Er zijn twee belangrijke redenenom bij de aanleg van een rotondede voorkeur te geven aan eenbetonverharding:? voorkomen dat het wegdekvervormt wanneer zwarelasten er zich met lage snel-heid over voortbewegen;? voorkomen dat de toplaagafschuift wanneer krachtendwars op de rijrichting inwer-ken.Bovendien zorgt de heldere kleurvan het betonoppervlak ervoor datde rotonde beter zichtbaar is voorde naderende weggebruiker.B e l a s t i n g e n o p r o t o n d e sExtra belasting op het buitenste wielen belasting door middelpuntvlie-dende krachtIn normale rijomstandighedenen op een horizontaal oppervlakwordt een aslast van 13 tf die zichin rechte lijn voortbeweegt, gelijkverdeeld over de beide wielen: 6,5tf per wiel (fig. 2). In een bocht, endus ook op een rotonde, wordtdoor de middelpuntvliedendekracht een deel van de last dyna-misch overgedragen van het enewiel op het andere. Het linker-wiel, dat zich in de bocht aan debinnenkant bevindt, wordt ont-last, terwijl aan de buitenkant hetrechterwiel een overeenkomstigeextra belasting ondervindt (fig. 3).Er wordt ongeveer 3,5 tf van hetbinnenste wiel op het buitensteovergedragen.De middelpuntvliedende krachtoefent een aanzienlijke horizon-taleradialebelastinguit,ongeveer4,5 tf. In het contactvlak tussenwegdek en band treedt hierdooreen belasting op die zich vertaaltin een neiging tot afschuiven vande toplaag. Hoe groter de ver-vormbaarheid van de toplaag, hoeeerder deze afschuiving plaats-heeft.Verband tussen straal en snelheidBij een gelijk veiligheidsniveaugeldt: hoe groter de straal van derotonde, hoe groter de snelheidwaarmee gereden kan worden.Uitgaande van een aanvaardbareveiligheidshypothese mag wor-den gesteld dat als de straal van20 tot 40 m toeneemt, de snelheidvan 30 tot 42 km/h kan wordenopgevoerd (fig. 4).C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWegenbouwcement 2003 860Belgische ervaringen metrotondes in betonir. A. Jasienski en ir. L. Rens, FEBELCEM, BrusselZoals in verscheidene Europese landen worden ook in Belgi? op drukke kruis-punten meer en meer rotondes aangelegd. Deze bieden een betere garantievoor een vlotte en veilige verkeersafwikkeling en dat gedurende lange tijd.Betonverhardingen zijn zeer geschikt voor rotondes die onderworpen zijn aanzwaar verkeer. Sinds 1995 wordt met succes doorgaand-gewapend beton(DGB) gebruikt voor deze toepassingen, zowel voor rotondes met een grotediameter dicht bij hoofdwegen als voor kleinere werken in stedelijke omgeving(foto 1). In enkele voorbeelden komen de ontwerp- en uitvoeringstechniekenvan rotondes aan de orde.1 | Rotonde in het stedelijkgebied van Vilvoorde2 | Rechte weg: gelijkmatigeverdeling van de lastover de wielen3 | Bocht: de last wordtgedeeltelijk overgedragenop het buitenste wiel13 t13 t4,5 t6,5 t2,0 m1,5m6,5 t6,5 t3 t3 t6,5 t4,5 t4,5 t10 t10 tC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWegenbouwcement 2003 8 61Bij het ontwerpen van rotondeswordt doorgaans een naar buitenafhellend wegdek voorzien, een`negatieve' verkanting. De rede-nen hiervoor zijn:? het op- en afrijden van derotonde verloopt gemakke-lijker;? de rotonde is bij het naderenervan beter zichtbaar;? regenwater wordt aan