De volgende partijen hebben dit onderzoek ondersteund:

Leidraad

Leidraad Balans

Colofon De voorliggende leidraad is een deelrapport van het Delft Cluster project CT03.10, “Duurzame onderhoud Strategie voor voorzieningen op slappe bodem”. Dit onderzoek is ondersteund door de Nederlandse regering via het BSIK programma. De volledige tekst van dit rapport mag worden hergebruikt onder voorwaarde van het duidelijk vermelden van de herkomst van de tekst inclusief een correcte bronverwijzing naar dit rapport. De volgende partijen hebben dit onderzoek ondersteund: • • • • • • • • • • • •

Deltares Ingenieursbureau van Gemeentewerken Rotterdam ARCADIS Intergemeentelijk Samenwerkingsverband Midden-Holland (ISMH) CROW Stichting RIONED Stichting Energiened Het Ministerie van Financiën Het Ministerie van Verkeer en Waterstaat Stichting Schuimbeton Nederland TNO-Bouw De gemeenten: Alphen a/d Rijn, Bergambacht, Bodegraven, Boskoop, Capelle a/d IJssel, De Ronde Venen, Delft, Gouda, Jacobswoude, Krimpen a/d IJssel, Liemeer, Moordrecht, Nederlek, Nieuwerkerk a/d IJssel, Nieuwkoop, Ouderkerk, Oudewater, Reeuwijk, Rijnwoude, Schoonhoven, Ter Aar, Vlist, Waddinxveen, Woerden, Zevenhuizen-Moerkapelle

Contactinformatie project CT03.10 Vragen over en reacties op dit rapport kunt u richten aan: Projectleider: ir. C. de Rooij, [email protected], telefoon 088 335 72 58 Internet: www.delftcluster.nl/slappebodem Community of Practice: www.slappebodem.nl Contactinformatie algemeen Deltares Postbus 177 2600 MH Delft www.deltares.nl [email protected] Tel: 088 335 72 00

Leidraad Balans

1e druk 2009

© 2009 ISBN 978-9490202-01-9 Vormgeving: StudioWAT A. Fokkersingel 66 2497 BH Den Haag

Leidraad Balans Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevens bestand of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, meganisch, door fotokopien, opnamen of op enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de auteur(s).

Voorwoord Inleiding

Eén van de belangrijke onderdelen van het Delft Clusteronderzoek ‘Duurzame onderhoudsstrategie voor voorzieningen op slappe bodem’ is het maken van een keuzemodel. Met het model kan de meest optimale maatregel worden bepaald voor het opnieuw ophogen van de openbare ruimte. Voor de input van het model en voor het vastleggen van de aanwezige kennis en ervaring is in dit kader deze leidraad opgesteld. Onderdeel daarvan is een inventarisatie van de ophoogmaatregelen en een beschrijving van de bouwstoffen die voor wegen op slappe bodem toegepast worden. Het eerste deel van de leidraad is de rapportage van deze inventarisatie. In deel I zijn de ophoogmaatregelen beschreven. In deel II worden de bouwstoffen beschreven die voorkomen in de ophoogmaatregelen. Aan het eind van deel II worden de bronnen voor dit deel van deze leidraad vermeld en tot slot wordt in bijlage 1 een verklaring gegeven voor de gebruikte begrippen.

Inhoud DEEL I - Ophoogmaatregelen 1.1 Ophoogmaatregelen 1.2 Traditionele ophoogmaatregel 1.3 Lichtgewicht- en evenwichtsconstructies 1.4 Geëxpandeerd Polystyreen (EPS) 1.5 Schuimbeton

13 13 15 18 21 25

DEEL II - Bouwstoffen 2.1 Bouwstoffen 2.2 Asfalt 2.3 Beton 2.4 Elementenverharding 2.5 Funderingslagen in traditionele ophoogmaatregelen 2.6 Fosforslakkenmengsel 2.7 Betongranulaat 2.8 Hoogovenslakkenmengsel 2.9 Hydraulisch menggranulaat 2.10 Funderingslagen voor lichtgewicht ophoogmaatregelen: Geëxpandeerde kleikorrels 2.11 Gevulkaniseerd puimsteen (Bims) 2.12 Lavasteen 2.13 Gevulkaniseerd zand (Flugsand) 2.14 E-bodemas 2.15 Materialen die tot een ophoogmaatregel behoren:Geëxpandeerde polystyreen (EPS) 2.16 Schuimbeton 2.17 Andere materialen, ter referentie, die niet in de Balansapplicatie zijn opgenomen 2.18 Ongebonden menggranulaat 2.19 Palen 2.20 Houten palen 2.21 Voton HSP-paal 2.22 Zandcementstabilisatie 2.23 Zand- en grindkolommen 2.24 Ongewapende zand-, grindkolommen 2.25 Gestabiliseerde grondkolommen en wanden 2.26 Asfaltgranulaat 2.27 Bijlage bij deel I en II: Bronnen

32 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 55 57 59 61 64 68 71 73 75 76 77 79 80 81 82 84

Bijlage bij deel I en II: Begrippenlijst Illustratie van enkele belangrijke begrippen

86 95

DEEL III - Ondergrondse infrastructuur 3.1 Riolering 3.2 Gas 3.3 Water 3.4 Warmte 3.5 Telecommunicatie

100 102 108 114 118 123

DEEL IV 4.1 4.2 4.3 4.4

Materialen Beton Staal Gietijzer Kunststof

130 130 131 132 133

DEEL V - Afwegingsmodel

136

DEEL VI - Balans applicatie 6.1 Balans applicatie

146 146

DEEL VII - Tutorials 7.1 Tutorial 1: Traditionele ophoging van een weg 7.2 Tutorial 2: Traditionele weg met kabels en leidingen en 2 ophoogvarianten 7.3 Tutorial 3: Afweging van traditionele weg met 2 varianten

164 164 168 170

I n h o u d s

...en dan ophogen tot de juiste...

Leidraad Balans Ophoogmaatregelen

DEEL

1

Leidraad Balans

Deel 1

- Hoofdstuk 1.1

Ophoogmaatregelen

INLEIDING Deel I en II Ophoogmaatregelen en bouwstoffen Balans is een afwegingsinstrument, waarbij verschillende ophoogmaatregelen geschematiseerd kunnen worden. Het is mogelijk zonder al te veel voorkennis verschillende ophoogmaatregelen in Balans te schematiseren. Ter referentie is in deze leidraad een aantal ophoogmaatregelen uitgelicht. Hierbij komen aspecten aan bod, waarvan sommigen direct toepasbaar zijn in de applicatie, en sommigen niet. De bedoeling van deze referentie is om u met basiskennis te voorzien in het gebruik van ophoogmaatregelen. Deze kennis kan een effectieve variantenstudie in Balans bespoedigen. Verder kan het u helpen in het formuleren van een vervolgonderzoek of ontwerp van een ophoogstrategie. Door de grote samenhang die er is tussen de ophoogmaatregelen en de bouwstoffen is op basis van een aantal punten onderscheid gemaakt tussen de maatregelen en de eigenschappen van de bouwstoffen. Bij de ophoogmaatregelen worden keuzebepalende relaties beschreven tussen enerzijds de bouwstoffen en anderzijds de lokale omstandigheden. Hierbij wordt inzichtelijk gemaakt onder welke omstandigheden de maatregel het beste tot zijn recht komt, wat hierbij de aandachtspunten zijn bij de aanleg en het ontwerp en de interactie tussen de verschillende onderdelen in de totale constructie. Per onderhoudsmaatregel worden de voor- en de nadelen beschreven ten opzichte van een referentiemaatregel. In het deel van de bouwstoffen worden de materiaaleigenschappen beschreven. De eigenschappen die hierbij vermeld worden zijn parameters die nodig zijn om de opbouw van de wegconstructie te kunnen bepalen en met het keuzemodel te werken. Naast deze parameters worden er per bouwstof aanvullende aandachtspunten beschreven ten aanzien van ontwerp-, uitvoering, milieuhygiënische eigenschappen, Arbo- en veiligheidsaspecten bij het gebruik van de desbetreffende bouwstof. In het schema op de volgende pagina is de interactie tussen de ophoogmaatregelen en de bouwstoffen weergegeven middels pijlen. Ophoogmaatregelen

Bouwstoffen

Beschrijving ophoogmaatregel en toe te

Beschrijving van het materiaal

passen materialen

Technische levensduur van de ophoogmaatregel als geheel Materiaaleigenschappen Voor- en nadelen van de maatregel t.o.v. referentiemaatregel

Ontwerpaspecten van de ophoogmaatregel als geheel

Aanleg en onderhoudsaspecten van de

Constructieve- en uitvoeringaspecten bij

ophoogmaatregel als geheel

gebruik van de bouwstof

Aandachtspunten ten aanzien van riolering, kabels en leidingen

Risico’s

Arbo, veiligheid en milieu

Figuur 1.1 Overzicht interactie ophoogmaatregelen en bouwstoffen

Figuur 1.1 Overzicht interactie ophoogmaatregelen en bouwstoffen

Deel 1 - Hoofdstuk 1.1

Leidraad Balans

Ophoogmaatregelen

DEEL I - Ophoogmaatregelen 1.1

Ophoogmaatregelen

Algemeen Bij wegen op slappe bodems zijn er verschillende ophoogmaatregelen mogelijk. Op basis van bodemgegevens, randvoorwaarden en uitgangspunten die gesteld worden aan de weg wordt voor een bepaalde locatie de gunstigste maatregel bepaald. In dit hoofdstuk worden alle mogelijk toepasbare ophoogmaatregelen voor West-Nederland beschreven. Deze ophoogmaatregelen zijn: ›› Traditioneel (granulaire opbouw); ›› Lichtgewicht en evenwichtsconstructies met granulair materiaal. De Balans applicatie kent de een aantal voorgedefinieerde ophoogmaterialen. Deze komen aan de orde in deel 2. ›› EPS; ›› Schuimbeton. Het onderscheid tussen traditionele ophoogmaatregelen en licht gewicht en evenwichtconstructies is gebaseerd op de waarde van de (proctor-)dichtheid van materialen die worden toegepast en het bestaande label van: “licht gewicht ophoogmateriaal” dat sommige materialen reeds hebben verkregen. Indien een materiaal een lagere proctordichtheid heeft dan 1600 kg/m³ dan is het een materiaal dat als licht gewicht materiaal beschouwd wordt. Materialen met een proctordichtheid hoger dan 1600 kg/m³ worden als materialen met een normale dichtheid beschouwd. Een ophoging met dergelijke materialen wordt ook wel een traditionele ophoging genoemd. De grens van 1600 kg/m³ is gebaseerd op dichtheden van materialen die gekenmerkt zijn als lichtgewicht ophoogmateriaal. Principe per methode In dit item wordt het principe van de ophoogmaatregel beschreven. Deze beschrijving bestaat uit een korte toelichting van hoe de belasting van de wegconstructie wordt afgedragen naar de ondergrond. Bij sommige maatregelen wordt deze toelichting ondersteund met een tekening. Technische levensduur van de constructie De levensduur van een ophoogmaatregel is afhankelijk van de mate van zetting, van de materialen die worden toegepast en van de aanwezigheid van een riolering en /of kabels en leidingen. De kwaliteit van de riolering heeft grote invloed op de levensduur. Bij zettingen groter dan 0,15 m kan de levensduur van de riolering maatgevend zijn voor de levensduur van de constructie. Immers als de riolering onvoldoende functioneert en zelfs lek kan raken met alle gevolgen van dien is vervanging van de riolering onvermijdelijk. Zettingen kleiner dan 0,15 m hebben minder invloed op het functioneren van de riolering. De maatgevende levensduur van de toegepaste materialen is dan bepalend voor de levensduur van de constructie. Voor- en nadelen De verschillende eigenschappen van de ophoogmaatregel worden vergeleken met de eigenschappen van de referentiemaatregel, een ophoging met ‘zware ’ophoogmaterialen ook wel traditionele ophoging genoemd. Indien het voor- of nadeel afwijkend is van de referentiemaatregel wordt deze vermeld als voor- of nadeel. Voor- en nadelen die afhankelijk zijn van lokale omstandigheden, zoals bodemgesteldheid, maximale duur van de werken, acceptatie van schade, etc. worden derhalve niet vermeld in deze leidraad. Ontwerpaspecten Bij het ontwerp van de constructie moet er naast de materiaaleigenschappen die van belang zijn voor het uitvoeren van de constructieberekeningen ook aandacht besteed worden aan de

13

Leidraad Balans

Deel 1

- Hoofdstuk 1.1

Ophoogmaatregelen

invloed van de materiaaleigenschappen onderling die in de ophoogmaatregel toegepast worden. Bij de ontwerpaspecten worden ook aandachtspunten vermeld ten aanzien van mogelijke lokale omstandigheden (voorkomen van schade aan belendingen, bereikbaarheid van de gebouwen bij het uitvoeren van de werkzaamheden,…). Ontwerpaspecten die direct aan een materiaal gelinkt kunnen worden staan vermeld in het hoofdstuk Bouwstoffen bij het desbetreffende materiaal. Aanleg Bij het aanbrengen van de ophoogmaatregel wordt gewezen op een aantal uitvoeringaspecten. Het gaat hierbij om specifieke aspecten voor deze maatregel en niet om algemene aspecten die voor alle maatregelen van toepassing zijn. Onderhoud In deze paragraaf wordt vermeld hoe onderhoudsgevoelig de constructie is, wat de aandachtspunten zijn en welke maatregelen er uitgevoerd moeten worden om een bepaalde minimale kwaliteit van de weg te handhaven. Riolering, kabels en leidingen. Bij de aanwezigheid van een riolering en kabels en leidingen in een weglichaam wordt de nodige aandacht besteed aan de integratie met het omliggende ophoogmateriaal uit de maatregel. Bij kabels en leidingen speelt ook de bereikbaarheid een belangrijke rol. Risico’s Aan het uitvoeren van een ophoogmaatregel is een aantal risico’s verbonden. De grootte van de risico’s zijn afhankelijk van lokale omstandigheden en moeten dus per project worden geanalyseerd. In de paragrafen van de risico’s worden per maatregel de belangrijkste risico’s aangegeven. Bronnen Hierin is aangegeven van waar de informatie is verkregen. Dat kan zijn op basis van literatuuronderzoek en/of op basis van informatie van bedrijven die het betreffende concept toepassen of materialen leveren.


Leidraad Balans

Tradiionele ophoogmaatregel

1.2

Traditionele ophoogmaatregel

Principe methode De traditionele ophoogmaatregel is opgenomen als een standaard optie in de Balans applicatie. In dit deel wordt de achtergrond van de methode beschreven. De materialen die bij deze maatregel als funderingslaag gebruikt worden zijn terug te vinden in deel 2. Deze methode bestaat uit het ophogen met materialen waarvan de dichtheid hoger is dan 1600 kg/m³. Daartoe moet allereerst het bestaande asfalt, beton of de betonstraatstenen worden verwijderd. Vervolgens wordt de fundering opgehoogd met granulair materiaal en wordt de nieuwe verhardingsconstructie aangelegd. Granulaire materialen met een dichtheid hoger dan 1600 kg/m³ die worden toegepast in de wegenbouwconstructie zijn met name: ›› Zand; ›› Menggranulaat; ›› Betongranulaat; ›› Hydraulisch menggranulaat; ›› Hoogovenslakkenmengsel; ›› Fosforslakkenmengsel. De meest doorgaande opbouw van de wegcontructie met deze materialen is als volgt:

Verharding Gevel

Zand

Fundering

Zand

Bestaand profiel Figuur 3.1: Voorbeeld van een traditionele ophoogmaatregel

Technische levensduur van de maatregel De technische levensduur van de constructie is in de eerste decennia (30 tot 50 jaar) hoofdzakelijk afhankelijk van het optreden van restzettingen ten gevolge van het consolidatieproces van de ondergrond. De bodemeigenschappen en de belasting op de ondergrond zijn bepalend voor de duur van het consolidatieproces. De technische levensduur wordt bepaald door de snelheid van de zettingen tot het moment van de minimale drooglegging is bereikt. Verschilzettingen kunnen plaatselijk leiden tot een kortere levensduur. Grote verschilzettingen kunnen leiden tot plaatselijke reparaties of het vervroegen van het moment van ophogen. De voor- en nadelen van de ophoogmaatregel met ‘zware’ materialen Voordelen: ›› Het is een goedkope ophoogmaatregel; ›› Geen diepe ontgravingen nodig; ›› Er is veel ervaring met het toepassen van granulair ophoogmateriaal.

15

Leidraad Balans

Deel 1 - Hoofdstuk 1.2 Tradiionele ophoogmaatregel

Nadelen: ›› Er zullen restzettingen optreden die van invloed zijn op de omgeving en op riolering, kabels en leidingen; ›› Korte levensduur door zettingen waardoor er kapitaalvernietiging optreedt; ›› Grote overlast omwonenden door frequent onderhoud; ›› Voor goede bereikbaarheid kabels en leidingen moeten deze opgehaald worden. Ontwerpaspecten Het extra gewicht van de bovenbouw en de restzettingen van de voorgaande ophoging(en) of van de aanleg bepalen de zetting; Verifiëren van de stabiliteit na aanleg van de weg met betrekking tot de kantopsluiting en de belastingspreiding; Nagaan invloed zettingen op omgeving, in het bijzonder op gebouwen, riolering, kabels en leidingen; Bij kwetsbare funderingen van vaste objecten zoals gebouwen en bruggen extra voorzieningen toepassen om horizontale gronddruk en negatieve kleef te voorkomen. Deze horizontale gronddruk en negatieve kleef ontstaan doordat er extra gewicht op de ondergrond wordt geplaatst, wat een grotere korrelspanning veroorzaakt. Bij de aanleg eventueel rekening houden met het aanbrengen van een overhoogte om zodoende de toegankelijkheid van gebouwen zolang mogelijk te waarborgen. De bedoeling hiervan is dat er zo weinig mogelijk treden nodig zijn om de gebouwen te kunnen betreden. Aanleg Bij de aanleg rekening houden met soms grote verschillen in de dikte van het op te breken asfalt. Tijdens het uitvoeren van de werkzaamheden kunnen er trillingen ontstaan (door de lage dempingfactor van de slappe grondlagen en het ontbreken van het bovenste deel van de verharding) in de gebouwen langs de op te hogen weg. Het is mogelijk om in lange wegvakken het werk uit te voeren. Om de bereikbaarheid van bedrijven en woningen te waarborgen kan in korte segmenten worden gewerkt. Dit heeft wel een nadelige invloed op de uitvoeringsduur en de uitvoeringskosten. Onderhoud Door het toepassen van een zwaarder granulair materiaal treden de zettingen op met de daarbij horende schadebeelden zoals langs- en dwarsonvlakheid en scheuren. Hierdoor moet er regelmatig onderhoud uitgevoerd worden. Het onderhoud aan asfalt bestaat voornamelijk uit plaatselijke reparaties, zoals het dichten van scheuren, uitvullen van verzakkingen of bij meer ernstige schade het vervangen van 1 of 2 lagen asfalt. Het grootschalig onderhoud bij asfalt bestaat uit het vervangen van de deklaag met plaatselijk een uitvullaag of het overlagen met een profileerdeklaag. Bij elementenverharding bestaat het onderhoud uit het plaatselijk herstraten bij kleinschalige reparaties. Bij schades over een groot oppervlak moet het geheel worden herstraat. Riolering Zettingen leiden tot achteruitgang van de functionaliteit. Zo zal het waterbergend vermogen afnemen en zal er meer gereinigd moeten worden omdat slib in de buizen achterblijft. Ook kunnen huisaansluitingen afbreken door verschilzettingen tussen het riool en de huizen met stankoverlast tot gevolg. De riolering kan bij lekkage als drainage gaan werken met een lage grondwaterstand tot gevolg. Een lagere grondwaterstand kan aantasting van funderingen en extra zettingen veroorzaken. Kabels en leidingen Door het uitvoeren van een ophoging worden de kabels en leidingen minder goed bereikbaar. De kabels en leidingen komen immers dieper te liggen. In sommige gevallen zullen de kabels en de leidingen opgehaald moeten worden en zullen er enkele huisaansluitingen vervangen moeten worden.


Leidraad Balans

Tradiionele ophoogmaatregel

Risico’s Aan constructies met relatief zware granulaire materialen op slappe bodem zijn de volgende risico’s verbonden: Kans op schade aan riolering, kabels en leidingen op termijn; Grote kans op breuk huisaansluitingen. Bij gasleidingen kans op brand en/of explosie; Optreden van negatieve kleef en horizontale belasting op fundering van nabij gelegen bouwwerken met kans op scheefstand en schade; Onbekendheid ten aanzien van zettingshistorie en eigenschappen van de ondergrond. Variatie in het bodemprofiel in langs- en dwarsrichting kan tot afwijking in verwachte zetting leiding wat tot gevolg heeft dat de levensduur van de ophoogmaatregel korter is, tot meer onderhoud leidt en een grotere kans ontstaat op schade. Bronnen 1. 2.

Handleiding Wegenbouwontwerp onderbouw, DWW Ophogingen en ophoogmaterialen, CROW publicatie 121

17

Leidraad Balans

Deel 1 - Hoofdstuk 1.3 Lichtgewicht- en evenwichtconstructies

1.3 Lichtgewicht- en evenwichtsconstructies Constructies met licht granulair ophoogmateriaal Principe methode De methoden met licht granulair ophoogmateriaal kunnen in sommige gevallen uitkomst bieden aan wegophogingen in een zettingsgevoelig gebied. In veel gevallen wordt het lichtgewicht materiaal geplaatst onder de funderingslaag. Zie figuur 3.2. Door het toepassen van granulaire materialen die een lagere dichtheid hebben zal er geen of slechts een beperkte toename zijn van de korrelspanning. Deze lage dichtheid is het gevolg van meer holle ruimte ingesloten in de korrels en meer holle ruimte tussen de korrels onderling. Als vervanging van het zandbed en in sommige gevallen, bij lage belasting en voldoende korrelsterkte zijn de lichte granulaire materialen, ook toepasbaar als fundering. De meest toegepaste lichte granulaire materialen zijn: • Geëxpandeerde kleikorrels; • Gevulkaniseerd puimsteen, zoals Bims; • Lavasteen. • Gevulkaniseerd zand zoals Flugsand; • E-bodemas; • Hoogovenslakkenzand;

Verharding Gevel

Zand

Fundering

Zand

Bestaand profiel Licht ophoogmateriaal Figuur 3.2: Voorbeeld van een ophoogmaatregel met lichtgewicht granulair materiaal

Technische levensduur van de wegconstructie De technische levensduur van de constructie is in de eerste decennia hoofdzakelijk afhankelijk van het optreden van restzettingen ten gevolge van het consolidatieproces en de kruip van de ondergrond. Door het beperken van de restzettingen zal de technische levensduur bepaald worden door de gewenste drooglegging, de levensduur van de verharding en de afzonderlijke materialen of de levensduur van de riolering. De voor- en nadelen van de ophoogmaatregel met lichtgewicht granulair materiaal Hierbij wordt er een vergelijking gemaakt tussen de toepassing van granulair materiaal en de referentie constructie. De referentie constructie is een ophoging met een granulair materiaal met een dichtheid hoger dan 1600 kg/m³. Voordelen: ›› Er zullen minder restzettingen optreden; ›› Het risico aan schade van belendingen is beperkt; ›› Er is veel ervaring met het toepassen van lichte ophoogmaterialen.


Leidraad Balans

Lichtgewicht- en evenwichtconstructies

Nadelen: ›› De aanlegkosten zijn hoger; ›› De constructie kan gevoelig blijven voor zettingen waardoor schade gaat optreden; ›› Bij het toepassen van lichte ophoogmaterialen moet er dieper ontgraven worden en moet in de meeste gevallen in gebieden met een slappe bodem bemaling toegepast worden; ›› Mogelijk afwijkend gedrag lichte ophoogmaatregelen door verandering eigenschappen in de loop der tijd; ›› De levensduur van de ophoogmaterialen in de constructie is onbekend; ›› De contactdruk van grote korrels heeft een negatieve invloed op de levensduur van kabels en leidingen. Ontwerpaspecten ›› Gewicht van de bovenbouw is bepalend voor het geotechnisch ontwerp van de constructie; ›› Om suffosie (indringing van korrels uit de ondergrond) te voorkomen kan een scheidingslaag worden toegepast. Hierdoor wordt voorkomen dat de draagkracht van de aardebaan wordt aangetast en dat de vorstgevoeligheid van de constructie wordt verhoogd; ›› Verifiëren van de stabiliteit van de ontgraving en van de bestaande wegconstructie tijdens de aanleg en de nieuwe constructie na aanleg; ›› Het verifiëren van de veiligheid tegen opbarsten van de bodem van de ontgraving tijdens de aanleg; ›› Bij dimensionering wegconstructie rekening houden met mogelijk lagere draagkrachtwaarden in verband met slappe ondergrond en onvoldoende verdichtbaarheid van het lichtgewicht materiaal; ›› Voor beperking van vorstgevoeligheid en beperken van de effecten van peilverschillen in grondwater kan drainage worden toegepast. Belangrijk is dat voor een langdurige werking voorzieningen worden aangebracht om de drainage te kunnen onderhouden en dat het materiaal is afgestemd op langdurige werking; ›› Om bij toekomstige diepe ontgravingen toetredend water bij bemaling te beperken, grote lengtes opdelen in segmenten door bijvoorbeeld bij elke rioolput een kleikist aan te brengen. Hierbij dient wel rekening te worden gehouden met het extra gewicht van de klei; ›› Het evenwichtsprincipe houdt in dat het effectief gewicht van de ophoging inclusief de wegconstructie gelijk is aan het effectief gewicht van de oorspronkelijke belasting op de ondergrond. Als alternatief is het mogelijk toch enige spanningsverhoging in de ondergrond toe te staan, mits de spanning lager blijft dan de grensspanning. De dan te verwachten zetting is gering zodat er sprake is van een zettingsarme oplossing; ›› Bij onvoldoende klankbodem kan het bovenliggende materiaal niet optimaal worden verdicht. De verdichtingeisen die in de meeste bestekken zijn genoemd zijn daarom niet haalbaar. In het ontwerp moet daarom rekening worden gehouden met lagere draagkrachtwaarden dan in theorie mogelijk is. De te behalen verdichtinggraad moet in het bestek lager zijn dan in ideale omstandigheden haalbaar is; ›› Voor de overgang van een licht ophoogmateriaal met een aansluitende constructie waarbij een conventionele ophoging toegepast is, is het aan te raden om de dikte van het licht ophoogmateriaal in lengte- of in breedterichting geleidelijk te laten verlopen. Aanleg Bij diepe ontgravingen is meestal een bemaling noodzakelijk. Indien een bemaling wordt toegepast, moet nagegaan worden wat de mogelijkheden zijn en wat de consequenties zijn voor de omgeving. In sommige gevallen kan een drainage worden gebruikt voor bemaling. Om de bereikbaarheid van bedrijven en woningen te waarborgen kan in korte segmenten worden gewerkt. Dit heeft wel een nadelige invloed op de uitvoeringsduur en de uitvoeringskosten. Bij evenwichtconstructies is het van belang om het niveau van de cunetbodem vrij nauwkeurig (+/- 0,05 m), conform het ontwerp bodemniveau, af te graven om geen verstoring in de berekende evenwichtssituatie te veroorzaken.

