themaErvaringen met ModieSlab2201038themaErvaringen metModieSlab1Snel bouwen met een duurzaam prefab wegdekErvaringen met ModieSlab 22010 39ModieSlab werd oorspronkelijk ontworpen naar aanleiding vanhet programma `Wegen naar de Toekomst' van Rijkswaterstaat/DWW [1]. De belangrijkste criteria voor het ontwerp warensnelle vervangbaarheid, hoge geluidsabsorptie en benutting vanop, door of langs de weg op te wekken schone energie.Na proefvakken op een parkeerplaats langs de A50 (De Somp),kreeg de zuidelijke bypass van de A12 bij verkeersplein Ouden-rijn in 2006 een ModieSlab wegdek van 100 m (foto 1). Eenfull-scale aanleg op een autosnelweg en hiermee ook de eerstebeproeving bij zeer intensief verkeersgebruik. Het traject isuitgevoerd op heipalen. De praktijksituatie bewijst een stabielekwaliteit en een substanti?le geluidsreductie. De afwateringska-naaltjes op het scheidingsvlak van de tweede open laag en deconstructieve betonlaag zorgen voor een snelle afvoer vanregenwater. Deze kanaaltjes geven het wegdek bovendien eenzelfreinigend vermogen. Het wegdek lijkt de afgelopen tweezeer strenge winters goed te hebben doorstaan. Het traject heeftgeen schade ondervonden van vorst en pekel.De toepassingen voldoen aan de door de opdrachtgeversgestelde eisen. Vooral project Oudenrijn werd nauwkeuriggevolgd. Het monitoringsrapport van Rijkswaterstaat (zie ookwww.modieslab.nl) geeft aan dat ModieSlab op verschillendeaspecten beter scoort dan de vooraf gestelde eisen.Voor het EU-project Quiet City werd in samenwerking metBelgische bedrijven een deel van de stille tram- en busbaan inhet Belgische Blankenberge geleverd en gemonteerd (2008).Voor deze opdracht werden de elementen in de fabriek voor-zien van tramrails, een zogenoemde `embedded railconstructie'.Voor het eerst werden in een verhardingsdek tramgotengecombineerd met zeer open lagen. De specifieke kenmerkenvan de gebruikte platen zijn gelijk aan die van Oudenrijn, dusmet twee open lagen en waterafvoergootjes. Het geheel resul-teert in een geluidsniveau vergelijkbaar aan tweelaags ZOAB.Diamantstraat, HengeloDe Diamantstraat in Hengelo is een circa 1,5 km lange weg, dieintensief en door zwaar verkeer wordt gebruikt. De weg, met2x2 rijstroken verdeeld over een noord- en een zuidbaan enmet zeven kruisingen, was hard toe aan renovatie. De gemeentewilde een onderhoudsarm, vlak en geluidsarm wegdek, datbovenal snel en met minimale verkeersoverlast kon wordenaangelegd.Tussen de kruisingen in werd besloten tot een uitvoering in terplaatse gestort beton. Door het ontbreken van alternatieve aan-en afvoerroutes waren langdurige werkzaamheden aan de krui-singen zelf onmogelijk. Diverse opties werden daarom overwo-gen, zoals tijdelijke bruggen over het alternatief van ter plaatsegestort beton. De keuze viel uiteindelijk op het plaatsen vanModieSlab, en wel binnen een `slottijd' die loopt van zaterdag17.00 uur tot maandag 05.00 uur (foto 2 en 3).De zeven kruisingen worden in een tijdsbestek van zevenweekenden onder handen genomen. De eerste fase (noordelijkdeel) is gerealiseerd in oktober 2009, de tweede fase (zuidelijkdeel) staat gepland in de weekends kort v??r de zomervakantievan 2010. In totaal betreft het een oppervlak van 9200 m2, watneerkomt op circa 600 elementen. De prefab platen kunnen nainstallatie direct door het zware verkeer worden bereden.Low SpeedDe betonplaten zijn van het type LS, Low Speed. Deze variantheeft een dichte deklaag en is zeer geschikt voor zwaarbelastewegdelen en lagere verkeerssnelheden. De bovenlaag is uitge-voerd met zeer slijtvaste Fjordstone grindkorrels. Deze korrelszorgen ervoor dat voldaan wordt aan eisen met betrekking totstroefheid en