3. verdichten van het zand.
De uitvoering is nader beschreven in [lit. 5] biz. CT.6, CT.7 en U.1 t/m 11.15.
Wordt voor de rest van de aardebaan geen grondvervanging toegepast, dan dient de dikte
van de grondvervanging geleidelijk toe te nemen in de richting van het landhoofd. Hiermee
kan een geleidelijke overgang worden bereikt van de nog aan zetting onderhevige aardebaan naar het star gefundeerde landhoofd.
Ter controle dienen voor verschillende doorsneden zettingsberekeningen te worden gemaakt.
Het is niet uitgesloten dat bij het ondiepe gedeelte van de geleidelijke overgang een grotere
zetting optreedt dan wanneer helemaal geen grondvervanging zou worden uitgevoerd.
Een diepe grondvervanging is kostbaar, onder andere vanwege de afvoer van de uitkomende
grond en de aanvoer van zand en de eventuele bemaling, Als de grondvervanging wordt
doorgezet tot onder het landhoofd, kan mogelijk op de funderingskosten daarvan worden
bespaard.
1.3.3.
Lichte ophoogconstructies
Door in plaats van zand als ophoogmateriaal lichte materialen te gebruiken, wordt de korrelspanningsverhoging in de ondergrond beperkt waardoor minder zetting optreedt. Een substantiele vermindering van de zetting wordt alleen bereikt als een materiaal wordt gebruikt
dat aanzienlijk lichter is dan zand.
Bij overgangsconstructies kan echter nooit over de gehele hoogte een dergelijk licht materiaal worden gebruikt, omdat voor de wegverharding en de wegf undering alleen relatief zware
materialen geschikt zijn.
Om een geleidelijke overgang te bewerkstelligen, kan de dikte waarover lichte materialen
worden gebruikt in de richting van het landhoofd geleidelijk of stapsgewijs worden vermeerderd.
Als ook een deel van de oorspronkelijke ondergrond wordt vervangen door licht materiaal,
kan worden bereikt dat in het geheel geen korrelspanningsverhoging en zetting optreden;
we spreken dan van een evenwichtsconstructie. Een zuivere evenwichtsconstructie is in de
praktijk alleen realiseerbaar als (zeer) lichte materialen worden gebruikt.
Het aanbrengen van dit materiaal beneden de grondwaterstand moet 'in den droge' gebeuren om opdrijven te voorkomen.
Over het algemeen neemt de kostprijs van ophoogmaterialen toe naarmate het gewicht
ervan afneemt. De lichte ophoogmaterialen komen verder aan de orde in § 1.4.3.
Ontwerp van het weglichaam nabij het landhoofd
11.1.5
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
1.4
Ophoogmaterialen
De ophoogmaterialen kunnen worden onderverdeeld in:
- conventionele of primaire materialen;
- secundaire materialen, dit zijn uit afvalstoffen en industriele reststoffen verkregen
materialen;
- lichte materialen.
1.4.1
Primaire materialen
Conventionele of primaire materialen die in aanmerking komen voor de aardebaan zijn o.a.
zand, leem, leemhoudende zanden en keileem. Deze materialen worden hier niet verder
behandeld. Verwezen wordt naar [lit. 5], deel II, biz. M1 t/m M5.
1.4.2
Secundaire materialen
Secundaire materialen, zoals AVI-bodemas en licht verontreinigde grond, zijn bouwstoffen
die uit industriele reststoffen en afvalstoffen zijn verkregen [lit. 7]). Uit milieu-oogpunt moeten aan de toepassing beperkingen worden gesteld. Algemeen wettelijke regels voor de
milieuhygienische aanvaardbaarheid van hettoepassen van secundaire bouwstoffen worden
gesteld in het Bouwstoffenbesluit bodem- en oppervlaktewaterenbescherming, een Algemene Maatregel van Bestuur op basis van de Wet bodembescherming en de Wet Verontreiniging Oppervlaktewateren.
Het Bouwstoffenbesluit is gepubliceerd in Staatsblad 1995 nr 567 d.d. 23 november 1995
[lit. 9]. Fase 1 van het Bouwstoffenbesluit is per 1 januari 1996 in werking getreden. Fase 1
geeft aan dat bouwstoffen die worden aangebracht in werken moeten, als het werk niet
meer onderhouden wordt of zijn functie verliest, worden verwijderd. Fase 2 oftewel het
gehele besluit treedt per 1 juli 1998 in werking en vult de regels aan met uitloog- en
samenstellingseisen en gebruiksvoorschriften voor sommige materialen en toepassingen.
Cedurende de periode dat het Bouwstoffenbesluit niet of gedeeltelijk van toepassing is geldt
voor secundaire bouwstoffen het provinciaal interimbeleid. Dit beleid is door het Interprovinciaal Overleg IPO vastgelegd in het rapport "Werken met secundaire grondstoffen "
[lit. 1 2 ] .
Voor een meer algemene beschrijving van secundaire bouwstoffen wordt verwezen naar [lit.
5], deel II, biz. M19 t/m M25 en naar [lit. 7, 8, 11, 13 en 14].
Voor bouwstoffen waarvan een meer dan beperkte uitloging van microverontreinigingen is
te verwachten, categorie 2 of de bijzondere categorie AVI-bodemas, wordt in verband met
deze mogelijke uitloging van verontreinigingen de eis gesteld dat deze geisoleerd van de
omgeving moet worden toegepast en dat beheers- en controlemaatregelen moeten worden
genomen (IBC-criteria).
Een gebruikelijke constructiewijze van materialen die onder de IBC-criteria vallen zoals AVIbodemas, is dat deze aan de bovenzijde en zijkanten worden afgedekt met een niet waterdoorlatende zandbentoniet-laag. Toepassing van AVI-bodemas in de aardebaan in de zone
vlak achter het landhoofd lijkt daarom minder praktisch in verband met de noodzakelijke
waterdichte aansluiting met het landhoofd.
11.1.6
Ontwerp van het weglichaam nabij het landhoofd
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
1.4.3
Lichte materialen
Tabel 1.1 bevat een beknopt overzicht van lichte materialen die als ophoogmateriaal in de
zone vlak achter het landhoofd gebruikt kunnen worden. In de tabel is tevens aangegeven
wat het gewicht van de materialen is, afgezet tegen dat van zand. Omdat het hier gaat om
toepassing boven de grondwaterspiegel, zijn we uitgegaan van het volumiek gewicht in verdichte en vochtige toestand.
Ophoogmateriaal
volumiek gewicht
verdicht en vochtig
(kN/m3)
t.o.v. zand
(%)
6,0- 10,0
35 - 6 0
schuimbeton
>6,0
>35
kunststof blokken (EPS, PP)
<1,0
<5
geexpandeerde kleikorrels
Voor zand is aangehouden: g = 17 l<N/m3 (goed verdicht, natuurlijk vochtgehalte)
Tabel 1.1
Beknopt overzicht van lichte ophoogmaterialen.
Geexpandeerde kleikorrels
Geexpandeerde kleikorrels zijn geschikt voor toepassing in overgangs- en wegconstructies
(zie [lit. 5]). Tot op heden is een aantal projecten ermee uitgevoerd zoals bijvoorbeeld: Rijksweg 16, gedeelte Rotterdam - Dordrecht, in 1984 en in Rijksweg 15, nabij Alblasserdam in
1990.
Schuimbeton
Schuimbeton is in principe geschikt voor toepassing in overgangsconstructies (zie [lit. 10] en
Bijlage 1) maar er zijn geen voorbeelden van toepassing bekend. Het materiaal is wel gebruikt bij wegconstructies van gering belang, zoals fietspaden en landbouwwegen.
Kunststof blokken (EPS, PP)
Kunststoffen die in de vorm van blokken gebruikt kunnen worden als ophoogmateriaal zijn:
- geexpandeerd polystyreen hardschuim ('EPS-hardschuim');
- polypropyleen (PP), in de vorm van een honingraat-structuur.
Kunststof blokken hebben een vrijwel verwaarloosbaar gewicht zodat een aanzienlijke
zettingsreductie kan worden bereikt. Ze zijn echter relatief duur.
Stootplaten kunnen niet direct op kunststof ophoogmateriaal worden opgelegd. Om
verbrijzeling te voorkomen dient daarom een druk-spreidende laag te worden aangebracht,
zie hoofdstuk 5.
Blokken van EPS-hardschuim moeten beschermd worden tegen aardolieprodukten aangezien ze daarin oplossen. Daarnaast dienen de blokken een brandvertragende behandelingte
hebben ondergaan. Vermeldenswaard is verder dat kleine dieren in het materiaal kunnen
nestelen.
Ontwerp van het weglichaam nabij het landhoofd
11.1.7
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
De constructie moet worden afgedekt met een laag beton zodat een klankbodem wordt
gecreeerd voor het verdichten van zand.
Tot op heden is een aantal projecten met EPS-hardschuim uitgevoerd, namelijk afslag Bleiswijk
op Rijksweg 12 in 1993 en bij Rijksweg 9 in 1992, nabij 't Zand een volledige evenwichtsconstructie.
PP heeft een zeer goede chemische en biologische resistentie. Het materiaal is bestand tegen
basen, zuren, olie, benzine en de meeste oplosmiddelen. Vanwege de grotere hardheid kunnen zich in PP geen knaagdieren nestelen.
De kosten van de materialen zijn hoog; PP is ca 2x zo duur als EPS-hardschuim.
1.5
Uitvoering van de aardebaan
De manier waarop de aardebaan wordt aangebracht, vormt een belangrijke invloedsfactor
op het gedrag van de baan na openstelling van de weg. Hieronder zijn verschillende aspecten van de uitvoeringswijzen kort toegelicht. We hebben ook de in het verleden toegepaste
methoden opgenomen, omdat men thans te maken heeft met de problematiek van eerder
aangelegde wegen. Een meer uitgebreide omschrijving van de uitvoeringsmethoden is te
vinden in [lit. 2] en [lit. 5].
1.5.1
Uitvoeringsmethoden
Opspuiten van zand
Als het ophoogmateriaal 'nat' aan te voeren is, kan het door middel van opspuiten in de
aardebaan worden gebracht. Behalve dat binnen stortkaden moet worden gewerkt, zijn andere mogelijke nadelen van het opspuiten van de aardebaan:
- de ontmenging van het ophoogmateriaal; de grove delen worden bij de spuitmond afgezet, de fijne fractie verder weg;
- de afzetting van sliblagen.
Inrijden van zand
Bij het inrijden wordt het materiaal per as naar hetwerk getransporteerd, overde kopgestort
en met behulp van een shovel of bulldozer verwerkt in lagen van maximaal 0,5 m en verdicht
tot de vereiste verdichtingsgraad. Voorkomen moet worden dat het materiaal in te dikke
lagen wordt aangebracht en verwerkt, waardoor de verdichting ontoereikend en niet homogeen is.
Doorpersen
Doorpersen is een uitvoeringsmethode bij de aanleg van aardebanen die in het verleden wel
is toegepast. De slecht draagkrachtige grond wordt hierbij verdrongen door deze te laten
bezwijken onder het gewicht van het opgebrachte zand. Het doorpersen heeft een grillige
doorsnede van de aardebaan tot gevolg, waardoor het zandgebruik niet erg economisch is.
Bovendien is de kwaliteit doorgaans inhomogeen (er kunnen insluitingen van slecht draagkrachtig materiaal aanwezig zijn) en is de pakking van het zand meestal erg los. Hierdoor is er
een flinke kans op zettingsverschillen. De doorpersmethode is om deze redenen niet aan te
raden.
11.1.8
Ontwerp van het weglichaam nabij het landhoofd
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
1.5.2
Aandachtspunten bij de uitvoering
Stabiliteit
Bij een slappe ondergrond moet in verband met de stabiliteit van de ondergrond extra aandacht worden besteed aan de omvang en het tempo van de aan te brengen ophoging. Dit
betekent dat de ophoging laagsgewijs wordt aangebracht in een zodanig tempo dat geen
stabiliteitsverlies van de ondergrond optreedt.
Verdichting van de aardebaan
Een goede verdichting van loskorrelig materiaal is van belang om de mechanische eigenschappen van het materiaal te verbeteren en de klink te beperken. In het verleden werd niet
zoveel aandacht geschonken aan de verdichting achter de landhoofden. Dit blijkt onder meer
uit controle-sonderingen in oudere ophogingen, die dikwijls lage conuswaarden te zien gaven (1-2 MPa).
Bij een slappe ondergrond is dynamische verdichting van zand moeilijk vanwege het sterk
dempende karakter van zo'n ondergrond. Het zand zal in dunne lagen van 0,30 m moeten
worden aangebracht en statisch moeten worden verdicht tot de vereiste verdichtingsgraad.
Het is aan te bevelen om de eerste (onderste) 2 a 3 lagen goed in te wateren. Is eenmaal een
laag zand van ca. 1 meter aangebracht, dan kan overgegaan worden in lagen met een dikte
van 0,5 m en kan ook dynamisch worden verdicht. Deze lagen behoeven niet te worden
ingewaterd. Over het algemeen kan voor het verdichten van deze lagen volstaan worden
met een vochtgehalte van 8 a 10 % (m/m). De gemiddelde verdichtingsgraad van de ophoging
moet 98 % bedragen van de maximumproctordichtheid. De bovenste meter van de ophoging,
direct onder de stootplaten of stootvloer zal een gemiddelde verdichtingsgraad moeten hebben van 101 % van de maximumproctordichtheid.
Bij verdichting van ophoogmateriaal moet rekening worden gehouden met de hierbij optredende horizontale belastingen op het kunstwerk en op de fundering van het kunstwerk.
Opdrijven van lichte constructies
Bij toepassing van samenhangende lichte materialen die min of meer waterdicht zijn (kunststof blokken en schuimbeton), moet voorkomen worden dat tijdens de uitvoering of in de
eindtoestand opdrijving optreedt door een hoge grondwaterstand. Het mechanisme
'opdrijving' dient geverifieerd te worden met inachtname van de belastingsfactoren volgens
NEN 6702 Art. 5 en volgens NEN 6740 Art. 8.9. De bouwfase kan maatgevend zijn omdat
dan nog niet het gehele eigen gewicht aanwezig is.
Kabels, leidingen en wegmeubilair
Bedacht moet worden dat de aanleg en bereikbaarheid van kabels, leidingen en wegmeubilair
ernstig bemoeilijkt kan worden bij toepassing van samenhangende materialen (kunststof blokken, schuimbeton en andere hydraulische materialen). Bij latere werkzaamheden ten behoeve van nutsleidingen, moeten ontgravingen, aanvullingen en eventuele materiaalvervangingen stroken met het initiele ontwerp.
Ontwerp van het weglichaam nabij het landhoofd
11.1.9
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Afwerking
Veelal is het grondaanvullen achter de landhoofden en het aanbrengen van stootplaten de
eindfase van de uitvoeringsactiviteiten, waardoor er vaak een grote tijdsdruk is. Als gevolg
daarvan kan het voorkomen dat onvoldoende aandacht wordt besteed aan het verdichten
van ophoogmateriaal. Ook komt het voor dat een goed verdichte aardebaan, door de vele
werkzaamheden die uitgevoerd zijn, niet meer optimaal verdicht is. Het is daarom aan te
bevelen om vlak voor het aanbrengen van de stootplaten of stootvloer de aardebaan nog
eens extra te verdichten. Ook zijn de midden- en zijbermen vaak zodanig afgewerkt dat nog
gemakkelijk hemelwater in de aardebaan kan dringen, waardoor de kans op uitspoelen groot
is.
Tussen de opeenvolgende uitvoeringsactiviteiten kunnen om diverse redenen vrij lange wachttijden liggen. Zo kan het voorkomen dat het na het aanbrengen van de stootplaten nog
lange tijd duurt voordat de verharding wordt aangebracht. Het is dan gewenst direct na het
aanbrengen van de stootplaten tijdelijke voorzieningen voor een goede waterafvoer aan te
brengen om uitspoeling te voorkomen.
Met name ter plaatse van scheidingsvlakken tussen vormvaste materialen en grondaanvullingen bestaat er kans op erosie. Om de erosie te voorkomen, dient infiltratie van
regenwater in de ophoogconstructie te worden verhinderd door middel van een dichte afwerking van het oppervlak. Daarnaast kan een waterafvoersysteeem dat bestaat uit een
(horizontale) drainage worden aangebracht.
11.1.10
Ontwerp van het weglichaam nabij het landhoofd
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
1.6
Overzichtstabel materialen en technieken
In tabel 1.2 is een overzicht gegeven van de materialen en technieken die in dit hoofdstuk
besproken zijn. Daarnaast hebben we ook het zettingsgedrag en de relatieve kosten ten
opzichte van zand opgenomen.
Techniek/materiaal
Grondvervanging
Restzettings
Extra-
reductie
kosten
Aanzienlijk
Hoog
Gering
Middel
Aanzienlijk
Middel
Matig - Aanzienlijk
Laag
Horizontale drainage
Verticale drainage
Voorbelasting door extra
Effect sterk afhankelijk
van de tijdsduur
overhoogte
Voorbelasting door extra
Opmerkingen
Aanzienlijk
Middel
Matig - Aanzienlijk
Hoog
overhoogte + verticale drainage
Luchtdrukconsolidatie
Effect sterk afhankelijk
van de tijdsduur
Steenkolommen
Aanzienlijk
Hoog
Volledig
Hoog
Primaire materialen b.v. zand
Geen
-
Secundaire materialen
Geen
Afhankelijk
Ontlastconstructie
van het
materiaal
Geexpandeerde kleikorrels
Matig
Hoog
Schuimbeton
Matig
Hoog
Wateropname
Aanzienlijk/Volledig
Hoog
Aantasting EPS door
Kunststof blokken
(EPS en PP)
aardolie-derivaten
De extra kosten van de materialen zijn gegeven t.o.v. die van zand.
Tabel 1.2
Overzicht materialen en technieken bij de aanleg van de aardebaan bij
overgangsconstructies.
Ontwerp van het weglichaam nabij het landhoofd
11.1.11
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Literatuur
1.
'Overgangsconstructies van kunstwerk naar weglichaam', Directoraat-Generaal Rijks
waterstaat, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Delft, april 1986.
2.
'Construeren met grond. Grondconstructies op en in weinig draagkrachtige en sterk
samendrukbare ondergrond', CUR-publikatie 162, Gouda, november 1992.
3.
'Aanvullend onderzoek overgangsconstructies van kunstwerk naar weglichaam', Grontmij
nv, afdeling Civiele Techniek, De Bilt, maart 1990.
4.
'Deelonderzoek overgangsconstructies', Fugro B.V., Grontmij nv en Heidemij Adviesbureau BV, Rotterdam, mei 1991.
5.
'Handleiding Wegenbouw, Ontwerp Onderbouw', Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat,
Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Delft, december 1991.
6.
'Richtlijn Luchtdrukconsolidatie' Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Delft, november 1994.
7.
'Secundaire materialen; Lesbrief voor het HTO', CUR/C.R.O.W-rapport 91-9, Gouda,
1991.
8.
'Resten zijn geen afval (meer)', C.R.O.W-publikaties 12 t/m 17, Ede, 1988 - 1989.
9.
'Bouwstoffenbesluit bodem- en oppervlaktewaterenbescherming', Staatsblad 1995 nr.
567 (23 november 1995).
10. Schuimbeton in wegconstructies van het 's-Gravenweggebied Prinsenland, evaluatie
laboratoriumproeven', Gemeentewerken Rotterdam, augustus 1990.
11. Toepassing van alternatieve materialen in de waterbouw', Rapport 89-1, Stichting CUR,
Gouda, januari 1989.
12. 'Werken met secundaire grondstoffen', Interprovinciaal beleid voorde milieuhygienisch
verantwoorde toepassing van secundaire grondstoffen in werken, december 1994.
13. 'Richtlijn AVI-bodemas in ophogingen: handleiding bij ontwerp, uitvoering, beheer en
onderhoud', Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat, Dienst Weg- en Waterbouwkunde,
Publikatiereeks Grondstoffen, nr. 1995/07.
14. 'Richtlijn voorde toepassing van lichtverontreinigde grond', Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Publikatiereeks Grondstoffen, nr. 1995/
10.
11.1.12
Ontwerp van hei weglichaam nabij hel landhoofd
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
2
2.1
Fundering en vormgeving van het landhoofd
Inleiding
Het landhoofd ondersteunt het brugdek en vormt tevens de aansluiting op de aardebaan. De
fundering en de vormgeving van de landhoofden bemvloeden het verschil in zakking dat zal
optreden tussen het kunstwerk en het weglichaam. Dit verschil is afhankelijk van:
1. de restzetting van het landhoofd;
2. de restzetting van de ondergrond achter het landhoofd;
3. de inklinking van het weglichaam (door onvoldoende verdichting) ter plaatse van en achter het landhoofd;
4. de (geringe) horizontale verplaatsing van het weglichaam, ter plaatse van en achter het
landhoofd.
Bij het ontwerp van de vormgeving en fundering van landhoofden is er in principe keuze uit
een groot aantal varianten. Het past niet in het kader van deze handleiding om uitgebreid op
alle mogelijkheden in te gaan. In relatie tot overgangsconstructies is het zinvol om de volgende hoofdindeling te maken:
• landhoofden met fundering op palen:
- hooggefundeerd;
- laaggefundeerd;
• landhoofden met fundering op staal:
- hooggefundeerd;
- laaggefundeerd.
Al deze varianten kunnen in de praktijk als zettingsvrij worden beschouwd. Dat wil zeggen,
dat de zetting in de meeste gevallen minder zal bedragen dan 0,05 m. De keuze voor een
bepaalde variant wordt niet of nauwelijks bepaald door de stootconstructie. Andere factoren
spelen bij deze keuze een grotere rol: het profiel van vrije ruimte, de grondslag, de hoogte
van het weglichaam, esthetica, landschappelijke inpassing, belevingswaarde, vrij-zichtafstanden voor het verkeer e.d.
De genoemde hoofdvarianten worden besproken in § 2.2 en 2.3. Paragraaf 2.4 geeft de
kostenconsequenties aan. Een overzichtstabel met betrekking tot de varianten vindt u in
§2.5.
Fundering en vormgeving van het landhoofd
11.2.1
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
2.2
Landhoofden met fundering op palen
Bij een fundering op palen is de kans groot dat
door zetting een holle ruimte onder het landhoofd ontstaat een en ander afhankelijk van
de grootte van de zetting. Met het toepassen
van een kort damwandscherm of een dunne
betonnen rand is te voorkomen dat door erosie en uitzakking ophogingsmateriaal in deze
holle ruimte verdwijnt, zie figuur 2.1.
kort damwandscherm
Figuur 2.1 Hooggefundeerd landhoofd op palen
[lit. 1 en 2].
Een hooggefundeerd landhoofd op palen heeft als kern een funderingsbalk, waarop zowel
de dekconstructie als de stootconstructie zijn opgelegd.
Aan de uiteinden van de funderingsbalk wordt deze voorzien van vleugelmuren. Deze voorkomen hetzijdelingsverplaatsenen uitspoelen vandegrond. Daarnaast voorkomen de vleugelmuren het zijdelings verplaatsen van de stootplaten. Bovendien kunnen de vleugelmuren
gebruikt worden om de afwateringsconstructie aan te bevestigen.
Bij een laaggefundeerd landhoofd op palen is er in principe sprake van een funderingsvloer,
dan wel -balk, met daarop een frontmuur en vleugelmuren, zie figuur 2.2.
opsluit-constructie
opsluit-constructie
Figuur 2.2 Voorbeelden van een laaggefundeerd landhoofd op palen [lit. 3].
De front- en vleugelmuren zorgen voor een goede opsluiting van de aardebaan. Hierdoor zal
zich bij het landhoofd nauwelijks horizontale verplaatsing van ophogingsmateriaal voordoen.
Er zal dus ook nauwelijks sprake zijn van verticale zetting als gevolg daarvan.
Daar staat tegenover dat de front- en vleugelmuren en eventuele contreforten de verdichting van het ingesloten grondmateriaal bemoeilijken, waardoor juist weer wel extra zetting
(klink) kan ontstaan. Voor het verdichten in deze beperkte ruimte is het gebruik van trilplaten
zeer aan te bevelen, hierdoor kan tot dicht bij de muren verdicht worden. Het is aan te
bevelen om in lagen van maximaal 0,20 m te verdichten om de vereiste verdichtingsgraad te
kunnen behalen.
Indien de vleugelmuren niet evenwijdig aan de verharding worden aangebracht kan eventueel een opsluitconstructie worden toegepast om de stootplaten op te sluiten. Ook kunnen
de stootplaten onderling worden gekoppeld door middel van stalen staven.
II.2.2
Fundering en vormgeving van het landhoofd
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
2.3
Landhoofden met fundering op staal
Een fundering op staal wordt nagenoeg alleen toegepast in situaties met een goede grondslag en daarom zullen zowel het iandhoofd als het weglichaam over het algemeen weinig
zakken. Hierdoorzal hetzakkingsverschil tussen landhoofd en weglichaam meestal nihil zijn.
Er kan daarom vaak worden volstaan met hettoepassen van een korte stootconstructie (circa
2m). Het helemaal achterwege laten van een stootconstructie wordt afgeraden, omdat er
altijd een miniem zakkingsverschil zal optreden door inklinking, uitspoeling, enz.
Bij hooggefundeerde landhoofden op staal bestaat het landhoofd uit een funderingsbalk,
waarop zowel het dek als de stootconstructie zijn opgelegd.
