5.4.7.2 Aantonen geschiktheid op basis praktijkervaring/monitoring

Een andere wijze waarop de prestaties kunnen worden aangetoond is middels monitoring in de praktijk . De RTD1007-2/RTD1007-4 geeft hierover het volgende aan:

Indien de ontwerplevensduur wordt aangetoond op basis van ervaring in de praktijk (verder te noemen referentie voegovergangsconstructie) dienen de volgende verificaties te worden
uitgevoerd:

  • De belastingen, waaronder verkeers- en klimatologische belastingen op de referentie voegovergangsconstructie moeten representatief zijn voor de beoogde toepassing;
  • De omstandigheden en voorwaarden waaronder de referentie voegovergangsconstructie is aangebracht moeten representatief zijn voor de beoogde toepassing. Uitvoering van de
    voegovergangsconstructie moet kunnen plaatsvinden onder gelijke omstandigheden als waarbij de referentie voegovergangsconstructie is gerealiseerd;
  • De karakteristieken van de toegepaste materialen waaruit de referentie voegovergangsconstructie is samengesteld, moeten bekend en vastgelegd (zie hoofdstuk 5);
  • De voegovergangsconstructie moet in de praktijk ten minste een levensduur hebben gehaald van 10 jaar zonder onderhoud anders dan klein onderhoud.

Een en ander moet zijn vastgelegd in een goed gedocumenteerd dossier met betrouwbare en toetsbare gegevens en registraties van de als referentie aan te merken voegovergangsconstructie. Deze dient ten minste te bestaan uit:

1) Documentatie kunstwerk

  • Locatie/ligging;
  • eigenschappen hoofddraagconstructie (type, afmetingen, overspanningen, stijfheden);
  • oplegsysteem en specificaties van de opleggingen;
  • rijstrookindeling weg

2) Documentatie ingebouwde voegovergangen:

  • Identificatie en eigenschappen toegepaste materialen;
  • as-built geometrie van voegovergang;
  • gegevens van de opbouw van de aangrenzende verharding;
  • inbouwprotocol/keuringsrapportage.

3) Monitoringsgegevens:

  • aantal zware voertuigen per jaar (N obs ) op basis van metingen;
  • bepaling laagfrequente voegbewegingen, aan de hand van voegmetingen en/of berekende bewegingen op basis van temperatuurmetingen;
  • bepaling hoogfrequente voegbewegingen (horizontaal en verticaal) aan de hand van metingen en/of berekeningen (berekende rotaties op basis van FLM4 of FLM5 van EN1991-2);
  • beschouwing degradatieverloop aan de hand van metingen van de spoorvorming en visuele inspecties.

4) Evaluatie:

  • Analyse prestaties en (verwachte) levensduur op basis van de monitoringsgegevens.

Afhankelijk van de mate waarin sprake is van een volledig dossier, kan er na bestudering van de aangeleverde informatie nog extra beproevingen worden gevraagd en/of dat de flexibele voegovergang als proef wordt ingebouwd en enkele jaren wordt gemonitord, voordat deze kan worden geaccepteerd door RWS.

Voorbeeld 1

Een voorbeeld hiervan is de door het Zwitserse bedrijf RSAG ontwikkelde Silent Joint. Salverda Schagen wilde de Silent Joint in Nederland gaan toepassen op autosnelwegen. In Zwitserland was al goede ervaring opgedaan met de Silent Joint. In enkele autosnelwegen had de Silent Joint een levensduur van minimaal 10 jaar gehaald, zonder dat er onderhoud hoefde te worden uitgevoerd. Omdat er in Zwitserland minder verkeersbelasting is op de autosnelwegen, het klimaat anders is en er geen ZOAB als deklaag wordt toegepast heeft Salverda Schagen de gelegenheid gekregen om de Silent Joints als proef in te bouwen in de A18 en A58. Bovendien had Salverda Schagen nog e.e.a. aan het concept van RSAG veranderd, zo is als grof toeslagmateriaal geen groevemateriaal toegepast maar hoogovenslakken en is een ander bindmiddel toegepast.

De A18 nabij Doetinchem wordt gekozen omdat het kunstwerk over de Bielheimerbeek een zeer scheve kruisingshoek heeft. Er is een vergelijkend onderzoek gedaan: aan een kant van het kunstwerk zijn Silent Joint voegovergangen ingebouwd en aan de andere kant Thorma Joints. Op de A18 lag ZOAB.

