Overzicht van de presentatie

Transcriptie

1 Module 8C : Integratie van de spoorinfrastructuur in de stedelijke omgeving Wegenbouwkundige aspecten bij de aanleg van spoorinfrastructuur ir. Luc Rens FEBELCEM Raadgevend ingenieur [email protected] 0479/ Cursus Spoortechnieken 12 februari 2015 Overzicht van de presentatie Inleiding Basisvereisten voor infrastructuur voor openbaar vervoer Principes uit de betonwegenbouw Platenbeton en doorgaand gewapend beton Fundering Tussenlaag in asfalt Oppervlakafwerking Busbanen in beton Light Rail en Slab-track Toepassing wegenbouwprincipes in het ontwerp en de uitvoering van trambusbanen Conclusies 1

2 Inleiding Sinds enkele decennia : focus op openbaar vervoer (OV) Aangepaste infrastructuur Vrijliggende busbanen Tram Light Rail Gecombineerde trambusbanen OV infrastructuur : basisvereisten Gebruikszekerheid Stiptheid van het systeem tevredenheid van de reizigers Ideaal : Onderhoudsvrij Vrij van schade (en herstellingen) Duurzaam vermijden belangrijke renovaties of structureel onderhoud Economische kosten Initiële kost Onderhoud, herstellingen, structurele verbeteringen, opbraak Veiligheid Controle snelheid, stabiliteit baan Stroefheid, remafstand Dwarse vlakheid : voorkomen van spoorvorming (en aquaplaning) 2

3 OV infrastructuur : basisvereisten Comfort Vlakheid - trillingen Geluid Esthetiek Integratie in het stadsbeeld Herkenbaarheid OV infrastructuur : basisvereisten Gebruikszekerheid Kosten Veiligheid Comfort Keuze betonnen structuur en/of wegdek Esthetiek 3

4 Begrippen uit de betonwegenbouw Ontwerp van een betonweg Platenbeton Voorschriften m.b.t. de voegen Doorgaand gewapend beton Voorschriften m.b.t. het beheersen van het scheurpatroon - Gedeuveld - Ongedeuveld - Ongewapend - Gewapend - Type van wapening (staalnet, staalvezels, synthetische vezels) - Percentage langswapening - Ligging wapening 4

5 Platenbeton Korte platen, gescheiden door dwarse krimpbuigvoegen L = 4 à 5 m Platenbeton Dwarsvoegen (en langsvoegen) Functie van de voegen Controleren van de door krimp onvermijdelijke scheurvorming Uithardingskrimp Thermische krimp = belangrijkste Gezaagd(lokale verzwakking) of stortnaad 5

6 Basisprincipes platenbeton Plaatlengte en -breedte Richtlijnen (eerder vuistregels): Beperk plaatoppervlak tot max. 25 à 30 m² L 5 m L 25 x dikte L/B 1,5 SB 250 voor de Wegenbouw : Nominale lengte = 5 m (fietspaden : 4 m) Nominale breedte 4,50 m Beperkend criterium zijn meestal de welfspanningen t.g.v. thermische gradiënt Basisprincipes platenbeton 6

7 Lastoverdracht in de voegen - deuvels Samenwerken van aanliggende platen in geval van zware verkeersbelasting door : Vertanding van de voegranden (aggregate interlock) Stijve (cementgebonden) fundering Deuvels : gladde ronde metalen staven, diam. 25 mm, lengte 600 mm, voorzien van coating Langsvoegen - ankerstaven Ankerstaven Geribde stalen staven diam. 12 à 20 mm, lengte 800 mm Verhinderen wegglijden van naastliggende stroken 7