debuitenzijde afgevoerd.Belang van het randeffectUit dimensioneringsberekenin-gen blijkt dat in geval van starrewegverhardingen, het spannings-verloop ingrijpend verandert wan-neer de last bij de rand van de ver-harding komt.Het randeffect op een rechte wegkan volledig worden opgehevendoor een extra breedte van 1 m tevoorzien (foto 5).Bij dimensioneringsberekenin-gen van rotondes verdienen tweeaspecten bijzondere aandacht:? rijdt het voertuig aan de bui-tenrand van de verharding,dan wint het randeffect nogaan belang door de extra belas-ting op het buitenste wiel;? ter hoogte van toe- en afrittenwordt de rand van de verhar-ding op een repetitieve manierbelast.R o t o n d e s i n o n g e w a p e n db e t o n ( p l a t e n )Bijhetontwerpenvaneenrotondein ongewapend beton verdelen deconstructie- en krimpvoegen deverharding in platen. In te groteplaten, of in platen met scherpehoeken kunnen zich snel onge-wenste en grillige scheuren mani-festeren. De ontwerper moetdaarom in het begin alle voegennauwkeurig uittekenen (fig. 6). Isde rotonde bedoeld voor zwaarverkeer, dan moeten deuvelswordenvoorzienonderdevoegen.Bij zeer hoge verkeersbelastingmoet de rotonde in gewapendbeton worden uitgevoerd.Rotonde in ScherpenheuvelIn mei 1998 werd in Scherpen-heuvel, bij een ontmoeting vanenkele plaatselijke wegen en eenregionale weg, een bijzonderkruispunt aangelegd. De ontwer-per wenste een zevenpuntige sterin de rotonde af te beelden, in`groen' uitgewassen beton, metnatuurlijke kleuren, overeenko-mend met de kleur van de aanlig-gende straatstenen.De rotonde heeft een binnendia-meter van 14 m en de rijweg-breedte bedraagt 6 m.Rekening houdend met de spe-ciale configuratie van de beton-verharding en de relatief hogespanningen die door het wrin-gend verkeer kunnen ontstaan,werd(vanbovennaarbeneden)devolgende opbouw gekozen:? 0,07 m uitgewassen gekleurdbeton C35/45;? 0,18 m normaal beton C30/37;? 0,04 m bitumineuze tussen-laag;? 0,18 m schraal beton;? 0,25 m zandfundering.De 0,25 m dikke betonverhardingwerd dus in twee lagen (70 en 180mm) aangebracht, waarbij vers50403020 30straal (m)snelheid(km/h)405 | Een grotere wegbreedtebiedt vooral het zwareverkeer meer ruimte enontlast de randen van deverharding4 | Verband tussen de straalvan de rotonde en desnelheid van hetvoertuig (veiligheids-hypothese)6 | Voorbeeld van eenvoegenpatroon voor eenrotonde; bij de aan-sluitingen op de aan-grenzende wegenworden scherpe hoekenvermedenbeton op vers beton werd gelegd.Wegens de speciale vorm van deverharding met talrijke scherpehoeken (foto 7 en 8) werd hetnodig geacht een zwaar wape-ningsnet te voorzien, namelijk?12-150 mm. Ter hoogte van devluchtheuvels werd deze wape-ningonderbrokenomgedeuveldekrimpvoegen te realiseren.In de relatief grote vlakken vangrijs beton zijn krimpvoegenaangebracht, 70 tot 80 mm diep.In het midden van de rijweg werdeen langsvoeg gezaagd. Boven-dien werden de sterpunten afge-knot om te scherpe hoeken aan deranden van de verharding te ver-mijden.De samenstelling van het ge-kleurde uitgewassen beton:? 980 kg steenslag (gekleurd);? 720 kg rivierzand 0/3;? 425 kg cement CEM III/A42,5 LA;? 