Wegen met lange levensduur

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Wegen met lange levensduur"

Julia Mulder
8 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Water bergen in de weg, hoe kan dat? Waterberging in de weg met het Aquaflow systeem is voor waterberging en voor waterzuivering een goede optie. Is dat civiel technisch ook zo? Ja, want Aquaflow is uitgebreid wetenschappelijk onderbouwd en op grote schaal in de praktijk aangelegd en beproefd. Maar gelden de aloude civiel technische wetten dan niet meer? Wat te denken van de wijsheid: water in de weg leidt tot waterspanning en goed verdichten leidt tot lange levensduur? Aquaflow = rioleringssysteem Aquaflow is een volwaardige vervanger van traditionele riolering. Als waterberger vervangt zij de sloot, de retentievijver, het hemelwaterriool en de kolk. Als waterzuiveraar vervangt zij ook nog eens de bodempassage, de first flush scheiding en zand- en lamellenfilters. Hemelwater kan voor 100% in het gebied blijven waardoor er geen druppel meer naar de zuivering (rwzi) vloeit. Zeer onderscheidend is dat Aquaflow geschikt is voor piekbelastingen in bijv. T=100 situaties. Het systeem zelf zorgt voor de volledige berging, zonder gebruik te maken van afvoerbuizen. Dit in tegenstelling tot veel waterpasserende verhardingen, die kleine buien kunnen infiltreren en voor grote buien terugvallen op riolen, drainages en sloten. Kortom: Aquaflow is ontwikkeld en bedoeld als hoofdsysteem voor hemelwater. Aquaflow is een volwaardig rioleringssysteem. Ondersteuning met andere rioleringssystemen (IT riool) is niet nuttig.

Wat te denken van de wijsheid: water in de weg leidt tot waterspanning en goed verdichten leidt tot lange levensduur?

2 Civiel technische wetten : Veel van het wetenschappelijke onderzoek voor Aquaflow is gericht op het omzeilen van civiel technische wetten. Dit is cruciaal geweest in het onderzoek van o.a. de TU Delft, met als doelstellingen: - De levensduur van de weg dient gelijk te zijn aan die van traditionele wegen. - Het gebufferde water mag nooit leiden tot waterspanning, ook niet ten tijde van extreme neerslag (piekbelasting) - De wegfundatie dient goed verdicht te worden (net als bij normale wegen), maar dat mag niet leiden tot een sterke afname van het percentage holle ruimte of verandering van de korrelstructuur van de steenslag in de fundatie. Twee van die wetmatigheden zijn: 1. Water in de weg leidt tot waterspanning. Waterspanning wordt vaak geassocieerd met drijfzand. Onder invloed van spanningswater wordt een vaste massa instabiel. Bij wegen moet de wegfundatie daarom ca. 70cm drooglegging hebben. In het Aquaflow systeem is waterspanning onmogelijk gemaakt. De fundatie wordt volgens een door de TU Delft beproefd recept geproduceerd, waarbij fijne delen afwezig zijn. Hierdoor ontstaat tot 40% open ruimte in de Aquaflow meervoudig gebroken hardsteen 8-32+mm (type MHK53). Water kan daardoor vrij stromen (horizontale verplaatsing +/- 100 meter/uur). Vergelijkbaar met waterverplaatsing in den sloot, maar dan in een ondergrondse sloot ; de waterbergende weg. In de waterbergende weg kan water vrij bewegen Water loopt hier honderden meters horizontaal door de Aquaflow fundatie 2. Goed verdichten leidt tot een lange levensduur. Overal waar dit niet of onvoldoende gebeurt, zal het verkeer het daarna alsnog doen. Daarbij is het bij Waterbergende wegen cruciaal is dat de fundatie de verdichtingsenergie goed opneemt maar tevens de open ruimte behoudt. Dat een goede verdichting leidt tot een lange levensduur is algemeen bekend. Dit geldt voor alle wegen en is niet Aquaflow specifiek. Onderzoek van de TU Delft toont aan hoe sterk de relatie tussen verdichten en levensduur is. Bij een gebruikelijke proctordichtheid van 98% kan een mooi tonrond wegprofiel al na 4 jaar veranderen in een kattenrug. Bij een dichtheid van bijv. 103% is dit pas na 25 jaar het geval. (zie figuur 1) Een geringe investering in het verdichten (manuren met trilplaat) levert grote besparingen op herstraatkosten door de lange levensduur.

mag niet leiden tot een sterke afname van het percentage holle ruimte of verandering van de korrelstructuur van de steenslag in de fundatie. Twee van die wetmatigheden zijn: 1.