Laaggefundeerde landhoofden op staal kunnen qua vormgeving hetzelfde worden uitgevoerd als de op palen gefundeerde equivalenten, zie figuur 2.2. Bij de front- en vleugelmuren
geldt ook hier dat de verdichting van het ingesloten materiaal wordt bemoeilijkt. Hierdoor
kan extra klink ontstaan.
2.4
Kostenconsequenties
In het algemeen is een overgangsconstructie bij een fundering op staal goedkoper dan bij
een fundering op palen. De reden: er kan meestal een kortere stootconstructie worden toegepast (het restzettingsverschil is gering) en er hoeft weinig onderhoud gepleegd te worden.
Zowel bij een landhoofd op palen als op staal bepaalt de specifieke situatie echter welke
lengte van de stootconstructie (gelet op aanleg en onderhoud) de meest economische is. In
hoofdstuk 4 gaan we nader in op de kosten van de constructie.
De keuze voor een hoog- of laaggefundeerd landhoofd heeft nauwelijks invloed op de kosten en het onderhoud van de stootconstructie.
De fundering en vormgeving van de landhoofden vormen een randvoorwaarde bij het ontwerp van de overgangsconstructie. De aandachtspunten die voortvloeien uit de gekozen
landhoofd-variant zijn samengevat in tabel 2.1.
VARIANTEN
Fundering op palen
ASPECTEN
Hooggefundeerd
Zakkings-
Afhankelijk van de restzetting
verschil met
van de ondergrond en de klink
weglichaam
van het weglichaam.
Verdichting
Goed mogelijk.
Laaggefundeerd
Kan worden bemoeilijkt
Fundering op staal
Hooggefundeerd
Laaggefundeerd
Praktisch nihil.
Goed mogelijk. Kan worden bemoeilijkt
weglichaam
door front- en vleugel-
(Voorkomen
muren (bereikbaarheid!)
muren (bereikbaarheid!)
inklinking)
en eventuele contreforten.
en eventuele contreforten.
Kosten
Tabel 2.1
door front- en vleugel-
Hogere kosten aanleg en/of
Lagere kosten stootconstructie
onderhoud stootconstructie, door
mogelijk door geringe kans
grotere kans op restzettingsverschil.
op restzettingsverschil.
Aandachtspunten ten aanzien van de overgangsconstructie bij verschillende
landhoofdvarianten.
Fundering en vormgeving van het landhoofd
II.2.3
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Literatuur
1. Overgangsconstructies van kunstwerk naar weglichaam, Interim-rap portage van de werkgroep voor het opstellen van aanbevelingen voor bestaande en te ontwerpen constructies, Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat, Dienst Weg- en Waterbouwkunde (april 1986).
2. Richtlijn Overgangsconstructies (stootplaten), Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat, directie Bruggen, Hoofdafdeling Betonconstructies en Wegontwerp, normalisatiecommisssie,
maart 1988.
3. Hambly, E.C., Burland, J.B., Bridge foundations and substructures, Department of Environment, Building Research Establishment (Engeland, 1979).
I.2.4
Fundering en vormgeving van het landhoofd
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
3
3.1
Hoogteligging van de stootconstructie
Inleiding
De stootconstructie kan bestaan uit stootplaten of een stootvloer. Bij de bepaling van de
hoogteligging van de stootconstructie ten opzichte van de wegverharding is er de keuze uit
de volgende varianten [Lit. 1]:
1. lage ligging met tussenlaag;
2. hoge ligging met constante verhardingsdikte;
3. hoge ligging met verlopende verhardingsdikte.
De verschillende kenmerken van deze varianten zijn voor het belangrijkste deel terug te
voeren op de optredende discontinuTteiten bij de aansluiting van de stootconstructie op het
kunstwerk (landhoofd) en op de aardebaan. De kenmerken betreffen met name de verschillende dikten van de verhardingsconstructie. De kenmerken van de genoemde varianten worden
besproken in § 3.2 tot en met § 3.4. De kosten komen in § 3.5 aan bod. Tot slot worden in
§ 3.6 de keuzecriteria en randvoorwaarden voor toepassing van de varianten samengevat.
3.2
Lage ligging met tussenlaag
Bij een lage ligging met tussenlaag ligt de stootconstructie 0,3 tot 0,5m onder de onderkant
van de verharding, afhankelijk van het materiaal dat voor de tussenlaag wordt gebruikt, zie
figuur 3.1. Bij zand wordt een laagdikte van 0,5m (of meer) geadviseerd. Bij lava, slakken, of
een ander ongebonden steenachtig materiaal kan een kleinere laagdikte (tot 0,3m) worden
toegepast.
tussenlaag
.
.
.
•
.
•
.
•
.
•
•
.
/
.
•
.
•
.
•
.
•
.
•
.
•
.
•
.
•
.
•
.
•
.
•
.
•
.
•
.
•
.
•
direct na aanleg
.
•
.
•
^300
.
J
gaping
500
mm
drempel
na zakking van
de aardebaan
Figuur 3.1 Lage ligging stootconstructie met tussenlaag.
Hoogteligging van de stootconstructie
11.3.1
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Wanneer de stootconstructie bestaat uit stootplaten (met een breedte van 0,5m of 1,0m)
kan er materiaal weglekken door de langsnaden tussen de platen. Als er een stootvloer wordt
toegepast (met een breedte gelijk aan de rijbaan) speelt dit laatste probleem uiteraard niet.
Tevens kan materiaal 'weglekken' door de gaping die ten gevolge van de rotatie van de
stootconstructie tussen het landhoofd en de stootconstructie ontstaat. Hierdoorzal een drempel
ontstaan.
De drempel zal scheuren in de verharding veroorzaken, waardoor hemelwater kan binnendringen en er materiaal van de tussenlaag kan uitspoelen. Door de gaping af te dekken met
een stalen plaat kan het verdwijnen van materiaal naar de ruimte onder de stootconstructie
worden voorkomen, zie hoofdstuk 7. De langsnaden tussen de stootplaten kunnen worden
afgedekt met weefsel.
Een verdere consequentie van de tussenlaag is de grotere permanente belasting op de stootconstructie, het landhoofd en de oplegging van de constructie op de aardebaan.
Het ophalen van de stootconstructie is door de diepe ligging een omvangrijke operatic De
operatie wordt hier bemoeilijkt doordat ook de tussenlaag moet worden verwijderd. In de
praktijk komt het ophalen van een stootconstructie echter zelden voor.
Tegenover deze nadelen heeft de tussenlaag als voordeel dat oneffenheden in het bovenvlak
van de stootplaten onderling minder kritisch zijn. De tussenlaag zorgt er ook voor dat bij
zakking van de stootconstructie de scheurvorming ten gevolge van de gaping zal worden
gereduceerd (mits weglekken van materiaal wordt tegengegaan). De voordelen van een lage
ligging met tussenlaag komen het best tot hun recht in zettingsgevoelige gebieden.
De aansluiting van het asfaltpakket tegen het kunstwerk is moeilijk te verdichten. Dwarsuit
walsen geeft de beste resultaten, maar is in de praktijk soms moeilijk realiseerbaar.
Bij de oplegging van de stootconstructie op de aardebaan bevindt zich geen sprang in de
verhardingsdikte, terwijl het flexibele karakter van de aardebaan enigszins wordt gecontinueerd door de tussenlaag. De kans op een drempel is hier gering.
II.3.2
Hoogteligging van de stootconstructie
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
3.3
Hoge ligging met constante verhardingsdikte
Bij een hoge ligging met constante verhardingsdikte wordt de volledige dikte van het asfaltpakket op de aardebaan doorgezet boven de stootconstructie, zie figuur 3.2. Een variant zou
kunnen zijn om de verhardingsdikte te reduceren, doch hier zijn geen ervaringen mee opgedaan. De verkeersbelasting wordt direct overgebracht op de stootconstructie. De nadelen uit
de vorige paragraaf in relatie tot de tussenlaag zijn bij deze variant daarom niet van toepassing.
De dikte van het asfaltpakket is bovendien voldoende om eventueie oneffenheden in het
bovenvlak van de stootplaten onderling te egaliseren en om een goede overdracht van de
verkeersbelasting te waarborgen.
direct na aanleg
gaping
drempel
naz akking van
aardebaan
Figuur 3.2 Hoge ligging stootconstructie met constante verhardingsdikte.
Het dikke asfaltpakket bij de aansluiting op het kunstwerk is moeilijk te verdichten. Hierdoor
kan een drempel ontstaan, die overigens kleiner is dan bij een lage ligging met tussenlaag.
Ondanks de kleinere drempel bestaat toch een grote kans op scheuren door de gaping die
tussen het landhoofd en de stootconstructie zal ontstaan. Door het ontbreken van een tussenlaag zal de gaping sterk 'doorwerken' in de verharding, zie figuur 3.2. Er dienen daarom
maatregelen te worden genomen, zie hoofdstuk 7.
Het ophalen van de stootconstructie is bij deze variant minder intensief dan bij de vorige
variant, door het ontbreken van de tussenlaag. Men dient echter nog steeds de volledige
verhardingsdikte te verwijderen.
Hoogteligging van de stootconstructie
II.3.3
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
3.4
Hoge ligging met verlopende verhardingsdikte
Bij een hoge ligging onder een helling is er sprake van een geleidelijke overgang van het
kunstwerk naar de aardebaan. De dikte van het asfaltpakket op de stootconstructie is aan de
landhoofdkant gelijk aan die op het kunstwerk en aan de andere kant gelijk aan die op de
aardebaan, zie figuur 3.3. Hierdoor kan het asfalt eenvoudig worden verdicht. Er zal daarom
nergens, of slechts in zeer geringe mate drempelvorming optreden.
Om de scheurvorming te beperken, moet het asfaltpakket op de stootconstructie ter plaatse
van het landhoofd een minimale dikte hebben van 80mm (twee lagen). Een grotere laagdikte (bv 120mm) verdient de voorkeur, omdat de scheuren dan onder invloed van de masserende werking van het verkeer kunnen worden dichtgereden. De geringe verhardingsdikte
maakt deze variant tevens gevoelig voor oneffenheden in het bovenvlak van de stootplaten
onderling. Het aanbrengen van de scheg asfalt boven de stootconstructie vergt bij de uitvoering extra zorg. Om een goede hechting tussen de onderste asfaltlaag en de stootconstructie
te realiseren dient een kleefmiddel te worden toegepast.
Het ophalen van de stootconstructie is bij deze variant minder intensief dan bij de variant
met lage ligging. Men dient echter nog steeds het volledige asfaltpakket te verwijderen.
direct na aanleg
:•]
drempel
r
na zakking van
de aardebaan
Figuur 3.3 Hoge ligging van een stootconstructie, met verlopende verhardingsdikte.
II.3.4
Hoogteligging van de stootconstructie
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
3.5
Kosten-consequenties
De hoogteligging van de stootconstructie heeft op zich relatief weinig effect op de totale
kosten van de overgangsconstructie. Een lage ligging met tussenlaag is enigszins duurder
dan een hoge ligging, omdat de verdichting van de tussenlaag veel zorg vergt. Bovendien
moeten de stootconstructie, het landhoofd en de oplegging van de stootconstructie op de
aardebaan zwaarder worden gedimensioneerd. Ook het aanbrengen van de asfalt-scheg bij
een hoge ligging met verlopende verhardingsdikte kan relatief kostenverhogend zijn.
3.6
Keuzecriteria en randvoorwaarden
De beoordeling van de varianten ten aanzien van de aspecten, die in de vorige paragrafen ter
sprake zijn gekomen, is samengevat in tabel 3.1. Een algemene conclusie is, dat de 'ideale'
hoogteligging niet bestaat.
In bepaalde situaties kunnen een of meer van de genoemde aspecten dominant zijn, zodat
de beoordeling ervan bij de keuze van een variant van doorslaggevend belang kan zijn.
In zettingsgevoelige gebieden biedtde lage ligging mettussenlaag bepaalde voordelen, omdat
bij zakking (rotatie) van de stootconstructie de scheurvorming in de verharding zal worden
beperkt. Vanwege de gevoeligheid voor drempelvorming ter plaatse van het landhoofd wordt
voor primaire en secundaire wegen deze variant toch echter ontraden. De voorkeur gaat dan
uit naar een hoge ligging met verlopende verhardingsdikte.
In zettingsongevoelige gebieden heeft de hoge ligging met verlopende verhardingsdikte eveneens de voorkeur. De variant met constante verhardingsdikte is hier een redelijk alternatief.
VARIANT
Lage ligging
Hoge ligging
Hoge ligging
met tussenlaag
met constante
met verlopende
verhardingsdikte
verhardings-dikte
Middelmatig
Nihil
ASPECT
Gevoeligheid voor drempelvorming1
Hoog
(step-off) ter plaatse van landhoofd
Gevoeligheid voor scheurvorming
Laag
Hoog
Middelmatig
in verharding ter plaatse
van landhoofd, ten gevolge
van gaping
Gevoeligheid voor onvlakheid in
Laag
Middelmatig
Middelmatig
Ophalen (onderhoud)
Intensief
Minder intensief
Minder intensief
Kosten
Hoog
Laag
Gemiddeld/ hoog
dwarsrichting, door ongelijke
zetting van stootplaten
|
"
Tabel 3.1
1
Keuzecriteria en randvoorwaarden ten aanzien van de hoogteligging
stootconstructie.
met bijbehorende scheurvorming in de verharding.
Hoogteligging van de stootconstructie
I.3.5
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Literatuur
1. Richtlijn Overgangsconstructies (stootplaten), Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat, directie Bruggen, Hoofdafdeling Betonconstructies en Wegontwerp, normalisatiecommisssie,
maart 1988.
2. Overgangsconstructies van kunstwerk naar weglichaam, Interimrapportage van de werkgroep voor het opstellen van aanbevelingen voor bestaande en te ontwerpen constructies, Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, april 1986.
1.3.6
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
4
4.1
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
Inleiding
De stootconstructie overbrugt het hoogteverschil in het wegprofiel, dat ontstaat door de
(rest)zakking van het weglichaam ten opzichte van het kunstwerk. Door het toepassen van
een stootconstructie worden de negatieve effecten voor het verkeer beperkt. Deze negatieve
effecten bestaan uit:
1. ongemak en onveiligheid door de slechte overgang;
2. schade of extra slijtage aan de voertuigen.
Het te verwachten hoogteverschil tussen het (gezakte) weglichaam en het kunstwerk is bepalend voor de lengte van de stootconstructie.
De breedte wordt zodanig gekozen, dat de constructie over de volledige rijbaanbreedte aanwezig is. Tevens dient de stootconstructie in breedterichting opgesloten te zijn om horizontale verplaatsing tegen te gaan.
4.2
4.2.1
Lengte
Toelaatbare knikken in het wegdek
Door het zakkingsverschil tussen kunstwerk en weglichaam ondergaat de stootconstructie
een rotatie. Hierdoor ontstaan knikken aan de aan- en afrijzijde van het kunstwerk, zie figuur
4.1.
Het verkeer merkt deze effecten op verschillende manieren. Een passerend voertuig ondergaat als gevolg van de knikken een verticale versnelling en kan loskomen van het wegdek,
wat leidt tot tijdelijke onbestuurbaarheid. Bij vrachtauto's kan, met name bij kort op elkaar
volgende knikken, de lading opwippen. Als de stootconstructie in een bocht is gelegen, kan
dwarsverplaatsing van het voertuig optreden en kan de lading bij vrachtauto's gaan schuiven.
aardebaanl
Figuur 4.1
stootconstructie I
kunstwerk
stootconstructie
' aardebaan
Knikken in het wegdek door zettingsverschillen.
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
11.4.1
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Zowel de grootte van de knik als de onderlinge afstand van de knikken zijn bepalend voor
het voertuiggedrag. In de praktijk gelden de volgende waarden voor de maximale knik van
de stootconstructie [naar Lit. 1]:
- autosnelwegen: 1:100;
- overige wegen: 1:70.
Om de na verloop van tijd optredende knik te compenseren, kan de overgangsconstructie
onder een initiele 'tegenhelling' worden aangelegd. Omdat ook een dergelijke tegenhelling
knikken in het wegdek tot gevolg heeft, wordt aan deze knik een grens gesteld. Arbitrair
wordt deze gesteld op 2/3 van de maximaal toelaatbare knik waarbij onderhoud noodzakelijk wordt. Dit betekent voor autosnelwegen een maximale tegenhelling van -1:150 en voor
de overige wegen een waarde van -1:100.
Deze richtlijnen zijn gebaseerd op onderzoeken die zijn uitgevoerd door de vakgroep Voertuigtechniek van de TU-Delft:
- veilige snelheid op Moerdijkbrug tijdens reconstructie [Lit. 2];
- rijgedrag voertuig bij passeren 'knik Leidschendam' [Lit. 3];
- zware vrachtwagen(combinaties) over stootplaten nabij kunstwerken [Lit. 4 en 5].
4.2.2
Berekeningsmethode van de benodigde lengte
De lengte van de stootconstructie is afhankelijk van de restzakking van de stootconstructie
c.q. de verharding en is te berekenen met de volgende formule, zie ook figuur 4.2:
max
stoot
waarin:
Z max
=
Lstoot
k max
=
=
kbegin
=
het maximaal toegestane restzakkingsverschil (na ingebruikname) tussen
het kunstwerk en het weglichaam;
lengte van de stootconstructie;
de maximaal toegestane knik van de stootconstructie c.q. bovenkant van
de verharding (bijv. 1/100);
de beginknik van de stootconstructie c.q. bovenkant van de verharding
(bij tegenhelling negatieve waarde invullen bijv. 1/-150).
lengteprofiel van de weg
^~—
•
\
L stootconstructie
,
Figuur 4.2 Bepaling van de maximaal toegestane restzakking bij een stootconstructie.
1.4.2
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
In de volgende tabellen is voor autosnelwegen respectievelijk niet-autosnelwegen de maximaal toegestane zakking berekend voor een aantal stootconstructie-lengtes, in combinatie
met een aantal beginhellingen.
MAXIMAAL TOEGESTANE ZAKKING (ZMAX [mm]) STOOTCONSTRUCTIES AUTOSNELWEGEN
(met 1 ^ = 1:100)
Lengte (Lstoot)
2m
3 m
4m
5m
6m
7m
8m
9m
10m
11 m 12 m
-1:150
33
50
67
83
100
117
133
150
167
183
200
-1:200
30
45
60
75
90
105
120
135
150
165
180
-1:500
24
36
48
60
72
84
96
108
120
132
144
-1:1000
22
33
44
55
66
77
88
99
110
121
132
Horizontaal
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
Beginhelling (kbegin)
Tabel 4.1 Maximaal toegestane zakking Z
[mm] van stootconstructies in autosnelwegen.
MAXIMAAL TOEGESTANE ZAKKING (ZMAX [mm]) STOOTCONSTRUCTIES
NIET-AUTOSNELWEGEN (met kmax = 1:70)
2m
3 m
4m
5m
6m
7m
8m
9 m
10 m 11 m 12 m
-1:100
49
73
97
121
146
170
194
219
243
267
-1:200
39
58
77
96
116
135
154
174
193
212
231
-1:500
33
49
65
81
98
114
130
147
163
179
195
-1:1000
31
46
61
76
92
107
122
138
153
168
183
Horizontaal
29
43
57
71
86
100
114
129
143
157
171
L e n
g t e (Lstoot>
Beginhelling kbegin)
Tabel 4.2. Maximaal toegestane zakking Z
291
[mm] van stootconstructies in niet-autosnelwegen
Bij autosnelwegen kunnen de volgende (praktische) waarden voor de minimale en maximale
lengte voor de stootconstructie worden aangehouden:
- minimale lengte: 2 m;
- maximale lengte: 12 m.
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
II.4.3
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Er geldt een minimale lengte omdat er in principe altijd een zekere restzetting optreedt. De
maximale lengte is vooral op economische gronden gekozen. Vanuit tabel 4.1 en 4.2 kan
gezien worden dat uitgaande van toepassing van de 'maximaal toelaatbare tegenhelling bij
een maximale lengte van de stootconstructie van 12 m een restzettingsverschil overbrugd
kan worden van 0,2 m bij autosnelwegen en ca. 0,3 m bij niet-autosnelwegen. Worden
grotere restzettingsverschillen verwacht dan zal extra onderhoud moeten worden gepleegd.
In de praktijk komt dit meestal neer op het 'uitvullen' van het asfalt.
In het voorgaande is aangegeven dat de keuze van de lengte en de tegenhelling van de
stootconstructie consequenties heeft voor de frequentie en de kosten van het benodigde
onderhoud. Ook de kosten van de aanleg (stichtingskosten) zijn afhankelijk van de lengte.
Algemeen gesproken zullen bij een toenemende lengte de stichtingskosten stijgen en de
frequentie en de kosten van het onderhoud dalen. Tot de kosten van het onderhoud behoren
ook de kosten voor verkeersmaatregelen, kosten van ongevallen en filekosten. Voor het
onderhoud dienen immers een of meerdere rijstroken te worden afgezet. HetTweede Structuurschema Verkeer en Vervoer (SVV II) houdt vast aan het principe 'geen files ten gevolge van
werk in uitvoering' [Lit. 6, biz. 55]. Hierdoor zal eerder voor een grotere lengte worden
gekozen dan voor intensiever onderhoud.
4.2.3
Programma STOPUIT
Ter ondersteuning van het ontwerpen van een stootconstructie is het computerprogramma
STOPUIT ontwikkeld. Met STOPUIT (S7ootconstructie, OPtimaliseren L//7vullen) kan een
schatting worden gemaakt van het aantal keren dat en het tijdstip waarop, tijdens de levensduur van de weg onderhoud dient te worden gepleegd aan een overgangsconstructie door
het corrigeren van het verticale alignement (uitvullen). Ook geeft het programma een schatting van de totale kosten van de stootconstructie (stichtingskosten en onderhoudskosten).
Bovendien bepaalt het programma de omvang van de frees- en asfalteerwerkzaamheden
(lengte en volume).
Het is dus ook mogelijk met het programma de kosten te minimaliseren, door de optimale
lengte te kiezen.
Ruimer bezien kan de ontwerper, indien nodig, ook de uitgangspunten met betrekking tot de
overgangsconstructie aanpassen.
Om het aantal benodigde uitvullingen te kunnen schatten, dienen de volgende gegevens in
het programma te worden ingevoerd:
1. de zettingsgegevens, te weten: de grootte van de primaire en de secundaire zetting, en de
duur van de hydrodynamische periode of een tijdzettingstabel;
2. het tijdstip waarop de verharding wordt aangebracht;
3. de levensduur van de weg;
4. de lengte van de stootconstructie;
5. de helling waaronder de verharding richting kunstwerk wordt aangelegd, ten opzichte
van de helling van de verharding op het kunstwerk (beginhelling);
6. de helling waaronder de verharding richting kunstwerk maximaal mag komen te liggen,
ten gevolge van de optredende restzetting (maximale helling);
7. de helling waaronder de verharding richting kunstwerk direct na uitvullen komt te liggen
(uitvulhelling).
II.4.4
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Het programma bepaalt met deze gegevens de grootte van de zetting die al is opgetreden op
het tijdstip dat de verharding wordt aangebracht. Vervolgens berekent het programma de
restzetting, die mag optreden voordat er voor de eerste keer dient te worden uitgevuld. Deze
restzetting is afhankelijk van de lengte van de stootconstructie, de beginhelling en de maximale helling. Op basis van de zettingsgegevens kan het programma het tijdstip bepalen
waarop deze restzetting wordt bereikt. De tijdstippen van de volgende uitvullingen worden
bepaald aan de hand van de nog te verwachten restzettingsverloop, de uitvulhelling en de
maximale helling.
Om informatie te verkrijgen over de kosten van de stootconstructie en de omvang van de
frees- en asfalteringswerkzaamheden, dienen de volgende gegevens te worden toegevoegd:
1. de kosten van het fabriceren en aanbrengen van een stootconstructie van 2 tot 12 m;
2. de kosten van frezen en asfalteren;
3. de minimale dikte van een aan te brengen asfaltlaag (= 30 mm).
De benodigde uitvulwerkzaamheden, die door het programma worden bepaald, dienen
te worden getoetst aan de gewenste onderhoudsstrategie c.q. -frequentie en aan de financiele randvoorwaarden die door de ontwerper en/of wegbeheerder zijn gesteld. Wordt
er niet aan de gestelde criteria voldaan, dan dient de ontwerper het ontwerp van de
overgangsconstructie aan te passen.
In STOPUIT kan in een rekenrun een van de volgende factoren als variabel worden opgegeven, waardoor het mogelijk is de invloed van de factor op het onderhoud te bepalen.
1. de beginhelling;
2. de maximaal toelaatbare helling;
3. de uitvulhelling;
4. het tijdstip van asfalteren;
5. lengte van de stootconstructie.
Tevens kan de invloed van voorbelasten bestudeerd worden.
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
II.4.5
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
4.3
Dikte
De dikte van de stootconstructie volgt uit een sterkteberekening. Zowel bij hooggelegen
als laaggelegen stootconstructies kan daarbij worden uitgegaan van een vrij opgelegde ligger
op twee steunpunten aan de einden. Voor dit statisch systeem is gekozen omdat er na zetting
van de aardebaan geen zekerheid is over de vorm en lengte van de tegendruk van de ondergrond tegen de stootplaat, ter plaatse van de oplegging op de aardebaan, zie figuur 4.3.