remvertraging. Door productie `op de kop' opvlakke malbodems zijn de onvlakheid en de onderlinge wisse-ling van de naden nihil, wat de weggebruiker comfort biedt.Het modulaire wegdek wordt bij dit project voor het eerstgefundeerd op een dunne laag asfalt (op een draagkrachtigeondergrond). Aanvankelijk was het de bedoeling om van hetbestaande asfalt de bovenste lagen weg te frezen, zodat eenvlakke laag zou resteren. Vanwege de slechte staat van het oudewegdek is echter een nieuwe dunne laag asfalt aangebracht omde platen hierop te stellen.Per halve kruising worden circa veertig platen van 4,5 x 3,6 mgelegd. Stelbouten zorgen ervoor dat de platen exact op hoogteliggen. De minimale ruimte onder de plaat wordt afgegrout.ModieSlab is een wegdek van betonplaten opgebouwd uit tweeverschillende open lagen met daaronder een constructievebetonlaag. Het product is sinds de introductie in 2000 behoorlijkdoorontwikkeld. In dit artikel wordt aandacht besteed aan eenaantal gerealiseerde projecten. Ook wordt nader ingegaan op dekrachtswerking van de twee verschillende hoofdvarianten: deoplossing op palen en de beddingsvariant. Tot slot komen enkelespecifieke ontwikkelingen aan bod.drs. Noud van Deurzen,dr.ir. Hans Bongers enMartin DammanBetonson*)1 De zuidelijke bypass van de A12 bijverkeersplein Oudenrijn kreeg in 2006 eenModieSlab wegdek*) ModieSlab is een product van ModieSlab v.o.f., een bedrijvencombinatie vanArcadis, Heijmans en Betonson.Ervaringen met ModieSlab2201040verdeelt. De horizontale belasting per individuele paalkop wordtdaarmee sterk gereduceerd. Dit is van groot belang in ontwerpsi-tuaties waarbij het bovenste deel van de heipaal niet of nauwelijkshorizontaal door de grond wordt ondersteund, zoals bij toepas-sing over kruisende watergangen en in zeer slappe bodems.Het toepassen van volledig starre koppelingen tussen de platenbetekent echter ook dat uitzetting en verkorting van de beton-platen (onder invloed van temperatuurwisselingen en krimp)niet vrij kunnen optreden. Deze bewegingen zouden kunnenworden doorgegeven aan de heipalen, zodat bij grote ongedila-teerde lengtes ontoelaatbaar grote uitbuigingen kunnenontstaan bij de paalkoppen. Het aanbrengen van dilatatievoe-gen is ongewenst gezien de nadelige effecten hiervan op onder-houd en geluidshinder. Ook het toepassen van schoorpalen isgeen optie, omdat deze de heisnelheid fors verkleinen enbovendien een aanzienlijk grotere plaatsingstolerantie hebben.Daarom is gekozen voor een enigszins flexibele dookverbin-ding met een kleine speling tussen dook en betonplaat (fig. 6).In zeer slappe bodems worden bij nog toelaatbare paalkopver-plaatsingen dan nog steeds genoeg palen geactiveerd om dehorizontale verkeersbelastingen te kunnen afdragen, terwijluitzetting en verkorting door temperatuur en krimp niet meerworden verhinderd.Fundering op draagkrachtige ondergrondGefundeerd op een draagkrachtige (gebonden) wegfundering,worden de betonplaten nauwkeurig op hoogte gepositioneerdmet drie stelbouten op steltegels. Typische plaatafmetingen zijn3,5 x 5 m2(ongewapend) of 3,5 x 9 m2(met centraal wape-ningsnet). Na plaatsing wordt de dunne holle ruimte onder deplaten onderpompt met een hoogvloeibare cementgebondenErvaringenHet nieuwe wegdek uit de eerste fase is inmiddels een aantalmaanden in gebruik. Er zijn geen meldingen van problemen ende gemeente is zeer tevreden met de gemaakte keuze. Eenevaluatie met alle betrokkenen (gemeente, aannemer ter plaatsegestort betondeel, ModieSlab, toezichthouder) resulteerde ineen belangrijk verbeterpunt en dat betreft de maatvoering vande aansluiting tussen de prefab kruisingen en het stortbeton opde aansluitende wegen. In de