25 kg hulpstof (pigment,luchtbelvormer en plastificeer-der);? circa 180 l water (totaal).Hetbeton,geleverdmeteentruck-mixer, werd verdicht met trilnaal-den en een dubbele trilbalk. E?ndag na het opbrengen van de ver-trager werd het beton uitgewas-sen, zodat de gekleurde granula-ten tot hun recht komen en hetgeheel een esthetisch beeld geeft.R o t o n d e s i n d o o r g a a n d -g e w a p e n d b e t o nBij een verharding in DGBworden de krachten afkomstigvan draaiende en overhellendevoertuigen opgenomen door decorrect gedimensioneerde wape-ning in dwarsrichting. De wape-ning in langsrichting maakt klas-sieke krimpvoegen, zoals die inverhardingen van ongewapendbeton toegepast worden, overbo-dig en er is geen gevaar voor over-belasting van plaathoeken.Bij rotondes blijft het randeffectnochtans belangrijk. Bij hetdimensioneren van verhardingC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWegenbouwcement 2003 8627, 8 | De rotonde vanScherpenheuvel metde bekiste ster en ingerede vorm9 | Uitvoering rotonde inDGB met een slipform-paverC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWegenbouwcement 2003 8 63en wapening moet met deze bij-zonder hoge belasting dan ookrekening gehouden worden.De eerste rotonde in DGB werdaangelegdin1995indestreekvande Doornikse steengroeven, waarveel zwaar en zeer druk verkeeraanwezig is. Sindsdien is hetaantal toepassingen sterk toege-nomen: begin 2002 waren er almeer dan dertig rotondes van dattype in gebruik, waarvan meerdan twintig in de provincie Hene-gouwen en een tiental in Vlaan-deren.De buitendiameter van de ringhangt voornamelijk af van basis-gegevensalshetaantaltoe-enafrit-ten, de breedte van de aanslui-tende wegen en hun ligging op hetkruispunt. De maat schommelttussen 30 m voor de kleinste (instedelijke centra) tot 106 m voor degrootste. Gewoonlijk bedraagt debreedte van de verharding 7 ? 8 mvoortweebaanswegen(foto9).Hettype dwarsprofiel dat voor demeeste rotondes is aangehouden,is afgebeeld in figuur 10.De wapening in de langsrichtingvolgt de kromming van derotonde. In de dwarsrichting is dewapening zo geplaatst dat de tus-senafstand tussen de staven,gemeten op ??n derde van de bui-tenrand, 0,70 m bedraagt. Dehoek tussen dwars- en langssta-ven is 60?, dit om te vermijden datkrimpscheuren in de dwarsrich-ting zouden samenvallen metdwarsstaven.Dikwijls wordt voor de rechterrij-strook een bijkomende dwarswa-pening voorzien. Deze wapeningis nodig als extra versterking envoor het gesloten houden vaneventuele langsscheuren. In datgeval bedraagt de tussenafstandvan de dwarswapening 0,40 m terhoogte van de buitenomtrek en0,34 m ter hoogte van de langs-voeg. Voor zeer druk beredenrotondes wordt de diameter vande dwarsstaven vergroot (min.?16 mm).Gaurain-RamecroixDe eerste rotonde in DGB van deprovincie Henegouwen werd in1995 gerealiseerd ter hoogte vande uitgang van een belangrijkeindustriezone,aanheteindvandeN52. De diameter van het mid-deneiland bedraagt 70 m. De weg-verharding van DGB is 0,20 m diken rust op een fundering vanschraal beton, waarop een geslo-ten bitumineuze laag van 0,04 mis aangebracht.De langswapening bestaat uitstaven ?16 ? 