8 Dwarse uitzetvoegen Vroeger : systematisch tussen alle (lange) platen Nu nog beperkt tot strikt noodzakelijke Bescherming aanliggende constructies Kleine kromtestralen Overgang andere verhardingen (asfalt kleinschalige elementen) Delen gebetonneerd bij koud weer Constructieve wapening Wapeningsnetten Bovenaan (op ca. 1/3 van bovenzijde) Tegen scheurvorming te wijten aan : Krimpspanningen Welfspanningen (opwelving + schoteleffect) Spanningsconcentraties in hoeken of aan singuliere punten Onderaan (op ca. 1/3 van onderzijde) Voor het opnemen van buigtrekspanningen Zwakke ondergrond, slechte fundering Extreme verkeersbelasting 8

9 Constructieve wapening Staalvezels Verhogen taaiheid van het beton ca. 30 kg/m³ Kunststof vezels Bescherming in plastische fase Structureel Doorgaand gewapend beton 9

10 Doorgaand gewapend beton Afwezigheid dwarse krimpvoegen Krimp opgevangen in netwerk van fijne scheuren Wel dwarse werkvoegen en langse buig- of werkvoegen mogelijk Langswapening zorgt voor gecontroleerd scheurenpatroon : Ideale tussenafstand 0,6 à 1,5 m Maximale scheuropening 0,3 à 0,5 mm Goede lastoverdracht Beperkte waterindringing Doorgaand gewapend beton Dwarswapening ondersteunt langswapening en zorgt voor spanningsverdeling Langswapening = 0,75% van dwarsdoorsnede Dikte 20 cm : 16 mm h.o.h. 130 mm Dikte 25 cm : 20mm h.o.h. 170 mm Langswapening ligt boven de neutrale vezel (ca. 8 cm van oppervlak) Geen structurele wapening Wel controle krimp en scheurpatroon 10

11 Doorgaand gewapend beton Doorgaand gewapend beton Eindverankering door landhoofd met 6 ribben 11

12 Fundering en tussenlaag in asfalt Fundering Ongebonden steenslag Cementgebonden steenslag Schraal beton Walsbeton Belang van tussenlaag in asfalt (platenbeton + DGB) voorkomen erosie van de fundering plaatsing deuvels & ankerstaven Uniforme aanhechting beton-asfalt-fundering Voorbeeld structuur in platenbeton: 22 cm 5 cm 30 cm Platenbeton (met LBV) Asfalt Gestabiliseerde steenslagfundering Oppervlakafwerking betonverharding Dwars gebezemd Meest toegepaste textuur (manueel of machinaal) Eenvoudig en goedkoop Goed compromis op vlak geluid en stroefheid voor secundaire wegen Dwars gegroefd Met hark Belgische autosnelwegen in 1970 s Goede waterafvoer en stroefheid Zeer lawaaierig : niet meer toegepast 12

13 Oppervlakafwerking betonverharding Chemisch uitwassen Actueel meest toegepast op Europese snelwegen Goede stroefheid Laag rolgeluid indien kleine steentjes aan het oppervlak Optimalisatie door toepassing van tweelaags beton 20 cm + 5 cm Asfalt ABT-B1 5 cm Walsbeton 15 cm Onderfundering Oppervlakafwerking betonverharding Chemisch uitwassen Verstuiven van bindingsvertrager op het oppervlak, onmiddellijk na het betonneren. Deze zorgt ervoor dat het bovenste mortellaagje niet gaat binden Uitwassen van het oppervlak met water = verwijderen van het niet gebonden mortellaagje (cementpap) aan het oppervlak zodat de stenen aan het oppervlak worden zichtbaar gemaakt. Manueel met hogedrukreiniger Machinaal met borstelwagen 13

14 Gekleurd uitgewassen beton Verharding met esthetisch karakter, geschikt voor publieke ruimten, stedelijke omgeving,... Uitzicht wordt bepaald door combinatie van mortel en stenen die zichtbaar zijn aan het oppervlak Meer of minder stenen, grote of kleine stenen Stenen en mortel ondersteunend of contrasterend Gefigureerd beton (printbeton) 14