volgende fase worden daaromeerst de prefab kruisingen aangelegd en wordt het stortbetonvan de wegen hierop aangesloten.KrachtswerkingIn het originele concept werd ModieSlab ontworpen als eenmodulaire prefab brugplaat, puntvormig ondersteund doorprefab heipalen. De platen worden hierbij vervaardigd van eenhoogwaardig beton C53/65 en traditioneel afgewapend op basisvan de verkeersbelastingen geldend voor bruggen.Voor optimaal rijcomfort en geluidsreductie moeten de toplaagvan de plaat ?n de voegovergangen zo vlak mogelijk wordenuitgevoerd. De betonplaten worden dan ook binnen striktetoleranties geplaatst. Als overgang tussen de betonplaten en deheipalen worden hiertoe speciale poeren toegepast die de grotehorizontale en verticale plaatsingstoleranties van de heipalenkunnen opvangen (fig. 5).Kruisende watergangen en slappe bodemsDe poeren koppelen de individuele platen ook in horizontalerichting. Hierdoor wordt een schijf van gekoppelde platen gecre-eerd die potenti?le horizontale verkeersbelastingen (rem-, accele-ratie- en centrifugaalkrachten) over een groot aantal heipalenthema2Ervaringen met ModieSlab 22010 412 Aanbrengen van ModieSlab platen op de Diamantstraat in Hengelo3 Om de duur van stremming van de kruisingen te beperken is bij zeven kruisin-gen op de Kruisstraat in Hengelo een ModieSlab wegdek toegepastfoto: Cement&BetonCentrum/Wim Kramer4 Aansluiting van Modieslab met in het werk gestort wegdekfoto: Cement&BetonCentrum/Wim Kramer5 Koppeling betonplaten en nauwkeurige plaatsingsmogelijkheid met poerenmortel, zodat de platen over het gehele oppervlak gelijkmatigworden ondersteund.De betonplaten zijn aan de randen rondom voorzien van eeninkassing. Na plaatsing van de platen worden deze inkassingenin de plaatvoegen afgevuld met een hoogwaardige gietmortel,zodat de platen rondom volledig worden verdeuveld (fig. 7). Debetondeuvel is zodanig ontworpen dat rotaties en horizontalebewegingen van de plaatranden (t.g.v. temperatuur en krimp)mogelijk blijven, terwijl dwarskrachtoverdracht tussen de platenw?l effici?nt kan plaatshebben. Een uitgebreide proevenserie inhet laboratorium van Betonson heeft bewezen dat deze beton-deuvelverbinding voldoende capaciteit bezit om toe te kunnenpassen voor alle in Nederland geldende categorie?n van wegver-keer. Bijkomende voordelen van deze verdeuvelingsconstructiezijn dat uitzetvoegconstructies (nabij bochten of kunstwerken)niet meer nodig zijn ?n dat de platen (bij eventuele schade) rela-tief simpel kunnen worden vervangen. De betondeuvels kunnenimmers eenvoudig vanaf de bovenzijde worden doorgezaagd,waarna de beschadigde plaat uit het wegdek wordt gehesen envervangen door een nieuwe plaat (na schoonmaken van derandinkassingen en verwijdering van overtollig grout onder deplaat). Na het inhijsen van de nieuwe plaat worden de randinkas-singen in de plaatvoegen opnieuw met gietmortel afgevuld.Nabehandeling voegen en oppervlakDe voegen tussen de platen zijn maximaal 10 mm breed en volle-dig vlak. In het project Oudenrijn en het recente project inHengelo werden incidenteel overgangen tussen de platen nagesle-pen om ontstane oneffenheden weg te werken. Voor het optimali-seren van de stroefheid wordt de ZOB (Zeer Open Beton) toplaagModieSlab plaatheipaal4 stekeinden in ruime gainshorizontale tolerantie = +/- 50 mmverticale tolerantie = +/- 25 mmzoals toegepast op Oudenrijn, v??r openstelling geplaneerd.Planeren is het oppervlak ontdoen van de cementhuid, zodat hettoeslagmateriaal aan het oppervlak zijn specifieke stroefheidterugkrijgt. Om de stroefheid te garanderen bij de LS-variantwordt gebruik gemaakt van een specifieke straaltechniek.Aanvangstroefheden die bij beide varianten