wegenbouwing.L.H.J.G.Orval, Rijkswaterstaat directie UtrechtDe A12 is een economisch belangrijke verkeersader. Het is ook een internationale ach-terlandverbinding van Rotterdam en Amsterdam naar Zuid? en Oost?Europa. Onder deaanduiding E35 loopt deze hoofdtransportas door tot Rome. De weg wordt thans ver-breed tot twee maal drie rijstroken. Hettrajectwaarover deze vebredingwordt aangelegdis bijna 5km lang en loopt van Utrecht (knooppunt Lunetten) tot en met Bunnik (het via-duct over de N229).Voor deze wegverbreding is een constructie gekozen in doorgaand-gewapend beton(DGB). Deze keuze is het resultaat van afwegingen waarbij duurzaamheid,onderhoud eninvesteringskosten de hoofdmoot vormden. Hoe minder onderhoud, hoe minder opont-houd. Verder betekent een onderhoudsarme constructie het verstandig omgaan met in-vesteringen in het licht van maatschappelijke en sociale aspecten.BETONVERBETERTDE Al2VERBREDING EN VERBETERING WEGVAK UTRECHT LUNETTEN - BUNNIKDagelijks rijden ongeveer 90 duizend motor-voertuigen over het gedeelte BunnikUtrecht van de A12 (fig. 1). De kans op file-vorming is 20%. Volgensde normen van hetTweede Structuurschema Verkeer en Ver-voer (SW :is dat veel te hoog. Mede daar-om wordt de weg in beide richtingen ver-breed.In opdracht van Rijkswaterstaat wordt deverbreding uitgevoerd door de A12 in zuide-lijke richting op te schuiven (fig. 2). Tenzui-den van de bestaande weg wordt een nieu-we driestrooks-rijbaan met vluchtstrookaangelegd voorhet verkeer in oostelijke rich-ting. Als deze klaar is wordt de huidige zuide-lijke rijbaan bestemd voor hetverkeer in wes-telijke richting. Daardoor komtde bestaandenoordelijke rijbaan vrij voor lokaal verkeer.Deze maatregelen zullen ook de verkeers-druk in de bebouwde kom van Bunnik ver-minderen. Eenen ander zal positieve gevol-gen hebben voor de lokale verkeersveilig-heid en leefbaarheid.Demiddenberm van de nieuwe A12 wordt 17mbreed.Hiervoor isgekozen om de automo-bilist een rustig verkeersbeeld te bieden, ineen weg die al zoveel aandacht van de weg-gebruikers vergt. Het drukke knooppunt Lu-netten, de parkeerplaats DeSlagmaat endeDwarsdoorsnede van de huidige en toekomstige situatieCEMENT1996/12 27? wegenbouw ? uitvoeringsorganisatie ?op- en afritten bij Bunnik veroorzaken veelonrust door in- en uitvoegend verkeer.Een brede middenberm leidt minder af enverhoogt zowel de verkeersveiligheid alseen vlotte doorstroming. Eenbrede midden-berm voorkomt ook dat voertuigen bij onge-vallen van de ene r?baan door de midden-berm heen, OP de andere r?baan terechtko-men.AanpassingenOmdat de r?ksweg wordt verbreed, moetenook alle kunstwerken in het traject wordenaangepast. Het oude viaductin de provincia-le weg N229 b] Bunnik, dat in slechte staatverkeerde, is al vervangen door twee nieuweviaducten. De onderdoorgangvan de Achter-dilk, nab] Fort Vechten, wordt aan de zuldz].de met 28 m verlengd. Om veiligheidsrede-nen wordt de onderdoorgang permanentverlicht. Een terplaatse aanwezige voetbrugwordt 25 m in oosteljke richting verplaatsten aan de zuidzlide met 30 m verlengd.Fasering en planningR?kswaterstaat begint het werk met de aan-leg van de geheel nieuwe zuideljke baan.Eenmaal gereed zal deze baan t?del?k wor-den gebruikt voor de verkeersafwikkeling inbeide richtingen, volgens het 4-0 systeem.Dat wil zeggen twee r?stroken voor het ver-keer richting Arnhem en twee r?stroken voorhet verkeer richting Amsterdam. De huidiger?ksweg is dan verkeersvr] en wordt omge-bouwd tot een r?baan met drie r?strokenvoor het verkeer in westellike richting.Planning:eind 1996 - begin 1997: grondwerk voor denieuwe r?baan;1997: aanleg nieuwe zuidbaan;eind 1997: alle verkeer op de nieuwe zuid-baan;1998: reconstructie oude