Bij
1.
2.
3.
hooggelegen stootconstructies heeft men te maken met de volgende belastingen:
het eigen gewicht van de stootconstructie;
het eigen gewicht van de verharding;
de verkeersbelasting (volgens V.O.S.B: puntlaststelsel in combinatie met een gelijkmatig
verdeelde belasting).
Bij laaggelegen stootconstructies heeft men bovendien te maken met het eigen gewicht van
de tussenlaag (bijvoorbeeld zand, steenslag, slakken). Daar staat tegenover dat de tussenlaag de puntlasten van de verkeersbelasting spreidt.
a«ygr
G = e.g. + asfalt
Na belasting
Belasting
Figuur 4.3 Keuze van het statisch systeem bij een stootconstructie [Lit. 1].
Behalve de sterkte speelt ook de doorbuiging van de stootconstructie een rol bij de bepaling
van de dikte. De doorbuiging mag niet te groot worden, omdat anders de effectieve werking
van de stootconstructie (een gelijkmatige helling om het zettingsverschil te overbruggen)
sterk gereduceerd wordt, zie figuur 4.4.
Ter plaatse van de oplegging op het landhoofd dient een zo gering mogelijke constructiehoogte te worden gekozen, om scheurvorming in het asfalt te voorkomen, hoofdstuk 6 van
deel II gaat daar uitgebreider op in.
a=1:50
= 1:100
Figuur 4.4 Effect van doorbuiging bij een stootconstructie [Lit. 1].'
II.4.6
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
4.4
Constructievarianten
Naast de lengte en de dikte is de vorm van de stootconstructie van belang. Men kan in
principe kiezen uittwee hoofdvarianten: stootplaten en stootvloeren.
Stootplaten hebben (afhankelijk van de lengte) een breedte van 0,5 m of 1 m, zodat er
meerdere platen nodig zijn om de rijbaan van een stootconstructie te voorzien. Een stootvloer heeft een breedte die gelijk is aan die van de volledige rijbaan. Bij stootvloeren wordt de
verkeersbelasting beter gespreid dan bij stootplaten.
In § 4.5 wordt nader ingegaan op het ontwerp en de uitvoering van stootplaten van gewapend beton, terwijl in § 4.6 stootvloeren van gewapend beton aan de orde komen.
In [Lit. 7] zijn nog enkele varianten op nun gewichtsbesparende mogelijkheden bekeken.
Deze bleken geen voordeel op te leveren. Het betreft de volgende varianten, waarvan de
toepassing om constructieve redenen of vanwege het geringe gewichtsbesparende effect
wordt afgeraden:
1. stootplaten van voorgespannen beton (geringe gewichtsbesparing en duur);
2. stootplaten van licht beton (geringe gewichtsbesparing);
3. stootplaten of -vloeren van voorgespannen licht beton (door de grote kruip van het licht
beton wordt de voorspanning op den duur teniet gedaan);
4. stootplaten van licht beton met holle ruimte;
5. stootplaten van profielplaten, bijvoorbeeld een TT-plaat (dwarskracht en wringing kunnen moeilijk worden opgenomen; geen vlakke onderkant, hetgeen ongewenste spanningsconcentraties oplevert bij de oplegging op de aardebaan);
6 stootplaten van voorgespannen beton met holle ruimte, c.q. 'kokerplaaf (significante
gewichtsbesparing, maarduur);
7. stootvloeren van licht beton (idem, met extra gewichtsbesparing).
4.5
Stootplaten van gewapend beton
Eerst komt het ontwerp van de stootplaten aan de orde, gesplitst in afmetingen en wapening,
gevolgd door de uitvoering. Bij de uitvoering maken we onderscheid in prefab en ter plaatse
gestorte platen.
4.5.1
Het ontwerp
Afmetingen
De lengte en dikte van de stootconstructie zijn in § 4.2 en 4.3 al ter sprake gekomen. De
breedte van een stootplaat van gewapend beton wordt om praktische redenen als volgt
gekozen [Lit. 1]:
- 0,50 m bij een lengte tot en met 6,0 m;
- 1,0 m bij een lengte groter dan 6,0 m.
De hanteerbaarheid van de stootplaten speelt hierbij een rol. De hanteerbaarheid is van
belang wanneer de stootplaten prefab worden uitgevoerd. Vanaf een lengte van 6,0m wordt
een breedte van 1,0m gekozen, omdat deze economischer is en een betere breedte/dikteverhouding geeft. De aanbevolen afmetingen van de stootplaten zijn samengevatin tabel
4.3.
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
11.4.7
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
VERKEERSKLASSE 60 (VOSB)
lengte [m]
breedte [m]
dikte [m]
2,00
0,50
0,20
3,00
0,50
0,25
4,00
0,50
0,30
5,00
0,50
0,35
6,00
0,50
0,40
8,00
1,0
0,45
10,00
1,0
0,55
12,00
1,0
0,65
Tabel 4.3 Aanbevolen afmetingen voor stootplaten van gewapend beton [Lit. 1].
Wapening
Het wapeningsprincipe van de stootplaten is schematisch weergegeven in figuur 4.5.
Als aanvulling op deze figuur worden de staafdiameters en het aantal staven benoemd in
tabel 4.4, uitgaande van een hoge ligging van de stootconstructie. Voor een lage ligging zal
de benodigde wapening en eventueel de dikte in voorkomende gevallen apart berekend
moeten worden. Een en ander conform de in § 4.3 beschreven ontwerpprincipes.
r-A
wap B
500
Doorsnede A-A
Langdoorsnede stootplaat L^ 6.00 m
wap B
wap B
wap C
1000
fwap B
Doorsnede B-B
Langdoorsnede stootplaat L>6.00 m
Figuur 4.5 Wapeningsprincipe voor stootplaten van gewapend beton [Lit. 1].
I.4.8
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Omdat het optredende moment in de stootconstructie in het midden groter is dan nabij de
opleggingen mag de onderwapening (A) volgens onderstaand schema gereduceerd worden
[Lit. 1].
0,2L = min. 50%
0,2L = min. 50%
0,6L = 100% wap. (A)
wap. (A)
wap. (A)
VERKEERSKLASSE 60 (VOSB)
betonkwaliteit B35 dekking = 30 mm staalkwaliteit FEB 500
n.b.: er is uitgegaan van een hoge ligging van de stootconstructie (direct onder de verharding)
lengte [m]
onder (a)
boven (b)
beugels (c)
flanken (d)
2,00
5016
3012
0 10-200
2012
3,00
5 0 20
4012
0 10-200
2012
4,00
4 0 25
30 16
0 10-200
2012
5,00
4 0 25
3016
0 10-250
2 0 12
6,00
5 0 25
4 0 16
0 10-250
2 0 12
8,00
11 0 25
6 0 20
0 12 - 175
2 012
10,00
9 0 32
7 0 20
0 12-200
2012
12,00
10 0 32
8 0 20
0 12 -225
2012
Tabel 4.4
4.5.2
wapening
Staafdiameters en -aantallen bij stootplaten van gewapend beton [Lit. 1].
De uitvoering
Prefab
Zoals gezegd speelt bij prefab-platen de hanteerbaarheid een grote rol. Dit houdt verband
met het aanvoeren en aanbrengen van de platen. Bij de geadviseerde afmetingen in de vorige paragraaf is hier rekening mee gehouden. Te grote naden tussen de prefab-stootplaten
kunnen scheurvorming in en deformatie van het asfalt veroorzaken omdat het asfalt door de
verkeersbelasting wordt weggedrukt in de naden. Daamaast vermindert een te groot verschil
in onderlinge dikte van de platen de vlakheid van het aan te brengen asfalt. Daarom is het
noodzakelijk voor prefab-stootplaten van gewapend beton maattoleranties vast te stellen,
zie tabel 4.5.
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
II.4.9
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
PRODUKTIE
Breedte en Dikte
+ 0 , 1 % , maar<± 2 mm
Vlakheid in contact met mal
0 , 1 % , maar<2 mm
Zichtbaar afgestreken vlak
0,2%, maar<4 mm
Rechtheid randen
0,2%, maar<2 mm
Haaksheid (afwijking op diagonaal)
1mm/m 1 , maar < 3 mm
Scheluwte
< 6 mm
PLAATSING
Vlakheid over meerdere stootplaten;
afwijking bij controle met een 3,00 m lange rij
< 5 mm
Voegbreedte
< 5 mm
Tabel 4.5
Maattoleranties bij prefab-stootplaten van gewapend beton [Lit. 1].
Om een betere aanhechting met het asfalt te verkrijgen, dient de bovenzijde van de stootplaat de afgewerkte c.q. afgestreken zijde te zijn.
Tot slot dienen prefab-stootplaten te worden uitgevoerd met hijspunten. Deze hijspunten
dienen de volgende mogelijkheden te bieden:
1. oppikpunt tijdens het 'lossen' uit de bekisting;
2. hijspunt bij de montage op de bouwplaats;
3. oppikpunt bij het ophalen ten behoeve van onderhoud (eventueel).
In
1.
2.
3.
4.
principe zijn er vier varianten voor de hijspunten, zie figuur 4.6:
ankers, bijvoorbeeld Deha of Frimeda (A).
beugels (B);
draadbussen (C);
sleuf met losse haak (D);
De voorkeur gaat uit naar ankers. Beugels hebben als nadeel dat ze door de hoge ligging in
het asfalt steken. Dit betekent dat ze in de praktijk platgeslagen of afgebrand worden. Het
ophalen van de stootplaten is dan niet meer op een eenvoudige wijze mogelijk. Draadbussen
gaan vaak vol zitten met vuil, zand e.d.. Bovendien gaan ze vaak roesten. Bij de variant van
een sleuf met losse haak steekt men de haak door de sleuf, waarna deze een kwartslag wordt
gedraaid. Het oppikken tijdens het lossen uit de bekisting is bij deze variant niet mogelijk.
11.4.10
Vorm en afmetingen van de stootcon'stwctie
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
beugels
Deha of Frimeda-ankers
draadbus
Figuur 4.6 Varianten voor
hijspunten [Lit. 1].
Ter plaatse gestort
Ter plaatse gestorte stootplaten kunnen met een tussenvulling van bijvoorbeeld 3 mm PShardschuim tegen elkaar worden gestort. Ook hier geldt, dat er maattoleranties gesteld dienen te worden, om de verschillen in onderlinge hoogteligging te beperken, zie tabel 4.6.
Breedte en dikte
± 0 , 1 5 % , maar < 3 mm
Zichtbaar afgestreken vlak per element
0,2%, maar < 4 mm
Vlakheid over meerdere stootplaten:
afwijking bij controle met een 3,00 m lange rij
< 5 mm
Rechtheid randen 0,3%, maar
< 3 mm
Haaksheid (afwijking op diagonaal)
1 mm/m 1 , maar < 3 mm
Tabel 4.6
Maattoleranties bij stootplaten van ter plaatse gestort gewapend beton. [Lit. 1].
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
11.4.11
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
4.6
Stootvloeren van gewapend beton
Net als bij de stootplaten is bij de stootvloeren het ontwerp gesplitst in afmetingen en wapening,
gevolgd door de uitvoering.
4.6.1
Het ontwerp
Afmetingen
Een stootvloer is in feite een stootplaat met een breedte die gelijk is aan die van de rijbaan (=
breedte asfalt). Uitgaande van de richtlijnen in de R.O.A. voor een dwarsprofiel bij viaducten
met twee rijstroken en een vluchtstrook per rijbaan, levert dit een stootvloerbreedte van
11,50 m [Lit. 1]. Een tussenvorm, waarbij de breedte van de stootvloer gelijk wordtgenomen
aan die van een rijstrook, wordt afgeraden. Deze variant zal namelijk bij ongelijke zetting
scheurvorming in het wegdek veroorzaken
Door de grote breedte van de stootvloer vindt dwarsspreiding van de verkeersbelasting plaats.
Dit betekent dat er bij eenzelfde constructiehoogte als bij stootplaten van gewapend beton
kan worden volstaan met minder wapening;
Er kan worden overwogen om de constructiehoogte van vloeren langer dan 10 m te reduceren, waardoor er een gewichtsbesparing wordt bereikt van ca. 25%. [Lit. 7].
De aanbevolen afmetingen voor stootvloeren zijn samengevat in tabel 4.7.
VERKEERSKLASSE 60 (VOSB)
lengte [m]
Breedte [m]
Dikte [m]
2,00
11,5
0,20
3,00
11,5
0,25
4,00
11,5
0,30
5,00
11,5
0,35
6,00
11,5
0,40
8,00
11,5
0,45
10,00
11,5
0,55
12,00
11,5
0,65
Tabel 4.7
Aanbevolen afmetingen voor stootvloeren van gewapend beton [Lit. 1].
Wapening
Het wapeningsprincipe van de stootvloeren is schematisch weergegeven in figuur4.7.
De wapeningsgegevens zijn, uitgaande van een hoge ligging van de stootconstructie,
sa mengevat in tabel 4.8.
11.4.12
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
randstrook2.00 m midden-
wap B
strook
A
„ wap C
wap C — - — •
wap B
wap L)
Langdoorsnede stootvloer L < 6.00 m
wap
D'I
Doorsnede A-A
randstrook 2.00 m midderp-
wap B
strook
Wap C wap C
wap B
1 X . . .
II
wap D
wap D'
Doorsnede B-B
Langdoorsnede stootvloer L > 6.00 m
Figuur 4.7 Wapeningsphncipe voor stootvloeren van gewapend beton [Lit. 1].
VERKEERSKLASSE 60 (VOSB)
Betonkwaliteit B35 dekking = 30 mm
Staalkwaliteit FeB 500
N.B.: er is uitgegaan van een hoge li£;ging van de stootconstructie (direct onder de verharding)
Lengte [m]
Langswapening
Dwarswapening
Onder
randstrook
(D)
Onder
middenstrook
(Dr)
Boven
(B)
Onder/Boven
(C)
2,00
0 20-160
0 20 - 230
0 12 - 2 0 0
0 10-200
3,00
0 2 5 - 175
0 25-235
0 12 - 150
0 10-200
4,00
0 25-155
0 25 - 195
0 16-200
0 12 - 2 5 0
5,00
0 2 5 - 150
0 2 5 - 180
0 16-200
0 1 2 -215
6,00
0 25-150
0 25 - 165
0 16 - 150
0 12 - 185
8,00
0 2 5 - 130
0 25 - 145
0 20 - 200
0 12 - 165
10,0
0 32 - 175
0 32 - 185
0 2 0 - 150
0 16-225
12,0
0 32 - 160
0 32 - 170
0 20-150
0 16-200
Tabel 4.8
Staafdiameters en -aantallen bij stootvloeren van gewapend beton [Lit. 1].
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
11.4.13
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Omdat het optredend moment in de stootconstructie in het midden groter is dan nabij de
opieggingen mag de onderwapening (D/D1) volgens het volgende schema gereduceerd worden [Lit. 1].
0,2L = min. 50%
wap. (D/D')
4.6.2.
0,6L = 100% wap. (D/Dr)
0,2L = min. 50%
wap. (D/D')
De uitvoering
De stootvloeren worden uitgevoerd met ter plaatse gestort beton. De volgende maattoleranties
dienen daarbij gehanteerd te worden, zie tabel 4.9.
Hoogte
+ 0 ,15%, maar < 3 mm
Zichtbaar afgestreken vlak per element
0 ,2 %, maar < 4 mm
Vlakheid: afwijking over een breedte van 3 00 m
< 5 mm
Tabel 4.9
11.4.14
Maattoleranties bij stootvloeren van ter plaatse gestort gewapend beton [Lit. 1].
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
4.7
Gekoppelde stootplaten
Stootplaten kunnen onderling in dwarsrichting worden gekoppeld met een of meer stalen
staven. Het voordeel hiervan is, dat een zijdelingse verpiaatsing van de stootplaten wordt
verhinderd. Deze verpiaatsing kan optreden door een vervorming in dwarsrichting van de
aardebaan, ten gevolge van de verkeersbelasting en het eigen gewicht.
Als er een landhoofd met haakse vleugelmuren of een opsluitconstructie, zie figuur 2.2,
wordt toegepast, wat veelal het geval zal zijn, is een koppeling van de platen niet nodig. De
vleugels of de opsluitconstructie verhinderen immers de zijdelingse verpiaatsing.
De koppeling kan tot stand worden gebracht door, zie figuur 4.8:
1. een staaf door de stootplaten (A);
2. twee staven, onder en boven de stootplaten (B).
In alle gevallen dienen de staven te worden behandeld tegen corrosie (bijvoorbeeld thermisch
verzinken).
Figuur 4.8
Koppeling van de stootplaten
in dwarsrichting.
Mogelijkheid (A) heeft als nadeel, dat er dwarskanalen in de stootplaten moeten worden
uitgespaard om de staaf aan te brengen. Ook de onderlinge centrering van de kanalen kan in
dit verband problemen opleveren, in het bijzonder bij prefab-platen. Tenslotte zijn er gevallen bekend, waarbij de staaf als gevolg van zettingsverschillen in dwarsrichting is gebroken
(Flevopolder).
Mogelijkheid (B) heeft de nadelen van (A) niet.
Bij mogelijkheid B kan, bij een hoge ligging van de stootplaat (direct onder de verharding of
als integraal onderdeel van de verharding, zie hoofdstuk 3 in deel II), de bovenste stang
echter een obstakel vormen. De stang kan op den duur een ribbel c.q. kleine rug in het asfalt
veroorzaken.
De koppeling van de stootplaten heeft nauwelijks invloed op de dwarsspreiding van de belasting. Het is dus geen methode om het effect van een stootvloer te benaderen.
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
11.4.15
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
4.8
4.8.1
Scheve kruisingen
De toelaatbare kruisingshoek
Bij kunstwerken met een schuine beeindiging ondergaat een voertuig vaak een kantelbeweging
zodra het zich op de stootconstructie bevindt. Het plotselinge hoogteverschil dat ontstaat na
rotatie van de stootplaat veroorzaakt deze kantelbeweging tussen het linker en rechter wiel
van het voertuig, zie figuur 4.9.
/-yCcstootplaat
Figuur 4.9 Oorzaak van de
kanteling van een auto bij scheve
kruisingen [Lit. 1].
kunstwerk
Zoals vermeld in § 4.1, is voor autosnelwegen de maximale helling van de stootconstructie
ten gevolge van rotatie vastgesteld op 1:100. Omdat het nog niet bekend is bij welk abrupt
hoogteverschil tussen linker en rechter wiel de verkeersveiligheid in gevaar komt, wordt voor
dit hoogteverschil bij autosnelwegen voorlopig een praktische waarde van 15mm genomen.
Als wordt aangenomen dat de onderlinge afstand tussen het linker en rechter wiel 2,00m
bedraagt, betekent dit dat bij een maximale helling van 1:100 de maximaal toelaatbare
kruisingshoek 59 gon is (400 graden-stelsel), zie figuur 4.10.
oplegging op kunstwerk
W
je|
7
2000
a (toelaatbaaf)
a = 59 gon.
1500 wiel 2
Figuur 4.10 Toelaatbare kruisingshoek bij autosnelwegen [Lit. 1].
Voor niet-autosnelwegen kan een groter hoogteverschil worden aangehouden. Het betreft
hier immers een lagere categorie weg. Voorlopig wordt de toelaatbare waarde vastgesteld op
25 mm, in verband met de lagere rijsnelheid. Een en ander resulteert in een toelaatbare
kruisingshoek van 54 gon, zie figuur 4.11.
1750
5 = 25
a = 54 gon.
-1:70
Figuur 4.11 Toelaatbare kruisingshoek bij niet-autosnelwegen [Lit. 1].
11.4.16
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
4.8.2
Het ontwerp voor kruisingshoeken kleiner dan 54 respectievelijk 59 gon
Als er een stootconstructie wordt toegepast en de kruisingshoek is kleiner dan 54 of 59 gon
(afhankelijk van de toelaatbare helling) wordt aanbevolen het kunstwerk c.q. landhoofd haaks
te beeindigen.
Er treedt dan geen hoogteverschil op tussen het linker en rechter wiel, zie figuur 4.12.
stootplaat
Figuur 4.12
stootplaat
Haakse beeindiging van het landhoofd en de stootconstructie bij een scheve kruising
met a < 54 resp. 59 gon [Lit. 1].
4.8.3
Ontwerp voor kruisingshoeken groter dan 54 respectievelijk 59 gon
Voor kruisingshoeken groter of gelijk aan 54 gon of 59 gon kan het kunstwerk wel schuin
beeindigd worden, waarbij alle stootplaten dezelfde lengte krijgen zie figuur 4.13.
stootplaat
/
Voeg
'V
/
//—v
jf
1
Stootvloer
/
/
Voeg
/ jfsp > 54 gon a ^ gon
// /
\
/
/
/ r
Landhoofd
Landhoofd/
Figuur 4.13 Schuine beeindiging van het landhoofd en de stootconstructie bij een scheve kruising
met a > 54 resp. 59 gon [lit. 1].
Haakse beeindiging van de stootplaten, bedoeld wordt aan de zijde van het weglichaam, kan
in principe wel, doch wordt niet aanbevolen.
Bij stootvloeren kan de haakse beeindiging niet worden toegepast, omdat anders het gevaar
ontstaat dat de vloer ter plaatse van het landhoofd opwipt, of ter plaatse van de opiegging op
de aardebaan gaat zweven, zie figuur 4.14. Punt A en B in de figuur ondergaan immers
nagenoeg dezelfde zetting, waardoor punt A los komt van de opiegging. Alleen als de vloer
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
11.4.17
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
tordeert c.q. scheluw trekt over een hoek _ zou punt A de zetting van de aardebaan kunnen
volgen. Gezien de stijfheid van de vloer zal dit echter slechts in zeer beperkte mate het geval
zijn.
L2
Figuur 4.14 Foutieve toepassing van een rechte beeindiging van een stootvloer bij scheve
kruisingen [Lit. 1].
De dikte van de stootconstructie bij een scheve kruising kan hetzelfde worden gekozen als bij
een rechte kruising.
De toe te passen wapening in de stootconstructie bij scheve kruisingen komt in principe
overeen met de wapening bij rechte kruisingen. Bij stootplaten (met een breedte van 0,50m
of 1,0m) geldt dit in ieder geval. Bij toepassing van stootvloeren is ook geen extra
dwarswapening nodig in verband met wringing. Wei is het mogelijk dat bij scheve vioeren de
belasting door de oplegging voornamelijk ter plaatse van de stompe hoek wordt opgenomen. Of hierdoor extra dwarswapening nodig is, kan bijvoorbeeld met behulp van een eindige-elementenmethode worden nagegaan.
Voor scheve kruisingen gelden verderdezelfde aspecten, aandachtspunten en randvoorwaarden als bij rechte kruisingen.
4.9
Kosten
Ten aanzien van de stootconstructie zijn de volgende hoofd-kostensoorten te onderscheiden
[Lit. 1]:
1. stichtingskosten;
2. onderhoudskosten.
De hoogte van de kosten is afhankelijk van de lengte en de constructievariant van de stootconstructie. In bijlage 2 illustreren we de kosten aan de hand van een vergelijking van twee
stootplaten met verschillende lengte.
11.4.18
Vorm en afmetingen van de stoolconstructie
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
4.10
Keuzecriteria en randvoorwaarden
De keuze tussen stootplaten of een stootvloer hangt af van:
1. de te verwachten (rest)zettingsverschillen in dwarsrichting;
2. de kosten;
3. de gekozen onderhoudsstrategie: (frequence van) ophalen of uitvullen;
We lichten deze punten hierna toe.
De te verwachten (rest)zettingsverschillen in dwarsrichting
Als de te verwachten (rest)zetting in dwarsrichting ongelijk is, wordt aangeraden om stootplaten toe te passen, met een breedte van 0,50m tot een lengte van 6m en een breedte van
1,0m bij grotere lengtes. Als daarentegen een gelijkmatige restzetting in dwarsrichting wordt
verwacht, gaat de voorkeur uit naar toepassing van een stootvloer, dus een breedte gelijk
aan die van de rijbaan.
De kosten
Een stootvloer is over het algemeen goedkoper dan een stootplaat. Dit omdat bij een stootvloer gebruik kan worden gemaakt van dwarsspreiding van de verkeersbelasting, waardoor
economischer kan worden geconstrueerd.
De gekozen onderhoudsstrategie
Bij toepassing van een stootvloer is het ophalen van de stootconstructie niet mogelijk. In de
praktijk wordt echter vrijwel altijd gekozen voor onderhoud door uitvullen. Bij deze strategie
kunnen zowel stootvloeren als stootplaten worden toegepast.
Samenvattend kan worden gesteld, dat de toepassing van stootvloeren de voorkeur geniet,
als de te verwachten (rest)zettingsverschillen in dwarsrichting dit toelaten. Tabel 4.10 geeft
een overzicht van de voor- en nadelen van de verschillende varianten.
Geschiktheid bij
restzettingsverschil
in dwarsrichting
Kosten
(t.o.v. stootplaten
gewapend beton)
Onderhoudsmogelijkheden
Stootplaten
gewapend beton
Goed
Neutraal
Ophalen Uitvullen
Stootvloer
gewapend beton
Slecht
Laag
Uitvullen
ASPECT
CONSTRUCTIEVARIANT
Tabel 4.10 Beoordeling van de varianten ten aanzien van de keuzecriteria en randvoorwaarden.