De A58 nabij Breda is gekozen vanwege de zeer hoge verkeersbelasting. Op het kunstwerk Daesdonk zijn 4 Silent Joints 500 ingebouwd. Op 3 locaties is de Silent Joint 500 normaal tussen het ZOAB ingebouwd. Bij de vierde Silent Joint 500 is de holle ruimte van het ZOAB 2 m voor en 2 m na de voegovergang zoveel mogelijk gevuld met een cementslurry, om een soort combinatiedeklaag te creëren. Het idee hierachter was het volgende. Er was nog geen zekerheid hoe de Silent Joint zich t.o.v. ZOAB zou gaan gedragen. Het is bekend dat ZOAB zeer weinig trek kan opnemen en mogelijk zou de Silent Joint door trekkrachten het ZOAB t.p.v. de voegovergang beschadigen (scheurvorming). Mogelijk zou ook het bindmiddel van de Silent Joint in de holle ruimte van het ZOAB kunnen dringen. De Zwitsers waren ook bang voor waterindringing in de Silent Joint door het ZOAB, dat aan weerskanten lag. In Zwitserland was alleen ervaring met
gietasfalt aan weerskanten van de Silent Joint. Ook worden voegovergangen soms beschadigd, omdat er spoorvorming in het asfalt ter plaatse van de voegovergang optreedt. Om gesteld te staan voor geschetste mogelijke problemen, is dus een soort “combinatiedeklaag” voor en na de Silent Joint aangelegd. Achteraf is gebleken dat dit niet nodig is.

Salverda Schagen heeft onder auspiciën van RSAG de eerste voegovergangen ingebouwd. Dit is gemonitord. Na het inbouwen is door het Zwitserse EMPA met de MMMLS3 (zie figuur 13), een zgn. Accelerated Pavement Tester (APT), in situ de spoorvormingsweerstand volgens het EMPA voorschrift voor voegovergangen getest. Uit de resultaten bleek dat de spoorvormingsweerstand van de ingebouwde Silent Joints goed was. Daarnaast zijn de Silent Joints gedurende de periode 2006-2015 jaar gemonitord op de onderstaand wijze:

  • Visuele inspecties;
  • Uitvoeren geluidsmetingen;
  • Meten van temperaturen in Silent Joints en rijdekken (alleen eerste 2 jaar);
  • Meten van bewegingen in X, Y en Z richting van rijdek (alleen eerste 2 jaar);
  • Meten van de spoorvorming;
  • Meting stroefheid

Het meten van de rijdek bewegingen in X, Z en Y richting en inbouwen van temperatuursensoren
Het meten van de rijdek bewegingen in X, Z en Y richting en inbouwen van
temperatuursensoren

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In 2014, 8 jaar na het inbouwen functioneren de Silent Joints nog naar wens en is geen schade geconstateerd. In 2015, na bijna 9 jaar, werd voor het eerst beginnende schade geconstateerd. Deze schade kon worden gerelateerd aan spoorvorming door verkeersbelasting. De Silent Joints voldeden nog steeds aan de eisen voor de geluidsreductie conform de RTD 1007-3 en aan de eisen voor spoorvorming (<18 mm). Op basis van beschikbare verkeerscijfers bij RWS werd vastgesteld dat de Silent Joints in de hele periode reeds de verkeersbelasting volgens verkeerscategorie 1 van 10 jaar hebben ondervonden. Onderhoud in de vorm van vervanging van de toplaag wordt voor 2016 gepland. De Silent joints, zullen daarna tot einde levensduur worden gemonitord.

Voorbeeld 2: monitoring prijsvraag

Bij de prijsvraag stille duurzame voegovergangen werden, in aanvulling op de LINTRACK en EMPA bewegingssimulatorproeven, de vier prijswinnende ontwerpen ook ingebouwd in twee viaducten (overspanning circa 20 meter) in de A50 bij Nistelrode en gedurende 2 jaar gemonitord. De verharding t.p.v. de viaducten bestond uit tweelaags ZOAB. De volgende metingen en inspecties werden uitgevoerd:

  • Geluidmetingen (5x);
  • Spoordieptemetingen (5x);
  • 3D verplaatsingsmetingen (continu);
  • Temperatuurmetingen (continu);
  • Stroefheidsmetingen (3x);
  • Uitgebreide visuele inspecties (5x);
  • Globale visuele inspecties (5x).

Daarnaast wordt door RWS de hoeveelheid verkeer gemeten en geregistreerd in een systeem.

De aanlegomstandigheden en inbouw werden ook goed geregistreerd. De omstandigheden waren gunstig: geen neerslag en temperaturen van 9°C ’s nachts tot 22°C overdag. Bij deze temperaturen staan de betonnen dekken in hun neutrale stand.

Spoordieptemetingen

Er zijn bij alle voegovergangen vijf spoordieptemetingen verricht. De nulmeting vond plaats kort na inbouw. De vier herhalingsmetingen werden vervolgens ieder half jaar uitgevoerd. Daarna zijn
spoordieptemetingen uitgevoerd na 5 en 9 jaar na inbouwen van de Silent Joint. Voor het uitvoeren van de spoordieptemetingen is gebruik gemaakt van zogenaamde terrestrische 3D-laserscanning. Het resultaat is een 3D puntenwolk van de gescande omgeving. Uit de puntenwolk is het nulvlak (best passende vlak) bepaald door de rijstrook rondom de voegovergang. Dit nulvlak is gebruikt om de spoorvorming per meting te visualiseren. Daarnaast zijn op enkele locaties op en rondom de voegovergangen dwarsprofielen loodrecht op de rijrichting bepaald. Vervolgens zijn de minima en maxima van de trendlijnen van de dwarsdoorsneden op de voegovergangen bepaald. De gehanteerde definitie voor spoorvorming is het verschil tussen deze minima en maxima. Naast de spoordieptemetingen met 3D-laserscanning zijn er traditionele spoordieptemetingen uitgevoerd met behulp van een stalen rei en wig.