150 mm, rustend opdwarsstaven ?14 mm met eentussenafstand van 0,70 m. Hetbeton werd gestort tussen vastebekistingen over een breedte van8m.Deverdichtinggebeurdemetvier trilnaalden en een trilbalk.De opbouw van de bekisting wasals volgt:? rond het middeneiland lagenkantstenen van prefab beton;? de buitenomtrek werdgevormd door geschaafdehouten balken, 1 m lang en205 mm hoog, gestut door eendam van gestabiliseerd zand.In die balken waren gatengeboord, waardoor koppelsta-ven waren gestoken.De betonsamenstelling per m3:? porfiersteenslag in de fracties2/7 (250 kg), 7/20 (450 kg) en20/32 (680 kg);? 530 kg Rijnzand 0/5;? 375 kg cement CEM III/A42,5 LA;? plastificeermiddel;? 160 l water.De oppervlaktebehandeling be-stond uit een eenvoudig bezemenin dwarsrichting. Als nabehande-ling werd een curing compoundaangebracht(minimaal250g/m2).VilvoordeIn Vilvoorde werden twee roton-des aangelegd in stedelijke omge-ving. Doel van de herinrichtingvan de twee pleinen was hetcentrum van de stad veiliger enleefbaarder te maken. De binnen-diameters bedroegen resp. 17 en25 m. De rijwegbreedte was 6 men 8,5 m. De wegopbouw:? 0,25 m roodbruin DGB (uitge-wassen gekleurd beton);? 0,06 m bitumineuze tussen-laag;? 0,30 m kiezelsteenslag;? 0,20 m zand.Wapening:? langswapening: ?16 ? 100 mm;? dwarswapening ?14 mm metbijkomende staven voor derechterrijstrook.AntoingDeze rotonde, aangelegd juli1996, bevindt zich op de N500,vlakbij de CBR-cementfabriek ende Cimescaut-groeve. De binnen-diameter bedraagt 40 m. De ver-harding van DGB is 0,20 m dik,aangebracht op een 0,06 m dikke,gesloten bitumineuze onderlaag,die op haar beurt op een funde-ring van schraal beton rust.De langswapening bestaat uitstaven ?16 ? 150 mm, geplaatstop staven ?12 ? 400 mm.De uitvoering van de 7,5 m bredeverharding gebeurde tussen vastebekistingen (foto 11). Het beton isverdicht met trilnaalden en eentrilbalk. Het beton voldoet aan de0,20 0,502,50%0,205,0 ? 8,0 mDGB, dikte min. 0,20 mtussenlaag asfalt, dikte min. 0,05 mschraalbeton, dikte min. 0,20 m10 | Standaard dwarsdoor-snedevoorschriften van het typebestekvan het Waalse Gewest dat toenvan kracht was, het CCT W10. Debetonsamenstelling is dezelfdeals die van de rotonde vanGaurain-Ramecroix.Het betonoppervlak werd afge-werktdoorhetindedwarsrichtingte bezemen, waarna het met eencuring compound is behandeld.A a n b e v e l i n g e n e nc o n c l u s i e sZwaar verkeer stelt het wegdekvan een rotonde erg op de proef.Verhardingen van doorgaand-gewapend beton moeten correctwordengedimensioneerd.Aandehand van controleberekeningenwerd het mogelijk de noodzake-lijke staafdiameters van langs- endwarswapeningen aan te passenen de vereiste dikte van de ver-harding te bepalen.Intussen is reeds het scheurge-drag onderzocht van de eersterotondes (in Gaurain-Ramecroixen Bruyelle), met de bedoeling debij de berekeningen gemaakteaannames te toetsen. Zonder indetail te treden, bevestigt dezeanalyse dat voor wat het scheur-gedrag betreft, de verharding vandeze rotondes zich op dezelfdewijze gedraagt als een verhardingin doorgaand-gewapend beton opeen rechte weg. Het aantal scheu-ren dat waargenomen werd aande buitenkant is gelijk aan hetaantal scheuren aan de binnen-kant. Uiteraard liggen de scheu-ren in het