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
11.4.19
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Literatuur
1. Richtlijn Overgangsconstructies (stootplaten), Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat, directie Bruggen, Hoofdafdeling Betonconstructies en Wegontwerp, normalisatiecommisssie,
maart 1988.
2. Ryba, D, Berekening van veilige snelheid op de Moerdijkbrug tijdens reconstructie, vakgroep Voertuigtechniek TH-Delft, rapport no. A. 150, juni 1975.
3. Tol, C.G.M., Onderzoek naar rijgedrag van een voertuig bij het passeren van de 'knik'
Leidschendam, vakgroep Voertuigtechniek, TH-Delft, 1981.
4. Ludolphy, J.W.L, Onderzoek zware vrachtwagen(combinaties) over stootplaten nabij kunstwerken, vakgroep Voertuigtechniek TH-Delft, rapport no. VTW 038.84, 1984.
5. Vastenhout, W.P., Aanvullend onderzoek zware vrachtwagen over stootplaten nabij kunstwerken, vakgroep Voertuigtechniek, TU-Delft, rapport no. VTW 067.85, november 1985.
6. Tweede Structuurschema Verkeer en Vervoer, deel d: regeringsbeslissing, 's Gravenhage
1990 (Tweede Kamer, vergaderjaar 1989-1990, nrs. 15-16).
7. Deelonderzoek overgangsconstructies, Fugro BV, Grontmij nv en Heidemij Adviesbureau
BV, mei 1991.
8. Afrekenen met files, Samenvatting, Conclusies en Aanbevelingen, McKinsey, Amsterdam,
juli 1986.
9. Kosten-baten-analyse begaanbaarheid portalen ten behoeve van onderhoud, Grontmij
nv, afdeling Infrastructuur, mei 1992.
1.4.20
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
5
5.1
Opiegging van de stootconstructie op de aardebaan
Inleiding
Voor de opiegging van een stootconstructie op een aardebaan kunnen vier mogelijke
opleggingsconstructies (varianten) worden onderscheiden:
1. opiegging op zand;
2. opiegging op gestabiliseerd zand;
3. opiegging op funderingsmateriaal (licht gebonden of gebonden);
4. opiegging op betonnen plaat.
De varianten zijn weergegeven in figuren 5.1a t/m 5.1d.
niveau na zetting
Fig. 5.1a
Opiegging op (verdicht) zand
niveau na zetting
Fig. 5.1b
Opiegging op gestabiliseerd zand
niveau na zetting
Fig. 5.1c
Opiegging op funderingsmateriaal
niveau na zetting
Fig. 5.1 d
Opiegging op betonnen plaat
De varianten worden hierna beschreven, waarbij we volgende onderverdeling hebben aangehouden:
1. het principe (werking van de constructie en uitgangspunten);
2. het ontwerp (vorm en afmetingen; materialen en kwaliteitseisen);
3. de uitvoering (eisen aan verwerking van materialen).
Opiegging van de stootconstructie op de aardebaan
11.5.1
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
5.2
5.2.1
Opiegging op zand
Het principe
Bij een opiegging op zand bestaat de opieggingsconstructie uit een laag verdicht zand ter
plaatse van het 'oplegvlak' van de stootconstructie op de aardebaan.
5.2.2
Het ontwerp
De laag goed verdicht zand moet over de gehele breedte van de rijbaan worden gerealiseerd
en is gelijk aan het zandbed voor de asfaltverharding.
5.2.3
De uitvoering
Het zand moet voldoen aan de kwaliteit 'zand voor zandbed' en worden verdicht zodat de
verdichtingsgraad overeenkomt met de eisen volgens de RAW-standaard.
5.3
5.3.1
Opiegging op gestabiliseerd zand
Het principe
Dit type opieggingsconstructie bestaat uit een fundering van met cement gestabiliseerd zand
ter plaatse van het 'oplegvlak' van de stootconstructie op de aardebaan.
Een goede kwaliteit van het gestabiliseerd zand beperkt de indrukking van de stootconstructie
in de aardebaan. Het gestabiliseerd zand heeft namelijk betere sterkte- en stijfheidseigenschappen dan het zand van de aardebaan. Overigens zal door hoge dynamische
verkeersbelasting scheurvorming optreden, waardoor de sterkte en stijfheid weer afnemen.
5.3.2
Het ontwerp
De fundering van gestabiliseerd zand moet in een cunet over de gehele breedte van de
rijbaan worden aangebracht in de aardebaan.
De praktische afmetingen van de fundering zijn:
- een dikte van 0,50 m a 1,00 m;
- een aanlegbreedte van minimaal 2,00 m.
Het verdient overigens aanbeveling de zand-cementstabilisatie over de gehele lengte van de
stootconstructie aan te brengen (tot aan het landhoofd van het kunstwerk), om het risico
van uitspoeling van de zandbaan ter plaatse van de overgangsconstructie te beperken.
Gestabiliseerd zand als opieggingsconstructie is aan te bevelen boven (verdicht) zand.
Het gestabiliseerd zand en de verwerking moeten voldoen aan de eisen volgens de Standaard RAW-bepalingen 1995 (hoofdstuk 31, paragrafen 61 - 67: Gestabiliseerde lagen). Het
zand moet intensief worden vermengd met cement in een verhouding die is afgestemd op de
korrelverdeling van het zand (orde van grootte 100 tot 175 kg cement per m3 zand).
II.5.2
Opiegging van de stootconstructie op de aardebaan
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
5.3.3
De uitvoering
Voor het aanbrengen van gestabiliseerd zand moet de volgende werkwijze worden gevolgd:
1. een cunet graven in de aardebaan over de gehele breedte van de toekomstige rijbaan met
een diepte van 0,50 m a 1,00 m;
2. de bodem van het cunet vlak afwerken en verdichten;
3. een laag vooraf gemengd zand-cement van 0,25 m aanbrengen en besproeien met water
Cmix-in-plant'-methode);
4. de vermengde laag zand verdichten totdat de vereiste verdichtingsgraad is bereikt;
5. vervolgens de volgende lagen vooraf gemengd zand-cement van 0,25 m laag voor laag
aanbrengen, besproeien met water en verdichten als voor de eerste laag;
6. de zandcement-stabilisatie moet door bespuiten met een bitumen-emulsie worden beschermd tegen uitdrogen.
5.4
5.4.1
Oplegging op funderingsmateriaal
Het principe
Dit type opleggingsconstructie bestaat uit een fundering van licht gebonden of gebonden
funderingsmateriaal, zie [lit. 1], ter plaatse van het 'oplegvlak' van de stootconstructie op de
aardebaan.
Door een goede kwaliteit van het funderingsmateriaal wordt de indrukking van de stootconstructie in de aardebaan beperkt. De fundering van licht gebonden materiaal heeft namelijk betere sterkte- en stijfheidseigenschappen dan het zand van de aardebaan. De fundering
van gebonden materiaal heeft nog betere eigenschappen.
5.4.2
Het ontwerp
De fundering van licht gebonden of gebonden materiaal moet over de gehele breedte van de
rijbaan worden aangebracht in de aardebaan.
De praktische afmetingen van de fundering zijn:
- een dikte van 0,50 m a 1,00 m;
- een aanlegbreedte van minimaal 2,00 m.
Het licht gebonden funderingsmateriaal kan bestaan uit betongranulaat of menggranulaat.
Het gebonden funderingsmateriaal kan bestaan uit betongranulaat met cement (circa 5 %),
breekasfaltcement of hoogovenslakken.
Deze funderingsmaterialen en de verwerking moeten voldoen aan de eisen volgens de Standaard RAW-bepalingen 1995 (hoofdstuk 31, paragrafen 51 - 57: Verhardingslagen van steenmengsels).
Het licht gebonden funderingsmateriaal kan worden opgesloten in een geokunststof
(wegenbouwdoek) met de functie laagscheiding om vermenging met het naast en onderliggende zand te voorkomen.
Oplegging van de stootconstructie op de aardebaan
II.5.3
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
5.4.3
De uitvoering
Voor aanbrengen van het ongebonden of gebonden funderingsmateriaal moet de volgende
werkwijze worden gevolgd:
1. een cunet graven in de aardebaan over de gehele breedte van de toekomstige rijbaan met
de benodigde afmetingen;
2. de bodem van het cunet vlak afwerken en verdichten;
3. bij toepassing van ongebonden funderingsmateriaal in het cunet een wegenbouwdoek
aanleggen om het materiaal gescheiden te houden van het zand van de aardebaan;
4. het los gestorte funderingsmateriaal laagsgewijs aanbrengen met een maximale laagdikte
van 0,30 m;
5. elke laag afzonderlijk verdichten totdat de vereiste verdichtingsgraad is bereikt.
5.5
5.5.1
Oplegging op betonnen plaat
Hetprincipe
Dit type opieggingsconstructie bestaat uit een gewapend betonnen plaat ter plaatse van het
'oplegvlak' van de stootconstructie op de aardebaan.
Door het aanbrengen van een opiegpiaat ter plaatse van het einde van de stootconstructie
wordt de indrukking van de stootplaat of stootvloer in de aardebaan voorkomen. Een gewapend betonnen plaat is een stijf constructie-element en geeft een grote spreiding van geconcentreerde verkeersbelastingen in lengte- en in dwarsrichting van de rijbaan.
5.5.2
Het ontwerp
Een opiegpiaat kan bestaan uit in het werk gestort beton of prefab gewapend beton. De
opiegpiaat moet over de voile breedte van een rijbaan worden aangebracht.
De breedte van de opiegpiaat dient minimaal 1,00 m te zijn. De benodigde breedte kan
worden bepaald met een berekening van de plaat als een fundering op staal volgens NEN
6744. Een zakking van de plaat in de zandbaan van 5 mm wordt toelaatbaar geacht.
De dikte van de plaat en de benodigde wapening dienen met een constructieberekening te
worden bepaald. Hiertoe wordt de opiegpiaat als een verend ondersteunde, elastische ligger
beschouwd die wordt belast door een lijnbelasting.
De betonkwaliteit van prefab-beton en in het werk gestort beton moet minimaal B35 zijn.
II.5.4
Oplegging van de stootconstructie op de aardebaan
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
5.5.3
De uitvoering
Voor het aanbrengen van een prefab gewapend betonnen oplegplaat moet de volgende
werkwijze worden gevolgd:
1. een cunet graven in de aardebaan over de gehele breedte van de toekomstige rijbaan met
een diepte gelijk de hoogte van de oplegplaat;
2. de bodem van het cunet vlak afwerken en verdichten;
3. vervolgens de prefab-plaat 'in het zand trillen';
4. het zand aanliggend tegen de plaat verdichten.
Voor het aanbrengen van een in het werk gestort gewapend betonnen oplegplaat moet de
volgende werkwijze worden gevolgd:
1. een cunet graven in de aardebaan over de gehele breedte van de toekomstige rijbaan met
een diepte gelijk de hoogte van de oplegplaat;
2. de bodem van het cunet verdichten;
3. een werkvloer van stampbeton aanbrengen en vervolgens de oplegplaat maken;
4. het zand aanliggend tegen de plaat verdichten (na uitharden van de beton).
5.6
Keuzecriteria
De keuze voor het toepassen van een bepaalde opleggingsconstructie kan worden gemaakt
aan de hand van de criteria functionaliteit en kosten.
5.6.1
Functionaliteit
De keuze van een opleggingsconstructie moet worden bezien in combinatie met de stootconstructie. Bij stootconstructies worden stootplaten en stootvloeren onderscheiden.
Een stootplaat heeft een breedte van 0,50 m of 1,00 m en heeft daardoor een beperkte
belastingspreiding in de richting loodrecht op de wegas. Een aantal naast elkaar gelegde
stootplaten kunnen een verschilzakking van de aardebaan over de breedte van de rijbaan
volgen.
Een stootvloer heeft een breedte van minimaal de breedte van de rijbaan en zorgt daardoor
voor een aanzienlijke belastingspreiding in dwarsrichting. De stootvloeren kunnen middels
een torsievervorming slechts een beperkte verschilzakking over de breedte van de rijbaan
volgen.
De functionaliteit van de opleggingsconstructie en de stootconstructie tezamen wordt bepaald door de volgende aspecten:
- belastingspreiding:
De geconcentreerde (verkeers)belasting wordt gespreid.
- flexibiliteit:
De combinatie van constructies moet in dwarsrichting enige flexibiliteit bezitten om
verschilzakking over de breedte van de aardebaan te kunnen volgen.
Oplegging van de stootconstructie op de aardebaan
II.5.5
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Wanneer is gekozen voor de toepassing van stootplaten geldt net volgende voor de keuze
van de opleggingsconstructie:
- combinatie: stootplaten op betonnen plaat
De oplegplaat zorgt voor een aanzienlijke belastingspreiding in dwarsrichting en lengterichting van de rijbaan.
Zakkingsverschillen van de aardebaan kunnen door de combinatie worden opgenomen
en zullen nauwelijks in net wegdek waarneembaar zijn als gevolg van de vormvastheid
van de oplegplaat.
- combinatie: stootplaten op funderingsmateriaal of gestabiliseerd zand
Het verdichte funderingsmateriaal of gestabiliseerd zand zorgt voor een goede belastingspreiding door de grotere stijfheid van het materiaal ten opzichte van de aardebaan. De
verschillen in het toegepaste funderingsmateriaal zijn bepalend voor de mate van indrukking
van de stootplaat in de oplegging. De indrukking van de stootplaat in de oplegging is
voor gebonden funderingsmateriaal en gestabiliseerd zand het kleinst, voor licht gebonden funderingsmateriaal is de indrukking groter en voor verdicht zand is de indrukking
nog groter.
Zakkingsverschillen van de aardebaan zullen makkelijk kunnen worden opgenomen. Deze
zullen echter in het wegdek waarneembaar zijn, omdat zowel het los gestorte materiaal
als de stootplaten de zakkingsverschillen zullen volgen.
Als is gekozen voor de toepassing van stootvloeren geldt het volgende voor de keuze van de
opleggingsconstructie:
- combinatie: stootvloer op funderingsmateriaal of gestabiliseerd zand
De stootvloer zorgt voor een belastingspreiding in dwarsrichting. Het verdichte funderingsmateriaal levert hierin nauwelijks een bijdrage. De indrukking van de stootvloer in de
oplegging is voor gebonden funderingsmateriaal en gestabiliseerd zand het kleinst, voor
licht gebonden funderingsmateriaal is de indrukking groter en voor normaal verdicht zand
is de indrukking nog groter;
Zakkingsverschillen van de aardebaan zullen niet in het wegdek waarneembaar zijn als
gevolg van de vormvastheid van de stootvloer.
-
combinatie: stootvloer op betonnen plaat
De oplegplaat en stootvloer zorgen beide voor belastingspreiding, waardoor de indrukking
beperkt blijft.
Stootvloeren oplegplaat zijn beide relatief stijve constructies. Zakkingsverschillen in dwarsrichting van de rijbaan kunnen ter plaatse van het oplegvlak vloer-plaat spanningsconcentraties tot gevolg hebben, waardoor schade kan ontstaan.
II.5.6
Oplegging van de stootconstructie op de aardebaan
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
5.6.2
Kosten
De kosten van de materialen en verwerking van de drie typen opieggingsconstructies zijn als
volgt (inclusief algemene kosten, winst en risico, exclusief omzetbelasting, prijspeil 1993):
funderingsmaterialen
/
75per m3;
circa
(licht gebonden en gebonden)
gestabiliseerd zand
per m3;
/
90 —
circa
(zand gestabiliseerd met cement)
betonnen oplegplaat
/ 600per nr.
circa
Uitgaande van de reeds genoemde ontwerpafmetingen worden de prijzen per meter constructie:
- funderingsmaterialen (ca. 1,1 m3/m1)
circa
/
85,—
perm 1 ;
- gestabiliseerd zand (ca. 1,1 m3/m1)
circa
/
100,—
perm 1 ;
1
- betonnen oplegplaat (ca. 0,20 mVm )
circa
/
120,—
perm 1 .
De kosten van ontwerp en directievoering (controle op uitvoering) worden beTnvloed door:
- de eenvoud van het ontwerp;
- de aard en omvang van de dimensioneringsberekening;
- de aard en omvang van de controle tijdens de uitvoering.
In tabel 5.1 is een overzicht gegeven van een waardering van de keuzecriteria functionaliteit
en kosten (zowel voor de constructie als voor ontwerp en toezicht) voor alle combinaties van
opieggingsconstructies met stootplaten of met een stootvloer.
Stootconstructie
Opleggingsconstructie
Functionaliteit
Kostenconstructie
stootplaten
zand aardebaan
(goed verdicht)
matig
neutraal
gestabiliseerd
zand (cement)
hoog
redelijk
licht gebonden
funderingsmateriaal
redelijk
redelijk
gebonden funderingsmateriaal
hoog
redelijk
betonnen oplegplaat
hoogst
hoogst
zand aardebaan
(goed verdicht)
matig
gestabiliseerd zand
(cement)
hoog
redelijk
licht gebonden funderingsmateriaal
redelijk
redelijk
gebonden funderingsmateriaal
hoog
redelijk
betonnen oplegplaat
matig
hoogst
stootvloer
Tabel 5.1
neutraal
Keuzecriteria ten aanzien van functionaliteit en kosten.
Oplegging van de stootconstructie op de aardebaan
II.5.7
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Literatuur
1. Handleiding Wegenbouw - Ontwerp Verhardingen, Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat,
Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Delft, juni 1994.
1.5.8
Opiegging van de stootconstruclie op de aardebaan
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
6
6.1
Opiegging van de stootconstructie op het landhoofd
Inleiding
Voor de opiegging van de stootconstructie op het landhoofd heeft men de keuze uit opiegging met een deuvel of met een nok. Deze varianten hebben tot doel dat de stootconstructie
op een bepaalde wijze aan het landhoofd is 'verankerd'. Een losse opiegging van de stootconstructie wordt ten zeerste afgeraden. Het risico van afschuiving bij rotatie van de stootconstructie is dan namelijk te groot.
De varianten worden besproken in § 6.2 en 6.3. Daarna wordt in § 6.4 een kostenvergelijking
gemaakt. Tenslotte worden de criteria en randvoorwaarden voor de keuze van een variant
samengevat in § 6.5.
6.2
6.2.1
Opiegging met een deuvel
Het ontwerp
Bij een opiegging met deuvel wordt de stootconstructie op zijn plaats gehouden met verzinkte
stalen pennen c.q. deuvels (025, Feb 500, hart op hart 500 mm) die in het landhoofd zijn
aangebracht, zie figuur 6.1. Door de vormgeving is dit een vrij eenvoudige opiegging, die
zowel bij ter plaatse gestorte als bij prefab-stootconstructies kan worden toegepast. De deuvels
mogen niet te stijf zijn, zodat de rotatie kan worden gevolgd zonder dat er extreme splijtkrachten op de stootconstructie optreden. Om de deuvels te beschermen dienen ze te worden omwikkeld met vetband, over een lengte van 130 mm.
De rand van het oplegvlak op het landhoofd dient te worden afgeschuind, omdat anders de
rotatie van de stootconstructie wordt bemoeilijkt en de rand door afschuiving bezwijkt.
Met de lengte van de stootconstructie neemt ook de dikte toe, waardoor de gaping toeneemt die bij rotatie van de constructie ontstaat, zie deel II, hoofdstukken 3 en 7. Daarom
wordt bij stootconstructies langer dan 6 m aangeraden de constructiehoogte ter plaatse van
de opiegging te reduceren door het aanbrengen van een tand, zie figuur 6.1. Bij de uitsparing
ter plaatse van de opiegging dient men erop te letten dat er voldoende ruimte is tussen het
landhoofd en de stootconstructie, zodat de rotatiecapaciteit gewaarborgd blijft.
Om te voorkomen dat de ruimte gevuld raakt met grand, dient men deze op te vullen met
een samendrukbaar materiaal, zoals bijvoorbeeld EPS-hardschuim, of een goed indrukbaar
kunststofschuim met gesloten celstructuur.
Opiegging van de stootconstructie op het landhoofd
11.6.1
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
landhoofd
onthechtingsmiddel
triplex incl. plakfoliei
0 25 h.o.h. 500 mm
landhoofd
onthechtingsmiddel
stalen deuvel
0 25 h.o.h. 500 mm
Figuur 6.1 Oplegging van de stootconstructie op het landhoofd met deuvel zonder en met tand.
6.2.2
De uitvoering
Ter plaatse gestort
Bij ter plaatse gestorte stootconstructies worden de deuvels niet alleen ingestort in het landhoofd, maar ook in de stootplaat of -vloer, nadat ze zijn omwikkeld met vetband. Om bij het
storten een holle ruimte te behouden tussen de afschuining van het landhoofd en de stootconstructie, past men een triplex-plaat (dik 4 mm) toe, met plakfolie (dik 0,3 mm), zie figuur
6.1. Om te voorkomen dat de rotatiecapaciteit van de stootconstructie door aanhechting
aan het landhoofd wordt belemmerd, past men een onthechtingsmiddel toe (bijvoorbeeld
folie, olie e.d.).
Prefab
Bij prefab-stootconstructies (c.q. -platen) worden door de volledige dikte van de constructie
buisvormige uitsparingen voor de deuvels aangebracht. Deze uitsparing lopen 'door-en-door',
om het centreren c.q. op zijn plaats brengen van de platen te vereenvoudigen. Een nauwkeurige maatvoering van de deuvelafstand is hier zeer belangrijk.
Het is wenselijk om bij de uitsparingen enige speling in de breedterichting aan te houden. Na
het aanbrengen van de platen wordt de overblijvende ruimte in de uitsparingen gevuld met
een bitumenprodukt [lit. 2].
Wanneer de stootplaten in de toekomst worden opgehaald, mogen de deuvels niet meer dan
100mm in stootplaten zitten, omdat de platen anders beschadigd raken.
II. 6.2
Oplegging van de stootconstructie op het landhoofd
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
6.3
6.3.1
Oplegging met nok
Het ontwerp
Bij een oplegging met nok wordt de stootconstructie op zijn plaats gehouden door een
haakvormig uiteinde, dat rust in een sponning in het landhoofd, zie figuur 6.2. Deze variant
komt alleen in aanmerking bij prefab-stootconstructies. Bij hooggelegen stootconstructies
dient de nok een zodanige vorm te krijgen, dat na rotatie het hoekpunt aan de bovenzijde
van de constructie op dezelfde hoogte blijft, c.q. alleen in horizontale zin verplaatst, zodat de
verharding niet wordt opgedrukt. Bij laaggelegen stootconstructies is dit door de tussenlaag
van zand, slakken, steenslag o.i.d. minder van belang.
Een nok fixeert de stootconstructie in principe minder goed dan een deuvel. Hierdoor zal de
gaping bij deze variant over het algemeen groter zijn.
"Prefab"
stootconstructie
R1
Figuur 6.2 Oplegging van de stootconstructie op het landhoofd met nok [Lit. 1],
Bij een oplegging met nok dient men er, bij een hoge figging, op te letten, dat de stootconstructie voldoende rotatiecapaciteit heeft. In figuur 6.2 zijn twee voorbeelden geschetst.
Bij voorbeeld A is de rotatiecapaciteit voldoende gewaarborgd. Bij voorbeeld B zal de stootconstructie echterop een gegeven moment gaan roteren om de punten R3 en R4, waardoor
de verharding zal worden opgedrukt. Ter plaatse gestorte stootconstructies zijn moeilijk uit te
voeren vanwege de vorm van het rotatiepunt.
6.3.2
De uitvoering
Het aanbrengen van prefab-stootplaten met een nok-oplegging is relatief eenvoudig, omdat
men hier niet te maken heeft met deuvels die een nauwkeurige maatvoering vereisen.
6.4
Kosten
Ten opzichte van de totale kosten van een overgangsconstructie zullen de kostenverschillen
tussen de opleggingsvarianten zeer gering zijn. Algemeen gesproken is een oplegging met
deuvel de meest simpele en daarom meest goedkope oplossing. Als bij stootconstructies
langer dan 6m een tand wordt aangebracht is de oplegging vanwege de vormgeving iets
duurder. Een oplegging met nok is vanwege de vormgeving en de prefab uitvoeringswijze de
duurste oplossing.
Oplegging van de stootconstructie op het landhoofd
II.6.3
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
6.5
Keuzecriteria
De voor- en nadelen van de besproken opieggingsvarianten zijn samengevat in tabel 6.1. Al
met al verdient een opiegging met deuvel met name bij een hoge ligging de voorkeur boven
een opiegging met nok.
VARIANT
Voordelen
Nadelen
Opiegging met deuvel
Eenvoudige oplossing
Nauwkeurige maatvoering vereist
van de deuvelafstand bij prefabplaten
Relatief goedkoop
Bij ophalen van de constructie
kunnen beschadigingen optreden
van de deuvels en/of de constructie
Geen deuvels (geen
problemen met
maatvoering, geen
beschadigingen e.d.)
Moeilijk toepasbaar bij in
het werk gestorte platen
Opiegging met nok
Fixering constructie in horzontale
richting minder goed dan bij deuvels
Tabel 6.1
I.6.4
Voor- en nadelen van de varianten voor de opiegging van de stootconstructie op het
landhoofd.
Opiegging van de stootconstructie op het landhoofd
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Literatuur
1. Richtlijn Overgangsconstructies (stootplaten), Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat, directie Bruggen, Hoofdafdeling Betonconstructies en Wegontwerp, normalisatiecommisssie,
maart1988.
