door (te) zwaar verkeer

Transcriptie

1 Rapport Financiële gevolgen van het gebruik van wegen in het Plassengebied te Reeuwijk door (te) zwaar verkeer Opdrachtgever: Raadgevend ingenieursbureau:

2 Opdrachtgever Documentnaam Gemeente Bodegraven-Reeuwijk - dhr. D. Roodenburg Financiële gevolgen van het gebruik van wegen in het Plassengebied te Reeuwijk door (te) zwaar verkeer Revisie Definitief, versie 01 Datum publicatie 29 november 2017 Opgesteld door H. Slappendel

3 Inhoudsopgave 1 Inleiding 4 2 Uitgangspunten onderhoud 5 3 Berekening onderhoudskosten 6 4 Onderbouwing invloed voertuig en gewicht op schade-ontwikkeling Inleiding Opzet van voorstudie Beschikbare informatie Toelichting huidige gewichtsklassen Mechanismen en omstandigheden Theoretische toelichting invloed voertuig en gewicht op schade-ontwikkeling (algemeen) Voertuigbelastingen en invloed op schade van verharding Algemeen Beschouwing vrachtvoertuigen - voertuiggewichten en vrachtwagenschadefactoren Beschouwing landbouwvoertuigen - voertuiggewichten en vrachtwagenschadefactoren Conclusies o.b.v. tabellen vrachtvoertuigen en landbouwvoertuigen Invloed bandbreedte en -spanning en asconfiguratie op verticale spanning in constructie Bepaling draagvermogen van specifieke wegen Algemeen Korte beschouwing gegevens Grontmij rapport Draagkracht- en levensduurbeschouwing Conclusies t.a.v. constructie-opbouw en draagkracht Aanvullend boorkernonderzoek Conclusies en aanbevelingen 25 Bijlage 4.11 Tonnagetekening C-wegen [1] Bijlage 4.12 Totaaloverzicht wegen (o.b.v. beschikbare informatie) Bijlage 4.13 Resultaten boorkernonderzoek, Rapport Bodegraven-Reeuwijk Notitie constructieonderzoek Plassengebied, Sweco Relatie verkeer-onderhoudskosten 30 6 Aanbevelingen 31 3

4 1. Inleiding In het buitengebied van Reeuwijk zijn veel smalle landwegen aanwezig. De verhardingsconstructies zijn door diverse omstandigheden relatief gevoelig voor schade door zware belastingen van voertuigen. Hiertoe zijn op veel wegen beperkingen aanwezig qua toelaatbare voertuigbelasting, waarbij thans onderscheid wordt gemaakt in o.a. 6 ton, 8 ton en 10 ton voertuiggewicht (N.B. het gaat hier om verkeersborden die betrekking hebben op het totaalgewicht van de voertuigen en niet om de maximale asdruk op de voertuigen). Daarnaast zijn / worden er ontheffingen verleent aan diverse grote en zwaardere voertuigen die op deze wegen rijden. Omdat grote en zware voertuigen een grote(re) invloed hebben op de schade-ontwikkeling van de verharding is het de wens om gebruik van de weg door grotere en zwaardere voertuigen te ontmoedigen in plaats van financieel te belasten. In dit rapport wordt een verband gelegd tussen de schade die (zware) voertuigen veroorzaken op deze specifieke wegen en de (extra) onderhoudskosten die dat met zich meebrengt. In dat kader is een voorstudie gemaakt naar diverse aspecten die van invloed zijn op de schade-ontwikkeling van de verhardingen en zijn onderhoudsramingen opgesteld. 4

5 2. Uitgangspunten onderhoud Te beoordelen wegen conform rapportage hoofdstuk 4 s Gravenbroekseweg Negen Viertel Platteweg Zoetendijk Oukoopseweg Uitgangspunten: 1. Van de te beoordelen wegen wordt de Negen Viertel vooralsnog buiten beschouwing gelaten omdat deze qua opbouw en ligging afwijkt van de overige en het uitgangspunt is dat deze buiten het gebied komt te liggen waarvoor ontheffing is vereist. 2. Het onderhoudsregime in 20 jaar ziet er als volgt uit: jaar 0: reconstructie jaar 0-20: jaarlijks 5% van de bermlengte onderhouden/aanvullen (tgv zwaar/breed verkeer) jaar : reparatie van kleine schades (niet zijnde nutsaansluitingen)>> 2% van het wegoppervlak jaar 10: aanbrengen slijtlaag, scheuren afgieten (10% van de weglengte) jaar belijning aanbrengen jaar 20: plaatselijk profielfrezen (10%). Nieuwe deklaag aanbrengen dik gem 5 cm. 20% van de berm aanhalen. Inritten aanhalen 3. Maatregelen ten gevolge van zetting worden niet in deze kostenopstelling betrokken. Voor de totale kosten in de periode van 20 jaar is de Oukoopsedijk als representatief beschouwd. In het volgende hoofdstuk is de samenvatting van de maatregelen en kosten weergegeven. 5

6 3. Berekening onderhoudskosten Kostenberekening Oukoopseweg (oppervlak: 2680 m x 2,80 m = m 2 Maatregel Eenheid Prijs per eenheid Hoeveelheid Totaal Bermen aanhalen m1 3, ,00 Kleine schades m2 115, ,00 Scheuren vullen m2 2, ,00 Slijtlaag m2 4, ,00 Verwijderen belijning m1 0, ,40 Aanbrengen belijning m1 1, ,00 Aanbrengen deklaag gem. 5 cm m2 15, ,00 Freeswerk m2 3, ,00 Aanhalen dammen stuks 1.300, ,00 Diverse werkzaamheden keer 2.250, ,00 Toeslag klein materieel keer 2.000, ,00 Mobilisatie materieel keer 1.000, ,00 Verkeersmaatregelen keer 4.500, ,00 Maken bestek keer 8.000, ,00 Subtotaal excl. staartkosten ,40 Algemene kosten % ,00 Totaalkosten excl. BTW ,40 Omgerekend naar het oppervlak (7.500 m 2 ) komt dit overeen met 42,-/m 2 Wegenareaal binnen de poortjes Lengte Gem. breedte Totaal opp. Asfaltdikte (mm) s Gravenbroekseweg , Platteweg , * Zoetendijk 500 3, * Oukoopsedijk , * Vlietdijk 670 2, Twaalfmorgen , Korssendijk , Nieuwenbroeksedijk , Hortemansdijk 480 3, * Ree , Willenskade 300 3, Lecksdijk , s'gravekoopsedijk , Bosmankade 550 3, * Kooidijk , * Totaal oppervlakte wegenareaal in m Totaal kosten o.b.v. oppervlak wagenareaal á 42,-/m ,00 *Asfaltdikte gemiddeld o.b.v. totaaloverzicht wegen en aanvullend onderzoek Sweco* 6