zuidbaan, wordtnoordbaan.eind 1998: nieuwe noordbaan gereed en ingebruik;eind 1998/begin 1999: afronding/afbouw.Tijdens de aanleg van de A73; dwars dragersgesteld, met de langswapening wordt be-gonnenFoto: Steef Croonen, Malden28Luchtfoto van de A12Foto: De Jong Luchtfotografie, ZeistCEMENT1996/12DOORGAAND-GEWAPEND BETONNa uitvoerigestudie is gekozen voor een ver-harding in doorgaand-gewapend beton(DGB). Met een ontwerp-levensduur van 50jaar en voorzien van een geluidreducerendebovenlaag, houdt een dergelijke constructiebelangrijke toekomstperspectieven in. Vanbelang zijnde aspecten van DGBworden na-der beschouwd, maar eerst aandacht voorhet verschil in verhardingen van ongewa-pend en doorgaand-gewapend beton.Totvoor kort werd bij de aanleg van autosnel-wegen in beton veelal ongewapend betontoegepast. Theoretisch gezien wordt een on-gewapende betonverharding door middelvan dwars- en langsvoegen in platen ver-deeld om (willekeurige) scheuren in de pla-ten als gevolg van temperatuurspanningenen krimpspanningen te voorkomen. Dezetemperatuurspanningen treden op inhet ho-rizontale vlak. Zo lang de toelaatbare trek-spanning in de betonplaat niet wordt over-schreden, treedt scheurvorming niet op. Hetis de bedoeling dat ter plaatse van de voe-gen, waar de plaat het dunst is, de scheurenzullen ontstaan. Voor een blijvendelastover-drachttussen de platen zijn de dwarsvoegenvoorzien van deuvels (lastoverdracht). Delangsvoegen worden voorzien van koppel-staven (koppelen van de platen).Ertreden ook temperatuurspanningen op inverticale zin. Daarbij speelt de uitdrogingvan de plaat (ultgedruktin de vochtgradi?nt)een rol. Deze spanningen proberen de plaatkrom te trekken (verschil in temperatuurtus-sen boven- en onderkant). Door de verhar-ding voldoende massa te geven wordt dit te-gengegaan.In een DGB-verhardingzullen de optredende2000 mspanningen veel scheurtjes veroorzaken,maar dat zijn zeer dunne scheurtjes. Waterdat op de verharding valt (soms in combina-tie met doolzoutenj.zal niet zover :in het be-ton dringen dat de wapening wordt bereikt.Er bestaan vuistregels om het ideale scheu-renpatroon en de onderlinge afstand van de-ze scheurtjes te bewerkstelligen door hetkiezen van de juiste wapening. Figuur 3toont de wapening zoals die enkeleja renge-leden is toegepast op de A73.Voordelen van een verharding in DGBzijn:? de duurzaamheid van dittype verharding isbewezen op tal van Amerikaanse wegenwaar DGB is toegepast;? weinig onderhoudskosten;? het lastspreidend effect van hetgewapendbeton is in staat mogelijke zettingen ge-makkelijk op te nemen;? de afwezigheid van dwarsvoegen verbeterthet rijcomfort.Het ideale scheurenpatroonEen optimaal ontwerp beoogt een minimumhoeveelheid langswapening die een ideaalaantal voldoende fijne scheurtjes doet ont-staan. De scheurwijdte is bepalend voor degraad van lastoverdracht en eventuele eer-roste van de wapening ter plaatse vanscheuren. Aanvaardbare scheurwijdten zijnmaximaal 0,5 mmo Daarbij Wordenvervuilingvan de scheurtjes met bijkomende spannin-genen eventuele afschilfering van descheurranden voorkomen. De buigstijfheidvan het beton ter plaatse van de scheur zalniet echt teruglopen.Het toe te passen wapeningsstaal moet bijvoorkeur een elasticiteitsgrens hebben van500 ? 