? wegenbouw ? algemeen ontwerp?ing.L.H.J.G.Orval, Rijkswaterstaat directie Utrechtir.R.lN.M.Faase, Combinatie A12*HetgedeelteLunetten -Bunnikvan de A12, ten oosten van Utrecht, wordtverbreed. Hetiseen buitengewoon druk bereden weg en bij het ontwerp hebben duurzaamheid en (mini-maal) onderhoud een belangrijke overweging gevormd naast de investeringskosten. Opgrond van ervaringen met een gedeelte van de A73 waar doorgaand-gewapend beton wastoegepastmet een toplaagvan open asfalt, isdeze constructie ookvoordeA12gekozen.In de herfst van 1997 is de nieuwe zuidbaanaangelegd.DOORGAAND-GEWAPENDBETON:EEN (BETON)WEGMETTOEKOMSTVERBREDING A12, LUNETTEN - BUNNIK, IN DOORGAAND-GEWAPEND BETON* Combinatie A12 bestaat uit: Bruil Ede, Hazeleger,Ballast Nedam, J.Heijmans, KWS, Mourik Groot Arn-mers en NBM.CD De zuidbaan is gereedfoto: De Jong Luchtfotografie, Zeist8In Cement 1996 nr. 12 is een verhaal gepu-bliceerd over het ontwerp van de A12 indoorgaand-gewapend beton en de finan-cieel-economische afwegingen hiervan.Eenjaar laterwas de zuidbaan gereed. In de-cember 1997 is alle verkeer op de nieuwezuidbaan gebracht, waar het ongeveer eenjaar zal rijden. Na het in gebruik nemen vande nieuwe, in 1998 aan te leggen noord-baan, zal de zuidbaan worden voorzien vaneen deklaag van ZOAB.BestekHet bestek is een zogenoemd 'Standaard90 bestek, wijziging 1991'. Toch is het wer-ken onder kwaliteitsborging daarin al voor-zien. De combinanten werken op dit projectdan ook met een universeel kwaliteitsplan.In ditplan is een apartgedeelte opengehou-den voor de aanleg van het beton. Hiertoe isdoor??n van de combinanten, te weten BruilEde, een kwaliteitsplan opgesteld voor deuitvoering van de zuidbaan.Voordat tot uitvoering is overgegaan, is metde directie een aantal wijzigingen met be-trekking tot de uitvoering doorgenomen, diein het kwaliteitsplan zijn opgenomen.De basis van hetbestek vormde de in 1993uitgevoerde A73, met een soortgelijke con-structie. Bij de uitvoering van dat werk zijnwijzigingen aangebracht, dietot een goed re-sultaat hebben geleid. Het was dan ook debedoeling de positieve ervaringen van deA73 en de verder opgedane kennis in de af-gelopen vier jaar, hier in te zetten.Volgens de planning zou het betonwerk be-ginnen v??r de verzorgingsplaats 'de Slag-maat' en hetbijhorendetankstation. V??rdeafrit naar Bunnik zou het beton eindigen(foto 1). De afrit naar de verzorgingsplaatsen de toerit naar de A12 zouden in ongewa-pend beton worden uitgevoerd. Zowel hetgewapend als het ongewapend beton zou-den na een jaar worden overlaagd metZOAB. De verzorgingsplaats en het tanksta-tion moesten echteraltijd bereikbaar blijven,watproblemen opleverde voorde uitvoering.Het aanleggen van de betonverharding zouin een groot aantal kleine secties moetengebeuren, wat de kwaliteit niet ten goedeCEMENT1998j3BetonverhardingVervolgens kon de uitvoering van het gewa-pend-beton starten. Het beton op de zuid~baan moest een breedte van 18,11 m krij-gen. In langsrichting was ??n constructie-voeg gepland, zodat de verharding in tweestroken is aangelegd: ??n met een breedtevan 10,60 m en ??n van 7,51 m (fig. 2).met een verbredingsmachine en daarna ver-dicht. Hierna zijn de banden gesteld.Beton heeft hier