7 4. Onderbouwing van de invloed van voertuigen op de schadeontwikkeling van verharding (door ir. M. de Ruiter) 4.1 Inleiding In dit hoofdstuk wordt ingegaan op de mechanismen en omstandigheden die van invloed zijn op de schade ontwikkeling van een asfaltverharding. Naast het gebruik van aslastverdelingen conform CROW, zijn er ook specifieke aslastmetingen gedaan op voertuigen die vaak in dit gebied werken. Op basis van al deze gegevens is gekeken naar de invloed van voertuigen op de schadeontwikkeling NB. Deze voorstudie heeft alleen betrekking op de (asfalt)verhardingen. Conclusies en aanbevelingen zijn niet van toepassing op kunstwerken (bruggen etc.) en bermen, deze dienen apart te worden beschouwd. Met name de bermen worden door zwaardere voertuigen relatief zwaar belast met als gevolg hoge kosten voor bermonderhoud en invloed van bermschade aan de schade-ontwikkeling van het asfalt door verminderde steundruk. 4.2 Opzet van voorstudie In deze voorstudie zijn een aantal aspecten onder de loep genomen. Deze aspecten zijn: 1. Algemene beschouwing van mechanismen en omstandigheden die van invloed zijn op de schade-ontwikkeling van een asfaltverharding 2. Analyse van de invloed van type en zwaarte van voertuigen op de schade-ontwikkeling van de weg. Wat zijn gewichten (totaal gewicht en asdrukken) van verschillende soorten voertuigen die op wegen voorkomen en wat zijn nu de belangrijkste (bepalende) voertuigen voor de schade-ontwikkeling 3. Beschouwing vanuit de (ter plaatse aanwezige) constructies. Wat kunnen de verhardingen aan verkeersbelasting hebben. Hiertoe zijn resultaten van Grontmij rapport (zie aangegeven referenties in paragraaf 4.3 Beschikbare informatie ) beschikbaar en zijn 2 wegverhardingen (waarvan zowel boringen als VGD-metingen beschikbaar zijn) op structurele waarde bekeken (= hoeveel vrachtwagens of 100 kn equivalente aslasten kan een verharding aan). Aanvullend is boorkernonderzoek uitgevoerd op een aantal wegen om inzicht te krijgen in de asfaltdikte en de constructie-opbouw Op basis hiervan doen wij voor het Reeuwijkse Plassengebied een nader advies hoe om te gaan met vrachtvoertuigen in bepaalde belastingklassen en wordt een indicatie gegeven van de draagkracht van de wegen in het plassengebied, uitgedrukt in gemiddeld toelaatbaar aantal voertuigen en in de verhardingsdimensioneringseenheid van equivalente aslasten van 10 ton (=100 kn). 7

8 4.3 Beschikbare informatie In de voorstudie is ondermeer gebruik gemaakt van de volgende informatie: (1) Tekening Tonnagetekening C-wegen, Overzicht wegen buitengebied. In deze tekening zijn de wegen en de indeling naar maximaal voertuiggewicht op deze wegen aangegeven. (2) Rapport Grontmij Weginspecties Gemeente Bodegraven-Reeuwijk, ontheffingsaanvragen wegcategorieeen, GM , 14 maart In dit rapport zijn op de buitenwegen veldonderzoeken verricht, bestaande uit een visuele inspectie, bepaling van de constructie-opbouw dmv boorkernen en op een aantal geselecteerde vakken valgewichtdeflectiemetingen uitgevoerd. Aan de hand van de resultaten van deze onderzoeken zijn de wegen gerangschikt naar draagkracht en is een indicatie gegeven van het toelaatbaar aantal vrachtwagens per jaar op deze wegen (3) Tabel Vrachtwagenschadefactoren (excelbestand Grontmij). In deze tabel zijn voor verschillende typen en configuraties van voertuigen (aantal assen en met/zonder aanhanger) alsmede indicatie van beladingsgraad en inschatting gemaakt van de asbelastingen en hieruit zijn de voertuigbelastingen berekend. (4) Info m.b.t. ontheffingen voor diverse voertuigen in Reeuwijks Plassengebied, betreft vrachtwagens met aanhangers en mobiele kranen (5) Toelichting op totstandkoming huidige gewichtklassen (mailbericht Dolf Roodenburg, 23 maart 2017) inclusief document Uitvoeringsplan B-wegen, december 1998, 24 februari 1999 [5a] In de 2 e rapportage-v2 is verder gebruik gemaakt van de volgende info: (6) Powerpointpresentatie Videometing C-wegen Sluipwijk-ReeuwijksePlassengebied (7) Resultaten boorkernonderzoek, rapport Bodegraven-Reeuwijk Notitie constructieonderzoek Plassengebied C2, Sweco (8) Aslastmetingen Tractoren , HSinfra-advies In bijlage 4.11 is de Tonnagetekening C-wegen [1] opgenomen. De meest relevante informatie uit het onderzoek en de beschouwing van het Grontmij rapport (2) is samengevat in een totaal overzichtstabel en is opgenomen in bijlage In bijlage 4.13 is het aanvullend boorkernonderzoek (7) opgenomen. 8

9 4.4 Toelichting huidige gewichtsklassen In [5] is een toelichting gegeven op de huidige indeling van de gewichtsklassen. Deze gewichtsklassen zijn nader vastgelegd in document [5a](24 februari 1999). De gewichtsklassen zijn vastgesteld op basis van de karakteristieke belastingen zoals genoemd in bijlage A van NEN6723 (constructieve eisen en rekenmethoden VBB 1995). In deze bepaling staat belastingklasse 45 (configuratie met o.a. 3 aslasten van ieder 15 ton) centraal en zijn 3 veiligheids klassen opgesteld (met 3 verschillende percentages / factoren ten opzicht van verkeersklasse 45). Op grond van deze klassen is waarschijnlijk in het verleden het advies opgesteld om de in de onderstaande tabel aangegeven maximale massa s te hanteren bij het verlenen van ontheffingen [5a] De aangegeven asdruk in de bovenstaande tabel komt goed overeen met de classificaties voor het totale voertuiggewicht zoals die in het Plassengebied wordt gehanteerd. Mogelijk is bij de classificatie van de wegen de toelaatbare voertuiggewichten veilig ingeschat (totaal voertuiggewichten niet hoger dan maximale asdruk zoals bovenstaand aangegeven), danwel is een verschil van interpretatie opgetreden waarbij de genoemde maximale asdrukken zijn aangezien voor totaal voertuiggewichten. 9

