5.4.3 Functionele eigenschappen van flexibele voegovergangen

Dilatatiecapaciteit en weerstand tegen oplegde vervormingen vanuit de constructie

Een bitumineuze voegovergang mag uitsluitend worden toegepast waar de optredende vervormingen van het kunstwerk ter plaatse van de voegspleet de opneembare vervorming van de voegovergang niet overschrijdt. Er dient onderscheid gemaakt te worden tussen langzame, laagfrequente voegbewegingen (temperatuur, krimp/kruip, zetting) en snel optredende, hoogfrequente voegbewegingen uit het verkeer. Bij hoogfrequente bewegingen ontstaat een stijf gedrag van de voegmassa met hoge opspankrachten, zeker bij lage temperaturen, waardoor als gevolg van vermoeiing scheuren kunnen ontstaan aan de voegmassa of de aanhechting op de flanken. Daarom is het van belang om de opneembare hoogfrequente voegbewegingen bij lage temperaturen te kennen en vooraf te toetsen.

Langs- en dwarsverplaatsingen ( x en y):

De voegmassa zonder stabiliserende of rekspreidende elementen heeft in x en y-richting min of meer dezelfde eigenschappen. Het gaat bij de toetsing dan ook om de toetsing van de hoofdrekken. De opnamecapaciteit van rek en stuik is verschillend. Over het algemeen kan gesteld worden dat de capaciteit op trek twee keer zo hoog is als op druk (stuik). Omdat geen voorsinstelling mogelijk is, is het moment van inbouwen (lees: de constructietemperatuur) ook van groot belang. Doorgaans dienen flexibele voegovergangen te worden ingebouwd bij de neutrale constructietemperatuur (10°C), dus in het voor- of najaar. Indien de voegovergangen bij een hoge temperatuur (in de zomer) worden ingebouwd, dan dient rekenig gehouden te worden met de extra rek die ontstaat als het kunstwerk weer terugkeert naar zijn neutrale positie.

Op basis van onderzoek met EEM modellen is vastgesteld dat de grootste spanningen als gevolg van belastingen door bewegende constructies plaats vinden aan de uiteinden van de brugdekopening overbruggende stalen platen (zie figuur 2.1). Een permanent vlakke ligging van de afdekplaten en voldoende en goed hechtend oppervlak van de bitumineuze voegovergangen aan weerszijden van de afdekplaten is van groot belang voor de mechanische weerstand tegen de opgelegde vervormingen vanuit de constructie. Falen van de aanhechting betekent dat bewegingen niet meer opgenomen kunnen worden.

Voorbeeld 3D EEM simulatie, links een voegovergang bij maximale dilatatie, rechts dezelfde constructie bij minimale dilatatie
Voorbeeld 3D EEM simulatie, links een voegovergang bij maximale dilatatie,
rechts dezelfde constructie bij minimale dilatatie

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Verticale verplaatsingen (z)

 

Optredende verticale voegbewegingen zijn bij onverankerde types maar beperkt mogelijk, circa 1-1,5 mm. De verticale bewegingen worden voornamelijk veroorzaakt door het verkeer en hebben een hoogfrequent karakter, waardoor vermoeiing kan optreden in de voegmassa of in de aanhechting op de ondergrond.

 

Mechanische weerstand tegen belasting uit het verkeer

Een bitumineuze voegovergang is niet geschikt om toegepast te worden in bochten, op kruispunten of andere plaatsen met veel optrekkend en remmend verkeer. Ook in situatie met regelmatig stilstaand of langzaam rijdend verkeer wordt toepassing ervan ontraden. Naast dat de voegmassa zelf niet goed bestand is veelvuldige remmend verkeer, zijn ook de hoogfrequente voegbewegingen als gevolg van rembelasting op het brugdek zelf mogelijk schadelijk bij drijvende oplegsystemen van rubber oplegblokken. Als gevolg van belasting door zwaar verkeer zal mogelijk overmatige spoorvorming ontstaan, met name bij hoge temperaturen. De intensiteit van het aanwezige en geprognotiseerde zware vrachtverkeer dient dus beschouwd te worden en getoetst aan de prestaties van de flexibele voegovergang. De maximale relatieve spoorvorming, zoals aangegeven in figuur 2.1, mag gedurende de levensduur niet groter worden dan 18 mm.

Definitie absolute en relatieve spoorvorming in de voegovergang
Definitie absolute en relatieve spoorvorming in de voegovergang

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Veiligheid en comfort

Voordeel van bitumineuze voegovergangen is dat zij de spoorvorming in aangrenzende verharding kunnen volgen en er geen al te grote ongewenste oneffenheden in de rijrichting zullen ontstaan. Nadeel is dat deze voegovergangen spoorvorming kunnen inleiden. Belangrijk aandachtspunt zijn oneffenheden in de lengterichting van de voegovergangen. Door de flexibiliteit van de voegovergang kan de slijtlaag vrij snel na ingebruikname in de voegovergang worden gedrukt of wordt bij hoge temperaturen door verweking materiaal uitgereden. Vrij snel na ingebruikname kan de instrooilaag in de voegovergang worden gedrukt of onthecht het afstrooimateriaal. Verweking van bitumen bij hoge temperaturen zorgt voor vermindering van de stroefheid, doordat de instrooilaag (steenslag) niet meer op het oppervlak aanwezig is. Herstel op basis van levensduurverlengend onderhoud kan binnen de vereiste levensduur met een zekere regelmaat noodzakelijk zijn.

 

Geluid

Flexibele voegovergangen met bitumen als bindmiddel zullen doorgaans voldoen aan geluidseisen, omdat onderbrekingen in het wegoppervlak ontbreken . Doordat flexibele voegovergangen meestal de spoorvorming in de aangrenzende wegdek kunnen volgen, ontstaat geen hoogteverschil ter plaatse van de aansluiting zoals bij harde voegovergangen. Bij grotere spoorvorming in de (bitumineuze) voegmassa zelf kunnen de voegovergangen na verloop van tijd toch iets meer geluid gaan maken. Rekening dient gehouden te worden met een toename van circa 1dBa.

 

Waterdichtheid

De voegovergangen zijn in principe waterkerend. Het water wordt afgevoerd aan de bovenzijden. Zettingen in de voegovergangen en de aangrenzende verharding kan tot plasvorming leiden op de voegovergang. Lekkage is meestal het gevolg van onthechting op het raakvlak tussen de voegovergang en de ondergrond/verharding. Toepassing in wegen met zeer open asfalt verlaagt het hechtoppervlak op de asfaltflanken. In geval van onthechting van de ondergrond zal dit de omvang van de lekkage doen toenemen. Een rechtstreekse aansluiting van de voegmassa op open deklagen wordt daarom ontraden. Bij open deklagen dient een overgangsconstructie te worden voorzien of dient een verankering te worden toegepast in de voegmassa. Uit ervaring blijkt dat de waterdichtheid ook bepaald wordt door het ontwerp ter plaatse van hemelwaterafvoergoten en de schampkanten.