2. Overgangsconstructies van kunstwerk naar weglichaam, Interimrapportage van de werkgroep voor het opstellen van aanbevelingen voor bestaande en te ontwerpen constructies, Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, april 1986.
Oplegging van de stootconstructie op het landhoofd
II.6.5
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
7
7.1
Overgang van het landhoofd naar de stootconstructie
Inleiding
De stootconstructie gaat door zetting van de ondergrond, klink van de aardebaan en indrukking
in de aardebaan roteren om de oplegging op het landhoofd. Er ontstaat door deze rotatie
een schegvormige ruimte (gaping) tussen het landhoofd en de voorkant van de stootconstructie. Afhankelijk van de hoogteligging van de stootconstructie kan zand of verhardingsmateriaal in deze ruimte worden weggedrukt. Ook treden trekspanningen op in de verharding. Hierdoor kan de verharding (los)scheuren. Daarom vraagt de detaillering van de
wegverharding ter plaatse van deze overgang bijzondere aandacht.
Uit oogpunt van comfort en verkeersveiligheid moet er sprake zijn van een gelijkmatige
overgang. Dit houdt in dat:
- er geen abrupte hoogteverschillen mogen ontstaan in de verharding, ook niet na intensief
gebruik;
- de structuur, oppervlaktetextuur en stroefheid van het verhardingsmateriaal ter plaatse
van de overgang niet te zeer mogen afwijken van de verharding op de aansluitende trajecten.
Voor de weggebruiker zal de passage van een dergelijke overgang onopgemerkt blijven,
terwijl geluidsoverlast beperkt blijft.
Een constructieve eis is dat ter plaatse van de overgang stootconstructie/landhoofd geen
water mag binnendringen in de aardebaan.
De detaillering ter plaatse van de overgang landhoofd/stootconstructie is afhankelijk van het
type voegovergang dat gekozen wordt voor de voeg tussen het dek-kunstwerk en het landhoofd. Dit komt omdat beide voegen slechts ca 250 tot 300 mm van elkaar afliggen. In § 7.2
wordt de detaillering besproken indien bij de voeg tussen het dek-kunstwerk en het landhoofd een rubber voegprofiel wordt toegepast en in § 7.3 wordt de detaillering besproken in
combinatie met een bitumineuze voegovergang. Tot slot wordt in § 7.4 een extra maatregel
beschreven, de stalenplaat, welke speciaal aanbevolen wordt bij een lage ligging van de
stootconstructie.
De toepassing van asfaltwapening is in theorie ook mogelijk doch deze variant wordt hier
verder niet behandeld.
Overgang van het landhoofd naar de stootconstructie
11.7.1
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
7.2
Detaillering van de overgang landhoofd/stootconstructie in combinatie met rubber
voegprofiel
In verreweg de meeste gevallen wordt voor de voeg tussen het dek-kunstwerk en het landhoofd een voegovergang gebruikt bestaande uit een stalen rooster of kunstharsdorpel in
combinatie met een rubber voegprofiel. De roosters/dorpels zijn nodig om het rubber voegprofiel in te klemmen en zodoende een goede en waterdichte aansluiting te verkrijgen.
Bij de voegovergangen met een stalen rooster wordt het asfalt aangebracht na het "inbetonneren" van de roosters/dorpels. Het asfalt op de stootconstructie wordt tot aan deze
voegovergang aangebracht. Speciale aandacht verdient de verdichting en vlakke afwerking
van het asfalt tegen de voegovergang aan.
Bij de voegovergang met kunstharsdorpels wordt eerst doorgaand over de voeg heen het
asfalt aangebracht. Daarna wordt ter plaatse het asfalt ingezaagd en verwijderd, waarna de
kunstharsdorpels kunnen worden geplaatst.
De naad van het rooster/dorpel, zie fig 7.1, bevindt zich veelal vlakbij of direct boven de
naad tussen landhoofd en stootconstructie. Dus precies op de plaats waar door rotatie van
de stootconstructie een gaping zal ontstaan. De meest toegepaste opiossing is om deze naad
met rubberhoudende bitumen aan te gieten.
Een nadeel van deze opiossing is dat de naad na verloop van enkele jaren wat open kan gaan
staan, zodat er geen waterdichte afsluiting meer aanwezig is. Echter het onderhoud kan wel
op relatief eenvoudige wijze worden uitgevoerd.
rubber voegprofiel
rubberhoudende bitumen
J
Figuur 7.1 Overgang in combinatie met rubber voegprofiel
Het asfaltpakket op de stootconstructie moet ter plaatse van het landhoofd een minimale
dikte hebben van 80 mm bij een deklaag van dichtasfaltbeton (DAB) en 100 mm bij een
deklaag van zeer open asfaltbeton (ZOAB.) Om een goede hechting van de onderste asfaltlaag aan de stootconstructie te bewerkstelligen moet voor het asfalteren op de stootconstructie
een kleefmiddel worden aangebracht.
II.7.2
Overgang van het landhoofd naar de stootconstructie
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
7.3
7.3.1
Detaillering van de overganglandhoofd/stootconstructie in combinatie met een
bitumineuze voegovergang
Het principe
Voor de voeg tussen het dek-kunstwerk en het landhoofd, welke op ca. 250 tot 300 mm
afstand ligt van de voeg landhoofd/stootconstructie, wordt tegenwoordig in een aantal gevallen een zogenaamde bitumineuze voegovergang toegepast. Deze bestaat uit een elastisch
materiaal dat is samengesteld uit een bepaalde verhouding gemodificeerde bitumen en steen.
Deze voegvulling vormt de verbinding tussen de uiteinden van de (bitumineuze) wegverharding. Een belangrijk voordeel van de bitumineuze voegovergang ten opzichte van veel
andere voegovergangen, bijvoorbeeld de kunstharsovergang, is dat deze minder geluidsoverlast veroorzaakt. In situaties waar zich in de directe nabijheid van de voegovergang bijvoorbeeld woningen bevinden kan een bitumineuze voegovergang worden overwogen.
In verband met de hogere verwachte onderhoudskosten en de nog onbekende levensduur
wordt in overige situaties deze oplossing niet geadviseerd.
In situaties waar voor de voeg tussen het dek-kunstwerk en het landhoofd bovengenoemde
bitumineuze voegovergang wordt toegepast wordt aanbevolen om deze door te trekken tot
circa 100 mm voorbij de voeg landhoofd/stootconstructie, zie figuur 7.2.a en 7.2.b. Het
ontwerp en de uitvoering van de bitumineuze voegovergang wordt uitvoerig behandeld in
"Bitumineuze Voegovergangen (Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat, 1993) [1].
bitumineuze voegovergang
-J
bitumineuze voegovergang
stootconstructie
J j /l
t~
landhoofd
/J
/ /' f / /
>' J
|
Figuur 7.2 Overgang in combinatie met bitumineuze voegovergang.
Overgang van het landhoofd naar de stootconstructie
II.7.3
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
7.3.2
Het ontwerp
De breedte van de voegovergang ligttussen de 300 en 500 mm (exclusief de 100 mm op de
stootconstructie). In uitzonderingsgevalien en wanneer nodig bij reconstructies kan de breedte
maximaal 750 mm zijn.
De dikte ligt tussen de 50 en 100 mm. De verhouding breedte/dikte mag niet extreem zijn
(1:5 a 1:6).
Het maximum hellingspercentage van de voegovergang is 4 % . De kruisingshoek, d.w.z. de
hoek waaronder de voeg de as van de weg kruist, moet minimaal 50 gon (45 booggraden)
zijn.
Door zakking van de stootconstructie ten opzichte van het landhoofd treedt een gaping op.
De maximaal opneembare gaping is afhankelijk van de afmetingen van de bitumineuze voegovergang.
De ervaringen met bitumineuze voegovergangen zijn het grootst bij de voegovergang met
een doorsnede van 500 x 100 mm. De maximale horizontale en verticale beweging vooreen
bitumineuze voegovergang is 30 mm, respectievelijk 2,4 mm.
7.3.3
De uitvoering
De bitumineuze voegovergang wordt aangebracht na het asfalteren. Ter plaatse van de aan
te brengen voeg worden twee zaagsneden aangebracht en wordt het tussenliggende asfalt
verwijderd. De hechtvlakken worden schoon en droog gemaakt door gritstralen en bewerking met een hogedruk-lans. Vervolgens wordt de elastische voegvulling in meerdere lagen
aangebracht.
De voegovergang wordt daarna verdicht totdat een gelijk niveau is verkregen met het asfalt.
Na afkoeling wordt de voeg weer opgewarmd, nagepenetreerd en ingestrooid.
Bij het aanleggen van de voeg moet een overhoogte van 1 mm per 50 mm voegdikte worden
aangebracht in verband met krimp ten gevolge van afkoeling van het voegmateriaal.
1.7.4
Overgang van het landhoofd naar de stootconstructie
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
7.4
Extra stalen plaat
Met een extra stalen afdekplaat kan de gaping worden afgedekt in geval van een lage ligging
van de stootconstructie. Hierdoor wordt voorkomen dat materiaal in de voeg wordt gedrukt,
zie figuur 7.3.
V/A
V//
stalen plaat
I:/://
f i
zand of ongebonden
steenachtig materiaal
'
I
-7/7////;,:-/'////)
stootconstructie
landhoofd
J
7.3. Stalen plaat bij lage ligging van de stootconstructie.
De dikte van de plaat moet voldoende zijn en de plaat moet, bij een hooggelegen stootconstructie, stabiel liggen om tijdens het asfalteren niet in trilling te raken. Meestal wordt een
dikte van 3 mm gekozen. De stalen plaat moet over de gehele breedte van de stootplaatconstructie worden aangebracht.
De breedte van de plaat moet zodanig zijn dat de plaat de te verwachten gaping afdekt.
De stalen afdekplaat dient te worden geconserveerd door middel van bijvoorbeeld verzinken
of een epoxy-produkt. Eventueel kan een roestvrijstalen plaat worden toegepast.
Voordat de voeg met een plaat wordt afgedekt, dient op de hechtvlakken (ook op de
afdichtingsplaat) een dekkende laag gemodificeerde bitumen als primer aanbracht te worden. Daarbij is het zaak ervoor te zorgen dat de bitumen bij het aanbrengen de door de
fabrikant voorgeschreven temperatuur heeft.
Bij toepassing van een stalen plaat moet de stootconstructie aan de bovenzijde van een
afschuining zijn voorzien, om te voorkomen dat de stalen plaat en daardoor de verharding
door rotatie van de stootconstructie wordt opgedrukt.
Overgang van het landhoofd naar de stootconstructie
II.7.5
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Literatuur
1. Bitumineuze Voegovergangen: Richtlijnen voor Ontwerp en Uitvoering, Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat, januari 1994.
1.7.6
Overgang van net landhoofd naar de stootconstructie
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
8
8.1
Voorzieningen voor hemelwaterafvoer
Inleiding
Het is gewenst dat een snelle, gecontroleerde afvoer plaatsvindt van het hemelwater dat is
gevallen op de verharding van het kunstwerk en van de aardebaan, zie figuur 8.1. Dit is
noodzakelijk vanwege:
1. een goede en veilige verkeersafwikkeling;
2. het voorkomen van uitspoeling van gronddeeltjes door oppervlakte-erosie ter plaatse van
bermen en taluds;
3. het voorkomen van verzadiging van de aardebaan, waardoor interne erosie en instabiliteit
zou kunnen ontstaan.
afvoer naar
I oppervlaktewater
flexibele afvoerleiding (HDPE)
. i : > I I . I I I M I I I j I i li I I I I II I j
A \ l I ; I : MM M I
put
C (&C( CC( C( CCC( C( ( ( ( CCC(
/
/
opvangput
/
/
/aardebaan /
goot aardebaan
/
/
/
vloeistofdichte voegovergang
Figuur 8.1 Gecontroleerde afvoer hemelwater
De constructieve voorzieningen om een snelle en gecontroleerde afvoer te realiseren, zijn:
1. een vloeistofdichte verharding met een voldoende dwarshelling;
2. een vloeistofdichte voegovergang;
3. een vloeistofdichte afsluiting van de verharding op het kunstwerk.
4. een gecontroleerde afvoer van hemelwater naar het oppervlaktewater met goten, putten
en rioleringsbuizen;
5. drainage.
Deze maatregelen moeten in combinatie met elkaar worden toegepast, omdat de afzonderlijke oplossingen niet voldoende zijn om hemelwater gecontroleerd af te voeren.
Voorzieningen voor hemelwaterafvoer
11.8.1
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
8.2
8.2.1
Verharding en voegovergang
Het principe
Het aanbrengen van een dichte verhardingsconstructie en dichte aansluitingen voorkomt dat
hemelwater in de aardebaan dringt.
8.2.2.
Het ontwerp
Praktisch gezien is het in dit opzicht voldoende om de verharding zoals die op de aardebaan
is aangebracht, door te trekken tot aan het landhoofd.
Speciale aandacht moet worden besteed aan aansluitingen op vaste constructies zoals landhoofd (voegovergangen brugdek-landhoofd en landhoofd-stootconstructie), vleugels, opvangputten, etc. Deze aansluitingen moeten ook na zakking nog dicht zijn of dicht gemaakt
kunnen worden.
8.3
8.3.1
Gecontroleerde afvoer
Het principe
Met behulp van een afvoerstelsel bestaande uit goten, putten en afvoerbuizen wordt het
hemelwater afgevoerd.
8.3.2
Het ontwerp
De constructie kan bestaan uit een opvangput nabij het landhoofd en tegen de vleugelmuur.
De opvangput dient te worden voorzien van een stroomprofiel en te worden afgedekt met
een gietijzeren rooster in een gietijzeren omranding. Het rooster moet berekend zijn op belastingen door zwaar verkeer. Per rijbaan wordt een opvangput aangebracht aan de lage
zijde.
De ruimten tussen opvangput en omliggende constructies worden vloeistofdicht afgewerkt
met gietasfalt.
De constructie voor de afvoer van het water van het kunstwerk via de bovengenoemde
opvangput naar de put van de aardebaan moet flexibel worden uitgevoerd door middel van
een HDPE-afvoerleiding. De aansluitingen op de put en goot moeten trekvast worden uitgevoerd met gietijzeren T-stuk en stalen overschuifflens.
De diameter van de afvoerleiding is afhankelijk van de af te voeren hoeveelheid hemelwater
afkomstig van de opvangput en van het eventueel aangesloten afvoerstelsel van het kunstwerk [lit. 1].
In de afvoerleiding mogen geen knikken of zijaansluitingen voorkomen.
De goot van de aardebaan (indien aanwezig) dient aan te sluiten op de goot van het kunstwerk.
Op de afvoerput is tevens de wegriolering aangesloten. Vanaf deze put loopt een PVCverbindingsbuis naar een verzamelput op maaiveldhoogte, die via een PVC-buis het afvoerwater op het oppervlaktewater loost.
1.8.2
Voorzieningen voor hemelwaterafvoer
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
8.3.3
Afweging losse of vaste opvangput
Bij het bepalen van de keuze tussen de prefab-putconstructie en de aangestorte putconstructie
zijn de volgende factoren van belang:
- vleugelmuren
De prefab-constructie los van het landhoofd kan worden toegepast bij een landhoofd met of
zonder vleugelmuren. De vaste constructie kan alleen worden toegepast bij de aanwezigheid van een vleugelmuur.
- zakking
Uit oogpunt van zakking van de aardebaan verdient de prefab-constructie los van het landhoofd en de vleugelmuur de voorkeur. Bij de vaste constructie kunnen problemen ontstaan
door de zakkende afvoerbuis en de niet zakkende putconstructie. Een nadeel van de prefabconstructie los van het landhoofd en de vleugelmuur is echter dat er geen goede vloeistofdichte afdichting wordt gerealiseerd.
8.4
8.4.1
Drainage
Het principe
Met behulp van een drainagebuis wordt voorkomen dat een hoge grondwaterspiegel optreedt in de aardebaan nabij het landhoofd.
8.4.2
Het ontwerp
Bij hooggefundeerde landhoofden ligt de drain ter plaatse van de onderzijde van het landhoofd, zie figuur 8.2. Bij laaggefundeerde landhoofden met gesloten frontwand is tevens
een drain met dezelfde specificaties nodig op het laagste punt van de aardebaan. De hoger
gelegen drain (bij de voegovergang) staat in verbinding met een verticale drain die uitmondt
ter plaatse van de overgang van aardebaan op het maaiveld, zie figuur 8.3.
De drainage bestaat uit een geperforeerde geribbelde buis met een diameter van 80 mm, die
is omhuld met polypropeen, met een kokos of kunststoffen omhulling.
Figuur 8.2 Drainage bij hooggefundeerde landhoofden
Voorzieningen voor hemelwaterafvoer
,, o ,
II.DO
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Figuur 8.3 Drainage bij laaggefundeerde landhoofden
8.5
Tijdelijke maatregelen tijdens de bouw
Na de bouw van het landhoofd rest veelal enige tijd voordat de definitieve verharding wordt
aangebracht. In deze situatie zullen tijdelijke voorzieningen nodig zijn voor de afvoer van het
hemelwater dat van het kunstwerk afstroomt. Voorkomen dient te worden dat het afstromende
water op en in de aardebaan terecht komt waardoor zand zou kunnen wegspoelen.
Tijdelijke maatregelen zijn:
-
een tijdeliike opvangput bestaande uit een open bak van prefab-elementen die aan het
landhoofd is bevestigd. De breedte kan zowel de gehele rijbaanbreedte beslaan als een
deel daarvan in combinatie met een dam op het wegdek. De kier tussen de tijdelijke
opvangput en het landhoofd dient afgedicht te zijn met gietasfalt.
Als een definitieve afvoerleiding vanaf de put niet te realiseren is, dan moet een tijdelijke
afvoerleiding naar een beschikbaar lozingspunt in de nabijheid aarigelegd worden. De
eventuele dam op het dek moet voldoende waterdicht zijn en bestand zijn tegen uitspoeling. De dam dient zodanig aangebracht te zijn dat het water via de putconstructie
wordt afgevoerd.
-
een tijdeliike drainage ca. 0,30 m in de aardebaan nabij het landhoofd met afvoer naar
het oppervlaktewater. De materiaalspecificaties van de drains zijn gelijk aan die bij definitieve drains. De sleuven waarin de drains worden gelegd, worden aangevuld met grof
zand. De afvoer van het water uit de tijdelijke drains dient gerealiseerd te worden via een
tijdelijke afvoerleiding. Het verdient aanbeveling om het tijdelijke drainage systeem in een
later stadium weer te verwijderen.
-
een tiidelijke afdichting van de voeg tussen landhoofd en brugdek door middel van een
rubberprofiel.
-
stootconstrudie later aanbrengen, zodat eventuele uitspoelingen nog aangevuld kunnen
worden.
II.8.4
Voorzieningen voor hemelwaterafvoer
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Literatuur
1. Handleiding Wegenbouw, Ontwerp Hemelwaterafvoer, Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat, Dienst Weg- en Waterbouwkunde, Delft, juni 1988.
Voorzieningen voor hemelwaterafvoer
II.8.5
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
9
9.1
Enkele ontwerpvoorbeelden
Inleiding
In dit hoofdstuk behandelen we als case-study de volgende gevallen:
- een auto(snel)weg op een weinig zettingsgevoelige ondergrond;
- een auto(snel)weg op een zettingsgevoelige ondergrond.
Het ontwerpschema dat we in deel I, § 2.1 presenteerden wordt voor beide ontwerpen
doorlopen, rekening houdend met de richtlijnen en adviezen zoals die in de andere hoofdstukken en paragrafen zijn gegeven. We vermelden geen details van de achterliggende berekeningen; alleen de berekeningsresultaten zijn, waar nodig, opgenomen.
9.2
9.2.1
Constructie op een weinig zettingsgevoelige ondergrond
Bepalen van de randvoorwaarden
De grondgesteldheid is bepaald met behulp van sonderingen en boringen. Aangezien er
sprake is van weinig zettingsgevoelige grand, is een uitgebreid laboratoriumonderzoek naar
de samendrukbaarheid en het consolidatiegedrag van de grand niet uitgevoerd. De ondergrond bestaat hoofdzakelijk uit zand; op verschillende diepten zijn ook dunne, sterk siltige
lagen aanwezig. Het grondwater staat op ca 2,5 m beneden maaiveld.
Het verticaal alignement van de weg vereist een netto ophoging (van huidig maaiveld tot
bovenkant verharding) van 6,0 m.
Er wordt een hooggefundeerd landhoofd op palen toegepast, zie deel II, hoofdstuk 2.
Uit de planning van de uitvoering blijkt dat voor de uitvoering (aanbrengen van de ophoging
en het kunstwerk) en voor de consolidatie van de ondergrond een periode van 10 maanden
beschikbaar is.
Enkele ontwerpvoorbeelden
11.9.1
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
9.2.2
Bepaien van de uitgangspunten
Uit ervaring in de omgeving is bekend dat slechts met geringe restzettingen hoeftte worden
gerekend (circa 0,05 m).
Als ophoogmateriaal is gekozen voor zand omdat dit, bij de huidige ondergrondcondities, in
principe leidt tot de goedkoopste oplossing. De ophoging wordt in 3 maanden laagsgewijs
aangebracht en verdicht.
De stootconstructie wordt hoog aangelegd, zie deel II, hoofdstuk 3. De lengte van de stootconstructie dient nader te worden vastgesteld. Het tijdstip van asfalteren ligt 10 maanden
na de start van de ophoging.
Voor de aanleg bestaan de volgende mogelijkheden (zie figuur 9.1):
1. principe-oplossing
De bovenkant van de verharding aanleggen volgens het theoretisch profiel. De stootplaatlengte wordt zo gekozen, dat na zakking (ca 0,05 m) de verwachte knik in het
wegdek ten opzichte van het theoretisch profiel nogjuist acceptabel is (1:100);
2. variant 1
De verwachte restzakking als overhoogte toepassen. De verharding wordt met een beginhelling van 1: -150 (tegenhelling) aangelegd. Na zakking ligt het wegdek volgens theoretisch profiel;
3. variant 2
Van de te verwachten restzakking een nog nader te bepaien deel als overhoogte toepassen. De verharding wordt met een beginhelling van 1: -150 (tegenhelling) aangelegd.
De stootplaatlengte zo kiezen, dat na zakking de verwachte knik in het wegdek ten
opzichte van het theoretisch profiel nog juist acceptabel (1:100) is.
5.00 m
!
theoretisch lengteprofiel
v
I kunstwerk
I
\
I ~~^ —-)
+
I
zakking
°' 05 m
knik 1 : 1 0 0
principe oplossing
overhoogte
knik 1 : -150
~
~
I kunstwerk
I
T 0,05 m
^
I
variant 1
3.00 m
knik 1 : -150
0,05 m
kunstwerk
I
,-. . . .
...
knik 1 : 100
variant 2
Figuur 9.1 Mogelijke oplossingen bij weinig zettingsgevoelige ondergrond.
H.9.2
Enkele ontwerpvoorbeelden
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
9.2.3
Bepalen van het zettingsverloop (restzetting)
De totale zetting is berekend op 0,30 m en is opgebouwd uit 0,25 m primair en 0,05 m
secundair. Voor een netto ophoging van 6,0 m is een bruto ophoging van 6,30 m benodigd.
De hydrodynamische periode bedraagt 6 maanden. Na de start van het asfalteren is alleen
nog secundaire zetting te verwachten: de restzetting inclusief klink bedraagt minder dan
0,05 m. In figuur 9.2 is het tijdschema weergegeven.
6 m n d
^
^hydrodynamische periode
^aanbrengen ophoging
asfalteren
12
18
tijd (maanden)
24
Figuur 9.2 Tijdschema ophoging en consolidatie (zettingsongevoelige ondergrond).
9.2.4
Berekening van de lengte van de stootconstructie
1.
Principe-oplossing
Uit figuur 9.1 blijkt dat L 5 m moet zijn. In tabel 9.1 is dit ook af te lezen.
Maximaal toegestane zakking (ZMAX [mm]) stootconstructies autosnelwegen (met kmax = 1:100)
2m
3m
4m
5 m
6m
7m
8m
9m
10m
11 m
12 m
-1:150
33
50
67
83
100
117
133
150
167
183
200
-1:200
30
45
60
75
90
105
120
135
150
165
180
-1:500
24
36
48
60
72
84
96
108
120
132
144
-1:1000
22
33
44
55
66
77
88
99
110
121
132
Horizontaal
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
Lengte
Beginhelling
KgJ
Tabel 9.1
maximaal toegestane zakking van stootconstructies.
2. Variant 1
In figuur 9.1 is bij deze variant te zien dat een lengte van 7,5 m noodzakelijk is. Om
praktische redenen wordt 8 m gekozen.
3. Variant 2
In tabel 9.1 is af te lezen dat voor deze variant, beginhelling 1:-150en eindhelling 1:100,
de benodigde lengte slechts 3 m bedraagt.
Enkele ontwerpvoorbeelden
II.9.3
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
9.2.5
Uitwerking van de stootconstructie
Vorm: er is gekozen voor een stootvloer omdat het te verwachten restzettingsverschil in
dwarsrichting klein is en omdat een stootvloer goedkoper is dan afzonderlijke stootplaten
(ziedeel II, §4.10).
Afmetingen bij principe-oplossing:
Lengte: 5 m; dikte 0,35 m, zie deel II, § 4.6.1.