19

Leidraad Balans

Deel 1 - Hoofdstuk 1.3 Lichtgewicht- en evenwichtconstructies

Onderhoud Sleuven graven in het lichtgewicht granulair materiaal kan uitgevoerd worden met licht materieel. Bij geëxpandeerde kleikorrels zijn aanvullende voorzieningen nodig om de sleuf langer open te houden. Bij het accepteren van zettingen tussen 0,10 m en 0,15 m zullen de onderhoudsstrategieën van asfalt en elementen overeenkomen met die van de CROW publicatie 145: ‘Beheerkosten openbare ruimte’ met een ondergrond van veen. Bij zettingen kleiner dan 0,10 m komen de onderhoudstrategieën overeen met een ondergrond van klei / veen. Indien de ophoogmaatregel zettingsarm is, zullen de onderhoudstrategieën overeenkomen met een ondergrond van klei. Riolering De verdichting van de lichtgewicht materialen bij het vullen van sleuven en rondom putten en kolken vergt extra aandacht. De vulling van sleuven bij voorkeur uitvoeren met lichtgewicht materiaal. In de gebruikfase kan bij zettingen van rond de 0,15 m nog wel breuk van de huisaansluiting optreden, zeker als bij het ophogen geen lichtgewicht materiaal is toegepast in de tuinen. Kabels en leidingen Niet alle eigenaren van kabels en leidingen willen in lichtgewicht materiaal liggen. In het verleden hebben grote contactspanningen tussen (grove) korrels en kabels en leidingen geleid tot storingen. Onderzoek in de praktijk naar de invloed van Bims heeft uitgewezen dat er nauwelijks beschadigingen optreden. Toch zal het nog voorkomen dat de kabels en leidingen niet in lichtgewicht granulaire materiaal komen te liggen. Als de kabels en leidingen in het trottoir liggen, is het mogelijk het lichtgewicht materiaal te vervangen door zand of Flugsand. Het gewicht neemt dan wel toe en leidt tot iets meer zetting dan de weg. Deze constructie geeft wel een geleidelijke overgang naar de tuinen die meestal niet met lichtgewicht materiaal worden opgehoogd. Toepassing van een geotextiel bij bijvoorbeeld geëxpandeerde kleikorrels heeft nadelige invloed op bereikbaarheid. Na reparatie ontstaat een verzwakking in de constructie, omdat het geotextiel niet meer als één geheel kan functioneren. Risico’s ›› Aan constructies met lichtgewicht granulaire materialen zijn volgende risico’s verbonden: ›› De gevoeligheid van de constructie voor grondwaterstandverhogingen en -verlagingen; ›› Kans op schade aan kabels en leidingen op lange termijn bij grote contactspanningen tussen korrel en leiding; ›› Opbarsten van de bodem van de ontgraving / activeren van wellen; ›› Bij toepassing bouwputbemaling: beïnvloeding omgeving; ›› Onbekendheid ten aanzien van zettingshistorie, eigenschappen van de ondergrond en het verloop daarvan in horizontale en verticale richting en het gewicht van de huidige constructie kan leiden tot onder- dan wel overdimensionering van de nieuwe constructie. Bronnen 1. 2. 3.

Handleiding Wegenbouwontwerp onderbouw, DWW Ophogingen en ophoogmaterialen, CROW publicatie 121 Invloed verkeersbelasting op PE-leidingen in Bims, Gastec


Leidraad Balans

Geëxpandeerd Polystyreen (EPS)

1.4 Geëxpandeerd Polystyreen (EPS) Principe methode EPS is in de Balans applicatie opgenomen als bouwmateriaal. De constructiemethode onderscheidt zich van andere ophoogmethoden en zal daarom hier uitvoerig besproken worden. Bij toepassing van geëxpandeerd polystyreen voor het creëren van een ophoging wordt er naar gestreefd de spanningen in de ondergrond zo min mogelijk te verhogen of zelfs te verlagen. Hierdoor zal de ophoging nagenoeg zettingsvrij zijn. De EPS ophoging moet worden afgedekt met een lastspreidende laag waardoor de verkeersbelasting geen ontoelaatbare spanningsconcentraties in het EPS veroorzaakt. Het principe van de methode berust op het geringe gewicht van het EPS en eventueel opwaartse druk van het grondwater. Om het gewicht van de bovenbouw te compenseren wordt een evenwichtsconstructie ingegraven in de bestaande grondslag. Hierbij wordt grond vervangen door EPS. Tijdens de uitvoering zal enige rijzing en zetting optreden, vanwege het ontlasten en herbelasten, doch deze zijn verwaarloosbaar. Om evenwicht te maken moet soms ook worden ontgraven tot beneden het grondwaterpeil zodat de opwaartse druk van het water in rekening kan worden gebracht. Een voorbeeld van de opbouw van een ophoging met gebruik van EPS is hieronder weergegeven.

Verharding Gevel

Zand

Fundering

Zand

Bestaand profiel Licht ophoogmateriaal EPS Figuur 3.3: Voorbeeld van een toepassing met Geëxpandeerd Polystyreen (EPS)

Technische levensduur van de aardebaanconstructie In principe is de technische levensduur van EPS beperkt. Lage temperaturen en vries/dooi cycli hebben op korte termijn geen invloed op het mechanisch gedrag maar wel op de lange duur. Wateropname werkt gewichtsverhogend en heeft dus een negatieve invloed op de evenwichtsconstructie. De levensduur van EPS is nog niet bepaald doordat het materiaal nog geen 50 jaar is toegepast. De voor- en nadelen van de EPS constructie als ophoogmaatregel Hierbij wordt er een vergelijking gemaakt tussen de toepassing van EPS en de referentie constructie. De referentie constructie is een ophoging met een granulair materiaal met een dichtheid van hoger dan 1600 kg/m³.

21

Leidraad Balans

Deel 1 - Hoofdstuk 1.4 Geëxpandeerd Polystyreen (EPS)

Voordelen: ›› Bij een zettingsvrije oplossing kan EPS ook gecombineerd worden met ander lichtgewicht materiaal om zodoende diepte ontgraving en dikte EPS te beperken; ›› De constructie kan zettingsvrij worden ontworpen; ›› Met het toepassen van EPS is reeds veel ervaring opgedaan; ›› Doordat er geen zettingen optreden na aanleg zijn er geen zettingsgerelateerde risico’s voor belendingen en andere objecten. Nadelen: ›› Hoge aanlegkosten; ›› Lange aanlegperiode door diepe ontgravingen in korte segmenten; ›› Vanwege grote diepte is er een breed cunet nodig wat leidt tot een groot ruimtebeslag; ›› Door het dieper ontgraven en toepassen van bemaling zijn er hoge risico’s ten aanzien van het opbarsten of opdrijven van de cunetbodem. Ontwerpaspecten ›› Gewicht van de bovenbouw is bepalend voor het ontwerp van de evenwichtsconstructie; ›› Afstemming van de toe te passen kwaliteit EPS op basis van de verticale en horizontale spanningen in de EPS in aanleg- en gebruiksfase; ›› Het bepalen van de ligging van de onderkant van de EPS ophoging is zodanig dat de effectieve verticale spanning in de ondergrond niet of nauwelijks wijzigt (evenwichtsprincipe); ›› Verifiëren van de opdrijfveiligheid van de constructie, bij wegtype 5 en 4 wordt een partiële veiligheidsfactor van 1,1 aangenomen en voor wegtype 3 wordt een partiële veiligheidsfactor van 1,2 aangenomen (pg 37- CROW publicatie 150); ›› Verifiëren van de stabiliteit van de ontgraving en van de bestaande weg tijdens aanleg: zo nodig dient de stabiliteit te worden gewaarborgd door toepassing van (tijdelijke) grondkerende constructies, of door toepassing geotextiel; ›› Dimensioneren van een eventuele bouwputbemaling inclusief het bepalen van de invloed op de omgeving; ›› Het verifiëren van de veiligheid tegen opbarsten van de bodem van de ontgraving bij aanleg; ›› Voor beperking van vorstgevoeligheid en beperken van de effecten van peilverschillen in grondwater kan drainage worden toegepast. Belangrijk is dat voor een langdurige werking voorzieningen worden aangebracht om drainage te kunnen onderhouden en dat het materiaal hiervoor afgestemd is op langdurige werking; ›› Toepassing van een cementgebonden lastspreidende laag direct bovenop de EPS laag is aan te bevelen in verhardingsconstructies die onderworpen worden aan zware verkeersbelasting zoals bij wegtype 1, 2 en 3; ›› Een discontinuïteit in de EPS laag, bijvoorbeeld rondom straatkolken, leidt lokaal tot extra zettingen; ›› Voor de overgang van EPS met een aansluitende constructie waarbij een conventionele ophoging toegepast is, is het aan te raden om de dikte van het EPS in de lengterichting geleidelijk te laten verlopen; ›› Een fundering van EPS-blokken geeft een nauwelijks betere klankbodem dan de klankbodem van de ondergrond zelf. Dit betekent dat het materiaal direct boven de EPS niet optimaal kan worden verdicht. De verdichtingeisen die in de meeste bestekken zijn genoemd, zijn daarom niet haalbaar. In het ontwerp moet daarom rekening worden gehouden met lagere draagkrachtwaarden dan in theorie mogelijk is. De te behalen verdichtinggraad moet in het bestek lager zijn dan in ideale omstandigheden haalbaar is; ›› Bij dimensionering wegconstructie rekening houden met lagere draagkrachtwaarden van de ongebonden materialen die op het EPS worden aangebracht. Het ongebonden materiaal kan op het EPS onder belasting nauwelijks steundruk ontwikkelen, waardoor de elasticiteits-modulus ervan tot 50% lager is dan gebruikelijk bij een draagkrachtige ondergrond; ›› Het granulaire materiaal direct boven op de EPS laag mag niet te grof korrelig zijn of er moet eerst een zandlaag gelegd worden om beschadiging van EPS ten gevolge van te grote drukspanningen te voorkomen.


Leidraad Balans

Geëxpandeerd Polystyreen (EPS)

Aanleg Om opbarsten van de bouwputbodem en het activeren van wellen te voorkomen kan aan de volgende maatregelen worden gedacht: ›› Ontgraven wordt in korte secties; ›› Onmiddellijk aanbrengen van (tijdelijke) belasting; ›› Eventueel verlagen van stijghoogte in het freatisch vlak. Deze maatregelen dragen ook bij aan het voorkomen van en beperken van beïnvloeding van de omgeving en het opdrijven van de constructie. Alvorens de EPS blokken aan te leggen moet erop gelet worden dat deze op een vlakke ondergrond worden aangebracht. Dit om open voegen tussen de EPS blokken te vermijden. Deze voegen kunnen immers een grote invloed hebben op de levensduur van de verharding. Als eis geldt hierbij dat de afwijking van de vlakheid niet meer mag bedragen dan 10 mm over een lengte van 3 m. Om aan deze vlakheidseis te voldoen kan onder de EPS blokken eventueel een uitvullaag van zand worden aangebracht. Een dergelijke zandlaag heeft een dikte van hooguit 0,1 m. In de zandlaag kunnen de horizontale drains worden gelegd die het cunet droog houden tijdens het plaatsen van de EPSblokken. De kans op het ontstaan van open voegen kan worden geminimaliseerd door het gebruik van krammen voor het vastzetten van de blokken. Bij het toepassen van (licht)masten op een EPS constructie moet de nodige aandacht besteed worden. Door de vorm en het belastingspatroon van een lichtmast zal de onderkant van de fundatie van een lichtmast altijd dieper liggen dan de bovenkant van de EPS-laag. De lichtmast kan worden verlengd door het vastlassen van 1,0 m lang verlengstuk met twee stalen strips. Op deze manier zijn zowel de stabiliteit tegen rotatie als de diepte in de grond vergroot. Aanvulling met stampbeton boven de EPS –blokken moet eveneens bijdragen tot de totale stabiliteit van de lichtmast. Om opdrijven te voorkomen mag de bemaling pas stoppen als er voldoende gewicht is aangebracht op het EPS. Onderhoud Onderhoud aan het EPS of aan de voorzieningen in of onder het EPS moet zoveel mogelijk worden voorkomen. Iedere ontgraving tot in de EPS leidt tot een uiteindelijke verzwakking van de constructie. Het negatief effect is nog groter als een folie of geotextiel moet worden onderbroken. Grondwaterstandverlagingen in het gebruiksstadium kunnen noodzakelijk zijn wanneer de bovenbelasting wordt verwijderd voor reparaties aan kabels en leidingen. Het aangelegde drainagesysteem kan tevens worden gebruikt voor het geforceerd op niveau houden van de grondwaterstand. Ten tijde van een extreem lage waterstand fungeert het systeem als infiltratiesysteem. In geval van een extreem hoge grondwaterstand doet het systeem dienst voor de afvoer van water. Tevens voorkomt het drainagesysteem het ontstaan van een grondwatervervaldruk over de constructie. Om een goede werking van de drainage te garanderen en zo lokale verweking van de ondergrond/zandlaag te verkomen, dient planmatige controle en zonodig onderhoud nauwgezet te worden uitgevoerd. Bij het accepteren van enige zetting zullen de onderhoudsstrategieën van het asfalt en de elementen overeenkomen met die van de CROW-publicatie 145 ‘Beheerkosten openbare ruimte’ met een ondergrond van klei/veen. Indien de ophoogmaatregel zettingsarm is, zullen de onderhoudsstrategieën overeenkomen met een ondergrond van klei. Riolering Bij een EPS-ophoging kunnen sleuven worden vrijgehouden waarin de rioleringsbuizen worden geplaatst. Om de plaatselijke verstoring van de evenwichtsconstructie te minimaliseren, kan de overblijvende vrije ruimte om de riolering gevuld worden met lichtgewicht granulair materiaal. Ook kan ter ondersteuning van de twee uiteinden een plaat van betontriplex of een EPS- blok onder het EPS worden toegepast. Over het algemeen zal de riolering zich onder het EPS bevinden. De doorvoeringen van de huisaansluitingen vergen dan extra aandacht. Extra aansluitingen op de riolering zijn achteraf moeilijk te realiseren. Het is daarom aan te bevelen om extra aansluitingen te plaatsen en deze tijdelijk af te doppen.

23

Leidraad Balans

Deel 1 - Hoofdstuk 1.4 Geëxpandeerd Polystyreen (EPS)

Om gewicht te besparen en te voorkomen dat de kolken tussen de EPS-blokken komen te staan, kunnen ondiepe kolken worden aangebracht. Dit heeft echter wel als nadeel dat er geen zandvang in de kolk aanwezig is en er dan regelmatiger zal moeten worden gereinigd. Kabels en leidingen De ligging van de waterleiding ten opzichte van het EPS is belangrijk. De temperatuur van het water mag namelijk niet te hoog worden om de kans op hygiëneproblemen te minimaliseren. EPS heeft een isolerende werking waardoor de temperatuur in het weglichaam kan oplopen, als de EPS boven het grondwater wordt toegepast. Indien het EPS voldoende diep wordt aangelegd, dan wel geheel in het grondwater ligt, zijn er geen hygiëneproblemen met de waterleiding te voorzien. De overgang van een fundering met EPS naar de bestaande situatie vergt extra aandacht om breuk in de huisaansluitingen als gevolg van zettingsverschillen te voorkomen. Als de kabels en de leidingen in het trottoir liggen, is het mogelijk het EPS te vervangen door zand- of Flugsand. Het gewicht neemt dan wel toe en leidt tot iets meer zetting dan de weg. Deze constructie geeft wel een geleidelijke overgang naar de tuinen die meestal niet met EPS wordt opgehoogd. Risico’s Aan het toepassen van EPS zijn de volgende risico’s verbonden: ›› De gevoeligheid van de constructie voor grondwaterstandverhogingen en –verlagingen; ›› Onbekendheid lange termijngedrag en duurzaamheid materialen; ›› Opbarsten van de bouwputbodem, inclusief het activeren van wellen of het opdrijven van veenlagen; ›› Beïnvloeding omgeving door bouwputbemaling; ›› Onvoldoende beheersing grondwaterstand door disfunctioneren drainage op lange termijn. Bronnen 1. Handleiding Wegenbouwontwerp onderbouw, DWW, 2. Toepassingsrichtlijn voor EPS in de wegenbouw, CROW publicatie 150 3. Temperatuurgradiënten in verhardingen, CROW publicatie 46


Leidraad Balans

Schuimbeton

1.5

Schuimbeton

Principe methode Bij toepassing van een evenwichtsconstructie met behulp van schuimbeton als vervanging van het zandbed wordt ernaar gestreefd de spanningen in de ondergrond niet te verhogen, zodat de ophoging niet aan zettingen onderhevig zal zijn. Er is dus evenwicht tussen de spanningen voor en na het aanbrengen van de constructie. Het principe van de methode berust op het geringe gewicht van het schuimbeton en eventueel de opwaartse druk van het grondwater. Om het gewicht van de bovenbouw te compenseren wordt een evenwichtsconstructie ingegraven in de bestaande grondslag. Hierbij wordt grond vervangen door schuimbeton. Soms moet om evenwicht te maken worden ontgraven tot beneden het grondwaterpeil zodat de opwaartse druk van het water in rekening kan worden gebracht. De dichtheid van schuimbeton ligt tussen de 500 en 1.600 kg/m³. Schuimbeton met een dichtheid groter of gelijk aan 1.000 kg/m³ kan ook als fundering worden toegepast waarop direct een asfaltlaag kan worden aangebracht.

Verharding Gevel

Zand

Fundering

Zand

Bestaand profiel Licht ophoogmateriaal Schuimbeton Figuur 3.4: Voorbeeld van een toepassing met schuimbeton

Technische levensduur van de wegconstructie In principe is de technische levensduur van schuimbeton beperkt tot maximaal 60 jaar. Lage temperaturen en vries/dooi cycli hebben invloed op het mechanisch gedrag, vooral als het materiaal volledig verzadigd is met water. Schuimbeton is gevoeliger voor chemische aantasting dan gewoon grindbeton. De voor- en nadelen van de schuimbetonconstructie als ophoogmaatregel Hierbij wordt er een vergelijking gemaakt tussen de toepassing van schuimbeton en de referentie constructie. De referentie constructie is een ophoging met een granulair materiaal met een dichtheid van hoger dan 1600 kg/m³. Voordelen: ›› De constructie is nagenoeg zettingsvrij; ›› De benodigde dikte van de constructie is uit wegbouwkundig oogpunt relatief dun door de goede draagkracht eigenschappen van het schuimbeton.

25

Leidraad Balans

Deel 1 - Hoofdstuk 1.5 Schuimbeton

Nadelen: ›› De aanlegkosten van schuimbeton zijn hoog; ›› Verandering van de eigenschappen van het schuimbeton op termijn door temperatuurswisselingen; ›› Lange aanlegperiode doordat het beton moet uitharden; ›› Bij toepassing van schuimbeton is er een groot ruimtebeslag door de grote diepte en de grote breedte van de constructie; ›› Door het dieper ontgraven en toepassen van bemaling zijn er hoge risico’s ten aanzien van het opbarsten of opdrijven van een veenlaag en beïnvloeding van de omgeving. Ontwerpaspecten ›› Afhankelijk van het aantal lastherhalingen (N) gelden de volgende vermoeiingsfactoren: : 1,00 »» tot N = 104 »» tot N = 105 : 1,33 »» tot N = 106 : 1,38 »» vanaf N = 2*106 : 1,40 ›› Gewicht van de bovenbouw is bepalend voor het ontwerp van de evenwichtsconstructie; ›› Om voldoende stabiliteit en belastingspreiding te verkrijgen, dient de schuimbetonfundering of –ophoging minimaal 0,5 m buiten de wegconstructie te worden doorgezet. De breedte van de onderkant van de schuimbetonplaat is afgestemd op de belastingspreiding over de diepte; ›› Verifiëren van de opdrijfveiligheid van de constructie; ›› Verifiëren van de stabiliteit van de ontgraving en van de bestaande weg tijdens aanleg: zo nodig dient de stabiliteit te worden gewaarborgd door toepassing van tijdelijke grondkerende constructies; ›› Dimensioneren van een eventuele bouwputbemaling inclusief het bepalen van de invloed op de omgeving; ›› Het verifiëren van de veiligheid tegen opbarsten van de bodem van de ontgraving bij aanleg; ›› Er wordt onderscheid gemaakt tussen wegconstructies met een open of gesloten verharding en voorts tussen een gedraineerde en niet gedraineerde constructie. Bij wegconstructies met een open verharding moet het regenwater dat door de constructie op het schuimbeton terechtkomt worden afgevoerd. Dit kan door middel van drainage. Bij een open verharding, zoals betonstraatstenen, wordt dikwijls op of in de bovenzijde van het schuimbeton in lengterichting een drainagesleuf met regelmatige dwarsaftakkingen aangebracht; een daarin geplaatste drain (omhuld met filterzand) doet dienst als verzameldrain. Hierbij is dus sprake van een constructie met hemelwaterafvoer. Bij wegconstructies met een gesloten verharding komt vrijwel geen water onder de verhardingsconstructie en kan drainage achterwege blijven; ›› Bij ongewapend betonverharding is het aan te bevelen de voegen in het schuimbeton overeen te laten komen met de voegen in het ongewapend beton. Hierdoor zullen verschillen in beweging tussen beide constructies worden beperkt. Bij gewapend beton is het niet noodzakelijk voegen in schuimbeton aan te brengen en scheuren in te leiden, omdat eventuele scheurvorming geen consequenties heeft voor het gewapend beton; ›› Als er bij een asfaltverharding een tussenlaag van een ander funderingsmateriaal wordt toegepast, kan een voeg achterwege blijven. Met een tussenlaag wordt ook opwarming (warmtereflectie door schuimbeton) van het asfalt in de zomer (kans op spoorvorming) verminderd. Indien het asfalt echter hechtend op het schuimbeton wordt aangebracht, is het noodzakelijk voegen aan te brengen in het schuimbeton (over 1/3 van de pakketdikte) op een onderlinge afstand van 15 m. Om reflectiescheuren in het asfalt te voorkomen, moet de voeg worden overbrugd met een membraam. Bij een asfaltdikte van meer dan circa 120 mm kan dit membraam achterwege blijven; ›› Voor de overgang van schuimbeton met een aansluitende constructie waarbij een conventionele ophoging is toegepast, is het aan te raden om de dikte van het schuimbeton in de lengterichting geleidelijk te laten verlopen.


Leidraad Balans

Schuimbeton

Ontwerpvarianten Het schuimbeton kan in de wegconstructie kan op drie manieren worden toegepast: 1.

2.

3.

Schuimbeton als ophoogmateriaal en fundering met asfalt of cementbeton. De constructie bestaat uit een fundering van schuimbeton met een verharding van asfalt of cementbeton; het grensvlak kan schuifvast worden uitgevoerd via hechting en/of verdeuveling van de lagen. De schuifvaste verbindingen biedt enerzijds voordelen, zoals vermindering van de verhardingsdikte, maar vraagt aan de andere kant veel aandacht gezien het gedrag bij warmte en vorst. Overigens kan de fundering ook worden opgebouwd uit twee typen schuimbeton, bijvoorbeeld een zwaarder type boven (sterker en minder isolerend) en een lichter type onder. Een dergelijke optie kan bijvoorbeeld aantrekkelijk zijn met het oog op de gewenste sterkte van de fundering tijdens de uitvoering. Bij de dimensionering van een tweelagensysteem kunnen krimpvoegen in schuimbeton noodzakelijk zijn om ongewenste scheurreflectie te voorkomen. Schuimbeton als ophoogmateriaal en fundering met open verharding. Bij een open verharding (van elementen zoals betonstraatstenen, betonplaten of betontegels) wordt altijd een dunne laag straatzand ca. 0,05 m als tussenlaag toegepast. Om te voorkomen dat deze straatlaag met water verzadigd raakt, moet er een afvoermogelijkheid zijn. Deze kan bijvoorbeeld worden gerealiseerd door het boren van gaten in het schuimbeton. Vanwege de aanwezigheid van de tussenlaag zijn de eisen aan de fundering van het schuimbeton minder stringent (onder meer ten aanzien van vlakheid en scheurreflectie). De verhardingslaag krijgt echter wel een grotere dikte. Overigens kan de fundering ook worden opgebouwd uit twee typen schuimbeton, bijvoorbeeld een zwaarder type boven (sterker en minder isolerend) en een lichter type onder. Een elementenverharding kan in een zandbed op het schuimbeton worden aangebracht, zonder dat de voegen noodzakelijk zijn. Het verdient aanbeveling om op het schuimbeton een zanddicht geotextiel toe te passen om te voorkomen dat er zand verdwijnt in de eventueel optredende scheuren. Schuimbeton met wapening. Schuimbetonconstructies bezitten door plaatwerking enigszins lastspreidende eigenschappen. Deze eigenschappen kunnen nog worden verbeterd door de constructie buigstijver te maken: -- Via een horizontale trekband. Een trekband kan ook scheurverdelend werken, waardoor de buigstijfheid van het pakket schuimbeton in de tijd minder afneemt; -- Het schuimbetonpakket aan de onder- en bovenzijde opsluiten met een fijnmazig net van bijvoorbeeld gegalvaniseerd gaas of kunststofwapening; Eén of twee gewapende (en relatief stijve) betonschillen aanbrengen (dikte van de schil minimaal 50 mm). Hierbij kunnen tralieliggers worden toegepast tussen betonschil en schuimbeton ter vergroting van de schuifweerstand (deuvelwerking) in het hechtingsvlak tussen beide materialen. De tussenruimte wordt dan gevuld met schuimbeton en vormt een lichtgewichte kern. Het beton van de onderste schil is traditioneel gewapend; het beton van de bovenste schil (tevens de verharding) kan zijn voorzien van traditionele wapening, maar bijvoorbeeld ook van staalvezels. In de schuifvlakken tussen de drie lagen kunnen deuvels worden aangebracht (dit gebeurt meestal in de vorm van tralie- of supportliggers), zodat een zeer buigstijve en daardoor sterk belastingsspreidende constructie ontstaat; deze is geschikt voor situaties met grote belastingen. De bovenste schil kan desgewenst worden voorzien van asfalt.

