IWEGENBOUW ICONSTRUCTIEFONTWERP I IA73: AUTOSNELWEG INDOORGAAND-GEWAPENDBETONing.L.H.G.J.Orval, Rijkswaterstaat directie L?mburging.P.Hazelzet, DHV, AmersfoortW.C. van den Boom, Heidemij AdviesDe geplande verbinding tussen de randstad Holland en Zuid-Duitsland viaOost-Brabant, zal in de toekomst via Nijmegen en Venlo over de A73 lopen.Momenteel is in aanleg het wegvak Boxmeer - Venray, dat in .de zomer van 1994 ingebruik zal worden genomen. Dit wegvak, met een lengte van circa 12 km, sluit aanop het wegvak Nijmegen - Boxmeer dat in 1986 voor het verkeer is opengesteld.Destijds is deze weg voorzien van een ongewapende betonverharding metverdeuvelde krimpvoegen. Het lag niet direct voor de hand deze constructie door tezetten. Nieuwe inzichten, ervaringen en zwaardere eisen met betrekking tot degeluidproduktie, hebben tot een andere constructie geleid, die minimaal onderhoudbelooft gedurende de berekende levensduur. Getracht is alle bij betonwegenbekende mogelijke onvolkomenheden uit te sluiten.De keuze voor doorgaand-ge-wapend beton berust op eenresultante van ahvegingen,waarbij sterkte, duurzaamheid, onder-houd en investeringskosten de hoofd-moot vormden.Vanwege de noodzaak, in verband metgeluideisen, een toplaag aan te brengenvan zeer open asfaltbeton (zoab), waseenongewapendebetonweg minder ge-schikt. Ter plaatse van de krimpvoegenkan het zoab gaan rafelen als gevolg van(vervolg van .blz. 21)voorspankanaal goed is ge?njecteerd(kwaliteitscontrole !).Het zou ideaal zijn als een methode be-schikbaar zou komen die als monito-ring-systeem tijdens het injecteren kanworden gebruikt, zodat al tijdens hetin-jecteren eventuele open gedeelten kun-nen worden opgespoord. In dat gevalkan- indien nodig - directwordeninge-grepen. Achteraf'genezen' (wat zeer ar-beidsintensiefen kostbaar is) zou voor-komen kunnen worden.WerkgroepUit de ervaringen bij het project Kater-veer-U is gebleken dat er behoefte be-staat aan een methode om de injectie-en de corrosiegraad in de voorspanningsnel, eenvoudig, betrouwbaar, niet-des-22uitzettingsverschillen van de betonpla-ten. Omdat bij een dgb-verharding be-trekkelijk veel fyn verdeelde kleinescheurtjes optreden, geeft dit geen pro-blemen voor het zoab.De constructie is van onder naar bovenals volgt opgebouwd (fig. 1, foto 2): op hetnatuurlijke zandbed ligt 0,15 m schraalbeton, daarop een laag van 0,06 m dichtgrindasfaltbeton, vervolgens 0,22 mdoorgaand-gewapend beton (dgb) enalstoplaag 0,05 m zoab.tructiefen goedkoop te detecteren. Ditheeft ertoe geleid dat sinds kort de zoge-naamde werkgroep DIV (Detectie-systeem Injectiekwaliteit Voorspanka-nalen) is gevormd. Deze groep bestaatuit medewerkers (zowel civiel- als elek-trotechnici) van de afdelingen PD (Pro-jectuitvoering en Diensten), DI (DrogeInfrastructuur) en BS (Bouwspeur-werk).Het doel van deze werkgroep is in sa-menwerking met Nebest een methodeaan te reiken waarmee die detectie ide-aal kanworden uitgevoerd (zelfontwik-kelen of voorhanden zien te krijgen).Ook met het operationeel maken vaneen geschikt systeem zal de werkgroepzich bezighouden.De fundering van schraal beton spreektvoor zich, uiteindelijk is een vorstvrijefundering noodzakelijk. .De tussenlaag van dicht asfaltbetonvoorkomt dat water door de verhardingin de fundering terecht kan komen. Eengoed functionerende scheidingslaagzorgt derhalve voor een minimum aanonderhoud. Bovendien zorgt deze tus-senlaagvoor een betere spreiding van debelastingen op de fundering.Literatuur1. Boone,P.; Omvangrijke renovatie IJs-selbrug bij Zwolle bijna gereed, Cement1992 nr.9, blz. 53/57.2. Djorai, M.H.; Onderzoekprogrammavoor uitbouwbruggen, gespannen metvoorspanstaven, naar aanleiding van deproblematiek bij de brug Katerveer-II,Rapport PU-R1292-D2, BouwdienstRijkswaterstaat, hoofafdeling Projec-tuitvoering en Diensten, .december1992.3. Segers, WA.; Reflectometrische im-puls meettechniek (RIMT) Nebest,Groot Ammers, mei 1993.Cement 1993 nr. 9ConstructieDoorgaandewapening in een betonwegbetekent