Afmetingen bij variant 1:
Lengte: 8 m; dikte 0,45 m, zie deel II, § 4.6.1.
Afmetingen bij variant 2:
Lengte: 3 m; dikte 0,25 m, zie deel II, § 4.6.1.
Mater iaal:
gewapend beton; wapening zie deel II, § 4.6.1.
Hoogte ligging:
hooggelegen met verlopende verhardingsdikte, zie deel II, hoofdstuk 3.
Oplegging op aardebaan:
gestabiliseerd zand, zie deel II, § 5.6.
9.2.6
Aansluiting van de stootconstructie op het kunstwerk
Oplegging op het landhoofd: oplegging met deuvel zonder tand, aangezien dit de eenvoudigste opiossing is die bovendien bij de hier toegepaste dikten (< 0,4 m) een gunstige ligging
van het rotatiepunt kent, zie deel II, § 6.5.
Voegovergang: Voegprofiel ingeklemd in metalen rooster of kunsthars dorpel voor de voeg
dek/kunstwerk met het landhoofd en de naad rooster/dorpel vol gieten met rubberhoudende
bitumen, zie deel II, § 7.2 of een bitumineuze voegovergang, zie deel II, § 7.3, indien deze
reeds voor de voeg dek/landhoofd wordt toegepast.
1.9.4
Enkele ontwerpvoorbeelden
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
9.3
9.3.1
Constructie op een zettingsgevoelige ondergrond
Bepalen van de randvoorwaarden
De grondgesteldheid is bepaald met behulp van sonderingen en boringen. Aangezien er
sprake is van zettingsgevoelige grond, is een uitgebreid laboratoriumonderzoek naar de
samendrukbaarheid en het consolidatiegedrag van de grond uitgevoerd. De ondergrond bestaat tot 15,0 m beneden maaiveld uit sterk samendrukbare klei- en veenlagen; daar beneden bevindt zich het pleistocene zand.
Het verticaal alignement van de weg vereist een netto ophoging (van huidig maaiveld tot
bovenkant verharding) van 6,0 m.
Mede gezien de ondergrondcondities is gekozen voor een hooggefundeerd landhoofd op
palen; dit is een zettingsvrij landhoofd.
Uit de planning van de uitvoering blijkt dat voor de uitvoering (aanbrengen van de ophoging
en het kunstwerk) en voor de consolidatie van de ondergrond een periode van 24 maanden
beschikbaar is.
Enkele ontwerpvoorbeelden
II.9.5
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
9.3.2
Bepalen van de uitgangspunten
Uit ervaring in de omgeving is bekend dat met aanzienlijke restzettingen moet worden gerekend. Bij het ontwerp van de onderbouw dient ernaar te worden gestreefd, de restzetting te
beperken tot 0,25 m; dit betreft zowel de restzetting door klink als door de samendrukking
van de ondergrond.
Als ophoogmateriaal is, na een kostenvergelijking waarbij ook ophogen met PS-hardschuim
is beschouwd, gekozen voor zand. Om de restzetting te beperken wordt een tijdelijke extra
overhoogte toegepast.
Gezien de ondergrondcondities kan slechts langzaam worden opgehoogd. Door flauwe taluds en verticale drainage toe te passen (verticale drains op een korte h.o.h-afstand), wordt
bereikt dat de hydrodynamische periode 24 maanden bedraagt en dat de ophoging in 12
maanden kan worden aangebracht. Na een consolidatietijd van 11 maanden zal de extra
overhoogte worden afgegraven. Hiervoor is ca 1 maand benodigd. Als netto voorbelastingstijd (van 'halve hoogte' tot start afgraven overhoogte) resteert dan een periode van 17 maanden. In figuur 9.3 is het tijdschema weergegeven.
,
24 mnd
,
hydrodynamische periode
17 mnd
,
beschikbare consolidatietijd
1 mnd
12 mnd
aanbrengen ophoging
verwijderen overhoogte
I
asfalteren
18
24
30
Figuur 9.3 Tijdschema ophoging en consolidate (zettingsgevoelige ondergrond).
De ophoging zal laagsgewijs worden aangebracht en verdicht. Verwacht wordt dat de
restzetting door klink verwaarloosbaar is.
De volgende twee mogelijkheden zijn beschouwd, zie figuur 9.4:
-
principe-oplossing
De aanleg onder theoretisch profiel; na zetting tot een helling van 1:100 zal uitgevuld
moeten worden.
-
variant
Om het tijdstip van onderhoud zo lang mogelijk uit te stellen wordt de verhardingsconstructie aangelegd onder een beginhelling 1: -150 en wordt een overhoogte toegepast. Na zetting tot een helling van 1:100 zal uitgevuld moeten worden.
I.9.6
Enkele ontwerpvoorbeelden
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
kniki :100
zakking
"~ — ~ - y —
kunstwerk
principe oplossing
L
kniki:-150
\
zakking
kunstwerk
knik 1 : 100
/
variant
Figuur 9.4 Beschouwde oplossingen bij zettingsgevoelige ondergrond.
De lengte van de stootconstructie dient nader bepaald te worden. Gedacht wordt aan een
lengte van 8,0 tot 12,0 m. Het tijdstip van asfalteren ligt 24 maanden na de start van de
ophoging, zie figuur 9.3.
Het onderhoud aan de stootconstructie dient tegelijkertijd met het onderhoud aan de verharding te gebeuren; dit vindt eens in de tien jaar plaats, tenzij na inspecties anders wordt
besloten. Bij een helling van 1 : 100 dient een uitvullaag te worden aangebracht met een
dikte van tenminste 0,04 m.
9.3.3
Bepalen van het zettingsverloop (restzetting)
Voor een netto ophoging van 6,0 m is een bruto ophoging van 8,5 m benodigd; in verband
met de grote zetting (berekend op 2,5 m waarvan 1,5 m primair) is gekozen voor een tijdelijke extra overhoogte van 2,5 m (totale ophoging 11,0 m) in combinatie met verticale drains
in de ondergrond.
De verwachte restzetting, na het verwijderen van de extra overhoogte, bedraagt ca 0,25 m,
inclusief klink van het ophoogmateriaal. Het verloop van de restzetting is als volgt:
Tijd (jaar)
Restzetting (m)
1
2
5
10
30
Tabel 9.1
0,03
0,05
0,12
0,17
0,2,5
Berekende restzettingen in de tijd na start asfaltering
Enkele ontwerpvoorbeelden
II.9.7
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
9.3.4
Prognose van de kosten van aanleg en onderhoud van de stootconstructie
Principe-oplossing
Er zijn berekeningen met het programma STOPUIT (zie hoofdstuk 4 van deze handleiding)
uitgevoerd, uitgaande van de volgende gegevens:
1. restzettingen na start asfaltering volgens tabel 9.1;
2. de minimale dikte van de uitvullaag is 0,04 m;
3. de beginhelling is horizontaal; de helling na zetten is 1:100; de helling na uitvullen is
1:300;
De berekeningen geven als resultaat:
1. bij stootplaatlengte 8,0 m:
uitvullen na 21/2, 7 en 14 jaar;
2. bij stootplaatlengte 10,0 m:
uitvullen na4, 10 en 24 jaar;
3. bij stootplaatlengte 12,0 m:
uitvullen na 5 en 16 jaar.
Bij geen van de stootplaatlengten wordt voldaan aan de eerder genoemde uitgangspunten
(eerste onderhoud na 10 jaar) zodat deze principe-oplossing wordt afgeraden.
Variant
Voor de variantoplossing zijn eveneens met het programma STOPUIT berekeningen uitgevoerd. Het verschil met de principe oplossing is dat voor de beginhelling nu de waarde 1:150 wordt ingevoerd.
De berekeningen geven als resultaat:
1.
2.
3.
4.
bij
bij
bij
bij
stootplaatlengte
stootplaatlengte
stootplaatlengte
stootplaatlengte
6
8
10
12
m:
m:
m:
m:
uitvullen
uitvullen
uitvullen
uitvullen
na 4, 7, 12 en 20 jaar;
na 7 en 13 jaar;
na 10 en 23 jaar;
na 15 jaar.
Uit de resultaten blijkt dat bij een veelal toegepaste lengte van de stootplaat van 6 m binnen
een termijn van 10 jaar reeds tweemaal onderhoud (uitvullen) noodzakelijk is. Deze lengte is
voor deze situatie duidelijk te klein.
Bij de lengte van 8 m moet ook binnen de termijn van 10 jaar al onderhoud gepleegd
worden. In het geval dat de weg in verband met de grootte van de optredende zettingen
over het hele trace gefaseerd wordt aangelegd, dat wil zeggen dat na 5 of 10 jaar na aanleg
het aanbrengen van een deklaag is gepland, kan een 8 m lange stootplaat overwogen worden. Een nadeel blijft dat de tweede uitvulling 6 jaar later al weer noodzakelijk is in jaar 13.
Door echter bij de eerste keer uitvullen onder een flauwere helling dan de gekozen 1:300 uit
te vullen, kan de tweede uitvulling een aantal jaren naar achteren geschoven worden.
Een berekening met STOPUIT met een uitvulhelling van bijvoorbeeld 1:700 geeft als resultaat dat het tweede onderhoudsmoment dan verschuift van jaar 13 naar jaar 16. Wordt de
weg niet gefaseerd aangelegd en willen we de eerste 10 jaren geen extra onderhoudswerkzaamheden dan moet een stootplaatlengte van 10 m worden gekozen. In de verdere
uitwerking van dit voorbeeld wordt met deze waarde verder gerekend.
Enkele ontwerpvoorbeelden
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
9.3.5
Uitwerking van de stootconstructie
Vorm:
in verband met ongeiijke restzettingen in dwarsrichting is gekozen voor stootplaten. Gezien
de lengte, is een breedte van 1,0 m gekozen, zie deel II, § 4.5.1.
Lengte:
10,0 m; dikte 0,55 m, zie deel II, § 4.5.1.
Materiaal:
gewapend beton; wapening, zie deel II, § 4.5.1.
Hoogteligging:
hooggelegen met verlopende verhardingsdikte.
Oplegging op aardebaan:
betonnen oplegplaat; hiervoor is gekozen in verband met de grote rotaties van de stootplaten die verwacht worden, zie deel II, § 5.6.
9.3.6
Aansluiting van de stootconstructie op het kunstwerk
Oplegging op landhoofd: tandoplegging met deuvel. Deze oplegging heeft een zeer gunstige ligging van het rotatiepunt en is bij deze dikte goed toepasbaar, zie deel II, § 6.5.
Voegovergang: Voegprofiel ingeklemd in metalen rooster of kunsthars dorpel voor de voeg
dek/kunstwerk met het landhoofd en de naad rooster/dorpel vol gieten met rubberhoudende
bitumen, zie deel II, § 7.2, of een bitumineuze voegovergang, zie deel II, § 7.3, indien deze
reeds voor de voeg dek/landhoofd wordt toegepast.
Enkele ontwerpvoorbeelden
II.9.9
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
10 Stappenplan en voorkeursoplossingen
10.1
Inleiding
In dit hoofdstuk is op basis van het in § 2.2 van deel I gegeven stroomschema een stappenplan opgesteld en worden de voorkeursoplossingen zoals die gelden voor primaire en secundaire wegen toegelicht. De daarbij behorende illustraties zijn samengevat op de bijgevoegde
tekening.
Dit hoofdstuk is met name bedoeld om in het voorontwerp-stadium snel een goede, eerste
keuze te kunnen maken. Nadere detaillering en motivatie is te vinden in de voorgaande
hoofdstukken.
10.2
Bepaling randvoorwaarden
De volgende randvoorwaarden die van invloed zijn op hetzakkingsverschil tussen kunstwerk
en weglichaam dienen te worden vastgesteld c.q. te worden gekwantificeerd:
-
10.3
10.3.1
de vanuit het verticaal alignement van de weg benodigde ophoging;
de grondgesteldheid (ondergrond);
de beschikbare bouwtijd voor de openstelling van de weg;
hoog of laag gefundeerd landhoofd.
Bepaling uitgangspunten
Ontwerp van de onderbouw van de wegverharding
Bij het ontwerp van het weglichaam kan, met name bij een zettingsgevoelige ondergrond
gekozen worden uit verschillende mogelijkheden. Twee voorkomende gevallen zijn schetsmatig aangegeven, namelijk de aanleg met een traditionele aardebaan waarbij een gedeelte
van de verwachte restzakking als overhoogte is toegepast (wegprofiel onder een tegenhelling van 1:-150 bij autosnelwegen en 1:-100 bij autowegen) en de toepassing van een
licht ophoogmateriaal (EPS).
10.3.2
Onderhoudstrategie en criteria
Het belangrijkste onderhoudscriterium welke een directe relatie heeft met de dimensionering
van de stootconstructie is de maximaal optredende rotatie na 10 a 15 jaar. Voor autosnelwegen bedraagt deze 1:100 en voor niet-autosnelwegen 1:70.
10.4
Bepaling principe ontwerp
Bij het principe ontwerp gaat het erom dat op basis van het verwachte zakkingsverschil tussen kunstwerk en weglichaam en een eventueel aangenomen beginhelling (tegenhelling in
de wegverharding) de optimale lengte van de stootconstructie wordt bepaald, zodanig dat
aan de uitgangspunten met betrekking tot onderhoudsstrategie en criteria is voldaan.
Als hulpmiddel voor deze "ontwerpslag" kunnen de tabellen 4.1 en 4.2 worden gehanteerd
of het computerprogramma STOPUIT.
Stappenplan en voorkeursoplossingen
11.10.1
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
10.5
10.5.1
Detaillering overgangsconstructie
Hoogteligging van de stootconstructie
Een hoge ligging van de stootconstructie, met verlopende verhardingsdikte, is de aanbevolen oplossing.
10.5.2
Vorm en afmetingen van de stootconstructie
Bij gelijkmatige restzetting in dwarsrichting is het goed om stootvloeren toe te passen.
Bij ongelijkmatige restzetting in dwarsrichting komen stootplaten in aanmerking. Bij een lengte
kleiner of gelijk 6 m, stootplaten met een breedte van 0,5 m, bij een lengte groter dan 6 m,
stootplaten met een breedte van 1,0 m.
10.5.3
Opiegging van de stootconstructie op de aardebaan
Bij stootplaten bij voorkeur gestabiliseerd zand toepassen, of een opleggingsplaat, of gebonden funderingsmateriaal.
Bij stootvloeren bij voorkeur gestabiliseerd zand of gebonden funderingsmateriaal toepassen.
10.5.4
Opiegging van de stootconstructie op het landhoofd
Bij een stootconstructie met een lengte van maximaal 6 m een opiegging met deuvel toepassen. Een opiegging met nok biedt met name bij prefab stootplaten een redelijk alternatief. Bij
een grotere lengte een tandoplegging met deuvel toepassen.
10.5.5
Overgang van de stootconstructie naar het landhoofd
Bij toepassing van een rooster of dorpel met voegprofiel voor de voeg tussen het
dek-kunstwerk en het landhoofd, de naad tussen rooster of dorpel en verharding op de
stootconstructie volgieten met rubberhoudende bitumen. Indien voor de voeg tussen het
dek-kunstwerk en het landhoofd een bitumineuze voegovergang wordt toegepast, die ca.
100 mm doortrekken voorbij de voeg landhoofd/stootconstructie.
10.5.6
Voorzieningen voor hemelwaterafvoer
Het gaat om een combinatie van voorzieningen. Met name ook tijdens de bouw dienen
voorzieningen aangebracht te worden.
11.10.2
Stappenplan en voorkeursoplossingen
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Stappenplan en voorkeursoplossingen
11.10.3
Lengte (deel II. par. 4.2 ) : 2
LJ?
a 12 m
bij nagenoeg zettingsvrije ondergrond : L = 2 m
by veel restzetttng :
L = 12 m
Vorm (deel II. par. 4.4 en 4.10 ) :
bij gelijkmatige restzetting in dwarsrichting
stootvtoer toepassen
anders : stootptaten toepassen
nlveau re zetttig
Qplegging op funderingsmateriaaL
Slanhtar / .sm
niveati na zettfcig
Breedte stootplaat (deel II par. 45.1 ) :
bij L < 6 m breedte 0.5 m
bij L > 6 m breedte 1.0 m
Oplegging op gestabiiseerd zand
Materiaal (deel II par. 4.5 en 4.6 ) :gewapend beton
Stootpiaaf
weglthaam (aardebaan)
TIVE3U n3 ZEttHQ
Oplegging op betormen plaat
Hst.4 Vorm en afmetingen van de stootconstructie
•
L I
-,
i
1
i
-
HstS Optegoiig van de stootconstructie op de aardedaan
•H
J
14.6m •.
o^egsing met
deuvel
Hoge Urging met vertopende verhanfngsdkte
Hst3 Hoogteligging van de stootconstructie
j
compensate
n t o r voeanfel
rittertioudgide bitumen
. 1 B| L > 6m :
Tripta hdjIaWoliel 0 * 6 9 9 ^ met
dek loretwertc
tand en deuvel
stootnustmctie.-'
Urattnfj
Aanleg met overhoogte
-f
___^
1
I
(wegpronel onder een beperkte tegenheliing)
Oplegging met
Overgaig in combhatie met rubber voegprofiel
j nok
Bihwineua VQegpyemaiq
l
KX> a 150 nni
Hst.6. Oplegging van de stootconstrudie op het landhoofd
Bitumineuze voegovergang
Hst.7. Ove^ang van het landhoofd naar de stootconstmctie
Aanteg met Ucht matertaal In gevat zeer grote restzetthg wordt verwadit bj ophogen met zand
Hst. 1 Ontwerp van het weglichaan) nabj het landhoofd
Handleiding Wegenbouw
Ontwerp Overgangsconstructies
Overzichf voorkeursoplossingen
Bijiagen
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Bijlagen
I.
Eigenschappen schuimbeton
II.
Kosten stootconstructie
III.
Begrippen
IV.
STOPUIT
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
I
Eigenschappen Schuimbeton
Schuimbeton
herkomst
Schuimbeton ontstaat door intensieve vermenging van cementmortel met schuim. De mortel
bestaat hierbij uit cement, water, zand en hulpstoffen. In plaats van zand kunnen andere
toeslagmaterialen worden toegepast, zoals vliegas of geexpandeerde polystyreenkorrels.
Er bestaat synthetisch schuim en op protei'ne-basis vervaardigd schuim. Dit laatste beperkt
de vochtopname meer dan schuim op synthetische basis.
De cementmortel kan in de fabriek of op het werk gemaakt worden. De produktie en toevoeging van het schuim dient op het werk plaats te vinden vanwege de beperkte duur waarin
het schuim stabiel is. Bij mengsels met een lager volumiek gewicht dan 6 kN/m 3 kan instabiliteit van de mortel optreden.
aard materiaal
Het volumiek gewicht van schuimbeton is sterk afhankelijk van de samenstelling en bedraagt
4 tot 14 kN/m 3 . Bij gebruik als licht materiaal, wordt veelal een volumiek gewicht van ca
6 kN/m 3 toegepast.
mechanische eigenschappen
Bij een toenemend volumiek gewicht nemen de sterkte en stijfheid toe en de krimp en kruip
af. Voor de kruip worden 1,5 - 8,5 maal grotere waarden gehanteerd dan voor grindbeton
gelden.
Schuimbeton heeft een goede duurzaamheid en behoeft na aanbrengen geen onderhoud.
Zonder nabehandeling en indien blootgesteld aan weer en wind, is het materiaal wel gevoelig voor veroudering.
grondwatermechanische eigenschappen
De wateropname van schuimbeton op de lange duur is een onzekere factor. Toevoeging van
bepaalde dichtingsmiddelen aan de mortel zou de wateropname moeten beperken. De wateropname is het grootst bij lage volumieke massa's.
Recente laboratoriumproeven [lit. 10] hebben aangetoond dat er geen duidelijkheid is over
de wateropname op de lange termijn.
Volgens recent onderzoek zou bij vliegasschuimbeton, vervaardigd met proteneschuim, de
cementsteen zodanig dicht zijn dat de luchtbellen niet met elkaar in verbinding staan. De
wateropname blijft daardoor beperkt.
bestendigheid
Het materiaal is niet brandbaar, heeft een goede vorstbestendigheid, maar is niet bestand
tegen inwerking door zuren en sulfaten.
Bijlage 1 Eigenschappen Schuimbeton
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
milieuhygienische eigenschappen
In het geval dat zand als vulmiddel is gebruikt, is schuimbeton niet toxisch en bevat het geen
milieu-onvriendelijke stoffen. Bij toepassing van andere toeslagmaterialen kunnen, afhankelijk van het type, milieu-aspecten wel een rol spelen.
Terugwinning van de afzonderlijke bestanddelen is niet mogelijk.
toepassing
Voor zover bekend is schuimbeton tot op heden niet in overgangsconstructies toegepast.
Wel zijn toepassingen bekend bij wegconstructies van geringe importantie. De (kleinschalige) produktie van schuimbeton volgens gegeven specificaties is nog moeilijk beheersbaar.
Bijlage 1 Eigenschappen Schuimbeton
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
II
Kosten stootconstructie
Stichtingskosten
De stichtingskosten zijn onder te verdelen in materiaalkosten (leveren en aanbrengen van
materialen) en indirecte kosten (winst, risico en algemene kosten). De stichtingskosten (exclusief BTW, prijspeil 1996) zijn weergegeven in de grafiek in figuur 1.
fl/m 2 prijspeil 1996 (excl. BTW)
700
600
***
500
••
400
300
It**
\
;
200
100
4
^_-—_____
5
8
9
10
11
12
Lengte
stootplaat
(in m.)
Stichtingskosten in het werk gestorte stootplaten
Stichtingskosten "prefab" stootplaten
Figuur 1.
Stichtingskosten van een stootconstructie [gebaseerd op Lit. 1].
Bij ter plaatse gestorte varianten van de stootconstructie zijn de volgende factoren in de
kosten meegenomen (leveren en aanbrengen):
1. beton en wapening;
2. bekisting;
3. EPS-hardschuim tussenvulling voor langsvoegen (bij stootplaten);
ter plaatse van de opiegging op het landhoofd is uitgegaan van opiegging met deuvels,
zie deel li, hoofdstuk 6:
- triplex met plakfolie;
- stalen deuvels, omwikkeld met vet-band;
- EPS-hardschuim opvulling (bij stootconstructies langer dan 6,0m).
Bijlage 2 Kosten stootconstructie
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Bij de pre/ab-varianten van de stootconstructie is uitgegaan van een oplegging op het landhoofd met nok, zie deel II, hoofdstuk 6. Algemeen zijn verder als factoren meegenomen:
1. beton en wapening;
2. bekisting;
3. transport en stellen elementen op bouwplaats;
De kosten van een eventuele koppeling van stootplaten in dwarsrichting zijn niet meegenomen. Ook de kosten van een eventuele zand-cementstabilisatie onder de stootconstructie,
zie deel II, hoofdstuk 5, zijn niet verdisconteerd.
Onderhoudskosten
De onderhoudskosten zijn nader onder te verdelen in:
1. de kosten van verkeersmaatregelen;
2. de filekosten;
3. de kosten van ongevallen;
4. de kosten van reparatie van het wegdek ter plaatse van de overgangsconstructie.
In tegenstelling tot de stichtingskosten nemen de onderhoudskosten af bij een toenemende
lengte van de stootconstructie.
De kosten van verkeersmaatregelen hangen samen met het feit, dat voor het onderhoud van
de overgangsconstructie een of meer rijstroken zullen moeten worden afgezet. Wanneer de
weg is voorzien van rijstrooksignalering zullen de kosten voor de afzetting gering zijn (afgezien van de afschrijvingskosten van de signalering). Wanneer signalering ontbreekt zal men
gebruik moeten maken van bebording, hekken en eventuele verlichting, of van Mobiele
RijstrookSignalering (MRS). Als richtlijn geldt dat de kosten van de verkeersmaatregelen voor
het afzetten van de rijbanen bij het ontbreken van signalering circa / 23.000 per reparatie
(voor beide rijbanen samen) bedragen.
De filekosten zijn zeer moeilijk in te schatten, omdat deze sterk afhankelijk zijn van de specifieke situatie. Om u een globale indruk te geven: als vuistregel wordt vaak een bedrag van
/ 2 . 3 0 0 per km file per rijstrook en per uur gehanteerd. Het betreft hier maatschappelijke
kosten, die niet (direct) voor rekening van de wegbeheerder komen. Het regeringsbeleid
(SVV-II) is evenwel gericht op het voorkomen van files die het gevolg zijn van werk in uitvoering.
Bij een wegafzetting neemt de kans op ongevallen toe, omdat er sprake is van een (tijdelijk)
afwijkende verkeerssituatie. De hiermee samenhangende kosten zijn moeilijk te kwantificeren. Aan de hand van [lit. 8] en [lit. 9] kan een indicatie worden verkregen.
Als de reparatie van het wegdek ter plaatse van de overgangsconstructie gecombineerd plaatsvindt met het onderhoud van de weg (integraal), is er in feite geen sprake van extra kosten.
Als het onderhoud niet integraal maar afzonderlijk plaatsvindt, worden de kosten met betrekking tot de overgangsconstructie bepaald door het frezen van de bestaande asfaltlaag en
het verwerken en aanbrengen van een nieuwe laag:
1.