Aanleg Bij evenwichtconstructies is het van belang om het niveau van de cunetbodem vrij nauwkeurig (+/- 0,05 m), conform het ontwerp bodemniveau, af te graven om geen verstoring in de berekende evenwichtssituatie te veroorzaken. Bij grote oppervlakten is compartimentering gewenst, waarbij er naar gestreefd dient te worden de schuimbetonspecie te hebben verwerkt voordat de verhardingsreacties echt op gang komen.

27

Leidraad Balans


De grote van het compartiment is afhankelijk van de mengselsamenstelling, de buitentemperaturen, de stortcapaciteit en de laagdikte. Indien een schuimbetonconstructie geheel of gedeeltelijk in het grondwater komt te liggen, dient tijdens de uitvoering het cunet droog te worden gehouden. In gebieden met veen en kleibodems kan worden volstaan met een open bemaling. De hiervoor benodigde drainage, op of direct onder de cunetbodem kan in het gebruiksstadium voor eventuele plaatselijke grondwaterstandverlagingen worden gebruikt. Om opdrijven te voorkomen mag de bemaling pas stoppen als er voldoende gewicht is aangebracht op het schuimbeton. Onderhoud Onderhoud aan het schuimbeton of aan de voorzieningen in of onder het schuimbeton moet zoveel mogelijk worden voorkomen. Iedere ontgraving tot in het schuimbeton leidt tot een uiteindelijke verzwakking van de constructie. Het negatief effect is nog groter als een folie of geotextiel moet worden onderbroken. Grondwaterstandverlagingen in het gebruiksstadium kunnen noodzakelijk zijn wanneer de bovenbelasting wordt verwijderd voor reparaties aan kabels en leidingen. Het aangelegde drainagesysteem kan tevens worden gebruikt voor het geforceerd op niveau houden van de grondwaterstand. Ten tijde van een extreem lage waterstand fungeert het systeem als infiltratiesysteem. In geval van een extreem hoge grondwaterstand doet het systeem dienst voor de afvoer van water. Tevens voorkomt het drainagesysteem het ontstaan van een grondwatervervaldruk in de constructie. Om een goede werking van de drainage te garanderen en zo lokale verweking van de ondergrond/zandlaag te voorkomen, dient planmatige controle en zonodig onderhoud nauwgezet te worden uitgevoerd. Bij het accepteren van enige zetting zullen de onderhoudsstrategieën van het asfalt en de elementen overeenkomen met die van de CROW-publicatie 145 ‘Beheerkosten openbare ruimte’ met een ondergrond van klei/veen. Indien de ophoogmaatregel zettingsarm is, zullen de onderhoudsstrategieën overeenkomen met een ondergrond van klei. Riolering Bij een schuimbetonophoging kunnen sleuven worden vrijgehouden waarin de rioleringsbuizen worden geplaatst. Om de plaatselijke verstoring van de evenwichtsconstructie te minimaliseren, kan de overblijvende vrije ruimte om de riolering gevuld worden met schuimbeton. Dit kost wel extra tijd in verband met uitharding. Over het algemeen zal de riolering zich onder de schuimbetonlaag bevinden. De doorvoeringen van de huisaansluitingen vergen dan extra aandacht. Extra aansluitingen op de riolering zijn achteraf moeilijk te realiseren. Het is daarom aan te bevelen om extra aansluitingen te plaatsen en deze tijdelijk af te doppen. Er kunnen ondiepe kolken worden aangebracht bij de toepassing van schuimbeton. Dit heeft als nadeel dat er geen zandvang is in de kolk en er regelmatiger zal moeten worden gereinigd. Indien de kolken dieper liggen dan het schuimbeton, moeten deze worden aangebracht alvorens het schuimbeton gestort wordt of moet er een uitsparing worden aangebracht. Kabels en leidingen De ligging van de waterleiding ten opzichte van het schuimbeton is belangrijk. De temperatuur van het water mag namelijk niet te hoog worden om de kans op hygiëneproblemen te minimaliseren. Schuimbeton heeft een isolerende werking waardoor de temperatuur in het weglichaam kan oplopen, als het schuimbeton boven het grondwater wordt toegepast. Indien het schuimbeton voldoende diep wordt aangelegd dan wel geheel in het grondwater ligt, zijn er geen hygiëneproblemen met de waterleiding te voorzien. De overgang van een fundering met schuimbeton naar de bestaande situatie vergt extra aandacht om breuk in de huisaansluitingen als gevolg van zettingsverschillen te voorkomen. Als de kabels en de leidingen in het trottoir liggen, is het mogelijk het schuimbeton te vervangen


Leidraad Balans

Schuimbeton

door zand- of Flugsand. Het gewicht neemt dan wel toe en leidt tot iets meer zetting dan de weg. Deze constructie geeft wel een geleidelijke overgang naar de tuinen die meestal niet met schuimbeton wordt opgehoogd. Risico’s Aan toepassing van een constructie met schuimbeton zijn volgende risico’s verbonden: De gevoeligheid van de constructie voor grondwaterstandverhogingen en -verlagingen; Opbarsten van de bodem van de ontgraving / activeren van wellen of het opdrijven van veenlagen; Beïnvloeding omgeving door bouwput bemaling; Verandering eigenschappen op termijn als gevolg van vorst/dooicycli, temperatuurwisselingen en verkeersbelasting. Bronnen 1. 2. 3.

Handleiding Wegenbouw-ontwerp onderbouw, DWW Schuimbeton voor wegen en terreinen, CROW publicatie 173 Werken met schuimbeton, CUR publicatie 181

29

Hoogovenslakkenzand, beton,e-bodemas, puinsteen zijn veel gebruikte bouwstoffen in de wegenbouw

Leidraad Balans Bouwstoffen

DEEL

2

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.1 Bouwstoffen

DEEL II - Bouwstoffen 2.1

Bouwstoffen

Algemeen In dit deel worden voor de verschillende bouwstoffen die worden toegepast bij wegen op slappe bodems beschreven. De balans applicatie maakt een onderscheid in wegconstructie materialen en funderingslagen. Naast dit onderscheid zijn de funderings(- en ophoog) materialen in dit hoofdstuk ingedeeld in de ophoogmaatregel waabij ze doorgaans worden toegepast: Wegconstructiematerialen (toplaag): ›› Asfalt; ›› Beton; ›› Elementenverharding (niet in Balans applicatie opgenomen). Funderingslagen in traditionele ophoogmaatregelen: ›› Zand voor zandbed; ›› Fosforslakkenmengsel; ›› Betongranulaat; ›› Hoogovenslakkenmengsel; ›› Hydraulisch menggranulaat. Funderingslagen voor lichtgewicht ophoogmaatregelen: ›› Geëxpandeerde kleikorrels; ›› Gevulkaniseerd puimsteen, zoals Bims; ›› Lavasteen; ›› Gevulkaniseerd zand, zoals Flugsand; ›› E-bodemas. Materialen die tot een ophoogmaatregel behoren: ›› Geëxpandeerd polystyreen (EPS); ›› Schuimbeton. Andere materialen, ter referentie, die niet in de Balans applicatie zijn opgenomen: ›› Geotextiel; ›› Ongebonden menggranulaat; ›› Palen, o.a. geprefabriceerd beton, houten palen; ›› Zandcementstabilisatie; ›› Zand- en grindkolommen: gewapend, ongewapend en in situ gestabiliseerd; ›› Asfaltgranulaat. Van deze materialen worden de eigenschappen en de parameters die van belang zijn bij het opstellen van geotechnisch en/of wegbouwkundig advies beschreven. De parameters zijn verzameld uit literatuuronderzoek en gegevens van leveranciers. Per materiaaleigenschap is aangegeven, door middel van noten, uit welke literatuur de eigenschap beschreven is. Bouwstoffen In deze paragraaf wordt aangegeven waarvoor de aangeleverde eigenschappen van belang zijn bij het opstellen van het geotechnisch- of wegbouwkundig advies.

Deel 2 - HOOFDSTUK 2.1

Leidraad Balans

Bouwstoffen

Beschrijving Bij de beschrijving van de materialen wordt beknopt de volgen punten aangegeven: Samenstelling van het materiaal; Herkomst van het materiaal; Toepassingen van het materiaal. Aard materiaal De aard van het materiaal wordt onderverdeeld in verschillende eigenschappen. Afhankelijk van het type materiaal worden verschillende eigenschappen die van toepassing zijn voor dit materiaal weergegeven. Bijvoorbeeld bij cohesieve materialen zal de eigenschap cohesie worden vermeld en bij niet-cohesieve materialen wordt deze eigenschap niet vermeld. Een beschrijving van de eigenschappen is opgenomen in de begrippenlijst in bijlage 1. Arbo en veiligheid In deze paragraaf worden aspecten toegelicht die hun aandacht vergen op het gebied van Arbo en veiligheid voor toepassing van het materiaal. Milieu In deze paragraaf worden aspecten toegelicht die hun aandacht vergen op het gebied van milieu voor toepassing van het materiaal. Constructieve en uitvoeringaspecten In deze aspecten wordt toegelicht met welke eigenschappen er specifiek voor het materiaal aandacht besteed moet worden voor de aanleg en uitvoering van een constructie. Bronnen Hierin is aangegeven van waar de informatie is verkregen. Dat kan zijn op basis van gegevens uit literatuur of op basis van opgaven van leveranciers.

33

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.2 Asfalt

2.2

Asfalt

Beschrijving1 Asfalt is een mengsel van mineraal aggregaat, een bitumineus bindmiddel en eventuele toeslagmaterialen. Voor toepassing in de wegenbouw als wegverharding worden de volgende hoofdgroepen onderscheiden: grindasfaltbeton (GAB), steenslagasfaltbeton (STAB), open asfaltbeton (OAB), dichtasfaltbeton (DAB), steenmastiekasfalt (SMA), gietasfalt en emulsieasfaltbeton. ›› De eigenschappen en gedrag van asfalt zijn sterk afhankelijk van het asfaltmengsel en/of de asfaltsoort, het asfalttype en de specifieke toepassing in wegverhardingen als onderlaag, tussenlaag of deklaag. Zodoende is bij de beschrijving van de materiaaleigenschappen onderscheid gemaakt in drie groepen asfaltmengsels, onderverdeeld naar de mate van vulling: ›› Ondervulde mengsels: holle ruimten die met elkaar in verbinding staan (zeer open asfaltbeton, open steenasfalt, zandasfalt); ›› Gevulde mengsels: holle ruimten vrijwel geheel gevuld met mortel (OAB, DAB, warmbereid koudasfalt); ›› Overvulde mengsels: holle ruimten volledig gevuld en stapeling deels verdrongen door mortel (‘opruiming’ van het korrelskelet) (GAB, STAB, SMA, gietasfalt). Aard materiaal Ondervulde mengsels

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Dichtheid proefstuk1

kg/m³

1.950 – 2.050

Poriënstructuur

-

Aaneengesloten, grote poriën

% (V/V)

17 – 21

-

Open

1

Poriëngehalte1 Oppervlaktestructuur

1

Aard materiaal Gevulde mengsels (OAB en DAB)

Eigenschap

Eenheid

Waarde


kg/m³

- OAB, DAB: 2.300 – 2.400 - warmbereid koudasfalt: 2.000 – 2.200

Poriënstructuur1

-

Verspreide kleine poriën, cidenteel grote poriën

Poriëngehalte1

% (V/V)

1 – 10 (in de weg)

Oppervlaktestructuur1

-

Dicht

Eigenschap

Eenheid

Waarde


kg/m³

Aard materiaal Overvulde mengsels

Poriënstructuur 1 Oppervlaktestructuur

1

- Asfaltmastiek: 2.000 – 2.200 - Gietasfalt: 2.100 – 2.300 - GAB, STAB: 2.300 – 2.400

-

Nagenoeg geen poriën

-

Dicht


Leidraad Balans

Asfalt

Arbo en veiligheid1 Asfaltbeton bevat 0,5 à 2,5 mg/kg PAK(10-VROM) en een geringe hoeveelheid zware metalen. Bij de sloop van verhardingsconstructies waarin teerhoudend asfalt is verwerkt, dient bijzondere aandacht te worden besteed aan emissies van stof en PAK(10-VROM). Warm hergebruik van teerhoudend asfaltgranulaat leidt tot te hoge emissies van PAK(10-VROM) en is om deze reden verboden. Teerhoudend asfalt moet zoveel mogelijk selectief verwijderd worden. Milieu2 In de periode 1998-2001 zijn door het RIVM de milieuhygiënische kwaliteit onderzocht van enkele partijen asfaltbeton en AVI-vliegas houdende vulstof, ZOAB, STAB en regeneratieasfalt. Nietteerhoudend asfalt (PAK(10-VROM) ≤ 75 mg/kg) is volgens het Bouwstoffenbesluit een categorie-1A bouwstof. Constructieve en uitvoeringsaspecten1 De toepassing van warmbereid koudasfalt in de wegenbouw is gangbaar in verhardingsconstructies vooral in zettingsgevoelige gebieden. De reden hiervoor is dat het koudasfalt een flexibel gedrag heeft bij zettingen en hierdoor niet snel scheurt. Andere gangbare asfaltmengsel zijn gevoeliger voor zettingen en zettingsverschillen en vertonen daardoor eerder schade. De uiteindelijke keuze wordt bepaald door diverse factoren, het type ondergrond, het zettingspatroon van de ondergrond, het toe te passen funderingsmateriaal, de specifieke toepassing van het asfalt in de verhardingsconstructie, de te verwachten verkeersintensiteit (verkeersklasse), de vaklengte van een weg, de kosten voor aanleg en onderhoud, vigerende wetgeving en akoestische eisen. Bronnen 1. 2.

noot1 = Leidraad Bouwstoffen, Bouwstoffenkaart 1, DWW noot2 = Monitoring milieuhygiënische kwaliteit van bouwstoffen, RIVM

35

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.3 Beton

2.3

Beton

Beschrijving1 Beton is een verhard mengsel van cement, water, toeslagmaterialen en eventueel hulp- en/of vulstoffen. Het cement is afkomstig van de ENCI, grof toeslagmateriaal, voornamelijk grind uit Limburg, verder import uit Groot-Brittannië, België en Duitsland. Het fijne toeslagmateriaal: diverse afgravingen in Nederland, verder import uit België en Duitsland en Noordzeezand. E-vliegas is afkomstig van de Vliegasunie B.V. Materiaal eigenschappen1 Over het algemeen wordt met de term ‘beton’ beton op basis van riviergrind of steenslag (wegenbouw), rivierzand en cement bedoeld. Andere toeslagmaterialen zijn ook mogelijk (mits ze voldoen aan de NEN 5905). De samenstelling en de eisen van beton zijn onderverdeeld op basis van: ›› volumieke massa; ›› sterkte; ›› duurzaamheid; ›› verwerkbaarheid van de specie. In de wegenbouw wordt overwegend een C28/35 toegepast. Bij zwaar belaste wegen wordt bij een doorgaand gewapend betonverharding ook een C34/45 toegepast. Aard materiaal

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Dichtheid1

kg/m³

- beton: 2.200 – 2.500 - zwaar beton: 2.800 – 3.200

Poriënstructuur 1

-

Aaneengesloten, zeer fijne poriën in de matrix en verspreide luchtbellen tot enkele millimeters grootte

% (V/V)

1-3

-

Dicht

Luchtgehalte1 Oppervlaktestructuur

1


Leidraad Balans

Beton

Elementair materiaalgedrag gebruiksfase

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Mechanisch gedrag - Druksterkte1

MPa

- Statische elasticiteitsmodulus1

MPa

Bepaald door de keuze van de sterkteklasse. Voor het vaststellen van de sterkte zijn in normen rekenregels gegeven Bepaald door de keuze van de sterkteklasse

Zwel

%

Bij bevochting na 30 jaar < 2 *10-4 Indien er staalslak gebruikt is als toeslagmateriaal bestaat de kans op destructieve zwel

Krimp1

%

- Bij aanvang: - Bij drogen:

Plastische vervormbaarheid - Kruip1

-

Verlaging van de E-modulus met een factor (1+a), met a =1 á 3

1

Temperatuursrek/ - uitzetting - Thermische uitzettingscoëfficiënt1

-

0,8 – 1,2 *10-5 (Afhankelijk van type toeslagmateriaal) Rekenregels genoemd in RWS-DWW, 1998

Hydraulisch gedrag - Waterdoorlatendheid1

m/s

1,1 * 10-9 tot 5,6 * 10-10

Akoestische eigenschappen1

-

Afhankelijk van de mate van onvlakheid en de textuur van het wegoppervlak.

Vruchtbaarheid/substraatgedrag1

-

Slechte voedingsbodem voor fauna en flora

- Vermoeiing1

1/K

7*10-4 tot 12*10-4 1*10-4 tot 4*10-4

Arbo en veiligheid1 Er zijn geen bijzondere maatregelen of voorzieningen nodig. Bij sloop moet er nodige aandacht besteed worden aan het stof dat vrijkomt. Milieu2 De huidige milieuhygiënische kwaliteit van beton voldoet naar verwachting structureel aan de normen die het Bouwstoffenbesluit stelt aan categorie-1A bouwstoffen. Constructieve en uitvoeringsaspecten1 ›› De algemene constructieve aspecten en aan de uitvoering gestelde eisen wordt verwezen naar: ›› NEN 3502: Levering van beton door betonmortelbedrijven, 1992 ›› NEN-ËN 206-1, de vervanger van NEN 5950 Voorschrift beton - Technologie (VBT 1995) voor eisen, vervaardiging en keuring +wijzigingsblad NEN 5950/A1. ›› NEN 6722: Voorschriften beton - Uitvoering (VBU 1988) ›› De voor betontoepassing opgestelde NEN-normen zijn bindend voor betontoepassingen. Bronnen 1. 2.

noot1 = Leidraad Bouwstoffen, Bouwstoffenkaart 5, DWW noot2 = Monitoring milieuhygiënische kwaliteit van bouwstoffen, RIVM

37

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.4 Elementenverharding

2.4

Elementenverharding

Beschrijving Bij de elementenverharding worden meestal betonstraatstenen toegepast. Gebakken straatstenen komen nagenoeg nog enkel voor in oude stadscentra of in dorpskernen. Gezien de mogelijkheden die er zijn met betonstraatstenen op esthetisch vlak (kleur, vorm, etc.) worden zij meer toegepast dan de gebakken straatstenen. Aard materiaal

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Afmetingen1

m

variabel

Dichtheid (blokken en tegels) 1

kg/m³

2.200 – 2.900 (afhankelijk van het gebruikte toeslagmateriaal)

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Weerstand tegen breuk - Statische druksterkte1 - Statische elasticiteitsmodulus1

N/mm² N/mm²

60-80 1,4*104 – 4*104 (afhankelijk betonkwaliteit)

Waterdoorlatendheid1

m/s

0,06 – 0,1(betonblokken met veel gaten) tot < 0,001 (betonblokken met dichtgeslibde spleten).

Poriëngehalte1

% (V/V)

1-3

Eenheid

Waarde

Chemische, fysische en mineralogisch samenstelling1

-

De matrix bestaat vooral uit hydratatie producten van de cement (calciumsilicaathydraat en calciumhydroxide). Daarnaast ook ettringiet.

Uitloogbaarheid1

-

Geringe uitloging, geen kritische parameters

Mechanische eigenschappen1

Chemische eigenschappen

Eigenschap

Arbo en veiligheid1 Bij het handmatig zetten van elementenverhardingen, zoals bijvoorbeeld in bochten, dient speciaal aandacht te worden besteed aan goede werken tilmethoden en aan de risico’s op letselschade bij onjuist handelen. Milieu3 Elementenverhardingen voldoen als vormgeven bouwstof aan categorie-1A van het Bouwstoffenbesluit. Constructieve uitvoeringaspecten2 ›› Voor de stabiele ligging van de straatstenen, en daarmee de draagkracht van de constructie, is het van belang dat de opsluiting voldoende is en de stenen zo goed mogelijk aaneengesloten liggen (dus smalle voegen).


Leidraad Balans

Elementenverharding

››

››

››

››

Indien aan weerszijden parkeerplaatsen en/of trottoirs zijn gelegen vormen deze elementen de stabiele opsluiting van de bestrating. Bij het ontbreken van deze elementen kan een zwaardere band of een zogeheten L-band worden toegepast; Als de straatstenen op een zandbed worden aangelegd, zonder fundering (bij zeer licht belaste constructies, als woonstraten fiets- en voetpaden e.d.), kunnen de straatstenen met de straatlaag direct op het zand voor zandbed worden aangelegd; Bij een fundering moet er een straatlaag aangelegd worden omdat de fundering niet vlak genoeg is en het funderingsmateriaal hiervoor te hard is. In de praktijk bedraagt de dikte van de straatlaag 50 mm. Als straatlaagmateriaal worden speciale zandsoorten toegepast, zoals brekerzand, hoogovenslakkenzand en brekerzand; Als funderingsmaterialen bij elementenverhardingen op deze wegen komen vooral ongebonden materialen in aanmerking. Zoals betongranulaat, menggranulaat, Bims en lavasteen. De laatste twee funderingsmaterialen kunnen niet in alle gevallen worden toegepast vanwege de geringere korrelsterkte, dat wil zeggen een lagere verbrijzelingsfactor. Bij toepassing van een ongebonden steenfundering blijft de ondergrond beter toegankelijk voor het aanbrengen of het herstel van kabels en leidingen dan bij aanwezigheid van een gebonden fundering. De keuze van het materiaal voor de ongebonden steenfundering moet worden afgestemd op het toekomstige gebruik van de verharding. Het oppervlak van een ongebonden steenfundering moet voldoende dicht zijn om te voorkomen dat de straatlaag wegzakt in de fundering.

Bronnen 1. 2. 3.

noot1 = Leidraad Bouwstoffen, Bouwstoffenkaart 6, DWW noot²= Dimensionering van betonsteenverhardingen voor wegen, CROW publicatie 42 noot3 = Monitoring milieuhygiënische kwaliteit van bouwstoffen, RIVM

39

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.5 Funderingslagen in traditionele ophoogmaatregelen

2.5

Funderingslagen in traditionele ophoogmaatregelen

Zand voor zandbed Beschrijving1 Zand voor zandbed is een grondsoort van grotendeels minerale deeltjes, waarvan minimaal 85% (m/m) een korrelgrootte heeft tussen 63 mm en 2 mm. Indien het gehalte tussen de 85 tot 90% ligt, mag bovendien het gehalte aan minerale deeltjes door zeef 20 mm van de fractie door zeef 2 mm maximaal 3% bedragen. Zand voor zandbed is afkomstig uit de Noordzee, uit natte winningsgebieden, uit onderhoudsbaggerwerken en grindwinning en uit droge winningen. Aard materiaal

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Korrelgrootteverdeling - % <63 mm1

% (m/m)

< 15

Korrelvorm1

-

Meestal rond, sommige korrels zijn meer plat (hangt af van het soort mineraal)

Textuur van de korrels1

-

Afgerond en glad

Chemische, fysische en mineralogische samenstelling1

% (m/m)

Belangrijkste deel bestaat uit kwarts maximaal 3% (humus).

Dichtheid - Korreldichtheid1 - Maximum proctordichtheid1 - Optimum vochtgehalte1 - Verdichtinggraad1

kg/m³ kg/m³ % (m/m) %

2.650 1.600 – 1.800 10 - 15 93 – 101

Poriëngehalte1

% (V/V)

30 – 40

Vochtgehalte

% (m/m)

2–7

Eenheid

Waarde

MPa %

150 - 200 15 – 20

1

1

Mechanische eigenschappen

Eigenschap Stijfheid - Dynamische stijfheidmodulus1 - CBR-waarde Wrijvingseigenschappen - Inwendige wrijvingshoek

°

35 – 40

Verdichtinggewilligheid1

-

Afhankelijk van vochtgehalte

Verdichtbaarheid

%

Maximaal circa 20

1


Leidraad Balans

Funderingslagen in traditionele ophoogmaatregelen

Grondmechanische eigenschappen

Eigenschap

Eenheid

Waarde


mm/s

10-6 - 10-5

Capillaire werking1

m

≤ 0,30

Wateropname1

%

Nihil

-

Afhankelijk van het vochtgehalte.

Vorstgevoeligheid (vorstheffing)

-

Niet vorstgevoelig.

Weerstand tegen erosie1

-

Gevoelig voor erosie.

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Samenstelling en uitloogbaarheid1

-

Kritische parameters zijn niet aan te geven, is afhankelijk van de oorsprong. Chloride is kritisch in Noordzeezand.

Vochtgevoeligheid

1 1


Arbo en veiligheid2 Zand uit land/waterbodems kan verontreinigd zijn met diverse zware metalen, zoals kwik, cadmium en lood, minerale olie, PAK(10-VROM), PCB’s en organische oplosmiddelen. Zand kan van nature hoge concentraties arseen bevatten. Voor het werken met licht verontreinigd zand, categorie-1 bouwstof en hoger, moet op basis van CROW-publicatie 132 ‘Werken in of met verontreinigde grond en met verontreinigd (grond)water’ nagegaan worden of maatregelen of voorzieningen nodig zijn. Bij de categorie schone grond zijn geen bijzondere maatregelen of voorzieningen nodig. Milieu3 Vanuit milieuhygiënisch oogpunt is zand in principe een onverdacht materiaal. Afhankelijk van de herkomst kunnen echter zouten en diverse verontreinigingen worden aangetroffen. Met name zeezand van het continentaal plat van de Noordzee kan schelpresten bevatten. In de periode 1998 – 2001 is door RIVM de milieuhygiënische kwaliteit van diverse partijen zand getoetst aan de normen van het Bouwstoffenbesluit. Uit de resultaten blijkt dat 92% van de partijen voldoet aan de in het Bouwstoffenbesluit gestelde normen voor schone grond of MVR-grond. Van de partijen voldoet 6% aan de in het Bouwstoffenbesluit gestelde normen voor categorie-1 grond. Van het overige deel is niet bekend aan welke normen dit voldoet. Constructieve en uitvoeringsaspecten1 ›› Zand is een relatief homogeen materiaal. Het zand is uiteraard oer locatie mineralogisch verschillend. Dit hangt sterk samen met het herkomstgebied van het zand. De mineralogisch samenstellingen van het Nederlands zand heeft geen invloed op de constructieve aspecten; ›› Bij het aanbrengen van de zandlaag is het vochtgehalte van invloed op de verwerkbaarheid en verdichtbaarheid; ›› Verdichting van het zandbed in lagen van maximaal 0,5 m; ›› Vaak wordt zand bevochtigd tot optimumvochtgehalte bepaald uit de normale proctorproef. Dit kan leiden tot ‘doldraaien’ zand, mede vanwege het werken in een gebied met hoge waterstanden. Het is beter het vochtgehalte enkele massaprocenten lager te houden. Bronnen 1. 2. 3.

noot1 = Leidraad Bouwstoffen, Bouwstoffenkaart 29, DWW noot2 = Werken in of met verontreinigde grond of met verontreinigd (grond)water, CROW-publicatie 132 noot3 = Monitoring milieuhygiënische kwaliteit van bouwstoffen, RIVM

41

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.6 Fosforslakkenmengsel

2.6

Fosforslakkenmengsel

Beschrijving1 Fosforslakken is materiaal dat ontstaat bij het breken van slak die vrijkomt bij de productie van fosfor. Fosforslakkenmengsel moet bestaan uit een mengsel van gebroken fosforslak, gegranuleerde hoogovenslak en eventueel staalslak, waarbij het aandeel van de staalslak in het mengsel kleiner dan of gelijk zijn aan 25 % m/m moet zijn. Bij het productieproces wordt fosforerts samen met grind en cokes in een elektro-oven tot ongeveer 1500 °C verhit. Daarbij komen fosfor en koolmonoxide gasvormig vrij en er ontstaat een vloeibaar calciumsilicaat, de slak. De vloeibare slak wordt vervolgens in slakkenbedden uitgegoten en aan de slakkenbedden uitgegoten en aan de lucht afgekoeld, waarbij de slak vaak met water wordt besproeid om de afkoeling te bespoedigen. Hierdoor ontstaan krimpscheuren die het breken van de slak vergemakkelijken. De gestolde slak wordt tenslotte opgebroken in een breek-zeefinstallatie gebroken en gezeefd tot de gewenste korrelverdeling. Aard materiaal1

Eigenschap

Eenheid

Waarde


% (mm)

6 – 8 (sortering 0/20) 0 – 4 (sortering 0/40)

Korrelvorm1-2

-

Hoekig

Textuur van de korrels

-

Ruw, gladde breukvlakken


% (m/m)

Fosforslakkenmengsel: Fosforslak, gegranuleerde hoogovenslak en tot 25% LD-staalslak.