600 N/mm2en goed hechten aan hetbeton.r overlapping===Wapeningstekening van de A73; dedwarswapening staat onder een hoek van60?t 20,OOm r lengte van de9 a 0,866waarbij: L =stortbreedter :: vanCEMENT1996/12IILcnqsvcpeninq29? wegenbouw ? constructief ontwerp?Scheurpatroon bij verschillende wape-ningspercentages: 0,85% (boven) en 0,67%(onder) ! I:155m(\Hoe ziet het idealescheurenpatroon er uit?Een maximum aantal scheurtjes in het be-reik van 0,80 - 3,00 m en een minimum aanclustervorming van scheurtjes (concentra-tie van talrijke dicht elkaar gelegen scheu-ren op afstanden van 0,20 0,50 m).Een hart-op-hart afstand van de wapenings-staven van 120 mm bewerkstelligt eengoe-de verdeling over de doorsnede en het betonkan machinaal goed worden gestort. Hetaanbrengen gebeurt met zogenoemde slip-formpavers.Het ontwerpWerkte men aanvankelijk met een wape-ningspercentage van 0,85% (van de beton-doorsnede), opgrond van ervaringen en on-derzoek naar het ideale scheurenpatroon isdit teruggebracht tot 0,67%. Toegepast wor-den staven om de 120 mm bij een plaat-dikte van 0,25 m (zie fig. 3). Zodoende wordtde hoeveelheid wapening teruggebrachtvan 15 naar 12 kgjm2.Bijdeze ontwerpwijziging werd de liggingvande wapening, oorspronkelijk op van de bo-venkant, verlaagd naar het midden van deplaat. Het ontstaan van systematische onef-fenheden ter plaatse van langs- en dwars-wapening , veroorzaakt door bijkomende et-feeten bij het verdichten, wordt hiermeevoorkomen.Door de dwarswapening niet loodrecht opde wegas te plaatsen worden ongewenstescheuraanzetten bij de staven vermeden.TussenlaagIn het verleden werd systematisch een tus-senlaagvan 60 mm bitumineuze verhardingaangebracht tussen fundering en betonver-harding.De tussenlaag zorgt voor vochtafsluiting(behoud van de fundering), een gelijkmatigedrukverdeling en een stabiele verhardingvoor het werkverkeer tijdens de aanleg vande weg.De rol van deze laag stond op een gegevenmomentterdiscussie en in Belgi? heeft mende toepassing ervan verlaten, grotendeels30om financi?le redenen. In Duitsland echtervormt deze tussenlaag onderdeel van deRSTO 86, deel 3.De moderne aanlegtechnieken pleiten weervoor toepassing van deze laag.ParametersBij het ontwerp van een verharding in DGBhoudt men rekening met verschillende para-meters. De belangrijkste daarvan wordentoegelicht.Betontreksterkte: gemiddelde treksterkte2,7 Njmm2. Plaatselijk lagere waarden kun-nen clusters van scheuren veroorzaken.Betontemperatuur bij aanleg: uitvoering inde zomer impliceerteen grote relatieve tem-peratuurdaling waardoor een kleine gemid-delde scheurafstandontstaat. De scheur-vorming stabiliseert betrekkelijk snel, onge-veer na ??n jaar. Uitvoering in de winter le-vert grote gemiddelde scheurafstanden open de stabilisatie treedt pas na enkele jarenop.Wrijving met de onderlaag: een hogere wrij-ving impliceert kleinere staalspanningen endaardoor kleinere scheuropeningen.Elasticiteitsgrens: een hogere elastlclteits-grensvan het staal levert extra veiligheid te-gen extra belastingen bijvoorbeeld door eentoekomstige overlaglng.Hechting: een grote hechtingbeperkt de ver-ankeringslengte en daardoor de scheurope-nlng,Het gedrag van DGB in de praktijkIn de afgelopen jaren zijn in Belgi? en Neder-land enkele wegvakken, uitgevoerd in DGB,grondig geanalyseerd. In Nederland is datmet name het wegvak tussen Boxmeer enVenray van de A73, een wegvak met eenlengte van 11 km, aangelegd in 1993.Belangrijk elementdaarin is de ontwerpwijzi-ging watde hoofdwapening betreft vannaar 16 en de invloed daarvan op descheurvorming.In dit artikel wordt volstaan met het tonenvan het verschil tussen scheurpatronen bijde verschillende wapenlngspercentages(fig. 4).ln een komend artikel zal dele mate-rie uitgebreid worden behandeld.Detail constructieopbouw A73; op de tus-senlaag zijn de dwarsdragers geplaatst voorde langswapeningFoto: Steef Croonen, MaldenHetwerk in de komende tijdOver de verbreding en verbetering van deA12 zullen in de komende tijd drie artikelenin CEMENTverschijnen:? de constructietechniek, monitoring van deconstructie van de A73 en het evaluatie-programma;? aanleg van de zuidbaan;? aanleg van de noordbaan en monitoringvan de zuidbaan.?CEMENT1996j12