bijgedragen aan een zeermilieuvriendelijke oplossing.FunderingDe ondergrond van de A12 is zettingsgevoe-lig. Alvorens de fundering aan te brengen, iseen grondverbetering toegepast.De fundering bestaat uit 0,25 m agrac (as-faitgranulaatcement). Dit is na hetaanbren-gen van hetasfalt nog ontspannen doortril-len om de kans op reflectiescheuren in hetbeton tot een minimum te beperken. Hetagrac moet nu eenmaal niette sterkworden.Op het agrac, dat ook niet afgespoten is, is60 mm GAB (gewoon asfaltbeton) aange-bracht (fig. 3).17,75 trijstrooknrijstrookbreekosfoltcement 0.25II1'1I,I,I,redresseerstrook ilI,il1111'II,I1,II 1JI11,ij I1'II' II' Irijstrook IJ vluchtstrook I1\ Ir I' 1I Ii Ischijn-langsvoegll co~:~~~~:~~- i! SChijn-langSVOeg! I schijn-langsv"'jll'1 11 Ikoppelstaven :' " 1h.o.h. 800 rnrn d I' ,gl12, lang 800 rnrn ,I I--~----- Ij --~_~-~-~,-,--"-~~3,_50-------,X~-_3,_50~-_,_" ~_~1~,",,~~~~~,t~~_2,_85---,tr:t__~3""60~---"0,,,,,20~'i'i'r_-----,,3,,,,,42,,,5__f!r,J)!?,1!.."-5_433""'5_---'0"",1~!?r>i'_r~'--"'.3,4""2"'-5--,r,rrOl"',,,,,20,--_3.,,,,2,,,,5~~? Dwarsdoorsnede verhardingWaterafvoerHetbetongedeelte van de A121igt in een wa-terwingebied. De grenzen ervan lopenhaaks door de A12 heen. AI het regenwaterdatop de wegvalt binnen de grenzen van hetwaterwingebied, wordt opgevangen en viaeen olie-benzineafscheider geloosd.Hiertoe is aan de rand van de onder verkan-ting liggende 18,11 m brede verharding, eengootconstructie aangebracht. Het betonwordt hier 0,30 m breder aangebracht danhet ZOAB. Verder zijn om de 30 m verzamel-putten geplaatst.De gootconstructie van stampbeton (0,5 mbreed en 0,18 m dik) is later aangebrachtWijziging diameter koppelstavenDe constructievoegen in het beton zoudenvolgens het bestek gekoppeld moeten wor-den doorkoppelstaven 12120 mm, lengte 800mm, h.o.h. 1,67 m. Koppelstaven geven eencentralisatie van de trekkrachten rond dekoppelstaaf.Op de A73 zijn bij een soortgelijke construc-tie de dikke koppelstaven vervangen doordunnere, met een gelijke dikte als de dwars-wapening 121 12 mmo De koppelstaven zijnh.o.h. 800 mm geplaatst, evenals de dwars-wapening. Dit geeft de meest gelijkmatigekrachtsverdeling, watbeteris dan de gecon-centreerde krachten rond de zware koppel-staven 121 20 mm (fig. 2).? Maatvoering wegindelingzou komen. Vandaar dat werd voorgesteldom de gehele betonverharding over onge-veer 250 m op te schuiven naar het oosten,richting Bunnik. De doorgaand-gewapendebetonverharding begint nu net na de toeritvan de verzorgingsplaats op km 65,200 eneindigt op km 67,440. De betonverhardingheeft daarmee een lengte van 2240 m.Hetbeton op de afrit en de toerit van de ver-zorgingsplaats was ontworpen in ongewa-pend beton, dat gekoppeld moest wordenaan de doorgaand-gewapende constructie.Dit betekent dat de voegen in het ongewa-pende beton als scheurinleiders in het ge-wapende beton zouden gaan werken. Ookzou het ongewapende beton naderhandoverlaagd worden metZOAB, wat problemenkan geven opde voegen in verband met hetscheuren (rafelen) van het ZOAB.Daarom is voorgesteld al het beton in dezuidbaan doorgaand-gewapend te maken,zodat problemen met de voegen en hetZOAB vermeden konden worden. Dit had devolgende consequenties:? de begin- en