Dichtheid - Korreldichtheid1-2 - Los gestort1 - Verdicht in het werk1 - Maximum proctor dichtheid1-2 - Optimum vochtgehalte1 - Verdichtinggraad1

kg/m³ kg/m³ kg/m³ kg/m³ % (m/m) %

2.600 – 2.700 1.700 2.000 1.800 – 2.000 8 - 10 98 -103

Vochtgehalte1

% (m/m)

Ca. 4

Poriengehalte (holle ruimte mengsel)1

% (V/V)

Ca. 20

1


Leidraad Balans

Fosforslakkenmengsel


Eigenschap

Eenheid

Waarde

Mechanisch gedrag - Verbrijzelingfactor1-2 - Dynamische verbrijzelingwaarde1

%

0,75 – 0,80 (eis ≥ 0,65) ≤ 30

MPa % % MPa mm/m

1000 > 50 125 1 400

°

60

Eenheid

Waarde

Waterdoorlatendheid

m/s

10-5

Capillaire werking

m

< 0,30

Wateropname

%

0,3 % na 150 dagen

Eigenschap

Eenheid

Waarde


-

Kritische componenten voor uitloging zijn fluoride, chloride en bromide

Stijfheid - Dynamische stijfheidsmodulus1-2 - CBR-waarde bij aanleg4 - CBR-waarde na 28 dagen4 - Druksterkte³ - Representatieve waarde breukrek Wrijvingseigenschappen - Inwendige wrijvingshoek1 Grondmechanische eigenschappen

Eigenschap 1

1


Arbo en veiligheid² In het veiligheids- en gezondheidsplan dient onder andere aandacht besteed te worden aan de stofbelasting en het voorkomen van de overschrijding van MAC-waarden van de afzonderlijke stoffen. Milieu5 In de periode 1998-2001 zijn door het RIVM diverse partijen fosforslak getoetst aan de normen van het Bouwstoffenbesluit. Bij toepassing van fosforslak in zoet watermilieu kan 89 % als categorie1A en 1B en 11% als categorie-2 bouwstof worden toegepast. De toepassing van hydraulische fosforslakkenmengsel als gebonden wegfundering in brak oppervlakte- of zeewater voldoet voor 100% aan de normen die het Bouwstoffenbesluit stelt aan categorie 1A bouwstoffen. Het materiaal is van nature licht radioactief en geeft een beperkte bijdrage aan de natuurlijke achtergrondstraling. De toepassing van fosforslak past in het duurzaam bouwen beleid waarbij wordt gestreefd naar een zo volledig mogelijke toepassing van secundaire grondstoffen. Constructieve en uitvoeringsaspecten1-2 ›› Als funderingsmateriaal heeft een fosforslakkenmengsel een hoge constructieve waarde; ›› Om ontmenging te voorkomen dient fosforslakkenmengsel zorgvuldig te worden verwerkt; ›› Een goede verdichting van het (hydraulisch) fosforslakkenmengsel is belangrijk, daar dit het hydraulisch proces en daarmee het draagvermogen bevordert en eventuele uitloging vermindert. Bronnen 1. 2. 3. 4. 5.

noot1 = Leidraad Bouwstoffen, Bouwstoffenkaart 16, DWW noot² = Secundaire bouwstoffen voor de wegenbouw, CROW publicatie 143 noot³ = Dunne asfaltverhardingen: dimensionering en herontwerp CROW publicatie 157 noot4 = Informatie van GeoDelft, leverancier Pelt&Hooykaas 2002 noot5 = Monitoring milieuhygiënische kwaliteit van bouwstoffen, RIVM

43

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.7 Betongranulaat

2.7

Betongranulaat

Beschrijving1 Betonpuin is materiaal verkregen door sloop van betonconstructies. Betongranulaat is aggregaat dat voornamelijk uit betonpuin is bereid, waarbij de hoofdbestanddelen voor tenminste 80% (m/m) moeten bestaan uit gebroken grinden steenslagbeton, waarvan de korrels een droge dichtheid van tenminste 2100 kg/m³ bezitten en voor ten hoogste uit 10% (m/m) overige gebroken steen en steenachtig materiaal mogen bestaan, waarvan de korrels een droge dichtheid van tenminste 2.100 kg/m³ bezitten. Betongranulaat wordt vervaardigd door het breken en zeven van (door selectieve sloop verkregen) betonpuin in bouwen sloopafval bewerkingsinrichtingen. Aard materiaal

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Korrelgrootteverdeling - percentage < 63 mm1

% (mm)

- 0/20: eis 0 - 8 - 0/40: eis 0 - 6

Korrelvorm1

-

Hoekig

-

Ruw


% (m/m)

≥ 80% betonpuin ≤ 10 % overig gebroken steen en steenachtig materiaal ≤ 10% gebroken metselwerkpuin en overig gebroken steen en steenachtig materiaal

Dichtheid - Korreldichtheid1 - Maximum proctordichtheid1 - Optimum vochtgehalte1

kg/m³ kg/m³ % (m/m)

- Natuurlijk vochtgehalte1 - Verdichtinggraad1

% (m/m) %

Poriëngehalte1

% (V/V)


1

2.000 – 2.300 (eis: 90% (m/m) ≥ 2.100) 1.800 – 1.900 (0/40) 8,5 – 9 (0/20) -6 (0/40) 6 – 8,3 (0/40) 98 – 104 (0/40) (eis: per monster: 98; gemiddeld: 101) 12 – 20 (0/40)


Leidraad Balans

Betongranulaat


Eigenschap

Eenheid

Waarde

Verbrijzelingfactor1

-

0,71 – 0,84 (eis > 0,65)

MPa %

600 64 (toename in de tijd als gevolg van verkitting (eis ≥ 62,5 na 28 dagen)

Wrijvingseigenschappen - Inwendige wrijvingshoek1

°

45 – 54

Verdichtinggewilligheid

-

Laat zich goed verdichten

Gevoeligheid voor ontmenging1

-

Er moeten maatregelen genomen worden om ontmenging tegen te gaan

Stijfheid - Dynamische stijfheidsmodulus1 - CBR-waarde1

1


Eigenschap

Eenheid

Waarde


m/s

2*10-5 – 3*10-7

Capillaire werking1

m

0,20 – 0,33

Wateropname

%

0,3 % na 150 dagen

Vorstgevoeligheid (vorstheffing) 1

-

Goede bestandheid tegen vorst

1


Eigenschap Samenstelling en uitloogbaarheid1

Eenheid

Waarde

-

Mogelijke overschrijding van PAK(10-VROM), sulfaat en minerale oliën.

Arbo en veiligheid1 In het V&G-plan aandacht besteden aan de stofbelasting. Bij sloop van moet naast de stofbelasting ook aandacht worden besteed aan het voorkomen van overschrijding van de MAC-waarden voor kwarts. Tevens kunnen verschillende soorten asbest aangetroffen worden. Milieu2 In de periode 1998 – 2001 is door RIVM de milieuhygiënische kwaliteit van diverse partijen betongranulaat getoetst aan de normen van het Bouwstoffenbesluit. Uit de resultaten voor een toepassingshoogte van 0,2 m blijkt dat het betongranulaat voor de toepassing als verhardingsmateriaal in de wegenbouw structureel voldoet aan de normen van categorie-1A bouwstoffen. De toepassing van betongranulaat in werken past in het duurzaam bouwen beleid om zoveel mogelijk secundaire grondstoffen toe te passen. Constructieve en uitvoeringsaspecten1 ›› Betongranulaat (sortering 0/40 mm) wordt in Nederland momenteel hoofdzakelijk als funderingsmateriaal onder wegen toegepast; ›› De constructieve waarde is hoger dan die van ‘zand in zandbed’ (de stijfheidsmodulus van betongranulaat bedraagt 600 MPa). Verhardt na aanleg door hydratatie van cementresten waardoor de stijfheid in de tijd toeneemt. Bronnen 1. 2.

noot1 = Leidraad Bouwstoffen, Bouwstoffenkaart 7, DWW noot2= Monitoring milieuhygiënische kwaliteit van bouwstoffen, RIVM

45

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.8 Hoogovenslakkenmengsel

2.8

Hoogovenslakkenmengsel

Beschrijving1 Hoogovenslakken is materiaal dat ontstaat bij het breken van slak die vrijkomt bij de bereiding van ruwijzer in hoogovens. Hoogovenslakkenmengsel moet bestaan uit een mengsel van gebroken hoogovenslak, gegranuleerde hoogovenslak en eventueel staalslak, waarbij het aandeel van de staalslak in het mengsel kleiner dan of gelijk aan 25 % moet zijn. Aard materiaal

Eigenschap

Eenheid

Waarde

% (mm) % (mm)

0 – 8 (sortering 0/20) 0 – 4 (sortering 0/40)

-

Gebroken/hoekig met luchtinsluitsels


-

Ruw onderbroken door luchtinsluitsels

Chemische, fysische en mineralogische samenstelling - IJzerhoudende bestanddelen1

% (m/m)

Nihil

Dichtheid - Korreldichtheid - Maximum proctordichtheid1-2 - Optimum vochtgehalte1 - Verdichtinggraad1

kg/m³ kg/m³ % (m/m) %

2.650 2.000 8 - 12 98 – 103

Vochtgehalte1

% (m/m)

2–4

Korrelgrootteverdeling - % <63 mm1 Korrelvorm1 1


Eigenschap

Eenheid

Waarde

Mechanisch gedrag - Verbrijzelingfactor1 - LA-waarde²

-

0,70 – 0,75 (eis ≥ 0,65) 32 – 37

MPa % % % MPa mm/m

1000 115 154 312 1 400

Stijfheid - Dynamische stijfheidmodulus³ - CBR-waarde² na 28 dagen² na 91 dagen² - Druksterkte³ - Representatieve waarde breukrek ³


Eigenschap Capillaire werking

1

Eenheid

Waarde

m

< 0,30


Leidraad Balans

Hoogovenslakkenmengsel


Eigenschap

Eenheid

Waarde

Chemische of fysische stabiliteit1-2

-

Goed, ijzeren kalkbestendige gebieden vragen echter de aandacht.


-

Barium, chloride, bromide zijn kritische stoffen voor uitloging. Minerale olie voor samenstelling.

Arbo en veiligheid1 In het veiligheid- en gezondheidsplan dient onder andere aandacht besteed te worden aan de stofbelasting en het voorkomen van de overschrijding van MAC-waarden van afzonderlijke stoffen. Milieu4 De milieuhygiënische kwaliteit van de slak is afhankelijk van de samenstelling van het ijzererts, de cokes en de toeslagstof(fen). In de periode 1998-2001 zijn door het RIVM diverse partijen hoogovenslakkenmengsels getoetst aan de normen van het Bouwstoffenbesluit. Als vormgegeven bouwstof voldoet hoogovenslakkenmengsel aan de normen voor een categorie-1A bouwstof. Als niet-vormgegeven bouwstof voldoet hoogovenslakkenmengsel aan de normen voor een categorie-1 bouwstof bij een toepassingshoogte van 0,3 m. Constructieve en uitvoeringsaspecten1 ›› Als funderingsmateriaal heeft een hoogovenslakkenmengsel een hoge constructieve waarde; ›› Om ontmenging te voorkomen dient hoogovenslakkenmengsel zorgvuldig te worden verwerkt; ›› Een goede verdichting van het hoogovenslakkenmengsel is belangrijk, daar dit het hydraulisch proces en daarmee het draagvermogen bevordert en eventuele uitloging vermindert. Bronnen 1. 2. 3. 4.

noot1 = Leidraad Bouwstoffen, Bouwstoffenkaart 20, DWW noot² = Informatie van leverancier Holcim, april 2005 noot³ = Dunne asfaltverhardingen: dimensionering en herontwerp, CROW publicatie 157 noot4 = Monitoring milieuhygiënische kwaliteit van bouwstoffen, RIVM

47

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.9 Hydraulisch menggranulaat

2.9

Hydraulisch menggranulaat

Beschrijving1 Hydraulisch menggranulaat is een mengsel van menggranulaat en hydraulisch slakmateriaal dat wordt toegepast in wegfunderingen. Hierbij moet het aandeel van het hydraulisch slakmateriaal in het mengsel tussen 5% en 20 % (m/m) zijn. Menggranulaat ontstaat door het breken en zeven van beton- en metselwerkpuin in een bouwen sloop afval bewerkinginrichting. Hydraulisch menggranulaat ontstaat wanneer aan het menggranulaat hydraulisch slakmateriaal wordt toegevoegd. Aard materiaal

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Korrelgrootteverdeling 0/401 - % <63 mm1

% (mm)

2-6

Korrelvorm1

-

Hoekig, vorm mede afhankelijk van het type breker


-

Ruw


% (m/m)

≥ 40% betonpuin ≤ 50 % overig steenmaterialen groter dan 1.600 kg/m³. ca. 10% hydraulische slak, diverse nevenbestanddelen.

Dichtheid - Korreldichtheid1 - Maximum proctordichtheid1 - Optimum vochtgehalte1 - Natuurlijk vochtgehalte1 - Verdichtinggraad1

kg/m³ kg/m³ % (m/m) % (m/m) %

1.700 – 2.200 1.500 – 1.850 11 – 14 8 - 10 98 – 103

Poriëngehalte1

% (V/V)

13 – 20

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Mechanisch gedrag - Verbrijzelingfactor1

-

0,67 – 0,75 (eis > 0,65)

MPa % mm/m

600 60 50-80

° kN/m²

40 – 50 nihil


Stijfheid - Dynamische stijfheidsmodulus1 - CBR-waarde² - Representatieve waarde breukrek Wrijvingseigenschappen - Inwendige wrijvingshoek1 - Cohesie1 Grondmechanische eigenschappen

Eigenschap

Eenheid

Waarde


m/s

Ca. 10-6

Capillaire werking1

m

< 0,40


Leidraad Balans

Hydraulisch menggranulaat


Eigenschap


Eenheid

Waarde

-

De meest kritische stof voor uitloging is sulfaat. Incidentele overschrijdingen zijn mogelijk op de stoffen antimoon, koper, PAK-10, chloorhoudende pesticiden en minerale olie.

Arbo en veiligheid1 In het V&G-plan aandacht besteden aan de stofbelasting. Bij sloop van moet naast de stofbelasting ook aandacht worden besteed aan het voorkomen van overschrijding van de MAC-waarden voor kwarts. Tevens kunnen verschillende soorten asbest aangetroffen worden. Milieu3 In de periode 1998 – 2001 is door RIVM de milieuhygiënische kwaliteit van diverse partijen hydraulisch menggranulaat getoetst aan de normen van het Bouwstoffenbesluit. Uit de resultaten blijkt dat 91% van de partijen hydraulisch menggranulaat voldoet aan de in het Bouwstoffenbesluit gestelde normen voor categorie-1 bouwstoffen. Van de partijen voldoet 4,5% aan de in het Bouwstoffenbesluit gestelde normen voor categorie-2 bouwstoffen. Het overige deel voldoet niet aan de normen. Constructieve en uitvoeringsaspecten1-2 ›› De constructieve waarde is hoger dan die van ongebonden menggranulaat; de stijfheidsmodulus van hydraulisch menggranulaat bedraagt 600 MPa; ›› Na aanleg bindt het materiaal verder waardoor de stijfheid en de draagkracht in de tijd toeneemt; ›› Bijmenging met andere materialen mag niet plaatsvinden. Hydraulisch schuimgranulaat 0/404 Hydraulisch schuimgranulaat is een lichtgewicht funderingsmateriaal met een hoge stijfheid die gelijkwaardig is aan hydraulisch menggranulaat. Hydraulisch schuimgranulaat is als volgt samengesteld: ›› Circa 40 % (m/m) menggranulaat 4/40; ›› Circa 20 % (m/m) bewerkte en gewassen granulaatfractie 0,2/4 mm, waarvan circa 70% bestaande uit metselwerkgranulaat en circa 30% bestaande uit betongranulaat; ›› Minimaal 40% gegranuleerd hoogovenslakkenzand 0/2 mm; ›› De gemiddelde éénproctordichtheid op het materiaal door zeef 22,4 mm bedraagt niet meer dan 1.675 kg/m3. Bronnen 1. 2. 3. 4.

noot1 = Leidraad Bouwstoffen, Bouwstoffenkaart 21, DWW noot² = Secundaire bouwstoffen voor de wegenbouw, publicatie 143 noot3 = Monitoring milieuhygiënische kwaliteit van bouwstoffen, RIVM noot4 = Informatie van leverancier Intercodam

49

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.10 Funderingslagen voor lichtgewicht ophoogmaatregelen: Geëxpandeerde kleikorrels

2.10 Funderingslagen voor lichtgewicht ophoogmaatregelen: Geëxpandeerde kleikorrels Beschrijvingt1-2 Geëxpandeerde kleikorrels worden in Nederland toegepast in wegfunderingen. Het productieproces van de geëxpandeerde kleikorrel verloopt in 4 fasen: baggeren en bewerken van tertiaire klei, het drogen en vormen van de korrels, gevolgd door het expanderen en bakken in een draaioven bij een temperatuur van +/- 1100 ° C. In de laatste fase worden de kleikorrels gezeefd en opgeslagen Aard materiaal

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Chemische samenstelling

-

Fe2O3

Dichtheid - Droge volumieke massa1 - Natte volumieke massa1 - Droge dichtheid losgestort1 - Volume van de korrel1 - Verdicht en onder water verzadigd1

kg/m³ kg/m³ kg/m³ kg/m³ kg/m³

600 - 650 1290 350 - 360 590 245

Porositeit²

% (M/M)

75

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Verbrijzelingfactor²

-

Gevoelig voor verbrijzeling

Stijfheid - Dynamische stijfheidmodulus Indien goed verdicht (9 a 11%)² Indien matig verdicht (4 a 5%)² Indien n = 0,3(2) - Druksterkte E50²

kPa kPa kPa MPa

21073 – 106,83 * sv 15,94*106 * sv-1,47 8,22*106 * sv-1,47 3 a 5 MN/m² bij 50% van de maximale belasting

Wrijvingseigenschappen - Inwendige wrijvingshoek²

°

35

Dwarscontractiecoëfficiënt²

-

0,2 – 0,3

Verdichtbaarheid

-

3 a 5%

Verdichtinggewilligheid²

-

Gering

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Waterdoorlatendheid²

m/s

Zeer groot

Capillaire werking²

m

0,03

Wateropname²

% m/m

60

1




Leidraad Balans

Funderingslagen voor lichtgewicht ophoogmaatregelen: Geëxpandeerde kleikorrels


Eigenschap

Chemische of fysische stabiliteit²

Eenheid

Waarde

-

Chemisch bestendig, bestand tegen alle zuren en basen met uitzondering van fluorwaterstof. Materiaal wordt niet aangetast door schimmels, bacteriën of ongedierte.

Arbo en veiligheid2 In het veiligheid- en gezondheidsplan dient onder andere aandacht besteed te worden aan de stofbelasting. Milieu3 Er bestaat een goed beeld over de milieuhygiënische kwaliteit van geëxpandeerde gebakken kleikorrels. Van de 19 onderzochte partijen voldoet, afhankelijk van de toepassingshoogte, 95 % tot 100 % aan de normen die het Bouwstoffenbesluit stelt aan categorie-1 bouwstoffen. Het overige deel voldoet aan de normen die het Bouwstoffenbesluit stelt aan categorie-2 bouwstoffen. Bij een toepassingshoogte vanaf 2 meter wordt het element vanadium kritisch. Tevens kunnen dan fluoride en sulfaat kritisch zijn. Constructieve en uitvoeringsaspecten2 ›› De geëxpandeerde kleikorrels worden naar het werk gebracht met een vrachtwagen (tot 60 m³ per vrachtwagen) en kunnen de korrels in het werk worden geblazen met een lang slang (tot 50 m) met een debiet van 25 m³/uur; ›› De verdichting die optreedt door het aanbrengen van een laag geëxpandeerde kleikorrels bedraagt 3 á 5% ten opzichte van de losse pakking zoals gemeten en geleverd door de fabriek; ›› Volgens de producent kan een goede verdichting van de geëxpandeerde kleikorrel worden verkregen in lagen van 0,25 tot 0,35 m aan te brengen en te verdichten met behulp van een trilplaat. Een dergelijke verdichting resulteert meestal in een volumevermindering van ongeveer 10%; ›› Het materiaal wordt gezien de lage weerstand tegen verbrijzeling altijd voorzien van een afdekkende funderingslaag; ›› Door het materiaal in te pakken in een geotextiel kan vermenging met de daarboven gelegen laag worden voorkomen. Bronnen 1. 2. 3.

noot1 = Folder Rook Krimpen noot² = Informatiemap ARGEX noot3 = Monitoring milieuhygiënische kwaliteit van bouwstoffen, RIVM

51

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.11 Gevulkaniseerd puinsteen (Bims)

2.11 Gevulkaniseerd puimsteen (Bims) Beschrijving1 Bims is een natuurlijk vulkanisch gesteente dat vooral in de sortering 0/16 mm in Nederland als lichtgewicht granulair ophoogmateriaal wordt toegepast. Het bestaat uit vaste stof, met water gevulde open poriën en met lucht gevulde gesloten poriën. In dit rapport is beschreven wat de eigenschappen zijn van 4 typen Bims namelijk: ›› Lipari Bims; ›› Yali Bims; ›› Hekla Bims; ›› Korreth Bims. Aard materiaal

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Dichtheid Lipari Bims 0/16 - Losgestort² - Verdicht vochtig gewicht² - Nat verdicht gewicht² - Proctordichtheid² - Porositeit2

kg/m³ kg/m³ kg/m³ kg/m³ % (M/M)

675 1065 1148 846 53,1

Dichtheid Yali Bims 0/16 - Losgestort3 - Verdicht vochtig gewicht3 - Nat verdicht gewicht3 - Proctordichtheid3 - Porositeit3


675 1040 1151 814 37,4

Dichtheid Hekla Bims 0/16 - Losgestort4 - Verdicht vochtig gewicht4 - Nat verdicht gewicht4 - Proctordichtheid4 - Porositeit4


515 688 800 437 --

Dichtheid Korreth Bims 0/16 - Losgestort4 - Verdicht vochtig gewicht4 - Nat verdicht gewicht4 - Proctordichtheid4 - Porositeit4


1009 -1165 925 --


Leidraad Balans

Gevulkaniseerd puinsteen (Bims)


Eigenschap

Eenheid

Waarde

Verbrijzelingfactor Lipari Bims² Yali Bims3 Hekla Bims4 Korreth Bims4

-

0,55 0,59 0,35 0,55

MPa MPa MPa MPa

150 - 300 150 - 300 100 - 300 --

% % % %

28,1 - 37,4 44,8 - 50,4 27,0 --

° ° ° °

> 40 41,6 - 48,1 > 40 35 - 38

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Waterdoorlatendheid Lipari Bims² Yali Bims3 Hekla Bims4 Korreth Bims4

m/s m/s m/s m/s

3*10-4 3*10-4 -2,6*10-4

Wateropname Lipari Bims² Yali Bims3 Hekla Bims4 Korreth Bims4

% % % %

32 17 - 20 ca. 80 20 -30

Vorstbestendigheid2,3,4

-

Niet vorstgevoelig

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Chemische of fysische stabiliteit2,3,4

-

Stabiel

Stijfheid - Dynamische stijfheidmodulus Lipari Bims² Yali Bims3 Hekla Bims4 Korreth Bims4 - CBR-waarde Lipari Bims² Yali Bims3 Hekla Bims4 Korreth Bims4 Wrijvingseigenschappen - Inwendige wrijvingshoek Lipari Bims2 Yali Bims3 Hekla Bims4 Korreth Bims4



53

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.1 Bouwstoffen

Arbo In het V&G-plan dient aandacht besteed te worden aan de stofbelasting. Milieu² Toepassing van Lipari- en Hekla Bims tot 10 m valt in categorie 1 van het Bouwstoffenbesluit. Voor Yali Bims geldt hiervoor 20 m. Constructieve en uitvoeringsaspecten ›› Indien de ondergrond een zuurtegraad heeft van pH 4 of lager, zal op de lange termijn verwering van Bims optreden; ›› Bims niet bij vorst verwerken; ›› Voor zover verdichting is voorgeschreven, moet het aanbrengen van Bims geschieden in lagen met een dikte van maximaal 0,40 m, gemeten na verdichting; ›› Het materiaal leent zich goed het opvullen van leidingsleuven. Bij verdichting treedt enige verbrijzeling op; ›› Bims is sterk waterdoorlatend. Bij ontgravingen in Bims treedt veel water uit de omgeving toe. Conclusies Tussen Lipari- en Yali Bims zijn de verschillen niet groot, enkele uitzonderingen daargelaten. Hekla Bims wijkt sterker af met een lagere dichtheid, maar ook een zwakkere korrelsterkte. Bronnen 1. 2. 3. 4.

noot1 = Informatiefolder Rook-krimpen, 1999 noot² = Informatie van leverancier Lipari Bims, Holcim noot3 = Informatie van leverancier Yali Bims, New Way Trading noot4 = Informatie van leverancier Hekla en Korreth Bims, Flandria Holland BV