10 4.5 Mechanismen en omstandigheden Met betrekking tot sterkte- en draagvermogen, schade-ontwikkeling en functionaliteit van een (asfalt)verharding spelen een aantal mechanismen een voorname rol. Dit zijn: 1. Herhaalde belasting door voertuigen (vermoeiing) 2. Overbelasting / (in)stabiliteit door voertuigen (sterkte / stabiliteit) 3. Zetting 4. Aantasting / veroudering van de verharding door externe omstandigheden Onderstaand worden deze mechanismen nader toegelicht. 1. Herhaalde belasting ( vermoeiing ): dit is het aspect waarop normaal gesproken de benodigde asfaltdikte wordt berekend. Aan de hand van de spanningen en rekken die een voertuig in de constructie veroorzaakt wordt bepaald hoe dik de verharding (asfaltdikte, fundering) moet zijn om de ingeschatte optredende aantal voertuigen in de ontwerpperiode (meestal 20 jaar) te kunnen dragen). De optredende rek in het asfalt en de ondergrond zijn meestal maatgevend voor de noodzakelijke theoretische minimale dikte van de asfaltverharding. Het aspect Herhaalde belasting is ook het aspect waarop de studie en het toelaatbaar aantal vrachtwagens van de Grontmij is gebaseerd. Zie nadere toelichting op dit mechanisme en berekeningswijze in paragraaf Overbelasting / instabiliteit: dit aspect heeft met name betrekking op de fundering en de ondergrond, maar wordt ook beinvloed door de geometrie van de weg (smalle, slappe en steile bermen). Dit aspect is lastiger te berekenen. Wel kunnen geotechnische stabiliteitsberekeningen worden verricht met verschillende voertuiggewichten, echter wordt doorgaans niet in de dikte of draagkrachtberekening van een asfaltverharding meegenomen. Wel wordt regelmatig een maatgevende situatie / belasting beschouwd. 3. Zetting: dit aspect heeft weinig relatie met het (rijdend) voertuiggewicht echter zou bij langdurige (permanente) belasting door een voertuig (parkeerplaatsen etc.) wel een rol spelen. Zetting is doorgaans het gevolg van de samendrukbare ondergrond en de aanwezige bovenbelasting als gevolg van eigengewicht van de verhardingsconstructie en wordt ook in de hand gewerkt door ondermeer bemaling. Zetting kan evenwel wel leiden tot schade aan de verharding (onvlakheid, scheuren), danwel invloed op draagkracht van constructie door toename grondwaterstand in verhardingsconstructie als gevolg van dalend wegniveau. 4. Aantasting / veroudering: ook dit aspect heeft weinig relatie met het voertuiggewicht, wel zullen zware voertuigen die wringende bewegingen maken mogelijk het wegdek meer aantasten, echter dit is niet te kwantificeren. Wel kan bijvoorbeeld bij hoge grondwaterstand (GWS) de constructie vocht- en vorstgevoelig worden waardoor schade ontstaat. Kort samengevat geldt dat alleen concreet op basis van het mechanisme 1. herhaalde belasting theoretisch een relatie kan worden beschreven tussen het voertuiggewicht en optredende schade. Ook met betrekking tot mechanisme 2. overbelasting (vooral fundering en ondergrond) kan een beeld worden verkregen, echter de beschikbare rekenmethoden zijn onvoldoende nauwkeurig om de mogelijke schade op basis van (classificaties van) voertuiggewicht te benoemen. De mechanismen zetting en aantasting / veroudering leiden wel tot schade aan de verharding maar kan niet gerelateerd worden aan het voertuiggewicht. 10

11 De mate waarin een bepaald mechanisme kritisch is wordt ook bepaald door de omstandigheden (situatie). Hieronder vallen zaken zoals: 1. Dikte- en opbouw van de verharding ( dikte ) 2. Zwaarte van de voertuigen ( zwaarte ) 3. Aantal voertuigen dat over de verharding rijdt ( intensiteit ) 4. Omgevingsfactoren (type ondergrond, grondwaterstand, wegbreedte, bermbreedte) In de onderstaande tabel is kort aangegeven welke omstandigheden bij de verschillende schademechanismen een al dan niet belangrijke rol spelen. 11

12 4.6 Theoretische toelichting invloed voertuig en gewicht op schade-ontwikkeling Zoals in paragraaf 4.4 aangegeven wordt de dikte van de verharding berekend op basis van de zwaarte van het verkeer in combinatie met de intensiteit (aantal herhalingen). De schade-ontwikkeling is hierin direct gekoppeld aan de intensiteit en zwaarte van het verkeer. Op deze wijze kan dus ook omgekeerd, als de dikte en opbouw van de verharding bekend is, een indicatie worden gegeven van de intensiteit en zwaarte van het verkeer die de betreffende verharding kan hebben. Met de zwaarte van het verkeer wordt specifiek bedoeld de asbelastingen van een voertuig. Voorbeeld: Een zwaar voertuig met bijv. 4 assen heeft een minder grote invloed op de verharding dan een even zwaar voertuig met slechts 2 assen. In de theorie wordt verondersteld dat tussen de aslast en de invloed van die aslast op de schadeontwikkeling een 4 e machtsrelatie zit. Voorbeeld: een 2 x zo hoge aslast heeft 16 x zo hoge invloed op de schade-ontwikkeling (NB. Dit geldt dus alleen voor het schademechanisme herhaalde belasting ). In Nederland geldt een wettelijk kader voor maximaal toelaatbare voertuig- en asgewichten. Door het CROW zijn voor verschillende soorten wegen aslastverdelingen opgesteld die een beeld geven van de aslasten op die wegen en worden gehanteerd in berekeningsmethoden. In de onderstaande tabel is de aslastverdeling van het vrachtverkeer zoals CROW deze hanteert aangegeven (op basis van OntwerpInstrumentarium Asfaltverhardingen (OIA)). NB. Dit is een algemene aslastverdeling die wordt gehanteerd voor plattelandswegen in heel Nederland, dus niet specifiek voor Reeuwijks Plassengebied hoeft te gelden. Ik verwacht wel dat deze verdeling redelijk vergelijkbaar is met situatie in Reeuwijk. Als voorbeeld: volgens de tabel valt bijna 50 % van de aslasten van het vrachtverkeer op plattelandswegen in de klasse 2 tot 4 ton. In de berekeningen wordt verder een algemene eenheid gebruikt waarin de invloed van de zwaarte van de aslast en/ of een voertuig op de schade-ontwikkeling kan worden uitgedrukt, dit is de zogenaamde Equivalente Aslast van 10 ton (=100kN EA). In deze equivalente aslast is de 4 e machtsrelatie dus verwerkt. De Equivalente Aslast van 10 ton kan dus worden gebruikt bij het aangeven van de invloed zware voertuigen op de schade-ontwikkeling van de verharding, maar kan omgekeerd ook worden gebruikt als eenheid bij het aangeven van de levensduur van de aanwezige verharding. 12