eerste geval verder uitelkaar. Uit dit onderzoek naarscheurwijdte en -tussenafstandC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWegenbouwcement 2003 86411 | Uitvoering rotonde in`handwerk'De trekkracht ten gevolge van krimp en afkoeling(temperatuurverlaging) wordt langzaam opgebouwd,waarbij wordt verondersteld dat scheurvormingplaatsheeft bij een scheurspanning crVoor het minimum-wapeningspercentage bij zui-vere trek geldt [1]:0,min= 100 / [(fs/cr) ? n] (1)waarin:fsis de rekenwaarde van de treksterkte van beton-staal (FeB 500: fs= 500/1,15 = 435 N/mm2);cris de betontrekspanning bij scheurvorming;n = Es/ E'bmet E'b= 22250 + 250 fcc,k,0;fcc,k,0is de karakteristieke kubusdruksterkte(C-waarde);Es= 200 000 N/mm2;0= 100 As,tot/ bh, het wapeningspercentagebetrokken op de totale betondoorsnede.B e t o n t r e k s p a n n i n g b i j s c h e u r e nUit onderzoek [2] is gebleken dat bij een langzaamoptredende opgelegde vervorming de eerste scheur-vorming optreedt bij circa 50% van de gemiddeldezuiverebetontreksterkte(korteduur)endatdelaatstescheuren in het onvoltooid ontwikkeld scheurenpa-troon ontstaan bij circa 60% van de gemiddeldezuivere betontreksterkte (korteduur).Op basis hiervan is in [3] de toename van de beton-trekspanning bij de laatste scheur ten opzichte vande eerste scheur gedefinieerd als:cr= 1,2 x 0,50 fct,m, 0= 0,60 fct,m, 0(2)waarin:fct,m, 0is de gemiddelde zuivere betontreksterkte(korteduur).In [4] is voor de gemiddelde zuivere betontreksterkte(korteduur) afgeleid:fct,m, 0= 0,9[1,05 + 0,05 (fcc,k,0+8)] (3)Minimum-wapeningspercentagebij beton onder trekir. G.Chr. Bouquet, ENCI bvdr.ir.drs. C.R. Braam, TU-Delft, Faculteit der Civiele Techniek en Geowetenschappen (CiTG)Behalve de gebruikelijke toets van het wapeningspercen-tage met betrekking tot buiging (VBC 1995, 9.9) zal, van-wege de grote normaalkracht bij betonwegen in door-gaand-gewapend beton (DGB) en in voegloze (elastischondersteunde) gewapend-betonnen vloeren, ookgetoetst moeten worden of de totale hoeveelheid wape-ning voldoende is als scheurvorming zou ontstaan dooreen normaalkracht.C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWegenbouwcement 2003 8 65blijkt alleszins dat de hechtingvan de verharding aan de onder-laag het gedrag van het DGBgunstig be?nvloedt.Samengevat, voor rotondes ingewestwegen, met zwaar en drukverkeer, wordt een standaard-dwarsdoorsnedeaanbevolen,zoalsafgebeeld in figuur 10. Het staal-gehalte van de langswapening, diedekrommingvanderotondevolgt,bedraagt ongeveer 0,85% van debetondoorsnede. Het wapenings-percentage mag in geen gevalminder bedragen dan 0,76%. Dedwarswapening houdt rekeningmet de hoge belasting aan de randvan de platen en bestaat uit stavenvan minimaal ?14 mm (?16 mmbij zwaar verkeer) maximaal om de0,40 m op de buitenrand.Tot slot: de textuur en het uitzichtvan het betonoppervlak kunnenzonder probleem gekozen wor-den in harmonie met de omge-ving en overeenkomstig de ste-denbouwkundige bepalingen. Ditis mogelijk door de keuze van eengeschikte oppervlaktebehande-ling en eventueel het gebruik vankleurpigmenten. L i t e r a t u u r1. Jasienski, A., Les giratoires enb?ton arm? continu. DossierCiment, bulletin