5.3.2 Functionele eigenschappen

Dilatatiecapaciteit en weerstand tegen oplegde vervormingen vanuit de constructie

Dilataties worden opgenomen door de matten. In principe zijn de weerstand in de matten en de brugdekopening bepalend voor de bewegingsvrijheid. Het opnemen van de voegbewegingen vind plaats volgens twee verschillende werkingsprincipes:

  • De dilataties worden opgenomen door schuifvervorming (concept 3.1)
  • De dilataties worden opgenomen door verlenging en verkorting (concept 3.2 en 3.3)

De enkele voegen zijn afhankelijk van type en fabricaat geschikt voor dilataties tot ongeveer 150 mm. De meervoudige voegen zijn afhankelijk van type en fabricaat geschikt voor dilataties tot ongeveer 350 mm.
De grotere mattenvoegen zijn in Nederland nog niet toegepast.

Bij alle types is getracht de verticale stijfheid en sterkte maximaal te houden en tegelijkertijd de horizontale stijfheid te reduceren zonder inbreuk te doen aan de horizontale sterkte van de voeg. De horizontale bewegingsvrijheid resulteert in horizontale reactiekrachten die bij mattenvoegen voor de verankering bepalend kunnen zijn. Te veel weerstand in de matten zal leiden tot falen van de verankering. Dit betekent dat bewegingen niet meer opgenomen kunnen worden, schroefdraad van bouten beschadigt of bouten ombuigen, breken en of in de mat getrokken worden. Dit betekent het einde van de levensduur.

Het voorinstellen van matten zou theoretisch mogelijk moeten zijn, maar wordt in de praktijk niet of nauwelijks gedaan. Er dient dus altijd extra bewegingscapaciteit ingecalculeerd te worden.

 

Mechanische weerstand tegen belasting uit verkeer

De weerstand tegen belasting uit verkeer van gewapende mattenvoegen is vooral in bochten bij wringende banden slecht. De ingevulcaniseerde stalen platen worden kaalgereden met negatieve gevolgen voor de stroefheid. Bij voortijdig verlies van voorspanning in ankerbouten zullen de matten onder verkeer trillen en klapperen. Dit heeft negatieve gevolgen voor alle functies en leidt tot risico’s voor de gebruiksveiligheid.

Zodra de voorspanning in de ankers afneemt zal de mat los komen te liggen met en grote verscheidenheid aan schadebeelden tot gevolg. Zo verdwijnt het (toch al slecht) waterkerend vermogen, zal de mat en zijn verankering beschadigen en neemt het risico van uitrijden toe. Onder losliggende klapperende matten kan de onderliggende betonnen uitvullag scheuren en afbrokkelen.

De oorzaak moet gezocht worden in een combinatie van factoren zoals relaxatie van het rubber van de matten, relaxatie of afname van de dikte van de waterkerende folie tussen de matten en het beton, toepassing van andere dan door fabrikant voorgeschreven bouwstoffen, corrosie van boutringen als gevolg van hemelwater met dooizouten. Hergebruik van constructieve lijmankers is in die gevallen niet meer mogelijk.

Geperforeerde matten zijn niet bestand tegen de invloed van harde/scherpe  voorwerpen in combinatie met verkeer. Bij brede matten voor grote voegbewegingen en intensief gebruik scheurt het rubber tussen de perforatiegaten. Falen van de verankering van de klemconstructie leidt zonder tijdig ingrijpen tot loskomen en uitrijden van klemprofielen. Uitrijden van de mat meestal niet mogelijk omdat deze uit één stuk bestaat over de volledige lengte van de voegovergang. Wel zal deze uitzakken met risico’s voor de gebruiksveiligheid.

 

Veiligheid en comfort

De voegspleet wordt volledig overbrugd. Oneffenheden bestaan van origine uit de profilering van de matten die nodig is voor het opnemen van bewegingen. Deze oneffenheden zijn als veilig te beschouwen. Groeven in de matten zijn dus te beschouwen als noodzakelijke oneffenheden.

Mattenvoegen worden in principe aangebracht na het aanbrengen van de verharding. Oneffenheden zijn derhalve na applicatie niet te verwachten. In gebruik kunnen randbalken breken en gewapende matten losraken en uitgereden worden omdat deze opgebouwd zijn uit elementen van circa 2 meter. De fundatie van gewapende matten kan breken waardoor deze matten plaatselijk kunnen verzakken.  Geperforeerde matten zijn uit één stuk gefabriceerd en aangebracht. Losraken uit de klemprofielen is slechts plaatselijk mogelijk bij falen van de fixatie van klemprofielen.

De stroefheid van geperforeerde matten is nimmer in het geding door de groeven in het rubber en in de stalen klemprofielen in de lengterichting van de voegovergangen. In principe kan de stroefheid van gewapende matten in het geding komen door afname van de profilering van de matten, ware het niet dat ander schademechanismen bepalend zijn voor de levensduur van de gewapende matten. Uitzondering zijn situaties waarbij de voegovergangen in bochten zijn aangebracht. In die gevallen is het rubber van op de staalplaten in de matten vroegtijdig aan slijtage onderhevig. Dit heeft negatieve gevolgen voor de stroefheid.

 

Geluid

Mattenvoegen zijn in de rijbaan niet stil. Niet in de laatste plaats door het aantal raakvlakken tussen afzonderlijke onderdelen in het bereden oppervlak. Onder kunstwerken zijn mattenvoegen zelfs erg lawaaierig. Klapperen bij voldoende fixatie door upswing en klapperen bij onvoldoende fixatie is daarvan de oorzaak, soms verzwakt door verloren bekisting in de brugdekopening of versterkt door een klankkasteffect.

 

Waterkering

Ook de waterkering is een probleem.  Uit ervaring blijkt dat de waterdichtheid van gewapende matten onvoldoende is. In de praktijk blijkt dat de klemming op het raakvlak met de ondergrond niet volledig afsluit.  Achter en onder de voegen zal een matige waterdichtheid worden bereikt door de belastingwisselingen in het rubber die gepaard gaat met “achterloopsheid”. Deze kan alleen worden verbeterd door het toepassen van een kit die feitelijk als een lijmlaag werkt.

De stootvoegen tussen de elementen zijn meestal niet goed waterdicht. Daarnaast worden matten in de schampkanten in tegenstelling tot de voorschriften van de fabrikant niet in het dwarsprofiel van de schampkanten geprefabriceerd maar in het werk gezaagd en gelijmd. Deze scherpe knikken leiden per definitie tot lekkage.

Stootvoegen tussen twee matten
Stootvoegen tussen twee matten

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Waterdichtheid moet worden bereikt met waterkerende folie (‘goten’) onder de matten. In afvoer van water wordt ontwerptechnisch niet voorzien, met name bij de kleinere kunstwerken/types. Ervaringen tonen aan dat deze situatie niet leidt tot het gewenste effect. De waterkerende folie is sterk aan slijtage onderhevig door het bewegen en klapperen van de matten.