13 Voorbeeld berekening gewicht van zwaar voertuig in vrachtwagenschadefactor 100 KN EA Voorbeeld: Vrachtwagen van 16 ton met vooras met 6 ton en achteras met 10 ton belasting Dan geldt: asschadefactor vooras = (6/10)^4 = 0, KN EA asschadefactor achteras = (10/10)^4 = 1, kn EA (totaal) vrachtwagenschadefactor = 0,13 + 1,00 = 1, kn EA Dus vrachtwagenschadefactor van deze 16 tons vrachtwagen met 2 assen = 1, kn EA Voorbeeld levensduur weg (omrekening 100 KN EA naar aantal vrachtwagens per dag De levensduur van de weg wordt doorgaans ook uitgedrukt in aantal equivalente aslasten van 100 kn, bijv een weg kan gedurende levensduur (doorgaans 20 jaar) totaal equivalente aslasten van 100 kn aan. Indien alleen vrachtvoertuigen met 2 assen uit vorig voorbeeld op de weg zouden rijden, dan geldt dat de weg theoretisch ca (= / 1,13) van deze vrachtwagens kan hebben. Gemiddeld omgerekend per dag (uitgande van 20 jaar en 270 werkdagen per jaar) betekent dit gemiddeld ca. 16 á 17 van deze vrachtwagens per (werk)dag. NB dit mag dan ook zijn de ene dag 0 vrachtwagens en de volgende dag 34 vrachtwagens. Onderstaand is de voorgaand aangegeven tabel van de aslastverdeling nogmaals gegeven. Deze tabel geeft de verdeling van de afzonderlijke asbelastingen van alle zware voertuigen die op een plattelandsweg optreden. Deze verdeling is gebaseerd op aslastmetingen op plattelandswegen. Uit de verdeling kan de gemiddelde asschadefactor van een as van een vrachtvoertuig worden afgeleid. Deze bedraagt 0, kN EA. Het CROW geeft tevens aan dat het gemiddeld aantal assen per vrachtvoertuig op plattelandswegen 3,1 assen bedraagt. Op grond van de gemiddelde asschadefactor en het gemiddeld aantal assen kan de gemiddelde vrachtwagenschadefactor van een vrachtvoertuig op plattelandswegen worden afgeleid, deze bedraag 0,52 100kN EA (=0,168 * 3,1). Uit de onderstaande tabel kan dus niet de individuele voertuigbelasting of asbelasting worden afgeleid, het gaat onderstaand om het gemiddelde van de totale populatie zoals deze optreden op plattelandswegen. 13

14 4.7 Voertuigbelastingen en invloed op schade van verharding Algemeen In dit hoofdstuk maken we een analyse van de invloed van type en zwaarte van voertuigen op de schadeontwikkeling van de weg. De wegen in het Plassengebied worden vooral bereden door licht verkeer (personenauto s, bestelbussen etc.), agrarisch verkeer (trekkers, aanhangers) en vrachtwagens ten behoeve van bevoorrading, onderhoud en calamiteiten alsmede specifieke doeleinden) Op basis van voertuiggegevens van de Grontmij ( fictief overzicht van voertuigen) alsmede gegevens van de gemeente is een beschouwing gemaakt van de invloed van vrachtvoertuigen op de theoretische schadeontwikkeling van de verharding. Hierbij is gebruik gemaakt van de totaalgewichten en asbelastingen van verschillende soorten voertuigen en deze omgerekend naar een vrachtwagenschadefactor voor deze voertuigen. Door de Grontmij is voor verschillende voertuigtypen en configuraties, alsmede beladingsgraad (leeg, vol etc) een inschatting gemaakt van de asgewichten en daaruit de voertuiggewichten bepaald. In de tabellen in de volgende paragrafen zijn kleurarceringen gebruikt voor zowel het totaalgewicht van een voertuig als voor de vrachtwagenschadefactor van dat voertuig. Deze kleuren en de bijbehorende toetswaarden hebben slechts een indicatief karakter en zijn bedoeld om visueel een beeld / onderscheid te geven Beschouwing vrachtvoertuigen - voertuiggewichten en vrachtwagenschadefactoren In de navolgende tabel is voor een selectie van (vracht)voertuigen een indicatie gegeven van het gewicht van deze voertuigen en de zgn. vrachtwagenschadefactor. Dit betreft bestelbussen en vrachtwagens, hierin zijn geen landbouwvoertuigen inbegrepen N.B. deze worden behandeld in par De gegevens zijn afkomstig van de Grontmij [3] 14

15 Tabel o.b.v.(vracht) voertuiggegevens conform Grontmij [3] NB. Schetsen voertuigen zijn schematisch en geven niet complete beeld van aantal assen etc Beschouwing landbouwvoertuigen - voertuiggewichten en vrachtwagen-schadefactoren In de navolgende tabellen is voor diverse landbouwvoertuigen de voertuiggewichten en vrachtwagenschadefactor aangegeven. De waarden zijn ontleent aan specifieke (as)lastmetingen, uitgevoerd door HSinfra-advies op aantal specifieke trekkers en aanhangers), en info van de gemeente. 15

