4.4.3.4 Verbeterde onverankerde bitumineuze voegovergang (concept 4.1d)

 

Principe

Het principe is kort samengevat als volgt. De voegmassa bestaat uit een steenkorrelskelet dat goed gevuld is met een polymeerbitumen. Het steenskelet voorkomt verticale vervorming (spoorvorming) terwijl het polymeergemodificeerde bitumen  de horizontale vervorming (bijvoorbeeld ten gevolge van het krimpen en uitzetten van het brugdek) kan opvangen. Over de voegspleet wordt een staalplaat gelegd die de voegmassa ondersteunt bij de voertuigpassages. De voegmassa wordt direct op het betonnen dek aangebracht. In tegenstelling tot de traditionele bitumineuze voegovergang (concept 4.1a) wordt er tussen de voegmassa en het asfalt een gietasfalt overgangsbalk geplaatst. Deze gietasfalt overgangsbalk heeft vele voordelen. Zo kan onder andere in het geval van open deklagen de overgangsbalk beter de rek- en drukspanningen in de voegmassa opnemen en overdragen aan het open asfalt.

Dit principe wordt hieronder uitgebreid behandeld. Een onverankerde bitumineuze voegovergang die al of niet is gevalideerd op basis van de RTD1007-4/ETAG 032 deel 3 valt onder de categorie “verbeterde flexibele voegovergang”. In de Meerkeuzematrix is deze als concept 4.1d geïntroduceerd.

Verbeterde onverankerde bitumineuze voegovergang, concept 4.1.a1
Figuur 4.4.3.4a: Verbeterde onverankerde bitumineuze voegovergang, concept 4.1d

Een groot verschil met de traditionele bitumineuze voegovergang is dat voor toepassing in open deklagen er voor en na de flexibele voegovergang een (gietasfalt) overgangsbalk wordt aangebracht en dat er functionele proeven zijn ontwikkeld om een duurzamere flexibele voegovergang te ontwerpen.

De (gietasfalt) overgangsbalk zorgt voor:

  • steun aan de aangrenzende wegverharding, bijvoorbeeld het ZOAB;
  • dat water niet kan toestromen naar de voegmassa, ook tijdens het aanbrengen daarvan;
  • een goed hechtvlak aan  de voegmassa en het aangrenzende asfalt;
  • dat er geen of nagenoeg geen spoorvorming optreedt aan het aangrenzend wegdek, zodat de voegmassa minder zwaar wordt belast;
  • dat er geen of minder vorstschade op de aansluiting ZOAB-bitumineuze voegmassa kan optreden.

Bij toepassing in dichte asfaltbetonsoorten zijn deze overgangsbalken uiteraard niet nodig. We spreken dan weer over een bitumineuze voegovergang niet meer over een verbeterd bitumineuze voegovergangsconstructie.

Aansluitingen (beton/staal)

De bitumineuze voegvullingsmassa wordt rechtsreeks op het betonnen dek aangebracht. Er wordt in Nederland geen gebruik gemaakt van een waterdicht membraam. Vanwege de snelle bewegingen van een stalen dek worden deze voegovergangen niet toegepast op een stalen dek.

Varianten

Breure FPEJ37,5

De firma Breure levert een gevalideerde verbeterde onverankerde bitumineuze voegovergangsconstructie op basis van de RTD 1007-4 versie 2.0.

Er worden hoge eisen gesteld aan zowel het systeem als het bindmiddel en steenslag.
Door middel van systeemproeven worden de functionele eigenschappen van de samengestelde voegovergangconstructie direct getest. De kritische eigenschappen van de toegepaste materialen worden daarbij tevens onderzocht en vastgelegd als referentie om de conformiteit bij toepassing in de praktijk aan te kunnen tonen.

Thorma Joint BJ200 Blue

Thorma-Joint, waarbij overgangsbalken worden toegepast, valt in dat geval onder concept 4.1d. Dit product doorloopt vanuit de firma Smits Neuchâtel momenteel het validatietraject op basis van de RTD 1007-4, versie 2.0. Ook de firma Technobeton levert deze voegovergangsconstructie.

Krachtswerking

De verbeterde bitumineuze voegovergangsconstructie (type 4.1d uit de Meerkeuzematrix RTD1007-1) wordt doorgaans geacht toepasbaar te zijn indien:
a) de ten hoogste te verwachten maximale uitzetting van het brugdek ter plaatse van de voegspleet t.o.v. het moment van inbouwen in de rijrichting niet meer bedraagt dan 20 mm;
b) de ten hoogste te verwachten maximale verkorting van het brugdek ter plaatse van de voegspleet t.o.v. het moment van inbouwen in de rijrichting niet groter is dan 10 mm;
c) Hoogfrequente voegbewegingen (uitrekking) in de rijrichting als gevolg van verkeersbelasting (berekend met EN1991-2 FLM1) door rotaties van brugdek niet groter zijn
dan +/-0,7 mm:
d) de te verwachten verplaatsingen in dwarsrichting (haaks op de rijrichting) bedragen niet meer dan 10 mm:
e) het totaal van de verticale bewegingen van de voegovergang niet groter is dan 1,5 mm;
f) de langshelling of dwarshelling (verkanting) van de voegovergang ten hoogste 4,0 % bedraagt:
g) de te verwachten zakking/restzetting van de overgangsconstructie kunstwerk-aardebaan (stootvloer/stootplaten) nihil is.

Levensduurverwachting

Bepalend voor de levensduur is de hoeveelheid zwaar vrachtverkeer en de daaraan gerelateerde schade (spoorvorming). Op basis van de RTD1007-2 kan bepaald worden voor welke verkeersintensiteiten de voegovergang geschikt is. Standaard wordt in de ETAG 032 deel 3 uitgegaan van een verkeerscategorie 2 ( 500.000 zware vrachtwagens per jaar). Hiervan kan een levensduur van minimaal 10 jaar worden verwacht. Dit is gebaseerd op de ervaringen in Duitsland en Zwitserland waar al langer strengere eisen
worden gesteld aan de verificatie en validatie van bitumineuze voegovergangen (Duitsland: ZTV-BEL-FÜ 1998 en Zwitserland: “ASTRA Richtlinie Fahrbahnübergängen aus polymeerbitumen 2005”). Verkeerscategorie 2 is in deze landen in de meeste gevallen van toepassing. Bepaalde delen van het hoofdwegennet in Nederland worden zeer intensief bereden door zwaar vrachtverkeer. Deze vallen onder verkeerscategorie 1.

Dilatatiecapaciteit, waterdichtheid

De verwachte bewegingsvrijheid is bij afmetingen 500 x 100 mm (breedte x hoogte) als volgt:

Type Δx (rijrichting) Δy (haaks op rijrichting) Δz (verticaal)
FPEJ37,5 +25/-12,5 mm +/-10 mm +/- 1,5 mm
ThormaJoint BJ200 Blue +/-25 mm +/- 3 mm

De opgegeven waarden voor de ThormaJoint zijn nog niet door Rijkswaterstaat gevalideerd.

De voegovergang zal gedurende de ontwerplevensduur naar verwachting waterdicht blijven.

Weerstand tegen verkeersbelasting, veiligheid en comfort

De mechanische weerstand tegen belasting vanuit verkeer en de spoorvormingsweerstand is ook bij hogere temperaturen naar verwachting aanzienlijk verbeterd. Uitrijden van bindmiddel zal naar verwachting in geringe mate nog voorkomen.  De afname van de stroefheid zal naar verwachting niet noemenswaardig anders zijn dan bij andere bitumineuze voegovergangen. Het onderzoek naar het stroefheidverloop in de tijd is nog gaande.