eindkilometers van het door-gaand-gewapend beton van de noord- enzuidbaan zijn niet gelijk;? de afrit naar de verzorgingsplaats wordtuitgevoerd in asfalt in plaats van ongewa-pend beton;? de afrit naar Bunnik wordt gedeeltelijk, totvlak voor het puntstuk, uitgevoerd in door-gaand-gewapend beton, inclusief een ge-deelte van de afrit tot km 67,440;? de toerit van de verzorgingsplaats naar deA12 wordt doorgaand-gewapend met eendikte van 0,25 m conform de hoofdrijbaan.De toerit is een relatief klein gedeelte, watbreed gekoppeld is aan de hoofdrijbaanvan 18,11 m. Een eindbalk wordt niet aan-gebracht;? de toerit verloopt in breedte van 8,16 maan het begin tot 0,00 m in de hoofdrij-baan;? de afrit bij Bunnik was gepland in asfalt,maar werd voor een deel doorgaand-gewa-pend beton. De eindbalk aan deze zijdemoest worden verbreed tot de gehelebreedte van het beton;? het doorgaand-gewapend beton kon bij de-ze aanpak in slechts twee segmenten wor-den gemaakt (afgezien dedagvoegen);? de tijdelijke doorgang voor het verkeer datvan de A12 naar de verzorgingsplaatskomt, kan eenvoudiger in asfalt wordenuitgevoerd;? de constructievoeg die door de afrit naarde verzorgingsplaats liep, kon vervallen.CEMENT1998!3 9? wegenbouw ? uitvoer?ngstechniek? Productie betonDe betonspecie werd vervaardigd met tweemobiele centrales MOB 60, op een terreinvlak bij het werk. Elke centrale heeft een ca-paciteit van 60 m3/h.De betonspecie moest voldoen aan sterkte~klasse B45, milieuklasse 3 en consistentie-gebied 1. Dit leidde tot de volgende meng-seisamenstelling per m3:8) Detail ankerbalkHet proefvak voldeed!750 kg1170 kg350 kg14410,4 %zand 0/4grind 0/32cement(CEM IIB32,5R)waterhulpstof (plastificeerder)De watercementfactor van de betonspecietijdens het vooronderzoek bedroeg0,41. De7-daagse sterkte van het beton bedroeg ge-middeld 37,5 N/mm2 en de 28-daagsesterkte 55,8 N/mm2,CD Aanbrengen kunststof strip ter plaatsevan de langsvoeg)(12 - 1,53 S12 ;;;. 0,7 f'c~' ofwel47,1-1,53' 3,3;;;' 0,7' 4542,0 N/mm2;;;. 31,5 N/mm2?ProefvakDe eerste 2000 m2verharding werd alsproefvak bestempeld. Uit het proefvak zijntwaalf kernen geboord, die in een sterlab zijnonderzocht op laagdikte en 7-daagse druk-sterkte. De laagdikte was gemiddeld 0,255m en de 7-daagse druksterkte was gemid~deld 47,1 N/mm2met een standaardafwij-king van 3,3 N/mm2?Volgens de formule van de Standaard 1990betekende dit:? Floatpan voor de 'finishing touch'Gekozen werd om de slipformpaver (SGMEvan REBRU) in te stellen op 10,60 men in de-ze werkbreedte ook hetgedeelte van 7,51 maan te brengen, waarbij de balk gedeeltelijkover het gestorte beton van 10,60 m heenloopt.Eerst werd dus de lage kant van het betongestort en vervolgens de hoge zijde.De werkfases omvatten:? het maken van eindbalken (fig. 4) bij Bun-niken bij het begin van hetwerk. De balkenwerden door het agrac en het asfalt ge-zaagd;? start betonwerk na invoegstrook Slag-maat, bestaande uit (foto 5, 6):- wapening vlechten over breedte van10,40 m tussen km 65,550 en 67,440,beton storten op breedte van 10,60 m;- wapening vlechten van de 7,30 m bredebaan, beton storten op een breedte van7,51 m;? na verharding van het beton kon het ver-keer van de verzorgingsplaats over het be-ton de oude