Detail van puinsteen


Leidraad Balans

Lavasteen

2.12 Lavasteen Beschrijving Lavasteen is een gebroken poreus gesteente van vulkanische oorsprong en is afkomstig uit diverse groeves in het buitenland, met name uit Duitsland. Lavasteen wordt gebruikt als lichtgewicht ophoogmateriaal en soms als steenfundering. Eifellith-Lava heeft een geschikte korrelvorm, korrelsterkte en korrelopbouw voor toegepassing als funderingsmateriaal in de wegenbouw. Met zeef-breek-menginstallaties kan een korrelopbouw worden verkregen die in de meeste gevallen aansluit op de wensen voor uw specifieke constructie. Aard materiaal

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Dichtheid Eifellith-Lava 0/40 - Losgestort1 - Verdicht vochtig gewicht in de weg1 - Nat verdicht gewicht1 - Proctordichtheid1

kg/m³ kg/m³ kg/m³ kg/m³

1400 1650 1850 2200

Porodur-Lava 16/32 - Losgestort1 - Verdicht vochtig gewicht in de weg1 - Nat verdicht gewicht1 - Proctordichtheid1

kg/m³ kg/m³ kg/m³ kg/m³

1050 1150 1200 1550

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Mechanisch gedrag - Verbrijzelingfactor 0/40 mm gradering1 16/32 of 60/120 gradering1

-

0,66 0,60

MPa

100

% %

60 40

°

> 40

Eenheid

Waarde

m/s

groot

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Chemische of fysische stabiliteit1

-

Stabiel


Stijfheid - Dynamische stijfheidmodulus1 - CBR-waarde 0/401 16/32 of 60/1201 Wrijvingseigenschappen - Inwendige wrijvingshoek1 Grondmechanische eigenschappen

Eigenschap Waterdoorlatendheid

1


55

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.12 Lavasteen

Arbo en veiligheid1 Bij de verwerking van lavasteen zijn geen bijzondere maatregelen of voorzieningen nodig. Wel dient gelet te worden op het optreden van eventuele stofemissies. Milieu2 In de periode 1998-2001 zijn door het RIVM diverse partijen lavasteen getoetst aan de normen van het Bouwstoffenbesluit. Uit de resultaten blijkt dat bij een toepassingshoogte tot 1,5 m, meer dan 92% van de partijen voldoet aan de normen die het Bouwstoffenbesluit stelt aan categorie-1 bouwstoffen. Constructieve en uitvoeringsaspecten1 ›› Eifellith-Lava kan vanwege de grote korrelsterkte, haakweerstand en korrelopbouw toegepast worden als wegfundering; ›› Grove lavasteen inpakken in een geotextiel, daarmee kan vermenging met onder- en boven gelegen lagen worden voorkomen; ›› Grove lavasteen kan gebruikt worden voor het dempen van sloten. Het slib kan dan blijven zitten en vult de holle ruimten tussen de korrels; ›› Lavasteen niet bij vorst verwerken; ›› Van belang is met zo weinig mogelijk verdichtingsenergie een klinkvrije constructie te realiseren; ›› Voor zover verdichting is voorgeschreven, moet het aanbrengen van lava geschieden in lagen met een dikte van maximaal 0,40 m, gemeten na verdichting. Bronnen 1. 2.

noot1 = Informatie van leverancier Holcim, april 2005 noot2 = Monitoring milieuhygiënische kwaliteit van bouwstoffen, RIVM


Leidraad Balans

Gevulkaniseerd zand (Flugsand)

2.13 Gevulkaniseerd zand (Flugsand) Beschrijving1 Flugsand is een poreus loskorrelig materiaal van vulkanische oorsprong, waarbij de korrelgrootte kleiner dan 8 mm is. Flugsand is afkomstig van de noordoost hellingen van de bergen aan weerszijden van de Rijn in Duitsland in de buurt van Koblenz. Flugsand is beschikbaar in drie kwaliteitsklassen waarbij de losgestorte natuurlijke vochtigheid de waardeparameter is. Aard materiaal

Eigenschap Korrelgrootteverdeling (0/8) - % <63 mm1 - D60/D101

Eenheid

Waarde

% (m/m) -

≤ 15 >5

% (V/V)

Kwarts (8-25 %), Veldspaat (5 –20%) Mica (3-6%), Kaoliniet (<1%), Vulkanisch glas (50-81%)

1

Chemische, fysische en mineralogische samenstelling1 Dichtheid - Korreldichtheid - Losgestort Klasse 1² Klasse 2² Klasse 3² - Dichtheid vochtig circa 90% verdicht Klasse 1² Klasse 2² Klasse 3² - Natuurlijke vochtige dichtheid Klasse 1² Klasse 2² Klasse 3²

kg/m³ kg/m³ kg/m³

2.340 – 2.630 1.600 – 2.100 < 850 850 – 950 950 – 1.050


1100 1250 1400


1750 1750 - 1900 1900 – 2100

Holle ruimte - Verdicht in het werk1 (boven water) - Los gestort in het werk1 (onder water) - Verdicht in het werk1 (onder water)

% (V/V) % (V/V) % (V/V)

Circa 30 30 – 35 20 - 30

Natuurlijk watergehalte1

% (m/m)

20 – 50 (afhankelijk van de dichtheid)

Korrelvorm1

-

Onregelmatig

-

Ruw

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Mechanisch gedrag, verbrijzelingfactor1

-

0,55 –0,60

Stijfheid - Dynamische elasticiteitsmodulus1 - CBR-waarde1

MPa %


1

kg/m³



°

100 10 - 18 30 - 40

57

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.13 Gevulkaniseerd zand (Flugsand)


Eigenschap

Eenheid

Waarde


m/s

4*10-3

Capillaire werking1

m

0,20 –0,40

Wateropname1

%

0,3 % na 150 dagen

mm

7

Vorstbestendigheid³

5-10

Lichte mate van vorstbestendigheid NIET bij vorst verwerken

Weerstand tegen erosie - Externe erosie³ - Inwendige erosie1

m/s -

0,2 (sleepsnelheid) erosiegevoelig Treedt niet op

Vorstgevoeligheid (vorstheffing)

1


Eigenschap

Eenheid

Waarde


-

Bij normale verdichting nauwelijks verbrijzeling, beperkte verwring mogelijk bij pH < 4.


mg/kg d.s.

Voor uitloginng is fluoride een kritische parameter.

Arbo en veiligheid1 Bij de verwerking van Flugsand zijn geen bijzondere maatregelen of voorzieningen nodig. Wel dient gelet te worden op het optreden van eventuele stofemissies. Milieu4 In de periode 1998 – 2001 is door RIVM de milieuhygiënische kwaliteit van diverse partijen Flugsand getoetst aan de normen van het Bouwstoffenbesluit. Uit de resultaten blijkt dat bij een toepassingshoogte tot 0,7 m 100% van de partijen voldoet aan de normen die het Bouwstoffenbesluit stelt aan categorie-1 bouwstoffen. De uitloging van zware metalen is nihil. Bij een toepassingshoogte van 1,5 m voldoet 89% aan de normen die het Bouwstoffenbesluit stelt aan categorie-1 bouwstoffen. De overige 11% voldoet aan de normen van categorie-2 bouwstoffen, door uitloging van fluoride. Constructieve en uitvoeringsaspecten1 ›› Indien de ondergrond een zuurtegraad heeft van pH 4 of lager, zal op de lange termijn verwering van het Flugsand optreden; ›› Flugsand niet bij vorst verwerken; ›› Voor zover verdichting is voorgeschreven, moet het aanbrengen van Flugsand geschieden in lagen met een dikte van maximaal 0,40 m, gemeten na verdichting. De holle ruimte van Flugsand, kwaliteitsklasse 1, moet na verdichting ten minste 28% en ten hoogste 32% bedragen; ›› Van belang is met zo weinig mogelijk verdichtingsenergie een klinkvrije constructie te realiseren. Bronnen 1. 2. 3. 4. 5.

noot1 = Leidraad Bouwstoffen, Bouwstoffenkaart 15, DWW noot² = Informatie van leverancier Holcim, april 2005 noot³ = Ophogingen en ophoogmaterialen, CROW publicatie 121 noot4 = Monitoring milieuhygiënische kwaliteit van bouwstoffen, RIVM noot5 =Flugsand, CUR 94-5


Leidraad Balans

E-bodemas

2.14 E-bodemas Beschrijving1 Bodemas is de verbrandingsrest die op de bodem of op het rooster van een verbrandingsinstallatie achterblijft na verbranding van afvalstoffen of steenkool. E-bodemas is bij hoge temperatuur samengesmolten bodemas die achterblijft op de bodem van een met poederkool gestookte elektriciteitscentrale. Vroeger was E-bodemas bekend als ketelzand. Aard materiaal

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Korrelgrootteverdeling - fractie <63 mm1-3 - D60/D101 - D506 - fractie > 2 mm6

% (m/m) mm % (m/m)

7 - 13 12 – 25 0,5 - 2 22 – 39

Korrelvorm1

-

Varieert sterk: rond, hoekig, onregelmatig,scherp en langwerpig


% (V/V)

SiO2 : 58 Al2O3 : ca. 28 Fe2O3 : ca. 7

Dichtheid - Korreldichtheid3 - Verdicht vochtig gewicht6 - Natuurlijke vochtige dichtheid6 - Maximum proctordichtheid5 - Verdichtinggraad6

kg/m³ kg/m³ kg/m³ kg/m³ %

2370– 2560 1200 1620 - 1820 950 – 1350 90 - 95

Gloeiverlies1

% (m/m)

0,1 - 20

Vochtgehalte - Natuurlijk vochtgehalte6 - Optimum vochtgehalte(Proctor)6

% (m/m) % (m/m)

10 – 30 29 – 38

Eigenschap

Eenheid

Waarde

LA-waarde

% (m/m)

27 - 50

Stijfheid - Dynamische stijfheidsmodulus1-2 - CBR-waarde1-2

MPa %

200 17 – 38


°

35 - 40

Samendrukbaarheid

%

< 0,1


1

1

59

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.14 E-bodemas


Eigenschap

Eenheid

Waarde


m/s

3*10-5 – 0.5*10-5

Capillaire werking6

m

0,20 – 0,25

Wateropname1

%

0,3 % na 150 dagen

Duurzaamheid - Vorstgevoeligheid1

-

Vorstgevoeligheid (vorstheffing) 1

mm

1,2-1,5

Vorstbestendigheid

-

Lichte mate van vorstbestendigheid

-

Lage weerstand, bescherming noodzakelijk

1

Weerstand tegen erosie1

Niet



Eenheid

Waarde

mg/kg d.s.

Kritisch kunnen zijn barium, molybdeen, seleen, vanadium en sulfaat bij toepassingshoogten van meer dan 2 m.

Arbo en veiligheid1 In het veiligheid- en gezondheidsplan dient de nodige aandacht besteed te worden aan de stofbelasting. Milieu4 In de periode 1998 – 2001 is door RIVM de milieuhygiënische kwaliteit van diverse partijen E-bodemas getoetst aan de normen van het Bouwstoffenbesluit. Uit de resultaten blijkt dat, afhankelijk van de toepassingshoogte, 88 tot 98% van de partijen voldoet aan de normen die het Bouwstoffenbesluit stelt aan categorie-1 bouwstoffen. Het overige deel voldoet aan de normen die het Bouwstoffenbesluit stelt aan categorie-2 bouwstoffen. Constructieve en uitvoeringsaspecten1 Het merendeel van de in Nederland geproduceerde E-bodemas kan zonder restricties worden toegepast; ›› Voor E-bodemas bestaan geen specifieke civieltechnische bepalingen. Bronnen 1. 2. 3. 4. 5. 6.

noot1 = Leidraad Bouwstoffen, Bouwstoffenkaart 12, DWW noot² = Secundaire bouwstoffen voor de wegenbouw, CROW publicatie 143 noot³ = Ophogingen en ophoogmaterialen, CROW publicatie 121 noot4 = Monitoring milieuhygiënische kwaliteit van bouwstoffen, RIVM noot5 = Resten zijn géén afval (meer), CROW publicatie 16 noot6 = Eigenschappen van het materiaal Granulight, GeoDelft kenmerk CO-421290-0014


Leidraad Balans

Materialen die tot een ophoogmaatregel behoren: Geëxpandeerde polystyreen (EPS)

2.15 Materialen die tot een ophoogmaatregel behoren: Geëxpandeerde polystyreen (EPS) Beschrijving1 Geëxpandeerde polystyreen (EPS) is hardschuim dat is vervaardigd door expansie van polystyreen en co-polymeren. De productie van EPS is vrijwel vergelijkbaar met die van polystyreen, met dien verstande dat als extra blaasmiddel pentaan wordt toegevoegd, dat het volume laat expanderen tot een volume van 50 maal de oorspronkelijke grootte. Aard materiaal

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Chemische samenstelling1

-

PS

Dichtheid1

Kg/m³

15-40

Poriengehalte1

% (V/V)

98

Eenheid

Waarde

Dynamische stijfheidsmodulus

MPa

4 – 14

Dwarscontractiecoëfficiënt1

-

0,1

Inwendige wrijvingshoek

°

30

Cohesie

KN/m²

0

Statische belasting

%

< 0,5

Dynamische belasting met stuik < 0,4%1

%

Verwaarloosbaar

Krimp

%

0,3% na 150 dagen

Eenheid

Waarde

Waterdoorlatendheid

-

Zeer laag, lekkage via naden tussen de blokken

Capillaire werking1

m

Nihil

Wateropname

%

0,3 % na 150 dagen

Duurzaamheid levensduur1

Jaar

Ca. 50

Vorstgevoeligheid

-

Niet

Eigenschap

Eenheid

Waarde


-

Wordt aangetast door benzine, dieselolie en andere oplosmiddelen (indien onvoldoende beschermt)


Eigenschap 1

1

1

1


Eigenschap 1

1

1


Brandbaarheid1

Het materiaal is brandbaar, gevaar met name bij aanleg.

61

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.15 Materialen die tot een ophoogmaatregel behoren: Geëxpandeerde polystyreen (EPS)

Arbo en veiligheid1 In de buurt van en op EPS open vuur en grote warmte (meer dan 70° C) vermijden. Belangrijke rookgassen, die bij brand vrijkomen, zijn koolmonoxide en koolwaterstoffen. Onder normale omstandigheden vormt EPS geen gevaar voor de gezondheid. Milieu1 Bij het verwerken van EPS dienen maatregelen te worden genomen om verspreiding van resten EPS over het werk te voorkomen. Het materiaal moet bij opslag verzwaard/verbonden worden om wegwaaien te voorkomen. Constructieve uitvoeringaspecten2 ›› De rek aan de bovenkant van de EPS ten gevolge van de cyclische verkeersbelasting mag niet meer bedragen dan 0,4% bij toepassing van de meest gebruikte EPS typen EPS60 en EPS100. Vooral tijdens de bouwfase moet hiervoor aandacht besteed worden. Indien er door het rijden van vrachtwagens over ongebonden lagen plastische deformaties in het EPS optreden, zal dit leiden tot een lagere effectieve stijfheid en een aanzienlijk hogere wateropname in de EPS-blokken, omdat de celstructuur wordt beschadigd; ›› Een zwaarder EPS type in de wegconstructie heeft geen significante invloed op de wegbouwkundige dimensionering. Voor de gebruiksfase van de weg zal veelal volstaan kunnen worden met een EPS60. Afhankelijk van de uitvoeringsmethoden kan een zwaarder type EPS in de bovenste laag wel aanbeveling verdienen om voldoende weerstand te bieden tegen de drukspanningen van het bouwverkeer tijdens de uitvoeringsfase; ›› De thermische eigenschappen van EPS als aardebaan materiaal spelen geen rol voor de levensduur van de verharding. Ondanks een ander temperatuurverloop dan zand; ›› Het EPS is niet waterdoorlatend en hemelwater dat in de wegconstructie binnendringt moet daarom via drains naar het oppervlaktewater wordt afgevoerd. De EPS-blokken liggen doorgaans grotendeels onder het grondwaterniveau. Om opdrijving te voorkomen moet de freatische lijn zo laag mogelijk blijven en zeker niet hoger komen te liggen dan de aanname waarmee in de ontwerpfase gerekend is. Via het drainagesysteem wordt ervoor gezorgd dat de eventuele grondwaterstand nooit hoger ligt dan een vooraf vastgesteld peil; ›› EPS is niet bestendig tegen aardoliederivaten, een bescherming hiervan is daarom nodig bij toepassing boven het grondwater, bijvoorbeeld HDPE, dikte 1 mm, met gelaste naden. Voorkomen moet worden dat de afdekkende PE-folie beschadigd raakt of scheurt. Indien het EPS onvoldoende is beschermd, kan dit bij eventuele lekkages van benzine of andere oplosmiddelen worden aangetast; ›› Het granulaire materiaal direct bovenop de EPS mag niet te grof korrelig zijn of er moet eerst een zandlaag gelegd worden om beschadiging van de EPS ten gevolge van te grote drukspanningen te voorkomen; ›› Beschadigde EPS-elementen niet verwerken tenzij deze door pas te maken geschikt zijn voor verwerking; ›› Bij begrenzing van de blokkenstapeling door een stalen damwand moet er 0,3 tot 0,5 m zand of schuimbeton tussen het EPS en de damwand worden aangebracht, om te voorkomen dat (toekomstige) laswerkzaamheden aan de damwand schade aan het EPS teweegbrengen. Ontwerpdetails Als onderdeel van het ontwerp dient een legplan te worden gemaakt waarin de plaatsing van de EPSblokken is vastgelegd. Belangrijke aspecten hierin zijn dat: ›› Minimaal 3 EPS lagen boven elkaar; ›› Geen boven elkaar liggende voegen; ›› Langsvoegen mogen niet onder een wielspoor liggen; ›› Halfsteensverband toepassen; ›› Eventuele verbindingen tussen EPS-blokken met kramplaten aan elkaar te bevestigen.


Leidraad Balans

Materialen die tot een ophoogmaatregel behoren: Geëxpandeerde polystyreen (EPS)

Bronnen 1. 2. 3. 4.

noot1 =Leidraad Bouwstoffen, Bouwstoffenkaart 14, DWW noot2 =Toepassingsrichtlijn voor EPS in de wegenbouw, CROW publicatie 150 www.stybenex.nl Handleiding Wegenbouwontwerp – ontwerp onderbouw, DWW,

63

Geexpandeerde Polystyreen (EPS)

Leidraad Balans


2.16 Schuimbeton Beschrijving1 Vervaardiging van schuimbeton vindt doorgaans plaats op de bouwplaats zelf met behulp van een mobiele menginstallatie. Schuimbeton is een mengsel van cement, water, eventueel toeslagmateriaal en/of hulp- en/of vulstoffen, waaraan afzonderlijk geproduceerd schuim beton is toegevoegd. Aard materiaal

Eigenschap

Eenheid

Waarde Cement, water, schuimmiddel, lucht en (eventueel) toeslagmaterialen, vul- en hulpstoffen.

Samenstelling1

Volumieke massa specie1

kg/m³

400 – 1.600, specie met een dichtheid van 500 kg/m³ wordt het meeste toegepast.


-

Bij goede samenstelling van specie en juiste verwerking niet gevoelig voor ontmenging.

Consistentie/verwerkbaarheid - Vloeimaat1

mm

140 – 200 Toelichting: Schuimbetonspecie heeft een op yoghurt gelijkende consistentie. Door het vloeibaar karakter is de specie praktisch zelfnivellerend waardoor verdichting en egalisatie niet nodig is.

Vorstbestendigheid1

-

Kort na aanbrengen is de specie gevoelig voor weersinvloeden (regen) en vorst

Volumieke massa1

kg/m³

Toepassing van specie met een volumieke massa van 500 kg/m³ is het meest gangbaar, na verharding en wateropname bedraagt de dichtheid circa 550 kg/m³

Poriënstructuur1

-

Bij schuimbeton met lage volumieke massa open poriën structuur.

Poriëngehalte1

%

Ca. 70


Leidraad Balans

Schuimbeton


Eigenschap

Eenheid

Waarde

Weerstand tegen breuk - Kubusdruksterkte na 28 dagen1 - Kubusdruksterkte na 91 dagen1 - Buigtreksterkte na 28 dagen1 - Buigtreksterkte na 91 dagen1

MPa Mpa MPa MPa

1,1 1,7 ca. 0,15 0,2 – 0,4

Weerstand tegen vervorming - E-modulus, druk, na 28 dagen1 - E-modulus, druk, na 91 dagen1

MPa MPa

660 800

Hygrische (uitdrogings)krimp1

mm/m

6,5 (vrijwel stabiel na ca. 35 weken)

Kruipfactor1

-

3,7

Thermische uitzettingscoëfficiënt1

1/K

6 – 8*10-6

Warmtegeleidingscoëfficiënt - Absoluut droog materiaal1 Bij 70% relatieve vochtigheid1 Bij 95% relatieve vochtigheid1

W/(m*k) W/(m*k) W/(m*k)

0,09 0,11 0,14


m/s

Gering

Capillaire wateropname - Vrijwillig 1 - Bij 20 mm waterkolom1

kg/m² kg/m²

1–4 2–8

Wateropname onder druk - 0,05 bar1 - 0,1 bar1 - 0,2 bar1

kg/m² kg/m² kg/m²

5 – 20 20 – 50 50 - 80

-

3,5

-

6,0

-

goed

Waterdampdiffusieweerstandsgetal - Tussen 50 en 100 % relatieve vochtigheid1 - Tussen 70 en 100 % relatieve vochtigheid1 Vorstbestendigheid1 Chemische eigenschappen


Eenheid

Waarde

Mg/kg d.s.

Voldoet ruimschoots aan de normen voor categorie-1A

65

Leidraad Balans


Arbo en veiligheid1 Bij vervaardiging en in het werk brengen van schuimbeton moeten met betrekking tot veiligheid- en gezondheidsaspecten in het algemeen dezelfde voorzorg- en beschermingsmaatregelen genomen worden als bij normaal beton. Bij het aanbrengen van een schuimbeton met een dichtheid lager dan 1000 kg/m3 in een laagdikte groter dan 0,30 m dienen er maatregelen genomen te worden tegen verdrinking, zoals: ›› Plaatsen waarschuwingsborden; ›› Afzetten en/of bewaken werkterrein; ›› Afdekken schuimbetonlaag. ›› Het vloeibare karakter en de wijze van aanbrengen van schuimbetonspecie kunnen aanleiding geen tot intensief huidcontact, wat tot gezondheidsklachten kan leiden. Er wordt dan ook aangeraden om met geschikte waterdichte handschoenen en hoge laarzen te werken. Milieu1 De aan de toepassing van schuimbeton verbonden milieu-aspecten zijn sterk afhankelijk van het uiteindelijke ontwerp, zoals de gekozen samenstelling en opbouw. De gebruikelijke toegepaste schuimmiddelen zijn biologisch afbreekbaar. Verder dient rekening gehouden te worden met de mogelijkheid dat in het schuimbeton (AVI-)vliegas is verwerkt, wat consequenties kan hebben voor het uitlooggedrag. Constructieve en uitvoeringsaspecten1-2 ›› De dynamische elasticiteitsmodulus van schuimbeton is vrijwel gelijk aan de statische elasticiteitsmodulus en is vrijwel onafhankelijk van de belastingfrequentie. Het vermoeiingsgedrag van ongewapend schuimbeton vertoont veel overeenkomsten met het vermoeiingsgedrag van ongewapend beton; ›› Schuimbeton is bijzonder vloeibaar, waardoor het beton op moeilijk bereikbare plekken kan komen. Nadeel van dit materiaal is echter de lange uitharding van het materiaal. Dit kan worden voorkomen door gebruik te maken van geprefabriceerde elementen; ›› De verhouding treksterkte/druksterkte moet gemiddeld 0,125 bedragen. Er geldt een materiaalfactor van 1,2 op de gemiddelde sterkte; ›› Het schuimbeton dient verticaal of schuin (grootste breedte aan de bovenzijde) te worden afgewerkt; ›› Indien een afschot in het schuimbeton is gewenst, zijn speciale voorzieningen nodig. Op het vlak gestorte schuimbeton een profileerlaag ofwel ‘afschotlaag’ (in een ander materiaal) aanbrengen alvorens asfalt of beton aan te leggen. Bijkomend voordeel is dat het warmteaccumulerend vermogen wordt vergroot, zodat de kans op bevriezing (van de afwerklaag) in de winter en verweking (van het asfalt) in de zomer wordt gereduceerd; ›› Bij een te hoge zuurtegraad of een te hoog gehalte aan sulfaten zijn beschermende maatregelen nodig om de aantasting van het schuimbeton te voorkomen. Gedacht kan worden aan het inpakken van het schuimbeton in een bestendige folie; ›› Om de kans op vochtonttrekking te voorkomen, zeker indien de drainage is aangesloten op een permanente bronnering, wordt het schuimbeton gestort op een vooraf in het cunet aangebrachte folie. Bij voldoende ingraving van de drains kan het cunet ook met een geotextiel worden gedicht. Dit biedt ook bescherming tegen vermenging van het schuimbeton met de ondergrond. Bij grote storten op een zeer weinig draagkrachtige ondergrond verbetert dit tevens de begaanbaarheid van de cunetbodem voor de arbeiders; ›› Als voor de kantopsluiting een bekisting nodig is, zal deze vloeistofdicht (waterdicht) moeten zijn en bestand moeten zijn tegen de druk van de schuimbetonspecie. Als de grondslag voldoende stabiel is en wanneer een minder strak begrensde opsluiting voldoet, kan worden volstaan met het gebruik van de cunetwanden als opsluiting; ook dan is toepassing van een folie of geotextiel gewenst; ›› Na vervaardiging wordt de schuimbetonspecie met behulp van een speciepomp en slangen in het werk gebracht. Gebruikelijke maximale pomp-afstanden zijn circa 150 m horizontaal of


Leidraad Balans

Schuimbeton

›› ›› ›› ››

30 m verticaal. Bij grotere transport-afstanden bestaat het risico dat de specie-eigenschappen ongunstig worden beïnvloed en er bijvoorbeeld ontmenging optreedt; Het vloeibare karakter maakt afwerken veelal niet noodzakelijk. Als hoge vlakheidseisen worden gesteld, kan het specie-oppervlak worden afgewerkt met een drijfrei; Als dikke lagen schuimbeton moeten worden aangebracht, zal bij voorkeur in fasen worden gestort met een maximale storthoogte van 0,5 m. Dit is nodig in verband met de hydratatiewarmte in combinatie met de isolerende eigenschappen van het schuimbeton; Bij grote vlakken is compartimentering wenselijk, aangezien de specie vloeibaar is en het zonder aanvullende maatregelen onmogelijk is om lokaal direct de gewenste laagdikte aan te brengen; Na aanbrengen van de specie is het noodzakelijk dat een goede nabehandeling plaatsvindt om te voorkomen dat het vocht, nodig voor de hydratatie van het cement, vroegtijdig verdampt. Door te snelle uitdroging kunnen namelijk (teveel) krimpscheuren ontstaan. De eenvoudigste methode van nabehandelen is het afdekken met sterk dampremmende materialen zoals kunststoffolie. Hierbij moet voorkomen worden dat het folie wegwaait.