n? 13, 1997Bruxelles, Febelcem.2. Caestecker C., Hendrikx,L., Venstermans, F., B?tonarm? continu. Deux giratoiresconstruits en Flandre (Be)Revue G?n?rale des Routes etdes A?rodromes n? 775, 1999.3. Dumont, R., Giratoires enb?ton arm? continu, 19eCongr?s Belge de la Route,septembre 2001, Genval.4. Venstermans, F., Lonneux,T., Rotondes in beton, 19eBel-gisch Wegencongres, septem-ber 2001 Genval.5. Concrete Roundabout Pave-ments; A guide to their Designand Construction BeaconsfieldNSW 2014 (Australia): Roadsand Traffic Authority, april1996.waarin:fcc,k,0isdekarakteristiekekubusdruksterkte(C-waarde).Opbasisvandegemiddeldezuiverebetontreksterkteen de n-waarde (tabel 1) kan het minimum-wape-ningspercentage bij beton onder trek worden bere-kend (tabel 2).Opmerking1:Dewapeningspercentagesvandetotalehoeveelheid wapening (boven- en ondernet), betrok-ken op de totale hoogte (h) van de betondoorsnede,gelden voor betonstaal FeB 500 (fs= 435 N/mm2)Opmerking 2: In de tabellen 1 en 2 zijn sterkteklas-sen weergegeven volgens tabel B NEN 8005 als Cx/y,waarbij C de aanduiding is voor `normaal beton'(> 2000 kg/m3); x = karakteristieke cylinderdruk-sterkte op 28 dagen; y = karakteristieke kubusdruk-sterkte van 150 mm kubussen op 28 dagen, dus bijv.C20/25 = B 25S c h e u r b e h e e r s i n gHet toepassen van het minimum-wapeningsper-centage geeft alleen garantie dat de wapening nietzal gaan vloeien bij scheuren van het beton. In tegen-stelling tot gewapend-betonnen bedrijfsvloeren,waarbij de maximale scheurvorming wordt getoetstvolgens art. 8.7 van de VBC 1995, was het bij beton-wegen in DGB gebruikelijk de hoeveelheid wape-ning te baseren op een `verhoogd minimum-wape-ningspercentage' op basis van cr= 0,75 fct,m, 0.Omdat dit in de praktijk bij wegen in DGB leidde totverwarring, met name ten aanzien van de geldigheidvan dit `verhoogd minimum-wapeningspercentage'bij een hogere betonsterkteklasse dan waarop wasgerekend, is deze benadering verlaten.In VENCON 2.0, een softwarepakket van CROWvoor de berekening van betonwegen, kunnen descheurwijdte en gemiddelde scheurafstand wordenberekend met het `TU Delft trekstaafmodel' zoalsbeschreven in [2]. Om in milieuklasse 3 te kunnenvoldoen aan de maximaal toelaatbare scheurwijdtevolgensdeVBC1995,zalaltijdmeerwapeningnodigzijn dan het minimum-wapeningspercentage. L i t e r a t u u r1.Bouquet, G.Chr., Minimumwapening bij betononder trek. Cement 1999, nr.8.2.Van Breugel, K. et al., Betonconstructies ondertemperatuur- en krimpvervormingen. Beton-praktijkreeks 2, Stichting BetonPrisma,'s-Hertogenbosch, 1996.3.Bruggeling, A.S.G. en De Bruijn, W.A., Theorieen praktijk van het gewapend beton. Prof.Bakker Fonds, 1985.4.Braam, C.R. en Bouquet, G.Chr., De treksterktenvan beton. Cement 2003, nr.7.Tabel 2 | Minimum-wapeningspercentage bij beton onder trek voorelastisch ondersteunde vloeren en verhardingen, waaronderbetonwegensterkteklasse C20/25 C28/35 C35/45 C45/55 C53/650,min[%] 0,34 0,41 0,47 0,54 0,60Tabel 1 | Gemiddelde zuivere betontreksterkte en n-waardensterkteklasse C20/25 C28/35 C35/45 C45/55 C53/65fct,m, 0[N/mm2] 2,43 2,88 3,33 3,78 4,23n = Es/ E'b7,0175 6,4516 5,9701 5,5556 5,1948