3 Randvoorwaarden bij verdichten Bij het dynamische verdichtingsproces moet de fundatie de verdichtingsenergie kunnen opvangen zonder te verbrijzelen. Anders gaat de holle ruimte verloren en ontstaat traditioneel menggranulaat. Daarom wordt de Aquaflow fundering opgebouwd met zeer harde steenslag (LA waarde < 20). Figuur 1 : Grote toename van de levensduur bij grondig verdichten Bij Aquaflow blijft het % holle ruimte intact Als het materiaal te zacht is, zal het de verkeerbelasting (of de verdichtingsenergie bij aanleg!) onvoldoende kunnen opnemen en vergruizen. Hierdoor verdwijnt de holle ruimte. Onderstaande figuur 2 schetst een beeld van de belasting die een 3 tons wiel (een kleine vrachtwagen) uitoefent tot op 45cm diepte. Figuur 2 : Stijfheid (in MPa) van 40cm wegfundatie bij 3 ton wiellast (elk vakje is 5cm, dwz 5cm vlijlaag, 40cm fundatie en 50cm natuurlijke ondergrond). Aan de kleuren is te zien hoeveel belasting een 3 tons wiel genereert in de wegfundatie. De belasting is net onder straatniveau zo n 1000 MPa (lichtpaars) en neemt dan af tot 300 MPa op 45cm diepte (lichtblauw). Voor Aquaflow is dit met een stijfheid van 1400 MPa geen probleem, ook al zou de wiellast toenemen tot 5,5 ton. Een minder stijf materiaal (met minder hardheid) zal bij 3 ton wiellast kunnen bezwijken. Bijv. bij 500 MPa stijfheid (donkerpaars) zal een materiaal tot 25cm diepte aangetast worden door ofwel de trilplaat ofwel het verkeer. De waterbergende ruimte wordt dan dichtgetrild tot menggranulaat. Het onderzoek naar de Aquaflow fundatie is verricht door Dr. Ir. M. Huurman van de TU Delft en bevindt zich in uw documentatiemap.

Figuur 1 : Grote toename van de levensduur bij grondig verdichten Bij Aquaflow blijft het % holle ruimte intact Als het materiaal te zacht is, zal het de verkeerbelasting (of de verdichtingsenergie

4 Hoge draagkracht door snelle krachtenspreiding De laatste decennia worden vrijwel alle wegen en parkeerterreinen gefundeerd met een puin- of menggranulaat (0-40mm). Een gebruik dat is ontstaan door de toename van de verkeerintensiteit en verkeersbelasting. Wegen bleken vaak snel te verouderen. De wens om wegen zwaarder te funderen komt ook omdat bijna overal zwaar vrachtverkeer komt (denk bijv. aan een vuilniswagen met 10 ton aslast!). Door de optimale korrelsamenstelling en hoge haakweerstand van de steenslag worden de krachten van verkeer bij Aquaflow snel gespreid. Bij goede aanleg ontstaat een hoek van inwendige wrijving van 60º. De belasting van verkeer wordt snel verdeeld, waardoor de druk (N/mm2) dieper in de fundatie sterk afneemt, met als gevolg een lange levensduur van de weg. Een Aquaflow fundering heeft eenzelfde draagkracht en levensduur als menggranulaat in traditionele wegenbouw. De hoek van inwendige wrijving (φ) voor diverse materialen Klei en leem (nat) : 20 º - 25 º Klei en leem (droog) : 40 º - 50 º Zand : 28 º - 33 º Veen : 30 º - 35 º. Gebroken grind : 35 º - 40 º Basalt lava : 40 º - 45 º Hardsteensplit (onbewerkt) : 40 º - 45 º Aquaflow Easy hardsteen : 45 º - 50 º Aquaflow Regular hardsteen : 55 º - 60 º Grafiek 2: Een grote hoek van inwendige wrijving zorgt voor snelle spreiding van krachten naar de ondergrond.

De wens om wegen zwaarder te funderen komt ook omdat bijna overal zwaar vrachtverkeer komt (denk bijv. aan een vuilniswagen met 10 ton aslast!).

5 Door de sterke spanningsspreiding kan Aquaflow vergelijkbaar presteren als een traditionele dichte puin- of menggranulaat fundatie. Dit maakt Aquaflow uniek is beslist niet het geval bij allerhande zelf gemaakte open mengsels. Op 47cm diepte (de normale inbouwhoogte van Aquaflow ) is de belasting (in MPa) bijna 300%!! lager dan bij open mengsels die maximaal een hoek van 45º halen. Om 15 º te compenseren moet de fundatie +/- 35cm dikker worden uitgevoerd. De natuurlijke of verbeterde ondergrond Een wegfundatie kan alleen dan goed presteren als ook het weglichaam eronder voldoende draagkrachtig is. Ook al verdient het de voorkeur om de levensduur van de weg vooraf te berekenen met bijv. het programma Bescon van het CROW, blijkt dit in de praktijk niet altijd te worden uitgevoerd. Qua ondergrond dient men een aantal uitgangspunten in gedachten te houden: - niet alle zandsoorten zijn draagkrachtig. Vaak is het zo dat doorlatendheid en draagkracht tegengesteld werken. - Bij Aquaflow als infiltrerend systeem, dient men rekening te houden dat sommige bodemsoorten (o.a. leem- en lösgrond) in droge omstandigheden draagkrachtig zijn, maar nat zo zacht als boter worden. Het devies luidt dan: grondverbeteren tot grotere diepten, of Aquaflow waterdicht uitvoeren als bergend systeem. - In het algemeen geldt dat als de conusweerstand < 2,5 Mpa bedraagt er niet al te veel van de ondergrond verwacht mag worden. Boven 4 MPa is het goed. Met Bescon (CROW) kan vooraf de levensduur (c.q. het herstraatmoment ) van een weg berekend worden.

! lager dan bij open mengsels die maximaal een hoek van 45º halen. Om 15 º te compenseren moet de fundatie +/- 35cm dikker worden uitgevoerd.

Vergelijkbare documenten

Zuiver water bergen in wegen

Zuiver water bergen in wegen Waterbergende weg: De sloot onder de bestrating Wat kunt u doen met hemelwater als ruimte voor open water (te) kostbaar of schaars is? Met het Aquaflow systeem kunt u hemelwater in de wegfundering bergen