snelweg opkomen;? de oude toerit naar de snelweg kon wordenverwijderd en het beton van km 65,200 tot65,550 aangebracht:- wapening vlechten, 10,40 m bredebaan, beton storten met een breedtevan 10,60 m;- wapening vlechten, 7,30 m baan, betonstorten 7,51 m baan;? vlechten wapening toerit vanaf Slagmaat,beton storten met vari?rende breedte;? vlechten wapeningafrit Bunnik, beton stor-ten, ook met vari?rende breedte.? Stortvoeg10 CEMENT1998/3OpleveringscontroleVoor de oplevering van de zuidbaan zijn 49kernen geboord. De gemiddelde dikte be-droeg 261 mm;geen van de kernen was dun-ner dan de vereiste 250 mm. De standaard-afwijking bedroeg 8 mmo De gemiddeldedruksterkte was 57,2 N/mm2, meteenstan-daardafwijking van 4 N/mm2?Vergeleken met de A73, waar steenslag inplaats van grind als grof toeslagmateriaalwas gebruikt, is de gemiddelde druksterktehier 8 N/mm2lager.MonitoringB? het ontwerp van de A12 is uitgegaan vaneen verkeersintensiteit van 90000 mvt/et-maal. Gedurende de zomer van 1997 zijn alintensiteiten van 123000 mvt/etmaal vast-gesteld. Aangezien de A12 op ditmomentdezwaarst ontworpen betonverharding van Ne-derland heeft, en er ook allerlei modificatiesz?n aangebracht in de asfaltgedeeltes aan-sluitend aan het beton, is een zeer uitge-breid monitoringsprogramma opgesteld(tabel 1). Gezien dit monitoringsprogrammakan worden gesteld dat 'de beste weg vanNederland' de komende jaren goed bege-leid zal worden. De verwachting is dat dezeweg aan dezelfde positieve verwachtingenzal voldoen als de A73, Boxmeer - Venray.Het uitgebreide monitoringsprogrammazalertoe b?dragen dat w? nog veel meer zullenleren van het gedrag van een doorgaand-ge-wapende betonverharding, maar ook vanparameters die in andersoortige construc-ties gebruikt kunnen worden. Over ontwikke-lingen van het A12-front in de komende t?dzullen wij u op de hoogte houden.?De eis was; )(12 - 1,53 S12 ;;> f'ek' ofwel57,2 - 1,53 . 4 ;;> 4551,1 N/mm2;;> 45 N/mm2?Conclusie: de druksterkte voldoet.Gesteld kan worden datde 'extra' druksterk-te boven de eis, een verlenging van de le-vensduur van de constructie betekent.LangsvoegenDe schijnlangsvoegen zijn gecre?erd doordi-rect met de slipformpaver in hetverse betoneen strip van 3 x 70 mm verticaal in te druk-ken (foto 7). Dit gebeurt v??r de afreibalk.Het moest secuur gebeuren,omdat het ver-keer eenjaar lang over hetbeton moet rijdenvoordat er ZOAB overheen komt.Deconstructievoeg is opgezaagd tot 8 mmbreed, er zijn velHngkantjes aangebracht ende voeg is gevuld met een voegvulmassa.ScheurvormingIn het artikel over de A12 in Cement 1996 nr.12, werd gesproken over het langswape-ningspercentageen de gevolgen hiervanvoor het gewenstescheurpatroon. De ver-wachting was dat de meeste scheuren zichzouden bevinden in klasse 111: tussen 0,8 en3,0 m. Voor de volledigheid nog de scheur-kiassen:klasse I : 0,0 - 0,4 m (scheurafstand)klasse II : 0,4 - 0,8 mklasse 111 ; 0,8 - 3,0 mKlasse IV: > 3,0 mIn december 1997 had 75% van de verhar-ding een scheurafstand van 0,8 m, 20% eenafstand van 0,8 - 2,0 m en 5% > 2,0 m. Totnu toe volgt de weg het ideale scheurenpa-troon; vrijwel alle scheuren bevinden zich inklasse 111.CEMENT1998/3Tabel 1Een verkort overzicht van het monitoringsprogramma11