16 Tabellen specifieke metingen HSinfra-advies (12 april 2017) Uit de specifieke metingen zijn voor 3 trekkers met aanhanger de volgende belastingen naar voren gekomen. In de onderstaande tabel zijn de belastingen verder uitgewerkt in vrachtwagenschadefactoren In de onderstaande tabel zijn de getallen kortweg samengevat. 16

17 Tabel o.b.v. (vracht) voertuiggegevens Gemeente [4] In de onderstaande tabel zijn op basis van gegevens van de gemeente voor een aantal voertuigtypen totaalgewichten en vrachtwagenschadefactoren afgeleid. Voor de tractoren is in de gegevens wel het totaalgewicht (maximaal) aangegeven, echter de wielconfiguratie van de kar/aanhanger is niet vermeld. Aan de hand van de metingen van HSinfra-advies zijn aannamen gedaan voor de asbelasting van de aanhangers, uitgaande van een 2 assige aanhanger, danwel 1 assige aanhanger. In de onderstaande tabel zijn de resultaten samengevat. Duidelijk is wel dat een 2 assige aanhanger leidt tot een gunstigere vrachtwagenschadefactor Conclusies o.b.v. tabellen vrachtvoertuigen en landbouwvoertuigen Uit de tabellen in paragraaf en kan worden geconcludeerd dat: Bij voertuigen met een totaalgewicht kleiner dan 10 ton de vrachtwagenschadefactor klein is. Met andere woorden: voertuigen met totaalbelasting van minder dan 10 ton hebben (per voertuig) kleine invloed op schadeontwikkeling en zijn veel herhalingen van deze voertuigen toelaatbaar Bij normale vrachtvoertuigen met totaalgewicht tussen 10 en 20 ton is de vrachtwagenschadefactor afhankelijk van het aantal assen. Vooral bij 2-assige vrachtvoertuigen in deze belastingklasse geldt dat de invloed op de vrachtwagenschadefactor (en daarmee schade-ontwikkeling per voertuig) relevant is. 17

18 Wanneer een voertuig in deze belastingklasse bijv. 4 assen heeft is deze minder relevant voor de schadeontwikkeling. Bij landbouwvoertuigen + aanhangers/karren geldt dat deze veelal blijven binnen de ca. 20 ton. Bij de lichtere variant tot ca. 15 ton totaalgewicht (tractor + aanhanger) geldt dat ook de invloed op de verharding redelijk gering is. Tussen de 15 en 20 ton geldt dat vooral hierbij het aantal assen van de aanhanger van belang is. Als het gewicht over 2 of meer assen wordt gespreid is de invloed op de verharding aanzienlijk kleiner dan bij een 1- assige aanhanger. Voertuigen met een gewicht hoger dan 20 ton (zowel vrachtvoertuigen als landbouwvoertuigen) hebben over het algemeen een relevante invloed op de vrachtwagenschadefactor (en daarmee schade-ontwikkeling per voertuig). In geval van voertuigen met een totaalgewicht van hoger dan ca. 30 ton en/of aslasten van meer dan ca. 10 ton raden wij aan ook de daadwerkelijke naar stabiliteit en sterkte van de constructie te kijken (in relatie met ter plaatse aanwezige verhardingsconstructie) Invloed bandbreedte en -spanning en asconfiguratie op verticale spanning in constructie Naast de concrete belasting speelt ook de breedte en contactdruk van de band en de asconfiguratie een rol. Een korte analyse is gemaakt van het verloop van de verticale spanning in de verhardingsconstructies bij een belasting van 10 ton afhankelijk van 2 wieltypen/spanningen en 2 asconfiguraties. De volgende situaties zijn beschouwd. 1. normale enkelluchtband, breedte contactoppervlak 0,3 m en enkele as 2. brede enkelluchtband (met lagere contactspanning), breedte contactoppervlak 0,5 m en enkele as 3. normale enkelluchtband, breedte contactoppervlak 0,3 m en tandemas 4. brede enkelluchtband (met lagere contactspanning), breedte contactoppervlak 0,5 m aan tandemas De beschouwingen zijn verricht op de draagkracht van een 2-tal verhardingen. Dit zijn de uitgewerkte verhardingen van Negenviertel en s Gravenbroekseweg (nog te behandelen in paragraaf 4.8). In de navolgende figuren is het verloop van de verticale belasting aangegeven. 18

19 De figuren geven aan dat voor een normale enkele band het verloop van de verticale spanning recht onder de band ongunstiger is dan een normale band in een tandemasconfiguratie en ook van een bredere band (met lagere contactspanning) in zowel enkele asconfiguratie als dubbele asconfiguratie. Hierbij moet worden vermeld dat de belasting bij zowel een tandemasconfiguratie als een bredere band in enkele asconfiguratie langer gevoeld worden en ook het asfalt door de langere belasting minder stijf reageert. Daarnaast bestaat de tandemas uit 2 afzonderlijke belastingen die kort na elkaar optreden. Per saldo zal dus het gunstig effect van de tandemas en de bredere band niet zo groot zijn als uit de figuren zou worden geconcludeerd. 19

20 4.8 Bepaling draagvermogen van specifieke wegen Algemeen Naast de zwaarte van de voertuigen kan ook worden gekeken naar het draagvermogen of levensduur van de verharding zelf. Op basis van valgewichtdeflectiemetingen en informatie van de constructie-opbouw kan een schatting worden gedaan hoeveel 100 kn equivalente aslasten of vrachtwagens theoretisch over de verharding kunnen gaan. In [2] zijn de wegen in het Reeuwijks buitengebied visueel beschouwd en is op een selectie van 13 wegvakken valgewichtdeflectiemetingen en (asfalt- en constructie)boringen uitgevoerd. Voorafgaande aan de beschouwing is besproken om een aantal wegvakken nader op draagkracht en levensduur te beoordelen. Helaas bleek dat op een paar wegvakken zowel geen boorkernonderzoek als valgewichtdeflectiemetingen zijn uitgevoerd. In de onderstaande tabel is aangegeven voor welke wegen is afgesproken deze nader te beoordelen en welke informatie beschikbaar is. Om een algemeen beeld van de overige wegen te schetsen zijn een aantal relevante bevindingen uit het Grontmij rapport onderstaand samengevat Korte beschouwing gegevens Grontmij rapport In het onderzoek van de Grontmij zijn de wegen onderzocht, de resultaten zijn opgenomen in [2]. Relevante informatie uit [2] is samengevat in het totaaloverzicht in bijlage 2. In [2] is verder ook aangegeven de asfaltdikte op een aantal onderzochte wegen en de toelaatbare verkeersbelasting op deze wegen, uitgedrukt in gemiddeld aantal vrachtwagens per jaar gedurende ontwerpperiode van 20 jaar, aangegeven. Deze zijn in de figuur respectievelijk tabel aangegeven. Figuur gemiddelde asfaltdikte : Dit is de aanwezige bovenste goede asfaltlaagdikte. Onder deze laag bevindt zich veelal nog een dikte funderingslaag en oude, al dan niet uit elkaar gevallen, asfaltlagen (niet in figuur aangegeven). Tabel Meet- en rekengegevens wegvak : In deze tabel zijn naast de gemiddelde gemeten deflecties per wegvak (uitgedrukt in indrukking in µm, gemeten op verschillende afstanden vanaf de belastingsplaat) in de laatste kolom ook een indicatie gegeven van het aantal vrachtwagens per jaar gedurende een periode van 20 jaar die gemiddeld toelaatbaar zijn op de onderzochte wegvakken. 20