Een andere optie, waarvoor het schuimbeton echter al enige sterkte moet hebben, is het vochtig houden van het schuimbeton. In de praktijk is het nabehandelen van schuimbetonconstructies overigens geen eenvoudige opgave, aangezien de oppervlakken veelal groot zijn. Afhankelijk van lokale omstandigheden en weersgesteldheid hoeft nabehandelen echter niet altijd noodzakelijk te zijn. Door het nalaten van de nabehandeling zal de oppervlaktelaag veelal van mindere kwaliteit zijn. Daarentegen zal het materiaal daaronder wel goed nabehandeld zijn door de beschermende oppervlaktelaag; ›› Neerslag in vorm van regen en hagel kan tijdens en tot enkele uren na het storten tot beschadigen van de betonplaat leiden. Het is dan ook raadzaam om zich, alvorens te gaan storten, op de hoogte te stellen van de weersvoorspellingen en afdichtmateriaal bij de hand te hebben. Bronnen 1. 2. 3. 4.

noot1 = Leidraad Bouwstoffen, Bouwstoffen Kaart 27, DWW noot2 =Schuimbeton voor wegen en terreinen, CROW publicatie 173 Handleiding Wegenbouw – ontwerp onderbouw, DWW Werken met schuimbeton, CUR publicatie 181

67

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.17 Andere materialen, ter referentie, die niet in de Balans applicatie zijn opgenomen

2.17 Andere materialen, ter referentie, die niet in de Balans applicatie zijn opgenomen: Geotextiel Beschrijving1 Geotextiel is een belangrijke groep binnen de geokunststoffen. Geotextielen zijn textielprodukten (vliezen en weefsels), opgebouwd uit kunststof vezels, bandjes, mono- en multifilamentgarens of bandjesgarens. Voor de productie van geotextielen (weefsels en vliezen) worden de volgende grondstoffen (polymeren) gebruikt: ›› Polyester (PET); ›› Polypropyleen (PP); ›› Polyethyleen (PE); ›› Hoge-dichtheid polyethyleen (HDPE); ›› Lage-dichtheid polyethyleen (LDPE); ›› Polyamide (PA). Een geotextiel kan als volgt worden gebruikt: ›› Scheidingsfunctie; ›› Filterfunctie; ›› Wapeningfunctie.

Geokunststof Asvalt / beton / klinkers Verharding Fundering

Figuur 4.1: Geotextiel in de wegverharding

> 1m

Max. 1m

Max. 1m

Zandbed / ophoging


Leidraad Balans

Andere materialen, ter referentie, die niet in de Balans applicatie zijn opgenomen

Materiaal eigenschappen Eigenschap

Eenheid

Waarde PET, PP, PE of PA

Grondstoffen

1

Karakteristieke openingsgrootte O501 Dichtheid1 - Massa per eenheid van oppervlak

mm

vliezen: 60-300 lichte weefsels: 60-300 zware weefsels: 100-500

g/m²

vliezen: 100 – 1500 lichte weefsels:100 – 200 zware weefsels: 100 – 1.000


Eigenschap

Eenheid

Waarde PET: 12 - 18 PP: 2,0 – 5,0 LDPE: 0,2 – 1,2 HDPE: 0,6 – 6,0 PA: 3,0 – 4,0

Stijfheidsmodulus

kN/mm²

Treksterkte

N/mm²

Treksterkte bij 5% rek

KN/m

Vliezen: < 2 Weefsels: 50 – 200

Rekcapaciteit (breukrek)

%

Vliezen: 40-50 Lichte weefsels: 20-30 Zware weefsels: 10 – 30

1

PET: 800 – 1.200 PP: 400 – 600 LDPE: 80 – 250 HDPE: 350 – 600 PA: 700 - 900

Hydraulische eigenschappen

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Waterdoorlatendheid1 - Filtersnelheid bij 100 mm verval

mm /s

- Permitiviteit - Doorlatendheid

s-1 m/s

vliezen en lichte weefsels: 20 – 500 zware weefsels: 5 – 100 vliezen: 0,5 – 2,0 weefsels: 0,1 – 2,0 ≤10-4 (eis)

Arbo1 Bij de verwerking zijn geen bijzondere maatregelen of voorzieningen noodzakelijk. Milieu1 De gangbaar gebruikte polymeren (PET, PP en PE) zijn thermoplasten en chemisch inert. Uitloging van verontreinigende stoffen is niet aantoonbaar. In bepaalde toepassingen worden kunststofproducten in het ecosysteem als niet gewenst beschouwd, omdat dergelijke producten de ontwikkeling en vestiging van flora en fauna kunnen verhinderen.

69

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.17 Andere materialen, ter referentie, die niet in de Balans applicatie zijn opgenomen

Constructieve en uitvoeringsaspecten1-2 Voor de functie van scheidingslaag worden eisen gesteld aan de volgende eigenschappen: ›› Filtereigenschappen: waterdoorlatendheid en gronddichtheid; ›› Mechanische eigenschappen: doorponssterkte, scheursterkte en vervormingscapaciteit; ›› Voor de wapeningsfunctie zijn voor ontwerp van constructies de volgende twee methoden beschikbaar: ›› Op basis van het membraaneffect: de methode-Sellmeijer;. ›› Op basis van alleen horizontale wapening: de methode Houlsby; ›› Om te voorkomen dat de geokunststof te veel beschadigd wordt moeten de volgende situaties vermeden worden: ›› Voorkomen van beschadigingen van chemische, mechanische en fysische aard; ›› Ontstaan van schade door wind als het uitgerolde geotextiel opwaait en met scherpe vouwen en knikken neerkomt. Voor het opnieuw leggen van het geotextiel zijn dan vaak grote krachten nodig die opnieuw tot schade kunnen leiden; ›› Vermeden moet worden dat het geotextiel in contact komt met scherpe voorwerpen en/of schadelijke stoffen; ›› Blootstelling aan UV –straling en hoge temperaturen leidt tot beschadiging en moet voorkomen worden; ›› De geotextielen worden geleverd op rollen met een breedte van circa 3 tot 5 m. De overlap tussen de twee naastliggende geotextielen is afhankelijk van de hoofdfunctie van het geotextiel. Als scheiding de hoofdfunctie is van het geotextiel moet de overlap zodanig groot worden gekozen dat ook na het optreden van de vervormingen van de ondergrond, door ongelijkmatige zetting en spoorvorming, nog voldoende overlap aanwezig is. In de praktijk wordt bij de scheidingsfunctie veiligheidshalve een overlap van tenminste 1,0 m toegepast in de dwarsrichting van het geotextiel en van 1,5 m in de lengterichting. Bij de wapeningsfunctie van het geotextiel moet de overlap in staat zijn trekkrachten over te brengen. Naast het draagvermogen van de ondergrond zijn hierbij de wrijvingsweerstand en de bovenliggende maatgevende parameters. De overlappingen loodrecht op de krachtsrichting moet de grootte van de overlap worden berekend uitgaande van de over te brengen kracht en de schuifweerstand tussen de lagen geotextiel. Overlappingen in deze richting moeten ten minste 1,5 m lang zijn. Bij een membraanwapening is geconstateerd dat de voor de verankering benodigde krachtsoverdracht ruim binnen een strook van 0,5 m plaatsvindt; ›› De zandlaag/funderingslaag moet worden verdicht op de in de wegenbouw gebruikelijke wijze; ›› Specifieke eisen, die vanwege het geotextiel aan het materiaal voor de zandlaag en/of funderingslaag worden gesteld zijn: ›› Het materiaal mag geen scherpe delen bevatten die het geotextiel kunnen beschadigen; ›› Uit het materiaal mogen geen stoffen vrijkomen (Ca(OH)2, zuren, basen, aardolie derivaten), ook niet op de lange duur, die het geotextiel kunnen aantasten; met name bij het gebruik van secundaire bouwmaterialen moet dit aspect onderzocht worden; ›› In verband met de berijdbaarheid en het vermijden van beschadigingen moet de eerste laag zand of het funderingsmateriaal op het geotextiel tenminste 0,4 m dik zijn; dit materiaal mag niet rechtstreeks op het geotextiel worden gestort; de vrachtwagen moet zijn lading storten op het reeds gerealiseerd werk, waarna het materiaal met een shovel gelijkmatig op het geotextiel moet worden verspreid tot de beoogde dikte is bereikt. Bronnen 1. 2. 3. 4.

noot1 = Leidraad Bouwstoffen, Bouwstoffenkaart 17, DWW noot2 = Geokunststoffen in de wegenbouw en als grondwapening, CUR-publicatie 175 Dunne asfaltverhardingen: dimensionering en herontwerp, CROW publicatie 157 www.ngo.nl


Leidraad Balans

Ongebonden menggranulaat

2.18 Ongebonden menggranulaat Beschrijving1 Menggranulaat is aggregaat dat voornamelijk is bereid uit beton- en metselwerkgranulaat, waarbij de hoofdbestanddelen voor tenminste 45 % (m/m) moeten bestaan uit gebroken grinden steenslagbeton, waarvan de korrels een droge dichtheid van tenminste 2100 kg/m³ bezitten. Menggranulaat wordt vervaardigd door het breken en zeven van (door selectief slopen verkregen) beton- en metselwerkpuin in bouwen sloopafval bewerkinginrichtingen. Aard materiaal

Eigenschap

Eenheid

Waarde

% (mm) % (mm)

2 – 7, eis: 0-8 (sortering 0/20) 2 – 5, eis: 0-6 (sortering 0/40)

Korrelvorm1

-

Hoekig, vorm mede afhankelijk van het type breker


-

Ruw


% (m/m)

≥ 45% betonpuin en <= 50% overige steenmaterialen > 1.600 kg/m³, diverse nevenbestanden

Dichtheid - Korreldichtheid1 - Maximum proctordichtheid1 - Optimum vochtgehalte - Verdichtinggraad

kg/m³ kg/m³ % (m/m) %

1.700 – 2.200 1.500 – 1.800 11 - 14 98 - 103

Vochtgehalte1

% (m/m)

8 – 10

Poriëngehalte

% (V/V)

13 – 20


1

71 Mechanische eigenschappen

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Mechanisch gedrag - Verbrijzelingfactor1

-

0,67 – 0,75 (eis ≥ 0,65)

Stijfheid - Dynamische stijfheidmodulus1 - CBR-waarde²

MPa %

400 50-80

Wrijvingseigenschappen - Inwendige wrijvingshoek1 - Cohesie³

° kN/m²

40 – 50 98


-

Gevoelig voor ontmenging

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.18 Ongebonden menggranulaat


Eigenschap

Eenheid

Waarde 2*10-6 tot 2*10-7

Waterdoorlatendheid1 Capillaire werking1

m

< 0,40

Wateropname

%

n.v.t.

Duurzaamheid vochtgevoeligheid1

-

Verpapping bij een hoog vochtgehalte

Eenheid

Waarde

-

De meest kritische stof voor uitloging is sulfaat. Incidentele overschrijdingen zijn mogelijk op de stoffen barium, molybdeen, chloride, fluoride, xyleen, fenolen, PAK-10, chloorhoudende pesticiden, minerale olie en extraheerbare organische chloorverbindingen.


Eigenschap


Arbo en veiligheid1 In het V&G-plan aandacht besteden aan de stofbelasting. Bij sloop van moet naast de stofbelasting ook aandacht worden besteed aan het voorkomen van overschrijding van de MAC-waarden voor kwarts. Tevens kunnen verschillende soorten asbest aangetroffen worden. Milieu4 In de periode 1998 – 2001 is door RIVM de milieuhygiënische kwaliteit van diverse partijen ongebonden menggranulaat getoetst aan de normen van het Bouwstoffenbesluit. Uit de resultaten blijkt dat 89% van de partijen menggranulaat voldoet aan de in het Bouwstoffenbesluit gestelde normen voor categorie-1 bouwstoffen. Van de partijen voldoet 7% aan de in het Bouwstoffenbesluit gestelde normen voor categorie-2 bouwstoffen. Het overige deel voldoet niet aan de normen. Constructieve en uitvoeringsaspecten1 ›› Als funderingsmateriaal heeft menggranulaat een hogere constructieve waarde dan zand voor zandbed gemiddeld is de stijfheidsmodulus 400 MPa; ›› Bijmenging met andere materialen mag niet plaatsvinden. Bronnen 1. 2. 3. 4.

noot1 = Leidraad Bouwstoffen, Bouwstoffen Kaart 24, DWW noot² = Secundaire bouwstoffen voor de wegenbouw, CROW publicatie 143 noot³ = Dunne asfaltverhardingen: dimensionering en herontwerp, CROW publicatie 157 noot4 = Monitoring milieuhygiënische kwaliteit van bouwstoffen, RIVM


Leidraad Balans

Geprefabriceerde betonpalen

2.19 Palen Geprefabriceerde betonpalen Beschrijving1 Van de geprefabriceerde betonpalen wordt met name de voorgespannen paal het meest toegepast. In geval van grote paallengte bestaat de mogelijkheid om de paal in segmenten in de grond aan te brengen. Aard van het materiaal

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Betonkwaliteit

-

C35/45 – C60/70

Afmeting schacht

mm

140x140 tot 500x500

Leverbare paallengte

m

2 – 16

Arbo en veiligheid Bij het heien van de palen moet de nodige aandacht besteed worden aan de stabiliteit van de ondergrond en aan geluid- en trillingshinder. Constructieve en uitvoeringsaspecten ›› Bij zeer slappe bodemlagen is het goed mogelijk betonpalen toe te passen; ›› De minimale hart op hart afstand tussen houten palen bedraagt circa 2,5 maal de breedte van de paalvoet; ›› De minimale tussenafstand tot belendingen in verband met uitvoering bedraagt 0,4 tot 1 m. Bij het heien onder een hoek is de afstand groter; ›› Geprefabriceerde betonpalen zijn in principe goed geschikt voor het opnemen van relatief grote trekbelastingen. De wapeningshoeveelheid en het voorspanniveau dienen op de belasting te worden afgestemd; ›› De paalkop kan worden voorzien van een profilering ten behoeve van de aanhechting met de bovenliggende constructie; ›› Door het toepassen van een wrijvingsreducerende laag is een reductie van de negatieve kleef te bewerkstelligen. Hierbij kan gedacht worden aan een bituminencoating, bentoniet of een kunststof-deklaag. Overige paalsystemen met geprefabriceerde betonnen elementen Naast de geprefabriceerde betonpalen zijn de volgende systemen beschikbaar die uit betonnen elementen bestaan: ›› Europaal: »» Een holle geprefabriceerde betonpaal, voorzien van een gesloten punt. Over de onderste 6 tot 12 m is de paal voorzien van een spiraal. Na aanbrengen wordt de schacht gevuld met betonspecie, eventueel voorzien van wapening; ›› Betonnen schakelpaal: »» Een geheide of gedrukte geprefabriceerde betonpaal, opgebouwd uit gekoppelde massieve elementen; ›› Segmentpaal met holle betonelementen: »» De beton-segmentpaal wordt samengesteld uit holle, gewapend betonnen paalelementen die aan één zijde zijn voorzien van een ingestorte stalen bus. De elementen woden ingebracht door drukken of pulsen, of een combinatie van deze technieken. Na aanbrengen wordt de holle ruimte gevuld met betonspecie, eventueel voorzien van wapening;

73

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.19 Geprefabriceerde betonpalen

›› Buissegmentpaal: »» Een met ongewapend beton gevulde stalen buissegment wordt met een valgewicht in segmenten aangebracht. Bron 1.

Funderingen, SBR


Leidraad Balans

Houten palen

2.20 Houten palen Beschrijving1 Houten palen worden nog veelvuldig toegepast. Vooral voor relatief lichte constructies zijn houten palen zeer geschikt. In verband met duurzaamheid van het hout worden de aansluitingen met de bovenliggende constructie veelal voorzien van een betonnen oplanger, waarbij de houten paalkop tot onder de grondwaterstand geheid wordt. Aard van het materiaal

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Hout soorten*

-

vuren, lariks, douglas en azobé**

Gangbare diameter klasse Vuren, lariks, douglas

Variabel

Puntdiameter [mm] 90 110 130 140 150 160

Standaard doorsneden azobé

mm²

80x80, 100x100 en 150x150

Tapsheid

mm/m

7,5 **

Puntomtrek [mm] 280 tot 300 340 tot 400 400 tot 430 430 tot 460 460 tot 490 > 490

Maximale lengte [m] 12 23 22 20 20 19

= Grenen wordt niet (meer) toegepast vanwege het grote aandeel spinthout. = hardhouten palen worden vierkant toegepast en zijn niet taps. Ze kunnen in segmenten op diepte worden geheid. De verbinding wordt dan gevormd door stalen koppelbussen.

*

**

Arbo en veiligheid Bij het heien van de palen moet de nodige aandacht besteed worden aan de stabiliteit van de ondergrond en aan geluid- en trillingshinder. Constructieve en uitvoeringsaspecten ›› Bij zeer slappe bodemlagen is het goed mogelijk houten palen toe te passen. In geval van mogelijke horizontale belastingen op de paal door de grond moet wel rekening worden gehouden met een beperkte buigstijfheid van de paalkopverbinding met de betonoplanger; ›› De minimale hart op hart afstand tussen houten palen bedraagt circa 2,5 keer de breedte van de paalvoet; ›› De minimale tussenafstand tot belendingen in verband met uitvoering bedraagt 0,3 tot 0,5 m. Bij het heien onder een hoek is de afstand groter; ›› Houten palen zijn niet geschikt voor het opnemen van trekbelastingen vanwege de tapsheid van de palen en de beperkte trekvastheid van de verbindingen tussen de paalkop en de oplanger. Bron 1.

Funderingen, SBR

75

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.21 Voton HSP-paal

2.21 Voton HSP-paal Beschrijving1 Een in de grond gevormde grondverdringende betonpaal, vervaardigd met behulp van een trillend ingebrachte, gesloten stalen hulpbuis. De stalen hulpbuis is voorzien van een voetplaat en een stalen pompbuis. De hulpbuis wordt ingebracht met een hoogfrequent trilblok. Bij het bereiken van het gewenste niveau wordt de buis via de pompbuis gevuld met betonspecie. Wanneer de juiste betondruk is bereikt, worden de hulpbuis en de pompbuis gelijktijdig getrokken. Tijdens het trekken wordt continu betonspecie toegevoerd. Aard van het materiaal

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Betonkwaliteit

-

C35/45 – C60/70

Afmetingen - Hulpbuis - Pompbuis

mm mm

Diam. 170 Diam. 100

Mogelijke paallengte

m

Tot 16

Arbo en veiligheid Bij het heien van de palen moet de nodige aandacht besteed worden aan de stabiliteit van de ondergrond en aan geluid- en trillingshinder. Constructieve en uitvoeringsaspecten ›› Bij zeer slappe bodemlagen is het goed mogelijk de palen toe te passen; ›› De minimale hart op hart afstand tussen houten palen bedraagt circa 2,5 maal de breedte van de paalvoet; ›› De minimale tussenafstand tot belendingen in verband met uitvoering bedraagt minimaal 1 m. Bij het aanbrengen onder een hoek is de afstand groter; ›› Na het aanbrengen van de palen mag er geen zwaar materieel tussen de palen komen in verband met zijdelingse gronddruk. Bron 1.

Funderingen, SBR


Leidraad Balans

Zandstabilisatie

2.22 Zandcementstabilisatie Beschrijving1 Onder zandcement wordt verstaan een mengsel van natuurlijk zand, cement en water. Aard materiaal

Eigenschap

Eenheid

Waarde

% (m/m)

Natuurlijk zand en/of brekerzand met 6 – 11% cement. De matrix tussen de korrels bestaat vooral uit hydratatieproducten van het cement.

Dichtheid - Korreldichtheid1 - Bulk1

kg/m³ kg/m³

2.500 – 2.650 (afhankelijk van het type zand) 1.500 – 1.750

Poriëngehalte1

% (V/V)

15 – 25

Eigenschap

Eenheid

Waarde

Stijfheid - Dynamische stijfheidmodulus1 - CBR-waarde - Druksterkte² - Representatieve waarde breukrek2

MPa % MPa mm/m

4.000 -12.000 64 (eis ≥ 62,5 na 28 dagen) 5,0 125

Weerstand tegen breuk: - Ontwerp-druksterkte1 - Druksterkte in de weg1

MPa MPa

5,0 (28 dagen, 20° C) ≥ 1,5

Wrijvingseigenschappen - Inwendige wrijvingshoek1 - Cohesie²

° kN/m²

30 – 35 Nihil

Verdichtbaarheid1

-

Goed

Verdichtinggewilligheid1

-

Laat zich goed verdichten

Plastische vervormbaarheid1

-

Zolang de specie onvoldoende is verhard is de specie te vervormen.

Eigenschap

Eenheid

Waarde


m/s

> 10-8

Capillaire werking1

m

>2




77

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.24 Ongewapenden zand-, grindkolommen



Eenheid

Waarde

-

Geringe uitloging. Bij toepassing van breker zeefzand kunnen PAK(10-VROM) en minerale olie kritisch zijn.

Arbo en veiligheid1 Bij de bereiding en het aanbrengen van zandcement zijn geen bijzondere maatregelen of voorzieningen nodig. Bij sloop moet er nodige aandacht besteed worden aan het stof dat vrijkomt. Milieu1 Zandcementstabilisatie bestaat voor het grootste deel uit zand (circa 90%). Vanuit milieuhygiënisch oogpunt is zand in principe een onverdacht materiaal. Afhankelijk van de herkomst kunnen echter zouten en diverse verontreinigingen worden aangetroffen. De kwaliteit van het te stabiliseren zand is in belangrijke mate bepalend voor de kwaliteit van de zandcementstabilisatie. Er zijn op dit moment geen gegevens bekend van de milieuhygiënische kwaliteit van zandcementstabilisatie gemaakt van natuurlijk zand. Constructieve en uitvoeringsaspecten1 ›› De bereiding en verwerking kan zowel ‘mixed in place’ als ‘mixed in plant’ plaatsvinden. Bij de ‘mixed in place’ methode wordt op de locatie het te stabiliseren zand geëgaliseerd. Op het zand wordt de benodigde hoeveelheid cement uitgestrooid, waarna dit eventueel onder toevoeging van water door het zand wordt gemengd. Na het mengen wordt het zandcement verdicht. Bij de ‘mixed in plant’ methode worden zand, cement en water in een menginstallatie gemengd, waarna het mengsel naar de locatie wordt getransporteerd, wordt uitgereden en verdicht; ›› Het materiaal dient te worden beschermd tegen uitdroging c.q. snel te worden geasfalteerd. Snel asfalteren (binnen 24 uur) heeft de voorkeur; ›› Om scheurdoorslag te voorkomen wordt aanbevolen om bij een verkeersklasse 2 en 3 een asfaltdekking van minimaal 120 mm aan te brengen. Bij verkeersklasse 4 wordt een minimale asfaltdekking van 140 mm aanbevolen. Bronnen 1. 2.

noot1 = Leidraad Bouwstoffen, Bouwstoffenkaart 30, DWW noot² = Dunne asfaltverhardingen: dimensionering en herontwerp, CROW-publicatie 157


Leidraad Balans

Zand-, grindkolommen

2.23 Zand- en grindkolommen

Gewapende zand-, grindkolommen

Beschrijving Bij gewapende zand-, steen- of grindkolommen wordt in het veen een stijve goed waterdoorlatende kolom gevormd. Een open stalen buis met een diameter van 0,25 tot 0,35 m wordt in de grond gedrukt en vervolgens wordt de grond ontgraven. In de buis wordt een geotextiel in gehangen en gevuld met zand of grind. De stalen buis wordt vervolgens weer getrokken. Een andere bouwwijze maakt gebruik van een grondverdringende buispaal. Op de kolommen wordt een gewapende grondconstructie bestaande uit geotextielen en funderingsmateriaal geplaatst. Constructieve en uitvoeringsaspecten ›› Het lange termijngedrag van dit type palen is nog onbekend; ›› De kolommen zijn relatief goed waterdoorlatend. Het oppervlaktewater kan daarom in contact komen met het eerste watervoerend pakket. Extra aandachtspunt is het risico voor kwel en daarmee het opdrijven van de wegconstructie; ›› Direct na aanleg zal een gewapende grondconstructie iets om de gestabiliseerde kolommen heen zakken. Omdat een gewapende grondconstructie voor een deel aan de kolommen hangt zullen deze horizontaal worden belast; ›› Restjes slap materiaal onder in de palen kunnen het gedrag ongunstig beïnvloeden; ›› De kwaliteit van de uitvoering bepaalt de uiteindelijke sterkte van de kolommen. Bronnen 1. 2.

Leidraad Bouwstoffen, Bouwstoffenkaart 31, DWW Proeftuin Hoeksche Waard, Van Duijvenbode, 2000

79

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.24 Ongewapenden zand-, grindkolommen

2.24 Ongewapende zand-, grindkolommen Beschrijving Bij de ongewapende zand- of grindkolommen wordt in het veen een goed waterdoorlatende kolom gevormd met een diameter tot maximaal 1,5m. De paal kan met perswater worden gemaakt. Op de kolommen wordt een gewapende grondconstructie bestaande uit geotextielen en funderingsmateriaal geplaatst. Constructieve en uitvoeringsaspecten ›› Voor het aanbrengen van ongewapende zand- of grindkolommen moet er eerst een werkvloer van zand gemaakt worden (2 meter hoog, 3 maanden laten liggen); ›› De palen worden doorgaans aangebracht in driehoeks of vierkantsstramien; ›› Er kan een zettingreductie worden bereikt van 30% – 50% bij een korte consolidatietijd; ›› De grindkolommen kunnen niet in de bovenste meter worden aangebracht (de grond wordt dan daar naar boven geperst). Bronnen 1. 2.

Leidraad Bouwstoffen, Bouwstoffenkaart 31, DWW Grindpalen, Kolenbrander, 1989


Leidraad Balans

Gestabiliseerde grondkolommen en wanden

2.25 Gestabiliseerde grondkolommen en wanden Beschrijving Bij gestabiliseerde grondkolommen en wanden worden de slappe lagen in-situ gemengd met kalk en cement. In geval van grondkolommen wordt hiervoor een soort mengschoep gebruikt. Voor grondwanden maakt men gebruik van een grote frees. Op de kolommen en wanden wordt een gewapende grondconstructie bestaande uit geotextielen en funderingsmateriaal geplaatst. Constructieve en uitvoeringsaspecten ›› Het lange termijn gedrag van dit type palen is nog onbekend; ›› Aandachtspunt is de sterkte van de gestabiliseerde kolommen in veen; ›› De kolommen zijn relatief sterk en goed doorlatend. Het oppervlaktewater komt in contact met het eerste watervoerend pakket; ›› Direct na aanleg zal een gewapende grondconstructie iets om de gestabiliseerde kolommen heen zakken. Omdat de gewapende constructie voor een deel aan de kolommen hangt, zullen deze horizontaal worden belast. Bron 1.