15 Gefigureerd beton (printbeton) Busbanen in beton 15

16 Busbanen in beton Specifieke belasting door busverkeer Categorie zwaar verkeer Aslasten in functie van type bus (OV, touringbus, gearticuleerd,...) Frequentie tot 500/dag In steden: lage snelheid, weinig versporing Rem- en wringkrachten op het wegoppervlak Busbanen in beton Publicaties Britpave (UK) Cement&BetonCentrum (NL) FEBELCEM (BE)... 16

17 Busbanen in beton Standaardontwerp Busbanen in beton - BE Brussel Marcel Thirylaan Brussel Luxemburgstraat Gent Woodrow Wilsonplein Kortenberg Kampenhout 17

18 Busbanen in beton - FR Parijs Busbanen in beton - UK Leeds 18

19 Busbanen in beton - NL Zuid -Tangent Haarlem Hoofddorp - Amsterdam 24 km Mogelijkheid omvorming tot light rail met ingebedde rails (20cm + 25 cm beton) Gebruik doorgaand gewapend beton Light Rail & Slab Track 19

20 Public Transport : Light Rail Light Rail : several definitions A rail-bound mode of public transport for cities and urban regions. Contrary to train (heavy rail) and metro (subway, underground) light rail principally is able to be integrated within public realm, sharing public spaces with other traffic to some extent. ( A tracked, electrically driven local means of transport, which can be developed step by step from a modern tramway to a means of transport running in tunnels or above ground level (from conventional tramway to tram-train solutions) (UITP definition) Betonnen slab track voor light rail CONCRETE SLAB TRACK = a modern form of railway track construction which uses concrete in stead of ballast to provide stability to the track structure (@Britpave) Used for all types of railway systems, including high speed lines, heavy rail, light rail and tram systems UK : Nottingham Express Transit 20

21 Betonnen slab track voor light rail Verminderde onderhoudskosten (vooral voor heavy rail ) Langere levensduur Verminderde kosten over de levensduur (Life-cycle cost) Stabiel spoor Robuust systeem : geschikt voor gemengd gebruik van trams en bussen Slab-track systemen SYSTEMEN VAN BALLASTLOOS SPOOR DISCRETE RAILBEVESTIGINGEN OF CONTINU INGEBEDDE RAIL OP BETONNEN PLAAT PREFAB PLATEN DWARSLIGGERPANELEN OP BETONNEN OF ASFALT ONDERGROND 21

22 Slab-track systemen Slab-track systemen Trambaan Zwijnaarde 22

23 Slab-track systemen Slab-track systemen Trambaan Brussel 23

24 Slab-track systems Slab-track systems 24

25 Toepassing wegenbouwprincipes in het ontwerp en de uitvoering van trambusbanen Beheer van Wegen 05/12/2013 Structuur Onderlaag : draagt trambelasting Bovenlaag : rijweg/busbaan Wat met de interface tussen onder- en bovenlaag? Verbinden? wapening, beugels Hechten? ruw oppervlak Tussenlaag asfalt?? niet op deze plaats! Vrije beweging? - plastiekfolie 25

26 Structuur Platenbeton dwars gebezemd Quid respect L/B? Voegafstand 2 à 2,5 m Wapening noodzakelijk Aanwezigheid sporen Uniforme dikte? 26

27 Doorgaand gewapend beton Sheffield (UK) : Doorgaand gewapende structuur met ingebedde rails Doorgaand gewapend beton Dwarse scheuren Aanvaard in stedelijk gebied? Eventuele verhoging wapenings% tot 1 % Verankeringslandhoofd? Waar? Aantal ribben? Wrijving of glijding? Beheer van Wegen 05/12/

28 Uitgewassen beton - kunststofvezels Gent - Korenmarkt Uitgewassen beton Blankenberge 28

29 Gefigureerd beton Sheffield Brussel Besluiten Keuze voor duurzame mobiliteit Aangepaste infrastructuur noodzakelijk Keuze voor beton LCA + LCCA + Noodzaak doordacht ontwerp en vakkundige uitvoering met aandacht voor alle details! 29

30 Dank u voor uw aandacht 30