21 Uit de boringen blijkt dat de aanwezige asfaltdikte dikker is dan 14 cm en in veel gevallen ook meer dan 20 cm. In de meeste gevallen is deze asfaltlaag gelegen op een dik pakket oude verhardings en/of funderingslagen. De toelaatbare verkeersbelasting ligt, uitgedrukt in gemiddeld aantal vrachtwagens per etmaal (uitgaande van 270 maatgevende (werk)dagen), tussen de 0 en 7 stuks per (werk)dag. Voor meer dan de helft van de wegen geldt theoretisch volgens het Grontmij-rapport [3] dat deze gemiddeld niet meer dan 1 vrachtvoertuig per (werk)dag zouden aankunnen. Vermeld moet worden dat de toelaatbare verkeersbelasting door de Grontmij is afgeleid uit een verkorte (NB. wel geaccepteerde) methode voor dunne asfaltconstructie voor plattelandswegen, echter de methode kan gevoelig zijn voor extreme situaties zoals in het Reeuwijks plassengebied voorkomen. Gevoelsmatig geldt dat de door Grontmij aangegeven theoretisch toelaatbare verkeersbelasting laag is ten opzichte van de in veel gevallen redelijk stevige verhardingsconstructies (asfalt- en funderingsdikte) die aanwezig zijn. Derhalve zijn voor 2 wegvakken aanvullende beschouwingen gemaakt waarbij ook specifiek naar de stijfheidswaarden van de verschillende constructielagen is gekeken. Dit wordt in de volgende paragraaf behandeld. 21

22 4.8.3 Draagkracht- en levensduurbeschouwing Om een aanvullend beeld te krijgen van de daadwerkelijke structurele conditie en indicatie van de draagkracht van de verharding zijn de VGD-metingen in combinatie met de boorkerngegevens verder uitgewerkt. Dit is gedaan voor de verhardingsconstructies van Negenviertel en s Gravenbroekseweg. De toelaatbare verkeersbelasting is uitgedrukt in 100 kn equivalente aslasten per werkdag, per jaar en ontwerpperiode van 20 jaar. Voor 3 andere wegen is nader veldonderzoek gedaan (zie hoofdstuk 9). Uitwerking VGD metingen en bepaling toelaatbare belasting Op basis van de VGD-meetresultaten en de boorkerngegevens zijn met behulp van het lineair elastisch meerlagenprogramma BISAR per verhardingslaag de stijfheidsmoduli bepaald. Met behulp van de rekenmodule van CARE is de toelaatbare verkeerbelasting per werkdag bepaald. Hierbij zijn ondermeer de volgende aannamen / uitgangspunten gebruikt: Aanwezig asfalt conform stijfheidskarakteristieken S1-50 Vermoeiingskarakteristieken conform F-78 ( pessimistische aanname ) Shiftfactor vermoeiing Gravenbroekseweg: conform shiftfactor stijfheid met max. 1,0 Shiftfactor vermoeiing Negenviertel : 1,0 Onderstaand zijn de bevindingen gegeven van de uitwerking van de VGD-metingen en is de draagkracht uitgedrukt in gemiddeld aantal toelaatbare equivalente aslasten van 100 kn. Samenvattend leidt dit tot de volgende verkeersbelasting die theoretisch toelaatbaar is op de beschouwde verhardingen. 22

23 4.8.4 Conclusies t.a.v. constructie-opbouw en draagkracht Op grond van de voorgaande paragrafen kunnen voor de onderzochte verhardingsconstructies de volgende conclusies worden getrokken: Op de wegen waar boringen zijn verricht blijkt de asfaltdikte tenminste 14 cm te bedragen en in veel gevallen ook meer dan 20 cm. Onder het asfalt is veelal een behoorlijk pakket oude (en losse) asfalt-en funderinglagen aanwezig. Geen inzicht in dwarsprofiel van verhardingsconstructie, onbekend of in de breedterichting dikte- en opbouwverschillen (bijvoorbeeld als gevolg van later aangebrachte verbredingen) aanwezig zijn (N.B. de visuele conditie geeft hier weinig aanleiding toe) De uitwerking van de VGD-meting op 2 wegvakken geeft aan dat het dagelijks aantal toelaatbare vrachtwagenbewegingen (uitgedrukt in 100 kn EA) redelijk beperkt is, echter gelet op verkeersaanbod in dit gebied theoretisch (ruimschoots) voldoet. De VGD-uitwerking leidt tot een gemiddeld toelaatbare belasting van zware voertuigen (uitgedrukt in 100 kn equivalente aslasten) van: Negenviertel: 5 á kn equivalente aslasten. Bij een gemiddelde vrachtwagenschadefactor van 0, kn EA conform CROW-plattelandswegen (zie paragraaf 6) houdt dit in dat gemiddeld 10 a 20 vracht- en/of landbouwvoertuigbewegingen per (werk)dag toelaatbaar zijn (N.B. indien de vrachtwagenschadefactor gemiddeld hoger is dan houdt dit ook in dat minder vrachtvoertuigen theoretisch toelaatbaar zijn). s Gravenbroekseweg: kn equivalente aslasten. Bij een gemiddelde vrachtwagenschadefactor van 0, kn EA conform CROW-plattelandswegen (zie paragraaf 6) houdt dit in dat gemiddeld ca. 150 vracht- en/of landbouwvoertuigbewegingen per (werk)dag toelaatbaar zijn. (NB indien de vrachtwagenschadefactor gemiddeld hoger is dan houdt dit ook in dat minder vrachtvoertuigen theoretisch toelaatbaar zijn). Er zit verschil in toelaatbare verkeersbelasting tussen de bepaling in dit rapport en de bepaling door de Grontmij. De Grontmij beschouwing leidt tot lagere (en soms gevoelsmatig onrealistisch lage) verkeersbelastingen (ook gelet op aanwezige asfaltdikte). 23