Proeftuin Hoeksche Waard, Van Duijvenbode, 2000

81

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.26 Asfaltgranulaat

2.26 Asfaltgranulaat Beschrijving1 Asfaltgranulaat is aggregaat dat in belangrijke mate bestaat uit bitumineuze verhardingsmaterialen. Het granulaat wordt verkregen door het breken van asfaltpuin of door het frezen van bitumineuze wegverhardingen of dijkbekledingen. Nadat het asfalt afgefreesd is wordt het asfalt vervolgens gebroken naar de gewenste gradering. Het asfaltgranulaat kan op 3 manieren verwerkt worden als funderingsmateriaal als: ›› AGRAC: homogeen mengsel van asfaltgranulaat, natuurlijk zand, cement en water. ›› AGREC: homogeen mengsel van asfaltgranulaat, natuurlijk zand, (bitumen)-emulsie, cement ›› en water. ›› AGREM: homogeen mengsel van asfaltgranulaat, natuurlijk zand, (bitumen)-emulsie en water. Aard materiaal

Eigenschap

Eenheid

Waarde


% (m/m)

In het algemeen tenminste 80% (m/m) asfaltgranulaat. De rest bestaat uit zand of zandachtige materialen. De matrix tussen de korrels bestaat vooral uit hydratatie producten van het cement en bitumen.

Dichtheid Korreldichtheid1 Bulk1

kg/m³ kg/m³

2.400 – 2.600 1.900 – 2.050

Poriëngehalte

% (V/V)

15 – 25

Poriënstructuur

-

Relatief dicht

Eenheid

Waarde


Eigenschap Stijfheid - Dynamische stijfheidmodulus²

MPa - Druksterkte1-3 - Representatieve waarde breukrek³

MPa

AGRAC: 2000 (in situ recycling) 4000 (mixed-in-plant/mixedin-place). AGREC: 3.000 AGREM: 500 3,0 (28 dagen, 20° C) AGRAC 2,0 (7 dagen, 20° C) AGREC 140 (AGRAC) 240 (AGREC)


-

Bij de verwerking moet rekening worden gehouden met ontmenging (qua korrelopbouw)

Scheurvorming1

-

Kan scheurvorming vertonen bij een cementgehalte van 6% en hoger

Vermoeiing1

-

Afhankelijk van de temperatuur (bij 0° C is de vermoeiingslevensduur circa 10 keer zo groot als bij 20° C)


Leidraad Balans

Asfaltgranulaat



Eenheid

Waarde

-

Geringe uitloging. Alleen het gehalte aan PAK(10-VROM) is maatgevend.

Arbo en veiligheid1 Sinds 2000 is het niet meer toegestaan om teerhoudend asfalt als cementgebonden fundering (TAGRAC) opnieuw te gebruiken. Bij sloop van (T)AGRAC funderingen moet nagegaan worden of hierin teerhoudend asfalt is verwerkt. Er moet ook rekening gehouden worden met vrijkomend stof. Milieu4 De kritische parameter voor samenstelling van asfaltgranulaat is PAK(10-VROM). Gebonden asfaltgranulaat met een PAK(10-VROM) kleiner of gelijk aan 75 mg/kg is volgens het Bouwstoffenbesluit een categorie-1A bouwstof. Constructieve en uitvoeringsaspecten1-2 ›› De constructieve werking van de verschillende typen koud gebonden asfaltgranulaat (AGREC, AGRAC, AGREM) onderscheidt zich van ongebonden funderingsmaterialen door een beter vormveranderingdraagvermogen (stijfheid); ›› De bereiding en verwerking van AGRAC kunnen op dezelfde wijze worden uitgevoerd als een cementstabilisatie; ›› Om scheurvorming te voorkomen wordt aanbevolen om bij gebruik van gebonden toepassingen en bij een verkeersklasse 2 en 3 een minimale asfaltdekking aan te brengen van minimaal 120 mm. Bij verkeersklasse 4 wordt een minimale asfaltdekking van 140 mm aanbevolen; ›› Bij AGREM wordt uitgegaan van een percentage emulsie van 3 a 4%, bij AGRAC van een cementpercentage van 3% en bij AGREC een percentage emulsie van 3% en een cementpercentage van 3%; ›› Het materiaal dient te worden beschermd tegen uitdroging en inregenen. Bronnen 1. 2. 3. 4.

noot1 = Leidraad Bouwstoffen, Bouwstoffenkaart 2, DWW noot² = Secundaire bouwstoffen voor de wegenbouw, CROW publicatie 143 noot³ = Dunne asfaltverhardingen: dimensionering en herontwerp, CROW publicatie 157 noot4 = Monitoring milieuhygiënische kwaliteit van bouwstoffen, RIVM

83

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.27 Bijlage bij Deel I en II: Bronnen

2.27 Bijlage bij deel I en II: Bronnen CROW (2004), Beheerkosten Openbare Ruimte – Module Weginfrastructuur, CROW-publicatie 145, Ede, maart 2004. CROW (2005), Betrouwbaarheid van zettingprognoses, ISBN 90-6628-430-7, CROW-publicatie 204, Ede, Februari 2005. CROW (2002), Dunne asfaltverhardingen: dimensionering en ontwerp, ISBN 90-6628-343-2, CROWpublicatie 157, Ede, januari 2002. CROW (1994), Gefundeerd op weg, ISBN 90-6628-166-9, CROW-publicatie 81, Ede, januari 1994. CROW (2004), Handboek Zandboek, Ede, april 2004. CROW (2001), Nomenclatuur van weg en verkeer, ISBN 90-6628-341-6, CROW-publicatie 156, Ede, juli 2001. CROW (1997), Ophogingen en ophoogmaterialen: dimensionering en ontwerp, ISBN 90-6628-261-4, CROW-publicatie 121, Ede, december 1997. CROW (2002), Schuimbeton voor wegen en terreinen, ISBN 90-6628-364-5, CROW-publicatie 173, Ede, mei 2002. CROW (1999), Secundaire bouwstoffen voor de wegenbouw, ISBN 90-6628-310-6, CROW-publicatie 143, Ede, november 1999. CROW (2000), Standaard RAW Bepalingen 2000, ISBN 90-6628-316-5, Ede, 2000. CROW (1991), Temperatuurgradiënten in verhardingen, ISBN 90-6628-114-6, CROW-publicatie 46, Ede, februari 1991. CROW (2000), Toepassingsrichtlijn voor EPS in de wegenbouw, ISBN 90-6628-327-0, CROWpublicatie 150, Ede, november 2000. CROW (1993), Verticale drainage, ISBN 90-6628-163-4, CROW-publicatie 77, Ede, november 1993. CROW (2002), Werken in of met verontreinigde grond en met verontreinigd (grond)water, 3e druk, ISBN 90-6628-368-8, CROW-publicatie 132, Ede, oktober 2002. CUR (1995), Geokunststoffen in de wegenbouw en als grondwapeing, publicatie 175, ISBN 90-3760046-8, Gouda, januari 1995. CUR (1995), Werken met schuimbeton – eigenschappen en toepassingen, publicatie 181, Gouda, oktober 1995. DWW (2000), Leidraad Bouwstoffen Rijkswaterstaat, ISBN 90-369-3756-6, Delft, maart 2000. DWW (2004), Handleiding Wegenbouw - Ontwerp Onderbouw, ISBN 90-369-5567-X, Delft, oktober 2004.


Leidraad Balans

Bijlage bij Deel I en II: Bronnen

Gastec Technology BV, Rapport Invloed verkeersbelasting op PE-leidingen in Bims, theoretische beschouwing, augustus 2004. Ir. A.C. Van der Linden e.a. (2000), Bouwfysica, ISBN 90-212-9114-2, Delft, mei 2000. Prof. ir. F.M. Sanders e.a. (2000), Lexicon voor de wegen waterbouw, ARCADIS – TUDelft, Delft, augustus 2000. SBR (2001), Funderingen, ISBN 90-70011-12-3, Stichting Bouwresearch, Rotterdam, november 2001

85

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.28 Bijlage bij Deel I en II: Begrippenlijst

Bijlage bij deel I en II: Begrippenlijst Alkalische reactie

Chemische reactie die tot stand komt in een basisch milieu (pH > 7).

Asfaltdekking

Minimale laagdikte van de asfaltconstructie om kans op scheurdoorslag vanuit de fundering te beperken.

Asfaltwapening

Netwerk of vlies van kunststof of staal in een bitumineuze verhardingslaag, dat dient om trekspanning op te nemen en het ontstaan van scheuren (meestal reflectiescheuren) tegen te gaan.

Beddingconstante

Evenredigheidcoëfficiënt tussen de door de natuurlijke ondergrond geleverde tegendruk en de zakking van een oppervlak onder een verticale belasting.

Belasting

Elke oorzaak van krachten op, of vervorming van de ondergrond.

Belastingspreiding

De mate waarin de belasting op een laag materiaal verdeeld wordt op de daaronder gelegen laag (ander) materiaal. De spreiding is hoofdzakelijk afhankelijk van de stijfheid en de dikte van de laag.

Bitumen

Zwarte, viskeus vloeibare tot vaste stof, verkregen als residu van aardolie, door cokesbereiding of natuurlijk gewonnen. In asfalt komt bitumen als bindmiddel voor.

Breukrek, - representatieve waarde

Rekwaarde die bij overschrijding leidt tot breuk in een cementgebonden materiaal als gevolg van maximale optredende belasting.

Capillaire werking

Vermogen van een materiaal om water aan te zuigen en vast te houden boven het freatisch vlak.

CBR-waarde CBR staat voor Californian Bearing Ratio. Grootte van de belasting die nodig is om een plunjer van voorgeschreven afmetingen over een bepaalde afstand en met een bepaalde snelheid in een materiaal te doen indringen, uitgedrukt in procenten ten opzichte van een referentiebelasting. De CBR waarde is een afgeleide waarde voor de dynamische stijfheidsmodulus. Chemische bestendigheid Cohesie

Mate waarin een materiaal bestand is tegen de inwerking van chemische stoffen.

Cokes

Is het product van droge destillatie van steenkolen. Cokes wordt gebruikt als dragermateriaal voor de pellets en sinter.

Maximale schuifspanning in een vlak waarlangs afschuiving in een loskorrelig materiaal optreedt onder een normaalspanning op dat vlak uit te oefenen. Bij samenhangende grond kunnen er, als de gronddeeltjes dicht bij elkaar liggen, tussen de deeltjes onderling grote aantrekkende krachten bestaan: deze krachten worden cohesie(krachten) genoemd.


Leidraad Balans

Bijlage bij Deel I en II: Begrippenlijst

Consolidatieproces

Het proces van uitpersen van water uit de poriën van slecht waterdoorlatende, samendrukbare grond. Dit uitpersen vindt plaats onder invloed van een belastingverhoging tengevolge waarvan zetting optreedt. Zie ook Zetting, primair.

Cunet Dichtheid

Ontgraving beneden het bestaande maaiveld waarin een aanvulling of ophoging van een ander materiaal wordt aangebracht.

Dichtheid, korrel -

Massa per eenheid van volume van de korrels, inclusief de poriën in de korrels en exclusief vloeistoffen in de open poriën.

Dichtheid, natuurlijk vochtig

Dichtheid van de korrels inclusief het capillair vastgehouden water.

Dichtheid, Proctor -

Droge dichtheid van korrelig materiaal dat verdicht is volgens de proctorproef. De proctorproef bepaalt de relatie tussen de droge dichtheid en het vochtgehalte bij een standaard verdichtingswijze.

Doorlatendheid

Het vermogen van grond om een vloeistof of gas door te laten.

Drainage

Een systeem ter beheersing van de grondwaterstand en of ter regulering van de afwatering.

Drooglegging

De afstand tussen het maaiveld / de verharding en de freatische grondwaterstand, inclusief opbolling. NB: dit is niet gelijk aan de ontwateringdiepte.

Drukhoogte

De hoogte van de waterkolom die een druk levert gelijk aan de relatieve waterdruk.

Druksterkte

Maximale spanning in een element dat op druk wordt belast tot bezwijken.

Dynamische stijfheidsmodulus

De massa per eenheid van volume of volumieke massa.

Zie Stijfheidsmodulus, dynamisch.

Dwarscontractie- coëfficiënt

De verhouding tussen de samentrekking loodrecht op de lengterichting die optreedt wanneer een homogene, uit elastisch materiaal vervaardigde cilinder met een lengte lo en diameter do uitrekt. Er treedt dan een verlenging Dl op, maar bovendien een samentrekking loodrecht op de lengterichting: een dwarscontractie Dd.

Dwarsonvlakheid

Zie Onvlakheid, dwars -.

Eindzetting

Zie Zetting, eind -.

Erosie, intern

Het uitspoelen van fijne deeltjes, ten gevolge van inhomogene menging, wat samenhangt met de waterdoorlatendheid van het materiaal en de duur van de doorstroming.

87

Leidraad Balans


Erosie, extern

Het proces waarbij grond, gesteente en dergelijke verplaatst c.q. weggespoeld wordt onder invloed van wind, stromend water of gletsjers.

Freatische grondwaterstand

De grondwaterstand die vanaf maaiveld gezien, het ondiepste wordt aangetroffen. De freatische grondwaterstand wordt sterk beïnvloed door het drainagestelsel (sloten en singels), neerslag, doorlatendheid van de bovenste grondlagen en door de plaatselijke kwel en/of inzijgingssituatie.

Fundering, gebonden

Relatief stijve en sterke fundering bestaande uit een laag hydraulisch of bitumineus-, cement- of hydraulisch gebonden mineraal aggregaat.

Fundering, licht gebonden Fundering bestaande uit een laag mineraal aggregaat, die door binding vanuit het materiaal zelf enige ontwikkeling van stijfheid en sterkte vertoont, maar in geringere mate dan bij een gebonden fundering. Fundering, ongebonden

Fundering bestaande uit een laag niet-gebonden mineraal aggregaat.

Geofysische methoden

Methoden, waarbij inzicht in de ondergrond wordt verkregen zonder de ondergrond ernstig te verstoren.

Gewicht

Het product van de massa en versnelling van de zwaartekracht (9,81 kN/m3).

Gewicht, volumiek

Gewicht per eenheid van volume aan bulkmateriaal.

Gewicht, volumiek droog

Het volumiek gewicht van volledig droog materiaal.

Gewicht, volumiek vochtig Het volumiek gewicht van volledig vochtig materiaal na langdurige onderdompeling in water. Gloeiverlies

Massaverlies van droog materiaal door verhitting tot een bepaalde temperatuur, uitgedrukt in massaprocenten. Uit het gloeiverlies kan het gehalte aan organisch materiaal worden berekend.

Grensspanning

De spanning, waarbij het vervorminggedrag van grond onder belasting overgaat van relatief stijf in relatief slap. Bij belastingverhoging boven de grensspanning zal de zetting relatief veel sterker toenemen.

Grondspanning

Zie Spanning, grond -.

Grondwapening

Grondverbeteringtechniek bestaande uit het aanbrengen van elementen in de grond die trek-, druk- en schuifkrachten kunnen opnemen, zoals geotextielen en geogrids.

Hoek van inwendige wrijving

Hoek waarvan de tangens overeenkomt met de verhouding tussen de maximale schuifspanning verminderd met de cohesie in een vlak waarlangs afschuiving in een materiaal optreedt en de op dat vlak uitgeoefende normaalspanning.

Hydratatieproces

Een fysisch-chemisch proces waarbij water en cement binden en warmte vrijkomt.


Leidraad Balans


Hydrodynamische periode Periode dat in de ondergrond wateroverspanningen aanwezig zijn ten gevolge van een ophoging. Zie ook Zettingen, primair. Interne erosie

Zie Erosie, intern.

Inwendige wrijvingshoek

Zie Hoek van inwendige wrijving.

Kantopsluiting

Langs een verharding gelegen constructie die zijdelingse steun geeft aan de verharding.

Karakteristieke waarde

Waarde waarbij de kans op onder- of overschrijding van die waarde aanvaardbaar klein is. Meestal wordt voor deze kans 5% genomen.

Klankbodem

Mate waarin de eigenschappen van de ondergrond of lichtgewicht ophoogmateriaal invloed hebben op de verdichtbaarheid van de daarboven aan te leggen laag.

Kleef

De wrijvingskracht van de grond. Deze kan bijvoorbeeld worden gemeten met een sondering waarbij de plaatselijke kleef wordt gemeten.

Kleef, negatief

Door wrijving overgedragen verticale belasting op palen of constructies ten gevolge van zakking van de omringende grond.

Klink

Afname van het volume onder eigen gewicht en eventuele dynamische belastingen. Bij onverzadigde materialen zal dit verschijnsel betrekkelijk snel optreden.

Korreldichtheid

Zie Dichtheid, korrel -.

Korrelspanning

Zie Spanning, korrel -.

Korrelverdeling

Verdeling naar grootte van de korrels van een materiaal, uitgedrukt in massaprocenten.

Korrelvorm

De korrelvorm is een maat voor de overeenkomst tussen de werkelijke korrelvorm en een of meer gestandaardiseerde vormen.

Krimp

Volumeafname van een materiaal, bijvoorbeeld ten gevolge van daling van het vochtgehalte en/of de temperatuur.

Kruip

Zie Zetting, seculair.

Kwel

Bij grondconstructies wordt van kwel gesproken als zich transport voordoet van grondwater vanuit de omgeving in de richting van de grondconstructie.

Langsonvlakheid

Zie Onvlakheid, langs -.

LA - waarde

Waarde bepaald op basis van de Los-Angeles-proef. Door slagen met genormeerde bollen in een maalmachine wordt de mate van verbrijzeling van het granulaat bepaald aan de hand van de hoeveelheid fijn materiaal in massaprocenten.

89

Leidraad Balans


MAC-waarde

Maximaal Aanvaardbare Concentratie. De MAC-waarde is de maximale concentratie van een gas, damp, nevel of van stof in de lucht op de werkplek, welke concentratie bij herhaaldelijke blootstelling de gezondheid van werknemers noch het nageslacht benadeelt.

Massa, volumiek

Massa per eenheid van volume in kg/m3.

Natuurlijke vochtige dichtheid

Zie Dichtheid, natuurlijk vochtig.

Negatieve kleef

Zie Kleef, negatief.

Ontmenging, gevoeligheid voor

Bij de aanleg van een niet monolithisch materiaal (zoals beton of hoogovenslakken) ontstaat er kans dat de verschillende gebruikte materialen niet gelijk genoeg verdeeld worden over het mengsel. De gevoeligheid voor ontmenging geeft aan hoeveel zorg er bij de aanleg van een mengsel moet besteed worden en dat er kans bestaat dat de toepassing niet de juiste kwaliteit heeft.

Ontwateringdiepte

De ontwateringdiepte is gelijk aan de afstand tussen het maaiveld en het peil van het open water (sloot of singel).

Onvlakheid, dwars -

Verticale vervormingen (onder andere spoordiepte) in het dwarsprofiel van de verharding.

Onvlakheid, langs -

Verticale vervormingen in het lengteprofiel van de verharding.

Opbarsten

Instabiliteit van ondoorlatende grondlagen door wateroverspanning die kan optreden in situaties waarbij lagen van verschillende doorlatendheid elkaar afwisselen. Bepalend voor de stabiliteit van dergelijke ondoorlatende lagen is de vraag of het eigen gewicht groter is dan de opdrijvende waterdruk. Het opbarsten van de bodem kan zich voordoen bij een ontgraving of nabij een ophoging.

Opbolling

Hoogste grondwaterstand ten opzichte van slootpeil of drainniveau.

Ophoging

Het gedeelte van de constructie dat boven het maaiveld of het oude verhardingsoppervlak uitsteekt.

Optimum vochtgehalte

Zie Vochtgehalte, optimum.

PAK

Polycyclische Aromatische Koolwaterstoffen, chemische verbindingen van benzeenringen.

Percolatie(water)

Water dat door een constructie of door de natuurlijke ondergrond stroomt en vervolgens uittreedt.

Piëzometer aan de onderzijde.

Peilbuis of stijgbuis met een zeer kort filter of met alleen een opening

Plaatshoogte referentieniveau.

Hoogte van een deeltje grond of water ten opzichte van een


Leidraad Balans


Proctordichtheid

Zie Dichtheid, proctor -.

Primaire zettingen

Zie Zetting, primair.

Rehabilitatie

Maatregelen om de kwaliteit van de verharding weer op het gewenste niveau te brengen zonder de inrichting van de weg aan te passen. Bij wegen op slappe bodem: het (opnieuw) ophogen van een verzakte weg.

Rek

Verkorting of verlenging, relatief ten opzichte van de uitgangslengte. Bij samendrukkingproeven wordt de rek 1-dimensionaal beschouwd (afname monsterhoogte ten opzichte van de oorspronkelijke monsterhoogte).

Reksnelheid

Snelheid waarmee de rek optreedt.

Restzetting

Zie Zetting, rest -.

RIVM

Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu.

Samendrukking

Afname van het volume van de grond.

Seculaire zettingen

Zie Zetting, seculair.

Spanning

Kracht per eenheid van oppervlak, waarop de kracht werkt.

Spanning, effectieve

Zie Spanning, korrel -.

Spanning, grond -

De spanning op een bepaalde diepte, veroorzaakt door het eigengewicht van de grond en eventueel aanwezige belastingen; de grondspanning kan worden gesplitst in korrelspanning en waterspanningen. Grondspanning wordt ook wel aangeduid als totaalspanning.

Spanning, korrel -

Spanning ten gevolge van de contactkracht tussen gronddeeltjes. Korrelspanning is totaalspanning minus waterspanning. Deze spanning bepaalt de mate en snelheid van de zettingen.

Spanning, terrein -

In situ verticale korrelspanning in uitgangstoestand (ook wel: initiële verticale korrelspanning).

Spanning, water -

Het gedeelte van de grondspanning dat wordt veroorzaakt door de heersende waterdruk.

Spanning, waterover -

De tijdelijke verhoging van de waterspanning in met water verzadigde grond door bijvoorbeeld het aanbrengen van een belasting.

Stijfheidsmodulus, dynamisch

De dynamische stijfheidsmodulus of dynamische elasticiteitsmodulus is een materiaal eigenschap die aangeeft hoe de belastingsspreiding is bij een dynamische belasting. Stijfheidsmodulus is de verhouding tussen de door een belasting in één richting veroorzaakte spanning en de daardoor optredende elastische vervorming van een materiaal.

91

Leidraad Balans


Stijfheidsmodulus, statisch

De statische stijfheidsmodulus of statische elasticiteitsmodulus is een materiaal eigenschap die aangeeft hoe de belastingsspreiding is bij een statische belasting. Stijfheidsmodulus is de verhouding tussen de door een belasting in één richting veroorzaakte spanning en de daardoor optredende elastische vervorming van een materiaal.

Stijghoogte

De som van drukhoogte en plaatshoogte. Dit is de hoogte tot waar grondwater zou stijgen als ter plaatse een stijgbuis of piëzometer zou worden geplaatst.

Straatlaag

Een straatlaag is een laag zand of ander fijnkorrelig materiaal waarin wordt gestraat of waarop wordt gevlijd.

Superpositie

Bij zettingen: het idee, dat het tijd-zettingsverloop van verschillende belastingsstappen bij elkaar mogen worden opgeteld. Dit is niet geheel correct.

Teerhoudend asfalt

Asfalt waarin het gehalte aan 10 soorten PAK boven de gestelde norm in het Bouwstoffenbesluit ligt (75 mg/kg doge stof).

Terreinspanning

Zie Spanning, terrein -.

Uitloging

Afgifte van anorganisch en/of organische componenten uit materialen door statisch of dynamisch contact met een uitloogvloeistof. Voorbeelden zijn percolatie van regenwater of als het materiaal in contact komt met gronden of oppervlaktewater.

Veen

Grondsoort die, afhankelijk van het lutumgehalte, voor ten minste 15 tot 30 massaprocent bestaat uit afgestorven plantenresten.

Verbrijzeling

Bezwijken van korrels onder druk in de contactvlakken.

Verbrijzelingfactor

Fijnheidsgetal van een materiaal dat is onderworpen aan de verbrijzelingsproef, gedeeld door een getal dat afhankelijk is van de voor de proef gekozen zeeffractie (= de mate van weerstand tegen verbrijzeling).

Verdichtbaarheid

Mate waarin volumeverkleining door verdichten van een ongebonden materiaal mogelijk is.

Verdichtingsgraad

Verhouding tussen de dichtheid van een materiaal in situ en de dichtheid volgens een standaardmethode.

Verdichtingsgewilligheid

Het gemak waarmee een bepaald materiaal kan worden verdicht.

Vermoeiing

Verslechtering van eigenschappen van een materiaal ten gevolge van veelvuldig herhaalde belastingen.

Verschilzetting

Zie Zetting, verschil -.

Verwering

Zie Erosie.


Leidraad Balans


Vochtbestendigheid

Weerstand tegen bezwijken van korrels onder inwerking van water.

Vochtgehalte

Verhouding tussen de massa water en de massa droge stof in een materiaal, uitgedrukt in massaprocenten.

Vochtgehalte, optimum

Vochtgehalte waarmee bij het verdichten van een materiaal volgens de proctorproef de maximum proctordichtheid wordt bereikt.

Volumiek gewicht

Zie Gewicht, volumiek.

Volumiek gewicht, droog

Zie Gewicht, volumiek droog.

Volumiek gewicht, vochtig Zie Gewicht, volumiek vochtig. Volumieke massa

Zie Massa, volumiek.

Voorbelasten

Verbeteringstechniek waarbij een belasting vervroegd wordt aangebracht of waarbij tijdelijk een extra overhoogte wordt aangebracht vóór het tijdstip van definitieve aanleg of ingebruikneming.

Vorstbestendigheid

Mate waarin een materiaal bestand is tegen de gevolgen van bevriezing van water dat in de poriën aanwezig is.

Vorstgevoeligheid

Eigenschap van een materiaal om bij bevriezing water uit de omgeving aan te trekken naar het vorstfront in het materiaal, met als gevolg dat het volume en het vochtgehalte van het materiaal toenemen.

Warmtegeleiding- coëfficiënt

Hoeveelheid warmte die stroomt door een laag materiaal met een dikte van 1 m en een oppervlak van 1 m² bij een temperatuurverschil van 1o C.

Waterdoorlatendheid

Verhouding tussen waterdrukverschillen (het verhang) en de doorstroomsnelheid van water in het monster.

Waterdampdiffusie- weerstandsgetal

Dit getal geeft aan hoeveel maal groter de diffusieweerstand van een laag materiaal met een bepaalde dikte is dan die van een laag lucht met dezelfde dikte.