worden behaaldliggen zeer hoog, aanzienlijk hoger dan bij de bekende ZOAB(Zeer Open Asfalt Beton) verhardingen. Dit garandeert een opti-male veiligheid voor het verkeer, direct vanaf openstelling.345themaErvaringen met ModieSlab22010426 Horizontale koppeling betonplaten met(kleine) bewegingingsmogelijkheid in devoegen7 Dwarskrachtoverdracht via specialebetondeuvelLevensduurHet zeer open, modulaire wegdek is geschikt voor alle typenwegen. De draagconstructie op palen voor zettinggevoeligestreken en gebieden met veel watergangen en ondergrondseinfrastructuur, wordt ontworpen voor een levensduur vanhonderd jaar. Een wegconstructie op palen geeft de mogelijk-heid de ruimte direct onder het wegdek te gebruiken voor extravoorzieningen als watergangen, faunapassages en kokers metkabels en leidingen. Voor de toplaag wordt een levensduur vanminstens twintig tot dertig jaar verwacht.Bij aanleg op een draagkrachtige ondergrond wordt uitgegaanvan een levensduur gelijk aan die van insitu betonwegen.Uitdagingen voor de toekomstVoor de toekomst zijn er nog genoeg uitdagingen. Structureelkan ModieSlab bijdragen aan het minder voorkomen vanvorstschade. Beton is beter bestand tegen vorst dan asfalt.Voorbeelden verder zijn het nog verder verbeteren van degeluidreductie, het minimaliseren van materiaalgebruik en hetontwikkelen van de mogelijkheden van het opwekken vanschone energie in, onder of langs ModieSlab wegdekken. literatuur1 Poot, S.J., MODIESLAB: geprefabriceerde betonwegen met opentoplagen. Cement 2001/6.OntwikkelingenDe formaten en positionering van de platen verschillen perproject. De Somp-platen (2001) meten 5 x 3 m en werdendwars gelegd; de Oudenrijn-platen (2006) meten 7,2 x 3,6 m enwerden in de lengte gelegd. Voor toekomstige werken wordtuitgegaan van 9 m bij een variabele breedte.De platen in de Somp kregen een vrij dunne bovenlaag, waarinrafeling optrad. De Oudenrijn-platen kregen een dikkerebovenlaag. Na ruim vier jaar is de schade op het Oudenrijn-traject nihil en blijft de geluidreductie nagenoeg gelijk aan dieop het tijdstip van openstelling. Bij vervolgprojecten zal deuitdaging liggen in het behalen van een reductie van geluid tot8 dB(A).LuchtkwaliteitUit de Rijkswaterstaat-prijsvraag `Frisse kijk op luchtkwaliteit'kwam naar voren dat ModieSlab minder schadelijk is voor deluchtkwaliteit. Een wegdek met een toplaag uit harde materia-len in de vorm van open beton bespaart immers primaireenergie door zijn lage rolweerstand voor het verkeer. In defabriek wordt ingespeeld op eigenschappen als vlakheid entextuur van het betonplatenoppervlak. Resultaat is een wegdekmet een lage rolweerstand, wat een gunstig effect heeft op deuitstoot van CO2, NOxen fijnstof. Testen bevestigen de goedeaanvangsstroefheid, de hoge geluidsreductie, de comfortverho-ging door het vlakke wegdek en de uitermate snelle afvoer vanregenwater. Bandenslijtage neemt fors af en ook dat staat vooreen lagere uitstoot van fijnstof.AanlegsnelheidVoor de variant op palen is een aanlegsnelheid van circa 80 mper dag voor drie stroken (twee rijstroken en vluchtstrook)haalbaar. Een aantal weken na het heiwerk kan worden gestartmet het leggen van de bovenplaten en heeft men feitelijk directal een weg. Voor zeer zettinggevoelige gebieden is een variantontwikkeld waarbij heiwerk en aanleg over eigen werk gaan.Bij aanleg op een draagkrachtige ondergrond zijn feitelijkslechts twee aspecten maatgevend; de productiecapaciteit vande elementen en de aanlegtijd voor de wegfundering. Deaanlegsnelheid is minimaal gelijk aan die van de palenvariant.dook met spelingvaste dookzeer slappe ondergrondModieSlab plaat(hoogwaardige) gietmortelbedding (grondveren)67