2.3.1 Betrouwbaarheid

Betrouwbaarheid is gedefinieerd als: “De waarschijnlijkheid dat de vereiste functies worden uitgevoerd onder gegeven omstandigheden gedurende een bepaald tijdsinterval”.

Met andere woorden, betrouwbaarheid is de kans op niet-falen gedurende een bepaalde periode. Daarmee is de faalfrequentie dus een maat voor de betrouwbaarheid. Het begrip ‘waarschijnlijkheid’ wordt over het algemeen uitgedrukt in een kans. Betrouwbaarheid geeft de kans weer dat een functie niet uitvalt bij gebruik over een bepaalde periode.
Betrouwbaarheid wordt ook wel als een overlevingswaarschijnlijkheid geïnterpreteerd. Bij betrouwbaarheid gaat het om de vraag of een functie een bepaald tijdvak overleeft.

De gegeven omstandigheden zijn in geval van voegovergangen: de klimatologische omstandigheden, de optredende voegbewegingen (met bijbehorende interne krachten) en de optredende hoeveelheid verkeersbelasting (aantal en grootte aslasten). Het tijdsinterval is in principe de ontwerplevensduur van het systeem met eventuele tussenliggende momenten waarop planmatig onderhoud noodzakelijk is. Omdat onderhoud aan de voegovergangen idealiter wordt gecombineerd met onderhoud aan het asfalt is het tijdsinterval bepaald als de ontwerplevensduur van de aangrenzende deklaag.

Voor voegovergangen meerdere functies worden ongescheiden. Kijken we naar de functionele topeisen dan kunnen we op hoofdlijnen twee wijzen van functiefalen onderscheiden:

  • Schade aan de voegovergang leidt tot onveiligheid en/of discomfort voor passerend wegverkeer
    Mogelijke gevolgen bij niet tijdig ingrijpen: onomkeerbare schadeontwikkeling leidend tot hoge herstelkosten, klachten van weggebruikers en leefomgeving, letselschade en claims, ongeplande niet-beschikbaarheid en verkeershinder, negatieve publiciteit en imagoschade.
  • De voegovergang is niet meer waterdicht en beschermt de onderliggende constructiedelen onvoldoende
    Mogelijke gevolgen bij niet tijdig ingrijpen: op termijn grote economische gevolgschade door aantasting van onderliggende constructiedelen, leidend tot disproportionele hoge herstelkosten en verkeershinder.

Falen van de eerste functie heeft een bepaald urgent karakter en leidt meestal tot snelle ingrepen. Falen van de tweede functie, hetgeen veel frequenter voorkomt dan de eerste functie, wordt als minder urgent ervaren. Dit komt omdat de gevolgen minder direct zijn en de beschikbaarheid meestal niet wordt beïnvloed. Ook de weggebruiker en omgeving ervaart hiervan meestal geen hinder. Hierdoor worden dit type functiefalen  vaak lange tijd geaccepteerd.

De betrouwbaarheid van een voegovergangsysteem varieert over de tijd. Grofweg kunnen drie perioden worden onderscheiden:
  • Periode 1: Falen door kinderziektes
  • Periode 2: Willekeurig falen
  • Periode 3: Falen door ouderdom
De betrouwbaarheid heeft betrekking op de periode vanaf het moment dat het systeem in gebruik genomen wordt, totdat het systeem vervangen wordt. Dit is dus inclusief de periode dat de faalfrequentie door kinderziektes hoger ligt en de periode dat de faalfrequentie door veroudering hoger ligt.

Een voegovergangsysteem dient betrouwbaar te zijn ontworpen. Daarbij gaat het enerzijds om constructieve betrouwbaarheid van het ontwerp volgens de Eurocode. Voegovergangsconstructies zijn daarvoor in de RTD1007-2 geclassificeerd onder Gevolgklasse 2 (CC2 = Middelmatige gevolgen ten aanzien van het verlies van mensenlevens, en/of aanzienlijke economische of sociale gevolgen of gevolgen voor de omgeving) en dienen te zijn ontworpen in Betrouwbaarheidsklasse 2 (RC2 volgens EN1990 met een betrouwbaarheidsindex β =3,8. De betrouwbaarheid heeft in principe betrekking op periode 2.

De werkelijke frequentie van falen, waaronder constructief bezwijken, is sterk afhankelijk van uitvoeringsfouten, die in de methode van de partiele factoren volgens EN1990 niet worden beschouwd. Dus verschaft de betrouwbaarheidsindex β niet noodzakelijkerwijs een aanwijzing omtrent de werkelijke frequentie van bezwijken van de constructie. Voor het betrouwbaar functioneren is het anderzijds dus van belang dat de uitvoering op beheerste wijze plaats vindt en aantoonbaar conform het ontwerp wordt uitgevoerd. Daarmee wordt de faalkans in periode 1 en de lengte van periode 2 sterk beinvloedt.