2.
frezen: / 10/m 2 ;
verwerken en aanbrengen: / 175/ton asfalt (2,3 ton/m 3 ).
Bijlage 2 Kosten stootconstructie
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Voorbeeld kostenvergelijking: stootconstructie 6 m en 12 m
Zoals we al hebben aangegeven in § 4.1, is de optimale lengte van de stootconstructie de
lengte waarbij de som van de stichtingskosten en de totale onderhoudskosten minimaal is.
De optimale lengte is afhankelijk van de te verwachten zetting. Ter illustratie van de factoren
die bij de kostenafweging een rol spelen volgt een globale kostenvergelijking tussen een ter
plaatse gestorte stootconstructie van 6 m en 12 m (geen gereduceerde dikte).
In het voorbeeld gaat het om een autosnelweg met twee gescheiden rijbanen met elk 2
rijstroken en een vluchtstrook (in totaal 4 stootconstructies). De totale breedte van elke rijbaan bedraagt 11,5 m. Voorts wordt uitgegaan van een optredende zetting van circa 360
mm in 25 jaar.
Er wordt gesteld, dat een reparatie van het wegdek noodzakelijk is wanneer de helling meer
bedraagt dan 1:100. Dit komt overeen met een zakking van 60 mm bij een stootconstructie
van 6 m en een zakking van 120 mm bij een stootconstructie van 12 m. Een en ander betekent dat het wegdek zes maal moet worden gerepareerd bij een stootconstructie van 6 m en
driemaal bij een stootconstructie van 12 m.
Voor wat betreft de verharding wordt uitgegaan van Zeer Open AsfaltBeton (ZOAB). Dit
betekent dat bij iedere reparatie de bovenlaag van 50 mm verwijderd moet worden (frezen),
waarna uitgevuld kan worden. Na het uitvullen dient een nieuwe bovenlaag van 50 mm
worden aangebracht.
De gemiddelde uitvulling bij een stootconstructie van 6 m is dan 60 mm/2 + 50 mm =
80 mm. Bij een stootconstructie van 12 m bedraagt de gemiddelde uitvulling 120 mm/2 + 50
mm = 110 mm. De reparaties vinden per rijstrook/vluchtstrook plaats aan weerszijden van
het kunstwerk, over een gemiddelde lengte van 50 m.
Aangenomen wordt dat de werkzaamheden een voile dag (10,5 uur) in beslag nemen, waardoor de volgende files ontstaan:
1. 2 km gedurende 2 uur in de ochtendspits (7.30 tot 9.30 uur);
2. 1 km gedurende 6,5 uur overdag (9.30 tot 16.00 uur);
3. 2 km gedurende 2 uur in de avondspits (16.00 tot 18.00 uur).
De totale file tijdens een reparatie bedraagt ( 2 x 2 ) + (6,5 x 1) + (2 x 2) = 14,5 km per
rijstrook. Hierbij is uitgegaan van een reparatie per rijstrook/vluchtstrook.
De berekening van de kosten voor beide stootconstructies is weergegeven in tabel 1.
Opgemerk moet worden dat voor de eenvoud in deze berekening geen gebruik gemaakt is
van de in § 4.2.1 van deel I genoemde contante waarde methode. Met het programma
STOPUIT is zo'n berekening wel mogelijk.
Bijlage 2 Kosten stootconstructie
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Kostensoort
Stootconstructie 6 m
Stootconstructie 1 2 m
Stichting
4 x 1 1 , 5 x 6 x f 390
4 x 11,5 x 12 x f 555
= f 107.640
= f 306.360
Frezen
6 x 4 x 11,5 x 5 0 x f 10
3x4x11,5x50xf10
(totaal)
= f 138.000
=
f 69.000
Uitvullen
6x4x11,5x50x0,080
3 x 4 x 11,5x50x0,110x2,3
(totaal)
x 2,3 x f 175 = f 444.360
xf175 = f 305.498
Verkeersmaatregelen
6 x f 23.000 = f 138.000
3 x f 23.000 = f 69.000
Files
6 x 2 x 14,5 x f 2.300
3 x 2 x 14,5 x f 2.300
(totaal)
= f 400.200
= f 200.100
Ongevallen
PM
PM
f 1.228.200
f 949.958
(totaal)
(totaal)
Totale kosten
Tabel 1.
Indicatieve kostenvergelijking tussen stootconstructies, van ter plaatse gestorte stoot
platen, van 6 en 12 m gedurende 25 jaar (exclusief BTW, prijspeil 1996).
Literatuur
Zie hiervoor deel II, hoofdstuk 4.
Bijlage 2 Kosten
stootconstructie
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Begrippen
afschuiven
in beweging komen van moten grand onder invloed van het
eigen gewicht ervan, eventueel in combinatie met uitwendige
belastingen
asfaltpakket
totaal van de asfaltlagen waar de verhardingsconstructie uit is
opgebouwd
asfaltscheg
wigvormige uitsparing in asfaltverharding
consolidatie
geleidelijke omzetting van door toename van de belasting veroorzaakte extra waterspanning in extra korrelspanning onder uitdrijving van water
deklaag
bovenste laag van een verhardingsconstructie
deuvel
verbindingsstift
dichtheid
materiaal massa per eenheid volume van het geheel van de korrels en de zich daartussen bevindende nolle ruimten, al (natte
dichtheid materiaal ) dan niet (droge dichtheid materiaal) met
inbegrip van de zich in de holle ruimten bevindende vloeistoffen
draineerlaag
horizontaal draineersysteem bestaande uit een over het gehele
te draineren oppervlak aangebrachte laag betrekkelijk grof materiaal
drempel
abrupt hoogteverschil in het wegprofiel
erosie
meevoeren van (een gedeelte van) het materiaal door wind of
stromend water
extra
overhoogte verschil tussen de hoogte van de grondconstructie
bij aanleg en de vereiste hoogte bij oplevering, voor zover dit
verschil meer bedr aagt dan de overhoogte die nodig is voor het
compenseren van de zettingen tot oplevering
gaping
spleetvormige ruimte welke bijvoorbeeld ontstaat tussen stootplaat en landhoofd wanneer door zetting van de ondergrond de
stootplaat gaat roteren om de oplegging op het landhoofd.
geotechniek
de toegepaste wetenschap die zich bezighoudt met het bestuderen van het gedrag van grond en rots ten behoeve van het
ontwerpen en to t stand brengen van grond- en kunstwerken
Bijlage 3 Begrippen
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
grindkolom
in de grond gevormde betrekkelijk stijve en goed waterdoorlatende kolom grond die zelf een hoge draagkracht heeft en
die een opspann ende en drainerende werking uitoefent op de
omringende grond
grondconstructie
het geheel van zandbed, ophoging, grondvervanging, bermaanvulling en bekleding
grondlichaam
zie grondconstructie
grondverbetering
techniek die bewerkstelligt dat zetting tengevolge van bijvoorbeeld het aanbrengen van een grondconstructie op een vroeg
tijdstip pi aatsvindt, dus voor het aanbrengen van de verhardingsconstructie, of de grootte van de zetting beperkt. Ook kan grondverbetering wor den toegepast ter verbetering van de stabiliteitsen/of waterdoorlatendheidseigenschappen
grondvervanging
dat gedeelte van de grondconstructie dat zich bevindt tussen de
onderzijde van een ophoging (maaiveldniveau) en de van nature
aanwez ige ondergrond (cunetbodem); een grondvervanging
komt dus alleen voor in constructies die een ophoging bevatten
hemelwaterafvoer
systeem
constructie met behulp waarvan langs de oppervlakte van de constructie stromend hemelwater wordt opgevangen en afgevoerd
horizontaal
draineersysteem
constructie met behulp waarvan grondwater zijdelings uit de constructie wordt weggevoerd
hydrodynamische
periode waarover een te kiezen voldoende graad van consolida-
tie
periode
wordt bereikt
klankbodem
draagkrachtige massa als steun
klink
vervorming van grond als gevolg van verdichting
knik
abrupte hellingsverandering in het wegprofiel
kruip
1. secundaire samendrukking; 2. toename schuifvorming in de
tijd
kunstwerk
constructie met de onderdelen dek, pijlers, landhoofd
landhoofd
onderdeel van kunstwerk
nok
uitsteeksel, bijv. voor de oplegging van een stootplaat
Bijlage 3 Begrippen
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
onderbouw
(van een wegconstructie) geheel van verbeterde ondergrond, aangebrachte grondlichaam en alle daaraan toegevoegde voorzieningen, voor zover dit geheel gemaakt is om, met inachtname
van de te stellen ontwerp- en uitvoeringsrandvoorwaarden, te
voorzien in een oplegvlak voor de verharding dat gedurende de
gehele gebruiksduur voldoende plaats- en vormvast blijft en dat
de verharding onder alle redelijkerwijze te verwachten omstandigheden een voldoende stijve oplegging biedt
onder profiel brengen
bewerking van gespreide grand om binnen tamelijk kleine marges de gewenste geometrie te realiseren
ontwatering
afvoer van water uit stort naar bermsloten of drains
ophoging
dat gedeelte van de grondconstructie dat zich bevindt tussen de
onderzijde van het zandbed en het oorspronkelijk maaiveld
overgangsconstructie
overhoogte
het geheel van constructie onderdelen en voorzieningen in het
overgangsgebied tussen weglichaam en kunstwerk dat dient om
een gelijk matige en verkeersveilige overgang te bereiken.
verschil tussen hoogte grondconstructie bij aanleg en vereiste
hoogte bij oplevering, voor zover dit verschil benodigd is om
zetting en tussen tijdstip van aanbrengen en tijdstip van oplevering
te compenseren
primaire samendrukking
samendrukking die onmiddellijk bij belasten zou optreden als geen
toename van de waterspanningen zou ontstaan
restzetting
de zetting die optreedt nadat de wegverharding is aangebracht
restzettingsverschillen
verschillen tussen zettingen die zich voordoen nadat de verharding is aangebracht
stabiliteit
weerstand tegen afschuiven van grondmoten
stootconstructie
verbinding
tussen landhoofd en aardebaan door middel van stootplaten en/
of
stootvloer.
textuur
ruwheid oppervlak korrels
uitpersen
ondergrond plotseling optredende grote horizontale, van de
wegas af gerichte verplaatsingen in de ondergrond onder de
grondconstructie
verbeteringstechnieken
technieken met behulp waarvan de eigenschappen van de natuurlijke ondergrond of de gebruikte constructiematerialen worden verbeterd
Bijlage 3 Beghppen
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
verdichten
tot stand brengen van een dichtere pakking van de gronddeeltjes
verhardingsconstructie
gedeelte van een wegconstructie boven de onderbouw
verticaal alignement
verloop van de hoogteligging
verticale drainage
verbeteringstechniek gericht op het realiseren van een horizontale afstroming van weggeperst grondwater in de richting van
verticaal
in de grond geplaatste goed doorlatende zandkolommen of
kunststof drainelementen
voegovergang
(in verharding)
constructie ter overbrugging van een voeg tussen de verharding
op het rijdek van een kunstwerk en het landhoofd van een kunstwerk of tussen de verharding op de stootconstructie
voorbelasten
verbeteringstechniek waarbij de belasting vervroegd wordt aangebracht of waarbij tijdelijk extra overhoogte wordt aangebracht
waterafvoer
afvoer van bij ontwatering in bermsloten of drains verzameld
water
waterdoorlatendheid
verhouding tussen verhang (stijghoogteverschil per lengte-eenheid) en doorstroomsnelheid van water in het monster
weglichaam
geheel van grondconstructie en verharding
zakking
zetting + klink
zakkingsverschillen
verschillen tussen zakkingen (zetting+klink) die zich voordoen
nadat de verharding is aangebracht.
zandbed
dat gedeelte van de grondconstructie dat zich bevindt tussen de
onderzijde van de verharding en een diepte van 1 m onder de
bovenzij de van de verharding
zetting
een geleidelijke en min of meer gelijkmatig afnemen van de
hoogteligging van het maaiveld of de cunetbodem waarop de
grondconstructi e is aangelegd
zetting, secundaire
kruipverschijnsel
zetting, primaire
zetting als gevolg van consolidatie
zettingsberekening
berekening van de zetting ten gevolge van de verticale samendrukking van de ondergrondlagen
zijdelingse verplaatsingen
geleidelijk optredende horizontale, van de wegas af gerichte verplaatsingen in de ondergrond onder en naast de grondconstructie
Bijlage 3 Begrippen
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
IV Handleiding STOPUIT
Probleemstelling.
Een rijbaan zal altijd een verticale deformatie ondergaan. De grootte van deze deformatie is
afhankelijk van de kwaliteit van net baanlichaam (klink) en de samendrukbaarheid van de
ondergrond. Omdat een kunstwerk" een star punt is in een weg, zullen er derhalve hoogteverschillen optreden. Om te waarborgen dat de overgang tussen rijbaan en kunstwerk geleidelijk blijft, wordt er een overgangsconstructie toegepast.
De verticale deformaties kunnen echter dusdanig groot zijn, dat aan onderhoud van de rijbaan ter plaatse van de overgangsconstructie niet valt te ontkomen. Onder onderhoud wordt
verstaan het uitvullen van de toe- en afritten naar/van het brugdek. Dit onderhoud dient op
een dusdanig tijdstip te gebeuren dat er een acceptabel alignement blijft bestaan. Het programma STOPUIT is ontwikkeld om dit benodigde onderhoud inzichtelijk te maken.
Voorspellen onderhoud.
Met het programma STOPUIT (STootconstructie, OPtimaliseren UlTvullen) kan een schatting worden gemaakt van het aantal keren, dat tijdens de levensduur van de weg als gevolg
van het optreden van zetting het verticaal alignement ter plaatse van een overgangsconstructie
moet worden aangepast. Tevens worden de lengten, de laagdikten en de volumina van freesen asfalteerwerkzaamheden bepaald alsmede de kosten van dit onderhoud.
Welke gegevens zijn daarvoor nodig?
Om een schatting van het aantal keren van uitvullen te kunnen maken, dienen de volgende
gegevens te worden ingevoerd:
• De zettingsgegevens, te weten:
of de grootte van de primaire en de secundaire zetting alsmede de duur van de
hydrodynamische periode,
of het verloop van de zetting in de tijd in tabelvorm,
• De constructieve gegevens, te weten:
- de levensduur van de weg,
- de knik in de verharding bij aanleg (beginknik) \
- de knik in de verharding die maximaal mag optreden tijdens het zettingsproces
(maximale knik),
- de knik in de verharding die ontstaat door uitvullen (uitvulknik).
- het tijdstip van aanbrengen van de verharding, en
- de lengte van de stootconstructie.
1
Knikken worden ingevoerd door de lengte in te typen waarover een afwijking in verticale richting optreedt van
een lengte-eenheid.
Met een positieve waarde wordt aangegeven dat de overgang van het wegdek naar het kunstwerk als een
|
hobbel wordt ervaren; een negatieve waarde geeft aan, dat de overgang als een kuil wordt ervaren.
Als uiterste waarden worden knikken aangehouden van 1 op +70 en 1 op -70. Een vlak wegdek wordt aangegeven door een knik van 1 op +/- 10.000.
Bijlage 4 Handleiding STOPUIT
1
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Bepalen tijdstippen van onderhoud.
STOPUIT bepaalt aan de hand van de ingevoerde zettingsgegevens de grootte van de reeds
opgetreden zetting op het tijdstip van het aanbrengen van de verharding.
Vervolgens wordt de zetting bepaald die mag optreden, voordat de eerste keer moet worden
uitgevuld (een functie van de lengte van de stootconstructie, de beginknik en de maximaal
toelaatbare knik in het wegdek) en wordt met dit resultaat het tijdstip bepaald, waarop deze
grens bereikt is.
De tijdstippen van de volgende uitvullingen worden bepaald aan de hand van de vervolgens
toegestane zetting, berekend als functie van de lengte van de stootconstructie, de uitvulknik
en de maximaal toelaatbare knik in het wegdek.
Het programma gaat ervan uit dat het verloop van de secundaire zetting en van de zetting
tussen twee opgegeven punten in de zettingstabel lineair is op de log-tijd schaal.
Vergelijken van kosten.
STOPUIT geeft informatie over kosten van aanleg en onderhoud. Daartoe worden naast de
kosten van frezen en asfalteren de kosten per meter breedte van het fabriceren en aanbrengen van stootconstructies met lengten van 2 tot en met 12 m ingevoerd.
Eveneens wordt ingevoerd of als deklaag van het wegdek dichtasfaltbeton (DAB) wordt
aangebracht of zeer open asfaltbeton (ZOAB). Deze keuze heeft consequenties voor de kosten aangezien bij toepassing van ZOAB de gehele deklaag moet worden weggefreesd, terwijl
bij DAB volstaan kan worden met het frezen op die plaatsen waar de dikte van uitvullen
minder bedraagt dan de minimaal vereiste dikte van de aan te brengen deklaag.
Doordat tevens de rente en de inflatie c.q. de disconteringsvoet ingevoerd wordt, kan de
netto contante waarde van aanleg en onderhoud worden bepaald.
Deze wordt berekend met de formule:
_ , te
r (100 + /) -i (te tn)
Zj
Waarin:
tjn
X
L (100 + r) J
ta
tijdstip aanbrengen asfalt,
te
tijdstip einde levensduur,
tn
tijdstip waarop investering wordt gepleegd,
ln
investering op tijdstip n,
i
inflatie-percentage en
r
rente-percentage. 2
Volumina, frees- en uitvuldikten en oppervlak onderhoud.
Tenslotte geeft STOPUIT informatie over volumina, frees- en uitvuldikten en lengten waarover herstelwerkzaamheden plaats zullen vinden.
Bij de bepaling van volumina en laagdikten is tevens de dikte van de aan te brengen deklaag
(minimale laagdikte) van belang. Deze dient danook te worden opgegeven.
Wanneer het wegdek op het baanlichaam na uitvullen hoger blijft/komt te liggen dan het
wegdek op het kunstwerk (negatieve knik), wordt alleen datgene bepaald dat binnen de
lengte van de stootconstructie ligt.
Met de voor de overheid verplicht gestelde disconteringsvoet kan gerekend worden door als inflatie 0% in te
voeren en als rente de hoogte van de disconteringsvoet. Deze is volgens het "Kabinetsstandpunt
heroverwe-
ging disconteringsvoet", Ministerie van Financien, Directie Begrotingszaken, Den Haag, 9 januari 1995, op 4%
gesteld.
2
Bijlage 4 Handleiding STOPUIT
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Be'invloeding van onderhoud.
Het uitvullen van de overgang tussen weglichaam en kunstwerk kan worden voorkomen,
door het weglichaam zettingsvhj aan te leggen. Deze oplossing is kostbaar en zal alleen in
uitzonderlijke gevallen worden toegepast.
Een andere mogelijkheid is aansluitend op het kunstwerk het optreden van de te verwachte
zetting te forceren. Vaak wordt hiertoe verticale drainage aangebracht, soms gecombineerd
met een extra belasting (overhoogte). Voor een optimaal rendement dient deze overhoogte
pas verwijderd te worden vlak voor het moment waarop de asfalteer-werkzaamheden aanvangen.
(N.B.: De overhoogte die wordt aangebracht om de zetting te compenseren,
behoort niet tot de extra belasting.)
Ook kan onderhoud voorkomen / geminimaliseerd worden door het toepassen van:
• een negatieve beginknik in de verharding,
• een grotere maximaal toelaatbare knik,
• een andere uitvul-knik,
• het uitstellen van het tijdstip van asfalteren,
• het toepassen van een grotere lengte van de stootconstructie.
In STOPUIT kan de invloed van een voorbelasting bestudeerd worden. Tevens kan in een
rekenrun een van de vijf hiervoor genoemde maatregelen als variabel worden opgegeven,
zodat het mogelijk is de invloed van bijvoorbeeld de lengte van de stootconstructie op het
onderhoud te bestuderen.
Programma-files.
Het programma STOPUIT is in Turbo Pascal Version 6.0 geschreven en werkt onder MSDOS.
STOPUIT bestaat uit de executables STOPUIT.EXE en UITVOER.EXE en de file STOPUIT.ICO.
Deze laatste file bevat een icoon voor het opstarten vanuit Windows.
Het programma dient gecopieerd te worden naar de C-schijf onder de (sub)directory STOPUIT. STOPUIT moet vervolgens vanuit deze directory opgestart worden. Deze directory is
namelijk tevens de werk-directory en STOPUIT zoekt uitsluitend in deze directory naar de
benodigde files.
Wanneer STOPUIT voor de eerste keer wordt opgestart, zal er een aantal systeem-files worden aangemaakt (extentie: .SOU) evenals een aantal werkfiles (extentie: .WRK) en een aantal default invoerfiles (extentie: .INV). Wanneer de files met de extenties .SOU en .WRK
alsmede de files
00.INV uit de directory worden verwijderd, heeft dit geen desastreuze
consequenties, mits STOPUIT opnieuw wordt opgestart. Wanneer invoerfiles met een volgnummer>00 worden gewist, verwijdert men eigen invoer. In de files
OM.INV worden de
omschrijvingen van de genummerde invoer-files vastgelegd. Wanneer deze omschrijvingenfiles gewist worden, zullen deze bij het opnieuw opstarten weer aangemaakt worden, met
dien verstande dat de omschrijving van nog aanwezige genummerde invoer-files dan uit een
aantal vraagtekens bestaat.
De default invoerfiles zijn toegevoegd om de gebruiker op eenvoudige en snelle wijze te
informeren inzake het gebruiken van het programma. Door in eerste instantie de defaultwaarden te wijzigen kan een invoer gecreeerd worden die behoort bij de te ontwerpen stootconstructie.
Bijlage 4 Handleiding STOPUIT
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Hoofdscherm.
Wanneer STOPUIT opgestart wordt, verschijnt een scherm dat uit de in de afbeelding aangegeven velden bestaat.
naam programma
hoofdmenu
informatie
keuze
submenu's
grenzen
invoer
omschrijvingen inhoud files
toelichtingfout
actieve besturingstoetsen
Het hoofdmenu komt overeen met de items uit de eerste kolom van de tabel op de volgende
pagina.
In het veld "informatie keuze invoer omschrijvingen inhoud files" wordt/worden:
• afhankelijk van het gekozen item van hoofdmenu of submenu, informatie verschaft over
de actuele invoerinstelling en de gekozen files,
• de invoerinstellingen gegeven waaruit gekozen kan worden,
• de invoer geregeld van kostengegevens, zettingsgegevens en constructieve gegevens,
• de invoer geregeld van de omschrijvingen van de inhoud van de files en het kiezen en
verwijderen van files, en
• informatie gegeven wanneer bij een rekenopdracht een strijdige invoer van
zettingsgegevens en wijze van invoer ervan wordt geconstateerd.
In het veld "submenu's grenzen toelichting fout" wordt/worden:
• de submenu's weergegeven, die vanuit "Setup" geactiveerd zijn,
• de grenzen aangegeven waarbinnen de in te voeren waarden moeten liggen, en
• een toelichting gegeven wanneer bij het afsluiten van invoer onvolkomenheden geconstateerd worden.
Het veld "actieve besturingstoetsen" geeft aan welke besturingstoetsen op een zeker moment gebruikt kunnen worden.
De getoonde afkortingen betekenen het volgende:
Ent
Esc
4
End
A
Pd
De
Enter (Return)
Escape
Left arrow
End
Up arrow
Page Down
Delete
Ho
•
Pu
T
Ins
Ba
Home
Right arrow
Page Up
Down arrow
Insert
Backspace
Bijlage 4 Handleiding STOPUIT
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Menustructuur.
Op de volgende bladzijde wordt de menustructuur van STOPUIT gegeven.
Een menu-item (begint met een hoofdietter) kan gekozen worden door of de activeringsletter (hoofdietter) in te toetsen, of via de pijltjestoetsen [A] en [ • ] er heen te togglen en
vervolgens op [Enter] of [ • ] te drukken.
Door middel van [-4] en [Esc] wordt terug gesprongen in het menu.
Zetting
1
)
Berekende tijd-zettingslijn
Tabel tijd-zettingslijn
Geen
Beginknik in wegdek
Invoerinstelling
Variabele
Setup
1
)
Zetten, maximale knik na
Uitvullen, minimale knik na
Tijdstip asfalteren
Kostenfile
Filemanupulatie
Zettingsfile
Constructiefile
keuze uit DAB en ZOAB
DAB/ZOAB plus aanbrengen /ton
Financiele
gegevens
Zettingsgegevens
Constructieve
gegevens
Berekening
uitvoeren
frezen plus afvoeren / m2
rente
inflatie
stootconstructie per meter breedte
primair
secundair
hydrodynamische periode
extra belasten: primair
extra belasten: secundair
extra belasten: hydrodynamische periode
duur ophogen
duur extra belasten
dikte deklaag
levensduur weg
begin
knik in wegdek
na zetten
1 op
na uitvullen
tijdstip asfalteren
lengte stootconstructie
Alle grafieken
Plus zettingscurve
Uitvulcurve(s)
Min zettingscurve
Kosten
Asfalteren
Volume(s)
Frezen
Asfalteren
Lengte(n)
Frezen
Afsluiten STOPUIT
Deze menu-keuze geeft toegang tot de rechts weergegeven keuze-tabel.
Bijlage 4 Handleiding STOPUIT
Lengte stootconstructie
Kiezen
Omschhjving wijzigen
Verwijderen van disk
lengte 2, 3, 4, .... 11, 12 m.
of
dag
zetting
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Hoofdmenu.