3D verplaatsingsmetingen

Gedurende de eerste 2 jaar zijn permanent 3D verplaatsingsmetingen en temperatuurmetingen uitgevoerd met een tijdsinterval van een kwartier. Om de 3D verplaatsingen te kunnen bepalen, is op het kunstwerk bij beide voegovergangen een 3-D verplaatsingsopnemer geïnstalleerd. De opnemers zijn aangebracht aan de buitenkant bovenop het kunstwerk.

Temperatuurmetingen

Om de luchttemperatuur te meten werd bij alle voegovergangen een temperatuursensor aangebracht aan de binnenzijde van de vleugelwand, net onder het dek. Om de temperatuur in de voegovergangen te bepalen zijn er op drie locaties per voegovergang draadloze temperatuursensoren geïnstalleerd. Deze opnemers zijn aangebracht in het hart van rijstrook 1, rijstrook 2 en de vluchtstrook, waarbij de bovenkant van de sensor drie centimeter onder bovenkant voegovergang zit.

Stroefheidsmetingen

Tijdens de monitoringsperiode zijn bij alle voegovergangen stroefheidsmetingen uitgevoerd na inbouwen en na 1, 2, 5 en 9 jaar na inbouwen van de Silent Joints. De stroefheidsmeting is uitgevoerd volgens de slingermethode zoals voorgeschreven in proef 76 van de RAW Standaard Bepalingen 2005. Deze methode is ook wel bekend als Skid Resistance Test (SRT).

Visuele inspecties

Tijdens de monitoringsperiode is bij alle voegovergangen een tiental visuele inspecties uitgevoerd, te weten:

  • Gecombineerde uitgebreide inspectie en globale inspectie één week na inbouw van de voegovergangen;
  • Vier maal een globale inspectie (twee, vier, acht en zestien weken na inbouw). Deze inspecties waren bedoeld om enige zekerheid te krijgen over het functioneren van de voegovergangen, want hiermee was nog geen ervaring opgedaan op autosnelwegen. In geval van falend gedrag, zouden de voegovergangen snel vervangen moeten worden;
  • Vier maal een uitgebreide inspectie om het halfjaar na inbouw;
  • Uitgebreide visuele inspectie na 5 en 9 jaar.

De globale inspecties werden uitgevoerd vanuit de berm. Hierbij werd alleen de bovenzijde van de voegovergang op afstand visueel geïnspecteerd. Verder zijn aan de onderzijde de fundatiesloven en frontwanden onder de voegovergangen op afstand visueel geïnspecteerd. Bij de uitgebreide inspecties werden rijstrook 2 en de vluchtstrook afgezet. Vervolgens is de toestand van de voegovergangen ter plaatse van rijstrook 2 onder handbereik visueel geïnspecteerd en fotografisch vastgelegd. De naastgelegen delen (vluchtstrook, rijstrook 1 en de schampkanten) zijn ter referentie globaal geschouwd en gefotografeerd. Bij rijstrook 2 is om de 50 cm (in lengte- en breedterichting van de weg) de (on)vlakheid van de voegovergangen gemeten met behulp van een stalen rei en wig. De dwarsonvlakheid werd gemeten ter ondersteuning/vergelijking van de genoemde spoordieptemetingen.

Aan de onderzijde zijn de fundatiesloven en frontwanden onder de voegovergangen visueel geïnspecteerd, waarvan de toestand ook fotografisch is vastgelegd. Daarbij is de onderzijde van de voegovergangen met een endoscoop geïnspecteerd. De inspecties van de bovenzijde van de voegovergangen zijn deels overdag en deels in de avond/nacht uitgevoerd.

Uit visuele inspecties is gebleken dat er na 9 jaar wel enige schade is ontstaan in de vorm van beperkte flankschade en een scheur in de Silent Joint. Deze schade belemmert echter niet het functioneren van de Silent Joints en heeft geen gevolgen voor de veiligheid. Bovendien is deze schade reparabel. De scheur kan ter plaatse worden verwijderd en er kan nieuw voegvulmateriaal worden teruggebracht. Ook kan de bovenste 2 cm van de Silent Joints wordt afgefreesd en kan weer 2 cm nieuwe voegvulmassa worden teruggebracht. Door deze reparatie zouden de Silent Joints nog jarenlang weer goed kunnen presteren. Met deze reparatie worden de flanken hersteld, kan de scheur worden gerepareerd en voldoet de Silent Joint weer aan de stroefheidseis.

De resultaten zijn samengevat in de paper voor de CROW Infradagen 2016 “Lange-termijn ervaringen met Silent Joint voegovergang. Aan de hand van de resultaten en analyses werd de inschatting gemaakt dat de beoogde levensduur van tien jaar kon worden gehaald voor de meeste voegovergangen en dat de geluidsniveaus van de voegovergangen tien jaar na inbouw nog zouden voldoen aan de eisen. De voegovergangen worden nog steeds gemonitord tot einde levensduur.