Belangrijke invloedsfactoren in de uitvoeringsfase die de betrouwbaarheid beïnvloeden zijn:

  • Mate van voorbereiding (afstemming raakvlakken, inschatten risico’s).
    Een goede voorbereiding is het halve werk, en dat gaat zeker op voor voegovergangen. Door raakvlakken en risico’s vooraf te signalen en onderkennen kunnen adequate beheersmaatregelen worden genomen en problemen tijdens de uitvoering worden voorkomen en worden geminimaliseerd. Meer informatie over het beheersen van raakvlakken en risico’s is opgenomen in hoofdstuk 6.
  • Beschikbare uitvoeringstijd
    Voldoende tijd om de werkzaamheden uit te voeren en te kunnen anticiperen op onverwachte omstandigheden is van groot belang voor een beheerste uitvoering.Het voegovergangsysteem dient ingebouwd te kunnen worden binnen de beschikbare uitvoeringstijd zonder nadelige gevolgen voor de betrouwbaarheid, beschikbaarheid en levensduur van het voegovergangsysteem, met in achtneming van onzekerheden die tot uitloop van werkzaamheden kunnen leiden en de vereiste uithardings- en/of afkoeltijden alvorens het voegovergangsysteem in gebruik kan worden genomen.
  • Vakmanschap
    Personeel dient voldoende bekwaam en vakkundig te zijn om de werkzaamheden uit te voeren. Primair is dit een aangelegenheid van de specialistische voegovergangaannemer. In het kader van NEN-ISO 9001 dient dit geborgd te zijn. Maar voldoende beschikbaar vakmanschap staat onder druk doordat het werk zwaarbelastend is en als onaantrekkelijk gezien wordt. Hierdoor zijn specialistische bedrijven genoodzaakt veel te werken met zelfstandige hulppersonen. Met name bij grote werken waarbij gelijktijdig veel voegovergangen moeten worden gerealiseerd is veel vakbekwaam personeel nodig dat niet voor handen is. Het risico op onvoldoende vakmanschap en uitvoeringsfouten is dan hoog.
  • Toezicht en controle.
    Adequate controle van de uitvoering van de werkzaamheden en keuring van het resultaat zijn eveneens van belang voor de uiteindelijke kwaliteit en daarmee de betrouwbaarheid. In de RTD1007-2 zijn eisen gesteld aan de kwaliteitborging. Er is geëist dat de uitvoering op de bouwplaats door de leverancier, of een door de leverancier aangewezen vertegenwoordiger, moet worden geïnspecteerd en goedgekeurd. De geachte daarbij is dat de leverancier beschikt over de juiste kennis van het systeem en er belang bij heeft dat zijn systeem een goede reputatie behoudt.
    Deskundig toezicht vanuit de Opdrachtgever heeft daarnaast een belangrijke waarde maar is geen vanzelfsprekendheid door de veranderde rol die zij vanuit beleid innemen en het gebrek aan (voldoende) specialistische kennis. Een andere optie is het inschakelen van een externe onafhankelijke controle door een TIS. Dit is van toegevoegde waarde, met name tijdens de uitvoeringsfase zo blijkt uit een uitgevoerde pilot.
  • Externe weersinvloeden
    Het weer tijdens de installatie kan van grote invloed zijn op de betrouwbaarheid van het voegovergangsysteem. Met name neerslag is een risicofactor omdat een grote invloed heeft op hechting. Daarnaast kan een hoge temperatuur en zonnestraling van invloed zijn op de kwaliteit bij gebruik van snel uithardende mortels.  Het is daarom van belang dat de uitvoering onder goede weersomstandigheden kan plaatsvinden en dat er dus in de planning uitwijkmogelijkheden zijn bij niet geschikte omstandigheden. Indien dit niet of onvoldoende mogelijk is dienen correctieve of preventieve maatregelen te worden gepland en getroffen. Zo kunnen werkzaamheden bijvoorbeeld worden uitgevoerd in doorwerkvoorzieningen (tent).

Het lijkt vanzelfsprekend dat met bovenstaande factoren rekening wordt gehouden, maar door opdrachtgevers (hoofdaannemers) wordt vaak druk uitgeoefend om de uitvoering in zo kort mogelijke tijd en tegen zo laag mogelijke kosten uit te voeren. Aan kwaliteit hangt nu eenmaal een bepaalde prijs en die prijs wordt afgewogen tegen de contractuele risico’s.
De uiteindelijke eigenaar/beheerder heeft het hoogste belang bij de kwaliteit en daarmee de betrouwbaarheid van het systeem op lange termijn. Het beschikbaar stellen van goede informatie, voldoende uitvoeringstijd, voorschrijven van beheersmaatregelen en uitvoeren van toetsen tijdens het ontwerp, voorbereiding en realisatie zijn van groot belang.

In versie 4.0 van RTD1007-2 zullen de volgende betrouwbaarheidseisen worden gespecificeerd:

Het voegovergangsysteem dient betrouwbaar te zijn ontworpen en aantoonbaar conform het ontwerp te zijn uitgevoerd. Voegovergangsystemen zijn met betrekking tot constructieve veiligheid geclassificeerd onder CC2 en dienen te zijn ontworpen in RC2 volgens EN1990 met een betrouwbaarheidsindex β =3,8.
Ontwerplevensduur (jaar) 10 15 25 40
Faalkans per jaar (Pf) 0,00031 0,00020 0,00013 0,00011

De faalkans ten aanzien van de waterdichtheid dient maximaal 0,003 per jaar te zijn (5% kans over een referentieperiode van 15 jaar).
De kans dat het geluidniveau hoger is dan de geluideis dient maximaal 0,05 te zijn.

Frequenter falen dan op grond van de vereiste betrouwbaarheid mag worden verwacht is niet toelaatbaar. In dat geval dienen op basis van een oorzaakanalyse en onderzoek adequate maatregelen worden getroffen die de oorzaak van het frequenter falen wegnemen.