Het hoofdmenu is onder te verdelen in:
• "Setup",
• invoer en bewaren van gegevens: - "Financiele gegevens",
- "Zettingsgegevens",
- "Constructieve gegevens",
• "Berekening uitvoeren",
• "AfsluitenSTOPUIT".
Vanuit "Setup" worden submenu's geactiveerd, waarmee:
- ingesteld kan worden hoe de zettingen ingeyoerd zullen gaan worden;
- een invoer-parameter variabel gesteld kan worden; en
- filemanipulaties kunnen worden uitgevoerd zoals het kiezen en het verwijderen van een
file en het wijzigen van de omschrijving van een file.
De hieropvolgende drie invoer-items ("Financiele gegevens", "Zettingsgegevens", en "Constructieve gegevens") activeren de programma's voor de invoer van de parameters.
Door "Berekeningen uitvoeren" te kiezen, wordt het rekenproces gestart en kunnen vervolgens de resultaten van de berekeningen in grafiek-vorm opgevraagd worden.
Het programma wordt afgesloten middels "Afsluiten STOPUIT".
Setup.
Onder "Setup" kan middels keuzetabellen gekozen worden voor diverse invoerinstellingen.
Tevens kunnen file-manipulaties worden uitgevoerd.
naam programma
hoofdmenu
gekozen instelling
keuze - tabel
submenu's
actieve besturingstoetsen
Invoerinstellingen
Via "Invoerinstelling" => "Zetting" kan ten aanzien van het verloop van de zetting in de tijd
gekozen worden tussen een berekende tijd-zettingslijn en een tijd-zettingslijn in tabelvorm.
Via "Invoerinstelling" =$> "Variabele" kan aangegeven worden of ereen constructieve parameter variabel gesteld wordt en, zo ja, welke.
De keuze-tabellen worden in het rechter schermveld weergegeven. De keuzes worden ingevoerd door of de activeringsletter in te drukken of via de pijltjestoetsen [ T ] en [ A ] er heen
te togglen en vervolgens op [Enter] te drukken. Na het aangeven van de keuze middels de
activeringsletter of middels [Enter] wordt de keuze-tabel automatisch verlaten.
De tabel kan ook verlaten worden door middel van het indrukken van [Esc] en [<]. Bij het
gebruik van deze toetsen wordt de eerder gekozen instelling niet gewijzigd.
Bijlage 4 Handleiding STOPUIT
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
File-manipulaties
Via "Filemanipulatie" => "....file" => "Kiezen" kan voor inlezen van andere bestaande invoer-files gekozen worden.
Via "Filemanipulatie" => "....file" => "Omschrijving wijzigen" kan de omschrijving van de
inhoud van zelf aangemaakte invoer-files gewijzigd worden.
Via "Filemanipulatie" => "....file" => "Verwijderen van disk" kunnen zelf aangemaakte invoer-files gewist worden.
Een en ander gaat als volgt:
Nadat aangegeven is dat de filemanipulatie een "Zettingsfile", een "Kostenfile" of een
"Constructiefile" betreft en aangegeven is wat de manipulatie inhoudt (net kiezen of verwijderen van een file of net wijzingen van de omschrijving van de file-inhoud), verschijnt het
file-omschrijvingenveld. Dit veld bestaat uit een kolom file-nummers en een kolom omschrijvingen.
naam programma
hoofdmenu
omschrijving inhoud gekozen file
submenu's
listing van omschrijving inhoud files
actieve besturingstoetsen
Rechtsboven in dit veld wordt de filecode gegeven van de file waarop de cursor staat.
Wanneerergeen eigen files aanwezigzijn, wordt dit gemeld en springt het programma terug
naar het menu-item.
Wil men de inhoud van een bepaalde file inlezen of wil men een zelf aangemaakte file wissen, dan kan men met behulp van de besturingstoetsen het nummer van de betreffende file
aangeven en vervolgens met [Enter] daadwerkelijk inlezen c.q. wissen.
(N.B.: wanneer er een file gewist wordt, die volgens de instelling in de berekenigen zal worden gebruikt, dan wordt de inhoud tijdelijk bewaard. De omschrijving van de gekozen file
luidtdan "@ Tijdelijke waarden".)
In geval men een omschrijving wil wijzigen, verplaatst men de cursor met behulp van de
besturingstoetsen naar het nummer van de betreffende file en bevestigt men de keuze middels [Enter] of [ • ]. Vervolgens kan men de wijziging in de omschrijving (heeft een andere
achtergrondkleur gekregen) aanbrengen. De toetsen [ -4 ] en [ • ] verplaatsen nu de cursor
uitsluitend binnen het invoerveld. De wijziging wordt vastgelegd door middel van [Enter].
Op elk actieniveau kan via [Esc] teruggesprongen worden in het menu. Wanneer [Esc] gebruikt wordt direct nadat er in een omschrijving een wijziging is aangebracht die nog niet
middels [Enter] is vastgelegd, dan wordt de wijziging genegeerd en blijft de oude omschrijving gehandhaafd.
Opgemerkt dient te worden dat wanneer gekozen wordt voor het inlezen van een zettingsfile,
de invoerinstelling van de invoerwijze van zettingen ("Berekende tijd-zettingslijn" c.q. "Tabel tijd-zettingslijn") wordt aangepast aan de invoerinstelling behorende bij de invoerwijze
van de file.
Wordt vervolgens voor een andere invoerwijze gekozen, dan worden de dan in te voeren
waarden op 0 gesteld. De oorspronkelijke inhoud van de file gaat pas verloren, wanneer de
file wordt overschreven.
Bijlage 4 Handleiding STOPUIT
7
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Invoer van gegevens.
Wanneer "Financiele gegevens", "Zettingsgegevens" of "Constructieve gegevens" gekozen wordt, kunnen de actuele waarden gewijzigd worden. Het invoerveld krijgt dan een
andere achtergrondkleur. Linksboven in het veld wordt de omschrijving van de inhoud van
de file weergegeven, midden-boven de filecode. De filecode ontbreekt wanneer de in het
invoerveld weergegeven waarden tijdelijke waarden zijn (de omschrijving van de file luidt
dan ook "@ Tijdelijke waarden").
rlaam programma
omschrijving inhoud file
filecode
hoofdmenu
invoer
grenzen
toelichtingfout
F10
actieve besturingstoetsen
Wanneer financiele, zettings- of constructieve gegevens worden ingevoerd krijgt de waarde
van het in te voeren item een andere achtergrondkleur. De bestaande (default) waarde kan
naar believen gewijzigd worden (de aangegeven grenzen zijn nog niet bindend). Met behulp
van de toetsen [Enter], [ T ] , [ A ] en [F10] wordt de (gewijzigde) waarde in een werk-file
vastgelegd. De toetsen M ] en [ • ] verplaatsen nu de cursor uitsluitend binnen het veld waar
de variabele wordt ingevoerd. Men verlaat de invoer door de invoer van het laatste item te
bevestigen door middel van [Enter], door het indrukken van [F10] of door middel van [Esc].
Opgemerkt dient te worden, dat wanneer [Esc] gebruikt wordt, de eventuele wijziging van
de waarde van het actuele item ongedaan wordt gemaakt, mits dit nog niet in een eerder
stadium bevestigd is.
De invoer wordt pas afgesloten wanneer de ingevoerde getallen binnen de voorgeschreven
grenzen liggen en de invoer consistent is. Wordt aan een van de voorwaarden niet voldaan,
dan wordt naar de waarde teruggesprongen die (waarschijnlijk) aangepast moet worden en
wordt indien nodig een toelichting gegeven in het veld "toelichting fout".
Bewaren van gegevens.
Wanneer de invoer verlaten wordt middels [Enter] of [Esc] en in de invoer een of meerdere
wijzigingen aangebracht zijn, verschijnt de vraag "Data wegschrijven? [J] of [N]".
Wanneer in dit geval [Esc] wordt ingedrukt, worden alle aangebrachte wijzigingen ongedaan
gemaakt en komt men terug in het hoofdmenu.
naam programma
hoofdmenu
omschrijving inhoud file
filecode
filecode
-K
listing van omschrijving inhoud files
actieve besturingstoetsen
Bijlage 4 Handleiding STOPUIT
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Wanneer [n] wordt ingedrukt, blijft de waarde van de gegevens tijdelijk bewaard in de werkfile en wordt eveneens net proces van het opslaan in een invoerfile afgebroken. Overigens
kan met de tijdelijke gegevens normaal gewerkt worden. Deze "@ Tijdelijke waarden" gaan
verloren wanneer ze opnieuw gewijzigd worden, wanneer een andere file ingelezen wordt
en bij het afsluiten van STOPUIT.
Wordt [j] ingedrukt of wordt de invoer verlaten middels [F10], dan verschijnt het fileomschrijvingenveld. Wanneer op dit niveau [ <] of [Esc] ingedrukt wordt, is de gegevensbehandeling gelijk aan [n].
Na het positioneren van de cursor ([Pu], [ A ] , [ • ] en [Pd]) en het bevestigen van de keuze
([Enter] of [ • ] ; file 00 is niet toegestaan) kan een willekeurige omschrijving van de fileinhoud ingevoerd worden. De invoer van de omschrijving wordt beeindigd middels [Enter].
Kiest men een bestaande file, dan wordt deze op dat moment overschreven.
Op elk niveau in het proces van opslag kan gebruik gemaakt worden van [Esc]. Men keert
dan van het invoerniveau van de omschrijving van de file-inhoud terug naar de filenummerkeuze en van dit niveau terug naar het hoofdmenu. In het laatste geval wordt de invoer
gezien als "@ Tijdelijke waarden".
Invoer financiele gegevens.
De ingevoerde financiele gegevens worden getoond wanneer in het hoofdmenu het item
"Financiele gegevens" gekozen wordt.
De invoerparameters zijn:
• Keuze deklaag (DAB of ZOAB).
• De kosten van asfalteren plus aanbrengen per ton en frezen plus afvoeren per m_. In de
prijs kunnen uiteraard ook andere, niet nader genoemde zaken, verdisconteerd worden.
• De rente en de inflatie c.q. de disconteringsvoet over de levensduur van de constructie.
• De kosten van fabriceren en plaatsen van de stootconstructie. Deze kosten dienen te
worden opgegeven per m. breedte. Als lengten voor de stootconstructie zijn hele meters
gekozen (2, 3, ... tot en met 12m.).
Invoer zettingsgegevens.
Wanneer onder Setup voor een berekende tijd-zettingslijn gekozen is, dienen de primaire en/
of de secundaire zetting (grootte op 10.000 dagen), de duur van de hydrodynamische periode (deze drie parameters kunnen worden bepaald met behulp van bij voorbeeld het
zettingsprogramma MZET) en de duur van de ophoogwerkzaamheden ingevoerd te worden.
Het programma simuleert het zettingsgedrag dat tijdens het ophogingsproces optreedt door
ervan uit te gaan dat halverwege deze periode de ophoging in een keer is aangebracht.
Het is mogelijk ook de invloed van een extra belasting te bestuderen. Hiertoe dienen dan
naast de zettingsgegevens behorende bij de belasting in de gebruiksfase van de weg (ontwerp-hoogte) tevens de zettingsgegevens van de extra belasting (overhoogte) ingevoerd te
worden alsmede de duur van deze voorbelasting. De in te voeren periode begint op het
tijdstip, dat de ophoogwerkzaamheden zijn voltooid en eindigt halverwege de periode, waarin
de extra belasting terplaatse en in de directe nabijheid van de stootconstructie wordt
afgegraven. Ingeval er geen extra belasting wordt toegepast, dient voor de parameters behorende bij de extra belasting 0 te worden ingevoerd.
In het hoofdstuk Achtergronden wordt onder andere nader ingegaan op de in te voeren duur
van ophogen en duur van extra belasten.
Bijlage 4 Handleiding STOPUIT
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Wanneer de invoer van de berekende tijd-zettingslijn wordt afgesloten, wordt nagegaan of
de ingevoerde waarden voldoen aan de gestelde eisen inzake:
• de minimale volledigheid van invoer:
Van de zettingsgegevens dient ten minste of het primaire deel of het secundaire deel behorende bij de belasting t.g.v. de ontwerphoogte te zijn ingevoerd.
• de samenhang van de invoer:
Bij een primaire zetting <> 0 hoort een hydrodynamische periode en andersom.
Bij de zettingsgegevens van de extra belasting hoort een periode van extra belasten en
andersom.
Bij het aanbrengen van een weglichaam hoort een ophoogtijd.
• de verschillen in grootte van de zettingen:
De waarden van de zetting behorende bij de ontwerphoogte dienen kleinerte zijn dan de
waarden behorende bij de extra belasting (deze zijn dan niet op 0 gesteld).
• de eenduidigheid van de invoer:
Wanneer van de belasting in de gebruiksfase b.v. alleen de primaire zetting ingevoerd is,
mag alleen de primaire zetting van de extra belasting ingevoerd zijn enz.
• het bij elkaar passen van de primaire zettingscurves:
Het primair-zettingsverloop in de tijd volgend uit de opgegeven primaire zetting en
hydrodynamische periode behorend bij de extra belasting dient te passen bij het primairzettingsverloop behorend bij de belasting in de gebruiksfase (ontwerphoogte). Wanneer
gemeld wordt dat hieraan niet wordt voldaan, dient of het verschil in hydrodynamische
periode verkleind te worden en/of het verschil in primaire zetting vergroot te worden.
• de duur van verschillende perioden:
De hydrodynamische periode moetlangerduren dandehelftvan de duur van hetophogen.
Is onder Setup voor de tabel tijd-zettingslijn gekozen dan bestaat de invoer uit het intypen
van een tijdstip (dag) en de daarbij behorende zetting. De tabel dient uit tenminste twee
punten te bestaan. Door extrapolatie van het laatste lijnstuk worden zonodig extra
zettingsgegevens bepaald. Het verloop van de zetting tussen twee punten en de extrapolatie
wordt rechtlijnig op de log-tijdschaal verondersteld.
Opgemerkt dient te worden, dat de dag- en de zettingswaarde als een onlosmakelijk geheel
gezien worden. De via [Enter], [ • ] en [ A ] ingevoerde waarden worden pas vastgelegd
wanneer de regel verlaten wordt. Wanneer als dag " 0 " wordt ingevoerd, dan worden de dag
en de bijbehorende zetting bij het beeindigen van de invoer gewist.
Bij het afsluiten van de menu-optie "Zettingsgegevens" zal een ingevoerde tabel gesorteerd
worden op dag-volgorde en gecontroleerd worden op hettoenemen van de dagen, het niet
afnemen van de zetting en of de uiteindelijke (geextrapoleerde) zetting niet extreem groot is.
Invoer constructieve gegevens.
De constructieve gegevens bestaan uit dikte deklaag en levensduur, uit de in een run te
onderzoeken invloed van de beginknik, maximale knik na zetten en minimale knik na uitvullen in het wegdek, de invloed van het tijdstip van asfalteren en de invloed van de lengte
van de stootconstructie op het onderhoud. Opgemerkt dient te worden dat ingevoerde minimale en maximale waarden door het programma zonodig verwisseld worden.
In het hoofdstuk Achtergronden wordt nader ingegaan op de bepaling van het in te voeren
tijdstip van asfalteren.
10
Bijlage 4 Handleiding STOPUIT
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Berekening uitvoeren.
Alvorens de berekeningen worden uitgevoerd, wordt gecontroleerd of de opgegeven wijze
van invoer van de zettingsgegevens (berekende tijd-zettingslijn of tabel tijd-zettingslijn) overeenstemt met de invoerwijze van de gekozen zettingsfile. Is dit niet net geval, dan dient dit
gecorrigeerd te worden door of een andere invoerwijze te kiezen, of de vereiste invoer te
regelen (de waarden zijn door net programma op 0 gesteld).
naam programma
submenu 2
submenu 1
resultaten berekeningen
legenda
actieve besturingstoetsen
titel grafiek
opmerkingen
constructieve gegevens
Vervolgens wordt in hetveld "resultaten berekeningen" net verloop van het rekenproces aangegeven. In het veld "constructieve gegevens" worden de waarden van de vaste gegevens getoond en wordt aangegeven welke waarde variabel is ingevoerd. Wanneer de berekeningen zijn
voltooid, verschijnt submenu 1. Men kan daarin kiezen voor het na elkaar tonen van alle 7 de
grafieken of voor het tonen van een specifieke grafiek. In het laatste geval wordt de keuze van de
grafiek over het algemeen bepaald via submenu 2.
De resultaten van de berekeningen worden in de vorm van grafieken en staafdiagrammen in het
veld "resultaten berekeningen" getoond.
Bij de keuze "Uitvulcurve(s)" => "Plus zettingscurve" worden het berekend aantal uitvullingen en
de(berekende/ingevoerde)zettinglineairweergegeventegeneen logaritmische tijdschaal. In het
hoofdstuk Achtergronden wordt nader ingegaan op de berekening van de zettingscurve.
Bij de keuze "Uitvulcurve(s)" => "Min zettingscurve" wordt alleen het aantal uitvullingen weergegeven en wel lineair tegen een lineaire tijdschaal van 0 tot levensduur weg in jaren.
In beide grafieken zijn de tijdstippen van onderhoud middels lijnstukken aan elkaar gekoppeld en
wordt aangegeven bij welke variabele de lijn behoort.
De overige grafieken zijn staafdiagrammen waarbij op de horizontale as de variabele wordt aangegeven.
In de grafiek die de lengte aangeeft waarover gefreesd moet worden, wordt naast de kolom
de laagdikte in centimeters aangegeven. Wanneer deze waarde 0 is (of 0.0 ingeval een berekening is uitgevoerd waarbij een constructievariant is doorgerekend) en er wordt toch aangegeven
dat terplaatse gefreesd moet worden, betekent dit dat de freesdiepte kleiner is dan 1 cm. c.q
0.1 cm. Wanneer overwogen wordt om het wegdek op de aardebaan uit te vullen tot een hoger
niveau dan het wegdek op het kunstwerk (een negatieve uitvulknik), dan zal een veel uitgebreider onderhoud plaatsvinden dan louter het uitvullen van een knik ter plaatse van een overgang.
STOPUIT is echter niet bedoeld voor het vergelijken van een dergelijk uitgebreid onderhoud.
Daarom wordt in dat geval alleen het onderhoud ter plaatse van de lengte van de stootconstructie
bepaald en wordt er boven de betreffende staven een waarschuwingsteken ("T" of "G") geplaatst. De bijbehorende waarschuwing wordt bij "opmerkingen" afgedrukt.
"T" geeft aan, dat de frees-werkzaamheden zich verder uitstrekken dan de lengte van de stootconstructie, "G" geeft aan, dat in het kader van de aanpassing van de overgang, alleen freeswerk zaamheden ter plaatse van de stootconstuctie behoeven te worden uitgevoerd.
Bijlage 4 Handleiding STOPUIT
11
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Afsluiten STOPUIT.
STOPUIT wordt afgesloten door in het hoofdmenu [a] of [Esc] in te drukken en vervolgens
dit te bevestigen met [Enter].
Achtergronden.
Duur ophogen en extra belasten, tijdstip asfalteren
De hier naast afgedrukte figuur geeft de tijdinvoer schematisch weer.
tijdschaal
berekende tijd - zettingslijn
duur
duur
ophogen
extra belasten
tijdstip
asfalteren
levensduur
weg
start ophoogwerkzaamheden
tabel tijd - zettingslijn
tijdstip asfalteren
eerste dag tabel
levensduur
weg
Bij de invoer van de berekende tijd-zettingslijn begint de tijdrekening op het tijdstip, dat met
ophogen wordt begonnen. Zoals reeds is opgemerkt, wordt bij de berekening van het
zettingsverloop in de tijd ervan uitgegaan, dat de ophoging halverwege deze periode in een
keer is aangebracht. In de tijd-zettingsgrafiek is deze periode danook gehalveerd weergegeven. Duidelijk is dat, wanneer er geen extra belasting wordt toegepast, als duur van extra
belasten 0 moet worden ingevoerd.
Het tijdstip van asfalteren wordt bij een berekende tijd-zettingslijn gerelateerd aan het moment, dat de extra belasting is verwijderd. Bij de tabel tijd-zettingslijn wordt dit tijdstip gerelateerd aan de eerste dag in de tabel.
Bepaling volumina en lengten
In de figuur is het onderhoud aan de overgangsconstructie schematisch weergegeven.
De rijbaan is ter plaatse van de overgang met een negatieve beginknik aangelegd (profiel
1A). Vervolgens is er zetting opgetreden tot de knik-limiet tussen brugdek en aansluitende
rijbaan is ontstaan ("knik na zetten", profiel 1B) waarna onderhoud wordt uitgevoerd. Dit
onderhoud bestaat uit het frezen van die plekken waar anders onvoldoende asfaltdikte zou
kunnen worden aangebracht (gekozen is voor DAB) en het vervolgens uitvullen tot de "uitvulknik" is ontstaan. Ten gevolge van het uitvullen ontstaat profiel 2B.
12
fi//7age 4 Handleiding STOPUIT
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
De zetting die vervolgens kan optreden tot het moment waarop de "knik na zetten" ontstaat, is kleiner dan de in eerste instantie toelaatbare zetting. Door het zetten ontstaat profiel
2C en het corrigeren van het alignement profiel 3C, enz.
De donkere arcering voor het frezen in de figuur geeft aan hoe de freesdiepte c.q. volume
berekend wordt wanneer voor de deklaag DAB gekozen wordt, de lichtere arcering geeft het
frees-profiel bij de keuze ZOAB.
Zetting
Het zettingsverloop in de tijd wordt met behulp van de ingevoerde zettingsgegevens bepaald. Voor het bepalen van het verloop van de primaire zetting is gebruik gemaakt van het
programma uit het collegedictaat GRONDMECHANICA b22, juli 1982, biz. 74 van
prof.dr.ir. A. Verruijt.
Het verloop van de secundaire zetting wordt lineair op de log-tijdschaal verondersteld en
bedraagt op tijdstip 1 dag 0 m. Op tijdstip 10.000 dagen is de grootte van de seculaire
zetting gelijk aan de ingevoerde waarde.
In de volgende grafieken wordt uitgelegd hoe het programma het zettingsverloop in de tijd
bepaalt ingeval er een extra belasting wordt toegepast.
Pimaire zetting
De eerste grafiek gaat in op de berekening van het verloop van de primaire zetting. Curve 1
geeft het zettingsverloop in de tijd weer behorende bij de ontwerpbelasting, curve 2 het
zettingsverloop ten gevolge van een extra hoge belasting. De curves zijn gedefinieerd met de
primaire zettingen P1 en P2 en de hydrodynamische perioden H1 en H2.
Onderscheid wordt gemaakt of de ten gevolge van de extra belasting opgetreden primaire
zetting de primaire zetting behorende bij de ontwerp-belasting niet overtreft of wel overtreft.
log (tijd) -
H1
H2
Wanneer de extra belasting wordt verwijderd voordat de primaire zetting behorende bij de
ontwerp-belasting is opgetreden (tijdstip t1), dan wordt het tijdstip bepaald waarop de opgetreden zetting z1 zou zijn optreden wanneer alleen de ontwerp-belasting was aangebracht
(tijdstip t2). Vervolgens wordt het zettingsverloop tussen de tijdstippen t2 en H1 verschoven
naar tijdstip t1 (periode t1 t3 = periode t2 H1).
Wanneer de extra belasting wordt verwijderd nadat de primaire zetting behorende bij de
ontwerp-belasting is opgetreden (tijdstip t4), dan wordt ervan uitgegaan dat de grond een
tiende deel van de primaire zetting die te veel is opgetreden zwelt (z3=z2-(z2-P1)/10). Aangenomen is dat de duur van periode waarin de zwel optreedt (t4 t5) rechtlijnig evenredig is
met het teveel aan opgetreden primaire zetting ((z2-P1)/(P2-P1)) maal een honderdste deel
van het verschil in hydrodynamische perioden ((H2-H1)/100).
Bijlage 4 Handleiding STOPUIT
13
Handleiding Wegenbouw-Ontwerp Overgangsconstructies-Rijkswaterstaat-Dienst Weg- en Waterbouwkunde-april 1996
Secundaire zetting
In geval van de secundaire zetting wordt ervan uitgegaan dat de opgetreden zetting vertaald
kan worden in verschuiving van tijd. Wanneer de extra belasting op tijdstip t1 wordt verwijderd, wordt het tijdstip T1 bepaald waarop volgens net secundair-zettingsverloop van de
ontwerp-belasting dezelfde zetting zou zijn opgetreden. Vervolgens wordt het tijdzettingsverloop van de ontwerpbelasting rechtlijnig overgenomen (periode t1 t2 = periode
T1 T2, periode t1 t3 = periode T1 T3, enz.).
log (tijd)
t2
t3
T3
i>
14
Bijlage 4 Handleiding STOPUIT

Commissie voor Praktische Tuberculosebestrijding (CPT)

S T 0 - Digitaleren.be

Figurenlijst (74 kB, 10 januari 2013)

Wat is KunstWerk? KunstWerk is een uniek re

Actuele nieuwsbrief

APS 0047_medivere-nl_Stuhltest_2014-12

Identificatie en typering van TOETS VOOR AUDITIEVE ANALYSE

GO 5.0 INFRAROOD WARMTE PANELEN

Handleiding Instructions Anleitung Mode d`emploi