niet alleen het vermijden vanKleine scheurwijdteEen kleine scheurwijdte is noodzakelijkom:- eventuele corrosieverschijnselen doordooizouten te vermijden (uit onder-zoeken is gebleken dat 0,5 mm als eenmaximum-scheuropening kan gel-den);- mogelijke vervuiling te beperken; on-gewenste overbelasting van het staaldoor een onomkeerbare scheurbewe-ging en eventuele afschilfering van descheurranden worden vermeden;- de buigstijfheid ter plaatse van descheur niet al te zeer te reduceren.Minimum-wapeningspercentageDit heeft een economische reden, waar-- het functioneren als doorgaande con-structie met een groot lastspreidendvermogen, waardoor mogelijke zet-tingen probleemloos kunnen wordenopgevangen;- de afurezigheid van dwarsvoegen ga-randeert een hoog rijcomfort.Criteria voor een ideaalscheurpatroollHet is wenselijk dat de scheurvormingin een dgb-verharding zich volgens eenbepaald patroon ontwikkelt. Onder-zoek heeft geleid tot een scheurindelingin bepaalde klassen, waarbij een correla-tie wordt gelegd tussen het wapenings-percentageen de klassenvanhet scheur-patroon.Een optimaal ontwerp beoogt een mini-male hoeveelheid betonstaal in langs-richting van een bepaalde staalsoort(met het oog op 0,2%-rekgrens en aan-hechtingskarakteristieken), waardooreen gewenst aantal voldoende f~nescheuren ontstaat. De scheurwijdte isimmers bepalend voor de mate van last-overdrachten eventuele corrosie vanhetstaal ter plaatse van de scheuren, terwijlde eraan gecorreleerde afstand hetplaateffect be?nvloedt.Resumerend kunnen de volgende crite-ria worden geformuleerd:Een voldoende hoeveelheid wapeningvoorkomt overbelasting van het staal ineen initi?le scheur door scheurvormingin het omgevende beton, nog voor de0,2%-rekgrens van het staal is bereikt.Vanzelfsprekend spelen ook de doorverkeerslasten en temperatuurgradi?ntge?nduceerde spanningen een rol in hetscheurproces.De functie van de voegen in een onge-wapende betonverharding wordt bijdgb overgenomen door de fyn verdeel-de scheuren die loodrecht op de rijrich-ting ontstaan. Deze 'vrije scheurvor-ming' wordt door de berekende hoe-veelheid langswapening gereguleerd ineen optimaal scheurpatroon. Dit laatstewordt progressief gevormd onder in-vloed van de heersende hygrometrischekrimpcondities en relatieve tempera-tuurdalingen.krimpvoegen: tevens ontstaat een ster-kere constructie in vergelijking met on~gewapend beton, waardoor de dikte vaneen dgb-verharding minder kan zijn.Eigenschappen van de betonspecie:sterkteklasse B 45, consistentiegebied 1,milieuklasse 3, D = 31,5 mmo Gekozenis voor portlandvliegascement klasse A,minimaal 360 kg/m3, water-cement-factor 0,45.Voordelen dghI?? voordelen van een dgb-verhardingzlJn:- een grote duurzaamheid, gebaseerdop talloze kilometers van dit wegtypein de USA en in West Europa;- de machinale aanleg met speciale we-genbouwmachines (slipformpavers)garanderen een vlotte en probleemlo-ze uitvoering. waardoor de aanlegkos~ten binnen redelijke grenzen kunnenworden gehouden;- de afurezigheid van periodiek onder-houd aan voegen ofplaten, waardoorhet verkeer minimaal wordt gehin-derd en lage onderhoudsbudgettenzijn gewaarborgd;....- -jIIJ..\\. ,'. BERGEN,}IIl..?,VENRAYRW73Een onderhoudsarme constructie waar-borgt een ongehinderde verkeersaf-wikkeling. Filevorming door wegon~derhoud zal sterk moeten worden te-ruggedrongen. Er zal een herwaarde-ring optreden van maatschappelijke ensociale aspecten ten opzichte van inves-teringskosten.Met een levensduur van minimaal 30jaar en een geluidreducerende boven-laag, zal de hier beschreven constructiein dgb belangrijke toekomstperspec-tieven inhouden.Wel is de verwachting dat elke lOjaar delaag zoab moet worden verwijderd envervangen door een nieuwe.Op een aantal aspecten die te makenhebben met dgb wordt in dit artikel na-der ingegaan:- constructie;- criteria voor een ideaal scheurpa~troon;- scheurvorming in dgb (in relatie totBelgische ervaringen);- verankeringsbalken;- voegen;- wapeningspatroon.........~..-I