24 Financiële gevolgen van het gebruik van wegen in het Plassengebied te Reeuwijk door (te) zwaar verkeer 4.9 Aanvullend boorkernonderzoek Om een beeld te krijgen van de verhardingsconstructies op een aantal overige wegen is aanvullend boorkernonderzoek verricht op de volgende wegvakken: Platteweg Zoetendijk Hortemansdijk Bosmankade. Oukoopsedijk Hierbij zijn gemiddeld per maximaal 400 m weglengte een constructieboring (tot ca. 1 m verhardingsoppervlak) uitgevoerd. De locaties zijn afwisselend aan rechter en linker kant / rijspoor van verharding genomen. De boringen zijn uitgevoerd op 5 en 6 april In de onderstaande tabellen is een overzicht gegeven van de boorresultaten. 24

25 Kort samengevat gelden de volgende asfaltdikten: Platteweg: 260 tot 480 mm Zoetendijk: 60 resp 130 mm Hortemansdijk: 90 mm (2 kernen) Bosmankade: 100 resp 140 mm Kooidijk: 110 mm Oukoopsedijk (Negenviertel-Twaafmorgen): 70 resp. 90 mm Oukoopsedijk (Twaalfmorgen-Nieuwenbroeksedijk): 55 tot 170 mm Oukoopsedijk (Nieuwenbroeksedijk - Kippenkade): 150 tot 350 mm In vergelijking met het eerdere onderzoek uit 2014 zoals door Grontmij verricht op diverse wegen, blijkt dat de asfaltdikte (vanaf het oppervlak) nu op de aanvullend beschouwde wegen in de meeste gevallen aanzienlijk dunner te zijn en ook op sommige wegen dunner dan 10 cm. Bij een aantal wegen is in het verleden de aanwezige asfaltverharding uitgevuld met puingranulaat en hierop is een nieuwe (relatief dunne) asfaltverharding aangebracht Conclusies en aanbevelingen Met zowel de benadering vanuit de voertuigen (gewicht en voertuig/vrachtwagenschadefactor) als de benadering vanuit de specifieke asfaltdikte en draagkracht van de wegverhardingen zelf wordt een voorstel gedaan voor de te hanteren gewichtsklassen. Vanuit het gewicht en voertuig/vrachtwagenschadefactor geldt kortweg dat: 1. alle voertuigen met een totaalgewicht kleiner dan 10 ton een relatief kleine invloed hebben op de theoretische schade ontwikkeling van de weg, mits deze een normale asfaltdikte heeft, meer dan indicatief ca. 12 cm. 2. Voor voertuigen tussen 10 en 20 ton is de invloed groter, echter afhankelijk van het aantal assen waarover het gewicht van het voertuig is verdeeld. In het geval van 2 assen is de invloed redelijk groot, indien het aantal assen 3 of groter is dan wordt het gewicht zodanig verdeeld dat de invloed op de schadeontwikkeling van de verharding afneemt. 3. Bij een voertuiggewicht van boven de 20 ton wordt de invloed op de verharding (in de meeste gevallen) aanzienlijk groter NB. Hoge belastingen die op veel assen kort op elkaar steunen kunnen wel weer van invloed zijn op de sterkte en stabiliteit van de verharding en ondergrond in het geheel. De hoge belasting wordt per as wel verdeeld, maar kan in dat geval dieper in de verhardingsconstructie samenkomen en doorwerken. Vanuit de aanwezige wegverhardingen geldt kortweg dat: 1. Op de wegen die in het oorspronkelijke onderzoek van de Grontmij [2] (zie paragraaf 4.8) betrokken waren de aanwezig asfalt dikte redelijk groot is. De asfaltdikte in [2] bedraagt tenminste 14 cm en in veel gevallen ook meer dan 20 cm. Onder het asfalt is veelal een behoorlijk pakket oude (en losse) asfalt-en funderinglagen aanwezig. De informatie geeft geen inzicht in het dwarsprofiel van verhardingsconstructie, onbekend is of en in breedterichting dikte- en opbouwverschillen (bijv. als gevolg van later aangebrachte verbredingen) aanwezig zijn (N.B. de visuele conditie geeft hier weinig aanleiding toe) 2. Bij een aantal aanvullend geboorde wegen in het Reeuwijks Plassengebied (paragraaf 4.9) blijkt de asfaltdikte kleiner te zijn dan 10 a 12 cm. Bij hogere belastingen kan dit leiden tot snellere schade dan bij dikkere asfaltconstructies. Bij wegen met een relatief dun asfaltpakket kan indicatief worden gesteld dat de toelaatbare belasting voor deze wegen vergelijkbaar is met fietspaden en slechts enkele keren (max. 3-5 keer per dag) per dag een vracht/landbouwvoertuig de verharding mag berijden. 25

