Funderingswapening

Er zijn verschillende geokunststoffen beschikbaar op de markt, met uiteenlopende functies en prestaties als het gaat om funderingswapening. Binnen de geokunststoffen toegepast onder wegfunderingen zijn de vier voornaamste functies: afdichten, scheiden, wapenen en stabiliseren. Waar elke folie kan afdichten en scheiden zijn er hogere eisen aan wapenen en stabiliseren. Deze laatste twee functies hebben hetzelfde doel; weerstaan van spanningen en beheersen van vervormingen, maar hebben een compleet andere werking. Waar een wapening berust op treksterkte en het membraaneffect om een positief effect te bewerkstellen, berust stabilisatie op het opsluiten van de korrels waarbij treksterkte een ondergeschikte rol speelt. In de praktijk brengt stabilisatie de beste resultaten. In de CROW publicatie 157 “Dunne asfaltverhardingen: dimensionering en herontwerp” wordt uitgebreid ingegaan op de verschillende typen funderingswapening. In deze ontwerprichtlijn is beschreven op welke manier de effectiviteit van verschillende geokunststoffen te evalueren.

Verharde wegen

In Nederland wordt de prestatie van een flexibele verharding (asfaltverharding) uitgedrukt in een hoeveelheid aslastovergangen of ESAL´s (Equivalente Standaard AsLasten). Alle onderdelen van de constructie: ondergrond, onderfundering, funderingslaag en verharding, dragen bij in de totale prestatie van de constructie. CROW publicatie 157 “Dunne asfaltverhardingen: dimensionering en herontwerp” en CROW publicatie 189 “keuzemodel wegconstructies” gaan uitgebreid in op het wegontwerp. Door het toepassen van een funderingswapening onder de funderingslaag zal deze combinatie van wapening en fundering zich stijver gedragen. Dit kan uitgedrukt worden in een verbeterde elasticiteitsmodulus. Door een verharding te dimensioneren met in acht neming van de verbeterde modulus, kan een besparing gerealiseerd worden in de asfaltlaag en hiermee in de aanlegkosten van de weg. Een andere mogelijkheid is de oorspronkelijke asfaltdikte te behouden, waarbij de levensduur van de verharding aanzienlijk verhoogd wordt. Ervaring leert dat dit een factor 2 à 3 meer toelaatbare ESAL’s geeft. Hiermee wordt het volgende onderhoudsmoment of reconstructie effectief met een flink aantal jaren naar de toekomst verplaatst. Deze aanpak wordt ook wel “Pavement Optimisation” genoemd.

Bouwwegen

De prestatie van een bouwweg wordt uitgedrukt in een maximale spoordiepte bij een aantal aslastovergangen (ESAL´s). In de CROW publicatie 157 “Dunne asfaltverhardingen: dimensionering en herontwerp” is een formule opgenomen waarmee een bouwweg gedimensioneerd kan worden. Door het toevoegen van funderingswapening kan de bouwweg aanzienlijk dunner aangelegd worden. Afhankelijk van totale hoeveelheid bouwverkeer en de draagkracht van de ondergrond is een besparing tot 60% op de funderingslaag mogelijk. Een bijkomend effect van funderingswapening is de verhoging in draagkracht van de bouwweg. Door meerdere lagen toe te passen kunnen zelfs de zwaarste aslasten gefaciliteerd worden.

 

Zettingsverschillen

In zettingsgevoelige gebieden kunnen zettingsverschillen een groot probleem vormen. Dit is vooral het geval op terreinen waar een uitbreiding op plaatsvindt of op een ondergrond die ongelijkmatig belast wordt. Bij de overgang van belast op minder belast zal de verharding door zettingsverschillen scheuren en zal zich een drempel aftekenen. Dit schadebeeld waarbij zettingssprongen optreden kan genivelleerd worden door de funderingslaag van het terrein te wapenen. Er zijn geokunststoffen beschikbaar die deze piekspanningen in de overgangen helemaal vereffenen. Zettingsverschillen over grotere afstand over het hele terrein zullen altijd nog optreden. Voor een volledig zettingsvrije verhardingsconstructie is een paalmatras bij uitstek geschikt. Een paalmatras is echter een dure oplossing en wordt veelal toegepast bij overgangen van een zettingsvrij viaduct naar een zettingsgevoelig wegtracé. Ten slotte is een relatief nieuwe toepassing beschikbaar in de vorm van een met granulair materiaal gevuld cellen structuur. Deze structuur gedraagt zich als een semi-buigstijve plaat. Daarmee kan een extreem hoge draagkracht gerealiseerd worden waarbij zettingsverschillen nagenoeg niet optreden. Hoewel in de praktijk uitstekende resultaten geboekt worden, is er geen methode beschikbaar om goed aan de zettingen te rekenen. Hier worden meestal eindige elementen berekeningen ingezet om de zettingen en zettingsverschillen te kwantificeren.