26 Aanbevelingen Op grond van de bevindingen in dit onderzoek stellen wij voor de wegen in het Reeuwijkse Plassengebied het volgende voor: 1. Ondergrens hanteren van 10 ton totaalgewicht van de voertuigen. Een nadere onderverdeling in 6 ton resp. 8 ton is vanuit verhardingstechnisch perspectief niet relevant (en ook vanuit praktisch oogpunt (zie ook punt 4.) 2. Voertuigen met totaalgewicht tussen 10 en 20 ton: nader opstellen van kostenverdeelsleutel. 3. Eventueel een bovengrens van 20 ton, voertuigen met een gewicht van 20 ton of meer geen toegang verlenen tot de wegen, danwel onder strikte voorwaarden. 4. Praktisch is het lastig om onderscheid te maken naar gebruik / toelaatbaar gewicht op wegen met een dunne asfaltlaag (< 12 cm) en wegen met een dikkere asfaltlaag (> 12 cm)qua toelaatbare intensiteit geldt wel dat een duidelijk verschil aanwezig is tussen de dunnere verhardingen en de dikkere verhardingen. Bij gelijkwaardig voertuiggebruik moet rekening worden gehouden dat op de dunnere verhardingen (aanzienlijk) sneller schade zal optreden. Op basis van de bevindingen uit paragraaf 4.7 en 4.8 kan globaal worden gesteld dat: Op de wegen met asfaltdikte kleiner dan 12 cm gemiddeld enkele vracht/landbouwvoertuigen (indicatief ca. 5 stuks) per dag toelaatbaar zijn, met een totale gemiddelde werkdagbelasting van deze voertuigen van (gesommeerd) 2,5 100 kn equivalente aslasten. Op de wegen met asfaltdikte groter dan ca. 12 cm (en gemiddeld ca. 15 a 20 cm asfalt) mag worden verwacht dat hier een intensiteit toelaatbaar is van gemiddeld ten minste ca vracht-/landbouwvoertuigbewegingen per etmaal (zie bevindingen Negenviertel, hoofdstuk 7) met een totale gemiddelde werkdagbelasting van deze voertuigen van (gesommeerd) 7,5 100 kn equivalente aslasten per werkdag. Bij het bovenstaand genoemd toelaatbaar aantal vrachtvoertuigaantallen per werkdag en toelaatbare belasting uitgedrukt in 100 kn equivalente aslasten per werkdag is uitgegaan van de volgende ontwerp uitgangspunten: Ontwerpperiode van een weg/asfaltverharding is (circa) 20 jaar Een jaar heeft circa 270 werkdagen De gemiddelde belasting van een vrachtvoertuig op plattelandswegen bedraagt 0,50 á 0, kn equivalente aslasten 26

27 Bijlage 4.11 Tonnagetekening C-wegen (1) Separate bijlage (pdf-bestand) 27

28 Bijlage 4.12 Totaaloverzicht wegen (o.b.v. beschikbare informatie) Separate bijlage (pdf-bestand) 28

29 Bijlage 4.13 Resultaten boorkernonderzoek Rapport Bodegraven-Reeuwijk Notitie constructieonderzoek Plassengebied C2, Sweco Separate bijlage (pdf-bestand) 29

30 5. Relatie verkeer - onderhoudskosten Op basis van de onderhoudskosten (hoofdstuk 3) en de invloed van het verkeer op de wegen in het plassengebied (hoofdstuk 4), kan een verband gelegd worden tussen gebruik door (zwaar) verkeer en onderhoudskosten. Uit de, met name, aanvullende boringen blijken binnen het beschouwde gebied veel wegen met dunne lagen asfalt te liggen. Dit impliceert dat voor de toelaatbare intensiteit (aantal equivalente aslasten-voertuigen) de ondergrens aangehouden wordt, in dit geval 5 stuks. Uitgangspunt is dus dat de wegen gedurende 20 jaar, 270 dagen per jaar, 5 voertuigen kunnen verwerken tegen de in hoofdstuk 3 genoemde onderhoudskosten. Bij een dergelijke beschouwing valt niet te ontkomen aan het bepalen van gemiddelden. Dit geldt niet alleen voor het type weg (bovenstaande conclusie), maar ook aan de aanname welk wegdeel bereden wordt. Wij nemen als uitgangspunt dat bij een rit 40% van het beschouwde gebied bereden wordt, anders zal men het gebied vanaf een andere kant inrijden. Ook gaan we uit van enkele ritten omdat in het algemeen slechts op heen of terug rit het voertuig beladen is en de 10ton overschrijdt. Een rit wordt dus niet dubbel gerekend. Uitgaande van deze gemiddelden zal een rit van een voertuig de volgende schade aan de weg opleveren: Onderhoudskosten van het wegareaal binnen de poortjes per jaar: /20 = ,- Schade per rit uitgaande van 5 voertuigen per dag toelaatbaar: / 270 dagen /5 = 88,- Gemiddeld percentage weg dat in een rit binnen het plassengebied bereden wordt: 40% Veroorzaakte schade: 35,- 30

31 6. Aanbevelingen Op grond van de bevindingen in dit onderzoek stellen wij voor de wegen in het Reeuwijkse Plassengebied het volgende voor: 1. Voor het eisen van ontheffingen een ondergrens hanteren van 10 ton totaalgewicht van de voertuigen. Een nadere onderverdeling in 6 ton respectievelijk 8 ton is vanuit verhardingstechnisch perspectief en ook vanuit praktisch oogpunt niet relevant (zie ook punt 4) 2. Voertuigen met totaalgewicht tussen 10 en 20 ton: toegang verlenen binnen ontheffingsbeleid. Deze voertuigcategorie veroorzaakt geen buitengewone schade, mits zij niet te vaak gebruik maakt van de wegen. Gecontroleerd toegang verlenen tegen betaling van legeskosten voor ontheffing. 3. Eventueel een bovengrens van 20 ton, voertuigen met een gewicht van 20 ton of meer geen toegang verlenen tot de wegen, dan wel onder strikte voorwaarden. Deze voorwaarden kunnen bestaan uit het treffen van speciale voorzieningen, dan wel het stellen van eisen waardoor de veroorzaakte schade vastgesteld kan worden en door de veroorzaker vergoed. Deze voorwaarden dienen per geval beoordeeld te worden, de hiervoor benodigde tijd bedraagt minimaal 3 manuur. Daarnaast dient het gebruik door te zware voertuigen ontmoedigd te worden. Indien enigszins mogelijk zal men het gewicht over meerdere lichte voertuigen moeten verdelen. De kosten voor deze duurdere ontheffing moet bijvoorbeeld het overladen stimuleren en dienen derhalve minimaal 150,- hoger te liggen dan een normale ontheffing. 4. Praktisch is het lastig om onderscheid te maken naar gebruik / toelaatbaar gewicht op wegen met een dunne asfaltlaag (< 12 cm) en wegen met een dikkere asfaltlaag (> 12 cm) Qua toelaatbare intensiteit geldt wel dat een duidelijk verschil aanwezig is tussen de dunnere verhardingen en de dikkere verhardingen. Bij gelijkwaardig voertuiggebruik moet rekening worden gehouden dat op de dunnere verhardingen (aanzienlijk) sneller schade zal optreden. 5. Ten aanzien van de breedte van voertuigen dient opgemerkt te worden dat een ontheffingsbeleid voor voertuigen breder dan 2,40m1 relevant is vanwege de substantiële kosten van bermonderhoud binnen de totale onderhoudskosten. HSInfra Advies 29 november