Watergehalte

Zie Vochtgehalte.

Wateroverspanning

Zie Spanning, waterover-.

Waterspanning

Zie Spanning, water-.

Watervoerend pakket

Aaneengesloten zand- of grindlaag waarin transport van water optreedt (of op kan treden).

Wrijvingshoek, inwendige

Zie Hoek van inwendige wrijving.

Zandcementstabilisatie

Gestabiliseerde laag bestaande uit zand, cement en water.

Zetting

Afname van de hoogteligging van maaiveld of cunetbodem door verticale samendrukking van de ondergrondlagen als gevolg van een bovenbelasting.

93

Leidraad Balans


Zetting, eind

Zetting na een arbitrair gekozen periode. Vaak wordt hiervoor 10.000 dagen ofwel circa 27 of 30 jaar aangehouden, de periode dient echter af te hangen van de levensduur van de constructie.

Zetting, primair

Toename van de verticale samendrukking van de ondergrondlagen tot aan het einde van de hydrodynamische periode bij gelijkblijvende totaalspanning (totaalspanning= korrelspanning+ waterspanning). Initieel wordt een bovenbelasting geheel gedragen door water(over)spanning. Gedurende de primaire samendrukking gaat de wateroverspanning geleidelijk over in korrelspanning.

Zetting, rest

Verschil tussen de eindzetting en de zetting op een bepaald moment. Een veel gekozen moment is het moment van opleveren of in gebruik nemen van een werk.

Zetting, seculair

Als functie van de tijd optredende zettingen bij gelijkblijvende spanning (korrelspanning + waterspanning), onafhankelijk van de primaire zetting.

Zettingsprognose Voorspelling van toekomstige zettingen met gelijke over- en onderschrijdingsmarge over een bepaalde periode. De berekening geeft de gemiddelde waarde van de zetting. Zettingssnelheid

De snelheid waarmee de zetting verloopt, wordt in de hydrodynamische periode bepaald door de doorlatend-heid van de ondergrond en de afstroom lengte tot een goed doorlatende zone. Na de hydrodynamische periode wordt de snelheid bepaald door kruip.

Zetting, verschil - Verschil in zetting tussen twee observatiepunten. Verschilzetting wordt gerelateerd aan de onderlinge afstand tussen de observatiepunten. Zuurgraad

De mate van zuurheid van een oplossing (pH < 7).

Zwel

Door toename van het vochtgehalte veroorzaakte volumevergroting van een materiaal, die mede afhan-kelijk is van de aard van het materiaal en de druk die op het materiaal wordt uitgeoefend. Dit kan zich ook voor-doen na het ontgraven of ontlasten van de ondergrond.


Leidraad Balans

Illustraties van enkele belangrijke begrippen

Illustratie van enkele belangrijke begrippen Onderstaande figuur geeft op grafische wijze enkele belangrijke begrippen weer. De figuur is overgenomen uit CROW publicatie 204 Betrouwbaarheid van zettingsprognoses. Onderstaande figuren komen uit CROW publicatie 81, Gefundeerd op weg. Extra overhoogte

Extra overhoogte Verwijderen extra overhoogte Restzetting

Overhoogte a)

Bruto ophoging b) Ophoogtijd

Wachttijd

Ophoging Start aanbrengen bovenbouw

Oplevering bovenbouw (=start restzetting)

Netto ophoging a)

Tijd Zetting bij ingebruikname

Zetting

Fictieve start ophoging (t = 0)

Eindzetting

Restzetting

Zettingstijd Bouwtijd (grondwerk)

t = 10000 dagen Bouwtijd (bovenbouw)

Gebruiksperiode

95

Leidraad Balans

Deel 2 - Hoofdstuk 2.29 Illustraties van enkele belangrijke begrippen

Verhardingsconstructie Aardebaan

Ondergrond


Leidraad Balans

Illustraties van enkele belangrijke begrippen

97

...en dan al die ondergrondse infrastructuur...

Leidraad Balans Ondergrondse infrastructuur

DEEL

3

Leidraad Balans

Deel 3 - Hoofdstuk 3

INLEIDING DEEL III - Ondergrondse infrastructuur Algemeen Voor het afweegmodel is het van belang om de consequenties van het ophogen voor kabels en leidingen te kunnen bepalen. Om een afweging te kunnen maken is het ook raadzaam om enige achtergrondkennis te bezitten over de kabels en leidingen die u ter afweging in Balans invoert. Het kan u helpen een zo realistisch mogelijke variant te maken. Deze leidraad voorziet in een aantal algemene zaken als levensduur, randvoorwaarden en aanbevelingen tbv een mogelijk ontwerp, onderhoudsaspecten en risico’s.. Deze leidraad is hierin geenszins uitputtend, slechts richtinggevend. Naar uitgebreide literatuur wordt verwezen. De werking van de gebruikte systemen van de ondergrondse infrastructuur wordt mede beïnvloed door de soort van de ophoog- en verhardingsmaterialen. Voor zover het van belang is, worden bij de systemen de keuzebepalende interacties tussen enerzijds de systemen en anderzijds de materiaalsoorten beschreven. Hierbij wordt inzichtelijk gemaakt onder welke omstandigheden de systemen het beste worden ontworpen en aangelegd. Systemen De systemen die in dit rapport beschreven worden, zijn: Riolering ten behoeve van transport van afval- en hemelwater; ›› Gas; ›› Water; ›› Warmte; ›› Telecommunicatie; ›› Elektriciteit Van deze systemen worden de volgende onderwerpen beschreven. Levensduur; ›› Criteria ten behoeve van het afweegmodel; ›› Randvoorwaarden en aanbevelingen voor een variant; ›› Achtegrondbeschrijving; ›› Onderhoudsaspecten; ›› Risico’s; ›› Bronnen. In de onderstaande paragrafen wordt een toelichting gegeven wat in de bovenstaande onderwerpen wordt beschreven. Levensduur Hierin wordt aangegeven wat de levensduur is van de onderdelen van het leidingsysteem. Hierbij wordt onderscheidt gemaakt in de technische en economische levensduur. De technische levensduur heeft betrekking tot het optreden van schade als gevolg van de bovenbelasting, vervormingen als gevolg van zettingen, maar ook bijvoorbeeld gipsvorming in rioolbuizen. De economische levensduur heeft betrekking tot de financiële afschrijfperiode die een beheerder aan de leidingen of de kabels geeft.

Deel 3 - Hoofdstuk 3

Leidraad Balans

Criteria ten behoeve van het afweegmodel Het afweegmodel maakt gebruik van een beperkte hoeveelheid invoerparameters en is bedoeld voor gebruik op netwerkniveau. Per situatie, handhaven, ophalen of vervangen zijn criteria bepaald die in de meeste gevallen zullen gelden, rekening houdend met de reeds opgetreden zetting en de nog op te treden zetting na ophogen. De criteria zijn bepaald aan de hand van beschikbaar gestelde informatie. Randvoorwaarden en aanbevelingen voor een variant Beschrijving van aspecten waar met het ontwerp van een kabel of leiding rekening moet worden gehouden zoals ligging, materiaalkeuze, draagkracht, maximaal toelaatbare zetting, etc. Tevens zijn mogelijke interacties tussen de systemen en de ophoogmaatregelen en bouwstoffen (zand, EPS, etc.) beschreven ten aanzien van onder andere de bereikbaarheid van een kabel of leiding, beperking toetreding van grondwater, gasdoorlatendheid en herstelbaarheid van de wegconstructie na reparatie aan een kabel of leiding. Daarnaast bevat dit onderdeel een beschrijving van de mogelijkheden van fundatie van een riolering en van bijzondere voorzieningen of constructies in zettingsgevoelige gebieden, bijvoorbeeld bij overgangen van gefundeerde naar niet-gefundeerde ligging. Achtegrondbeschrijving Een systeem is meer dan alleen de kabels of buizen op zich. Voor een riolering maken naast de rioolbuizen ook de leidingen tussen de rioolbuis en het huis, de huisaansluiting, de straatkolken en de inspectieputten deel uit van het rioleringssysteem. Bij gas- en waterleidingen wordt gebruik gemaakt van hoofdleidingen en huisaansluitingen. De verschillende types in systemen geven mogelijkheden in toepassing weer in relatie tot de grootte van de zettingen. Bij riolering worden de mogelijkheden van verschillende rioolsystemen in beeld gebracht. Onderhoudsaspecten Dit onderdeel gaat in op aspecten die van belang zijn in de gebruiksfase, zoals inspecties, te beoordelen toestandsaspecten en aandachtspunten ten behoeve van reparaties. Risico’s Bij de beschrijving van de ophoogmaatregelen zijn risico’s opgenomen die ook invloed hebben op de kabels en leidingen. Mogelijk zijn er nog risico’s die direct gerelateerd zijn aan de toepassing van het systeem. Bronnen Hierin is aangegeven van waar de informatie is verkregen. Dat kan zijn op basis van literatuuronderzoek en/of op basis van informatie van bedrijven die het betreffende concept toepassen of materialen leveren.

101

Leidraad Balans

Deel 3 - Hoofdstuk 3.1 Riolering

3.1

Riolering

Levensduur Voor de levensduur van riolering wordt er onderscheid gemaakt in verschillende vormen van de levensduur (economische, technische en functionele). De technische levensduur van de riolering bedraagt gemiddeld ca. 40 à 100 jaar. Ten gevolge van onder meer zettingen, kan de levensduur van een riolering korter zijn. Deze kortere levensduur is vaak het gevolg van falende huis- en kolkaansluitingen of verbindingen tussen de buizen. De economische levensduur moet dan worden aangepast, omdat deze levensduur niet langer kan zijn dan de technische levensduur. Indien het plan wordt opgevat om de weg, waarin de riolering zich bevindt, op te hogen, zal een afweging plaatsvinden voor het wel of niet handhaven van de riolering. Met de Balans applicatie is het mogelijk om de invloed van het wel of niet handhaven van de riolering bij een ophoging te evalueren. Het gelijktijdig met de uitvoering van de ophoogmaatregel vervangen van de riolering heeft als voordeel dat de rioolvervanging relatief goedkoop kan worden uitgevoerd. Immers de wegverharding en -fundering worden vanwege de uit te voeren ophoogmaatregel tijdelijk verwijderd. Tevens is materieel aanwezig. Indien de riolering echter nog in redelijke staat verkeerd, kan er voor worden gekozen het in zijn geheel te handhaven of onderdelen te vervangen, zoals de huis- en kolkaansluitingen. Handhaven van de bestaande riolering kan indien het systeem als geheel minimaal een restlevensduurverwachting heeft (of na vervanging van onderdelen krijgt) die minimaal gelijk is aan de levensduurverwachting van de wegconstructie na uitvoering van de ophoogmaatregelen. Het is dus van belang de restlevensduur van de riolering en de onderdelen waaruit zij is opgebouwd in te schatten rekening houdend met de verwachte restzetting over de periode waarover de wegconstructie geacht wordt mee te gaan. Een andere invalshoek kan zijn om de ophoogmaatregel aan te passen aan de verwachte restlevensduur van riolering en meer algemeen aan de verwachte restlevensduur van de aanwezige kabels en leidingen. Beoordeling handhaving bestaande riolering Om de restlevensduur van de bestaande riolering redelijkerwijs te kunnen inschatten is informatie nodig uit het verleden (historie), het heden en de toekomst. Historische gegevens die van belang zijn bij de beoordeling zijn: ›› Type riolering met materiaalsoorten buis en put; ›› De wijze waarop elementen zijn verbonden, onder andere type verbinding, toepassen van zettingsmoffen, etc; ›› De wijze van fundatie van het gehele riool of van afzonderlijke onderdelen, zoals overstortputten en gemalen op palen en de overige onderdelen op staal; »» Welke invloed heeft de omgeving uitgeoefend op de riolering in de periode tussen aanleg en heden: »» Hoeveelheid zetting en tijdstip en grootte tussentijdse ophogingen; »» Peilwijzigingen in het oppervlaktewater; »» Grootschalige grondwateronttrekkingen in de omgeving; »» Gemiddelde verkeersbelasting. Van de huidige toestand zijn de volgende aspecten van belang: ›› Wat is de huidige kwalitatieve staat van de riolering (gedetailleerde inspectiegegevens met betrekking tot afstroming, stabiliteit en waterdichtheid)? Extra aandacht hierbij verdienen de overgangen tussen verschillende wijze van fundatie en overgangen tussen verschillende onderdelen. Bijvoorbeeld tussen huisaansluiting en riool, buizen onderling of buis en put. ›› Zijn er klachten met betrekking tot stank, afbrekende huis- kolkaansluitingen, etc. ›› Wat is het huidige afschot in de vrijvervalriool? Bij het merendeel van de typen vrijvervalriolen is het handhaven van een minimum afschot van wezenlijk belang (gemengde riolen, DWAriolen, bemalen HWA-riolen). Het aanwezige afschot dient hierbij kritisch in beschouwing


Leidraad Balans

Riolering

›› ›› ›› ›› ›› ››

te worden genomen. Hierbij dient niet zonder meer te worden afgegaan op het aanwezige (theoretisch) afschot op basis van ingemeten binnen onderkant buizen (b.o.b’s) ter plaatse van de putaansluitingen. Een beter beeld kan worden verkregen door het interpreteren van de videobeelden van de gedetailleerde inspecties of het in combinatie met een gedetailleerde video-inspectie uitvoeren van een hoogtemeting in het riool. Bij deze laatste techniek dient rekening te worden gehouden met het feit dat de hoogtemeting wordt gedaan vanaf de rijdende videocamerawagen. Deze camerawagen zal gedurende het af te leggen traject nooit in rechte lijn het laagste punt van het riool volgen, maar zich rond deze lijn bewegen en af en toe tegen de buiswand op rijden. Dit levert een enigszins vertekend beeld op bij de hoogtemeting. Wat is de huidige kwantitatieve staat van het riool? Is het riool voldoende ruim gedimensioneerd om het huidig aanbod van afvalwater zonder problemen te kunnen transporteren? Wat is het huidige afschot van de huisaansluitingen, met name ter plaatse van de overgang van particulier terrein naar wegconstructie? Indien zettingsmoffen zijn toegepast bij de standpijpen, verdient het aanbeveling steeksproefsgewijs enige zettingsmoffen op te graven om te beoordelen in hoeverre deze nog beschikken over enige reserve om toekomstige zettingen op te vangen. Is de riolering al geheel financieel afgeschreven? Voldoet de aanwezige riolering aan de eisen conform de huidige weten regelgeving? Maken nutsbedrijven van de gelegenheid gebruik om bij het ophogen van de weginfrastructuur kabels en leidingen op te halen of te vervangen? In dat geval is het mogelijk interessanter de riolering gelijktijdig te vervangen.

Voor het wel of niet handhaven van de riolering is de toekomstige situatie ook van belang: ›› Blijft de functie en belasting van de riolering ongewijzigd? ›› Blijft de functie en belasting van de weg ongewijzigd? ›› Wat is de levensduurverwachting van de wegconstructie na het uitvoeren van de ophoogmaatregel en wat is de geprognotiseerde zetting over deze periode? ›› Wat is de levensduurverwachting en zetting van opeenvolgende uit te voeren ophoogmaatregelen? ›› Wat is de levensduurverwachting van de stedelijke omgeving als geheel? Is er bijvoorbeeld over 15 jaar een grootschalige revitalisering gepland? ›› Is het doel van de werkzaamheden het verkrijgen van een uit maatschappelijk oogpunt op lange termijn zo goedkoop mogelijke infrastructuur of bestaat het doel uit het zoveel mogelijk beperken van overlast aan omwonenden en gebruikers door de benodigde werkzaamheden op de lange termijn te minimaliseren? Criteria ten behoeve van het afweegmodel Het afweegmodel maakt gebruik van een beperkte hoeveelheid invoerparameters en is bedoeld voor gebruik op netwerkniveau. Voor het afweegmodel zullen daarom criteria worden gehanteerd die in de meeste gevallen gelden. Het betreft per situatie ‘handhaven’, ‘ophalen’ of ‘vervangen’ de volgende criteria: ›› Handhaven: »» Technische staat, capaciteit en ligging van transportleiding vuilwater zijn van voldoende kwaliteit; »» Waterdichtheid en capaciteit van regenwaterriool zijn voldoende; »» Gelijkmatige zetting; »» Leeftijd leiding is maximaal 30 jaar; ›› Ophalen: »» Materiaal buizen: PVC of PE; »» Technische staat en capaciteit van transportleiding vuilwater zijn van voldoende kwaliteit; »» Waterdichtheid en capaciteit van regenwaterriool zijn voldoende; »» Gelijkmatige zetting; »» Leeftijd leiding is maximaal 30 jaar; ›› Vervangen:

103

Leidraad Balans


»» Technische staat, capaciteit of ligging van transportleiding vuilwater zijn van onvoldoende kwaliteit; »» Waterdichtheid of capaciteit van regenwaterriool zijn onvoldoende; »» Zetting van ophoogmaatregel bij ongelijkmatige zettingen is kleiner dan toelaatbare zetting materiaal minus reeds opgetreden zetting; In onderstaande tabel zijn voor verschillende soorten leidingen de toelaatbare zettingsverschillen weergegeven: Toelaatbare zettingsverschillen leidingen in mm

Diameter in mm

Betonnen leidingen L = 2,40 m

PVC-leidingen L = 10 m

PE-leidingen L = 12 m

Verschilzetting [mm]



600 600 600 600 400

720 720 720 720 480

125 160 200 250 300 300 400 500 600 700 800 900 1000 1250 1500 1800 2000

100 75 55 50 40 35 30 25 25 20 20 20

Bij de in de tabel genoemde waarden is er van uitgegaan dat bij aanleg de buizen goed op elkaar zijn aangesloten en in een strakke lijn liggen. Bij grotere hoekverdraaiingen dan de hierboven beschreven waarden is de kans groot dat lekkage optreedt. In bijlage 2 is tekst en uitleg gegeven over de totstandkoming van de waarden; Leeftijd leiding is minimaal 30 jaar; Vervanging huisaansluitingen: indien opgetreden zettingen groter zijn dan 0,60 m. Ontwerpaspecten Bij het dimensioneren van de doorstroming van een rioolstelsel liggen hydraulische berekening ten grondslag. De materiaal- en funderingskeuze en de hoogteligging van de leidingen worden bepaald op basis van: ›› Gronddekking; ›› Opleghoek; ›› Verkeersbelasting; ›› Wijze van uitvoering; ›› Grondsoort van vrijkomende en aanvullingsgrond; ›› Grondwaterpeil;


Leidraad Balans

Riolering

›› Hoeveelheid zetting in relatie tot de situering van de leiding onder ophoging; ›› Samenstelling van het af te voeren afvalwater; ›› Stoffen die verstopping of beschadiging aan de leiding of installaties kunnen veroorzaken; Het toe te passen materiaal moet bestand zijn tegen: ›› Waterige oplossingen met een pH lager dan 6,5 of hoger dan 10, alsmede zuren en basen die niet in water zijn opgelost; ›› Stoffen met een sulfaatgehalte van meer dan 300 g/m³. De buizen, inclusief verbindingen, zijn in het algemeen bestand tegen alle voorkomende grondsoorten in Nederland. Echter is aantasting van buitenaf mogelijk op plaatsen met agressieve gronden en op plaatsen met door chemicaliën verontreinigde grond. Afhankelijk van de mate van agressiviteit kunnen bepaalde materiaalsoorten niet zonder meer toegepast worden. Deze moeten derhalve van een doelmatige beschermlaag worden voorzien. In verband met de keuze van de materiaalsoort dienen ook de grond en het grondwater te worden onderzocht op agressiviteit, pH-waarde, gehalte aan vrij koolzuur en aan zouten zoals bijvoorbeeld chloriden, sulfaten en combinaties van zouten. In eerste instantie kan worden getracht de zuurtegraad te bepalen met indicatorpapier. In dit verband kan worden gewezen op de eventuele aanwezigheid van potkleigronden, onder andere in Groningen (gebufferde sulfaatconcentraties), bruinkoolgronden, onder andere in Limburg, zandgronden met humeuze bovenlaag (humuszuren) en zandgronden met een hoog gehalte aan vrij koolzuur. De aantasting van de leidingen kan worden versterkt door grondwaterstromingen of wisselende grondwaterstanden. De agressiviteit van het omringend milieu kan worden verminderd door het mengen van schelpen of kalk met de aanvulgrond of het beperken van de grondwaterstroming langs de buis door bijvoorbeeld het aanbrengen van kleidammen in de sleuf. De sterkte van de leiding wordt bepaald door de materiaalkeuze, wanddikte, eventuele wapening, de verhouding van de stijfheid van de buis ten opzichte van die van de omringende grond, de zijdelingse steundruk en de wijze van funderen. Het verdient aanbeveling vooraf met de leverancier van de buizen hierover te overleggen. Aan de hand van het grondonderzoek moet worden bepaald, of de aan te leggen riolering wordt gefundeerd: ›› Op staal; ›› Op staal met toepassing van een grondverbetering; ›› Op staal met gebruikmaking van druk verspreidende constructies, zoals matten, sloven of roosters; ›› Op palen. Bij een fundering op staal moeten de leidingen zodanig worden gefundeerd, dat in de langsrichting van de leiding een gelijkmatige verdeling van de oplegspanning is gewaarborgd. De berekening die hiervoor moet uitgevoerd worden staat in publicatie B3000 van de Leidraad Riolering. Indien ronde buizen een lijn- of puntoplegging krijgen, worden de momenten in de buiswand sterk verhoogd. Er dient dan ook te worden nagegaan, of de buisconstructie daartegen bestand is. De opleghoek die in het werk wordt bereikt, beïnvloedt sterk de draagkracht van de leiding. Het is van belang, dat bij het ontwerp rekening wordt gehouden met de opleghoek die bij de aanleg haalbaar is. Bij fundering op palen treden er verticale belastingen op de leidingen. Het funderen op staal al dan niet met grondverbetering of druk spreidende constructies verdient daarom de voorkeur boven funderen op palen. Dit vooral bij leidingen met kleine middellijn. Bij leidingen die op palen gefundeerd zijn en de wegconstructie op staal, kan er bij zetting een kattenrug ontstaan. Om deze kattenrug te beperken zal onderhoud nodig zijn aan de verharding. Verkeersbelastingen kunnen zich dan weer beter spreiden dan bij de kattenrug. Een alternatief voor een stijve fundering op palen is de toepassing van een evenwichts-constructie. Dit betekent dat het extra gewicht als gevolg van de ophoging ongeveer gelijk is aan het gewicht

105

Leidraad Balans


dat bespaard wordt als gevolg van het vervangen van zware materialen door lichtgewicht ophoogmateriaal. Hierdoor is de ondergrond niet aan extra zetting onderhevig. Maatregelen om de invloed van zettingen op de riolering te voorkomen, te beperken dan wel op te vangen zijn: ›› Gebruik van zettingsmoffen bij standpijpen; ›› Bij kolken toepassen van een aansluiting aan de zijkant of achterkant. Door de scharnierwerking met twee 90º-bochtstukken, analoog aan figuur 3.2, kunnen zettingen beter opgevangen worden dan met een aansluiting aan de voorzijde; ›› Toepassing pendelplaat of pendelbuis bij aansluiting onderheid / niet onderheid; ›› Gebruik van enkele achter elkaar gelegen passtukken zodat over een korte lengte een grote hoekverdraaiing mogelijk is; ›› Bij ongelijkmatige zetting, toepassen van een relatief groot afschot zodat plaatselijke zettingen niet direct leiden tot tegenschot; ›› Wijze van fundering (zie voorgaande). Achtergrondbeschrijving Een rioolsysteem heeft als doel het afvoeren van hemelwater en van huishoudelijke en bedrijfsmatig afvalwater. Hierbij wordt onderscheid gemaakt in een aantal systemen: ›› Vrijvervalsystemen: »» Gescheiden stelsel; »» Gemengd stelsel; »» Verbeterd gemengd; »» Verbeterd gescheiden. ›› Mechanische systemen (bedoeld uitsluitend voor afvoer van huishoudelijk en bedrijfsmatig afvalwater): »» Drukriolering; »» Vacuümriolering; »» Luchtpersriool. ›› Het afvoeren van het hemelwater (HWA) bestaat uit de verschillende onderdelen: »» Straatkolk; »» Aansluitstuk riool; »» Kolkaansluitleiding; »» Rioolbuis; »» Verbinding tussen de verschillende rioolbuizen; »» Inspectieputten. ›› Voor het afvoeren van het afvalwater uit woningen/bedrijven, de zogenaamde droogweer afvoer (DWA), wordt onderscheid gemaakt in de volgende onderdelen: »» Binnenriolering; »» Huisaansluiting; »» Huisaansluitleiding; »» Rioolbuis; »» Verbinding tussen de verschillende rioolbuizen; »» Inspectieputten. In het geval de afvoer door middel van mechanische riolering geschiedt zijn naast of in plaats van inspectieputten tevens speciale putten benodigd (bijv. pompputten, vacuümputten). Onderhoudsaspecten Belangrijke toestandsaspecten met betrekking tot zetting in slappe bodems betreffen: ›› Deformatie (platgedrukt, alleen bij flexibele buizen); ›› Lekke en/of gescheurde leidingen en aansluitleidingen; ›› Verplaatste verbinding (axiaal, radiaal en hoekverdraaiing); ›› Bezonken afzettingen (als gevolg van onvoldoende of afwezigheid van afschot). Grondwaterstandverlagingen in het gebruiksstadium kunnen noodzakelijk zijn wanneer de


Leidraad Balans

Riolering

bovenbelasting wordt verwijderd voor reparaties aan (aansluit)leidingen. Een aangelegd drainagesysteem kan worden gebruikt voor het geforceerd op niveau houden van de grondwaterstand. Ten tijde van een extreem lage waterstand fungeert het systeem als infiltratiesysteem. In geval van een extreem hoge grondwaterstand doet het systeem dienst voor de afvoer van water. Tevens voorkomt het drainagesysteem het ontstaan van een grondwatervervaldruk over de constructie. Om een goede werking van de drainage te garanderen en zo lokale verweking van de ondergrond/zandlaag te verkomen, dient planmatige controle en zonodig onderhoud nauwgezet te worden uitgevoerd. Risico’s ›› Werkelijke zettingen wijken af van geprognotiseerde zettingen; ›› Opbarsten van de bouwputbodem, inclusief het activeren van wellen of het opdrijven van veenlagen; ›› Beïnvloeding omgeving door bouwputbemaling; ›› Onvoldoende beheersing grondwaterstand door disfunctioneren drainage op lange termijn. Bronnen 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Delft Cluster, Integraal ontwerp leidingen en riolen – Grondmechanische randvoorwaarden NEN-EN 13508-2, Toestand van de buitenriolering-deel 2 NEN-EN 752-1, Buitenriolering-Deel 1: Algemene termen en definities NPR 3218, Buitenriolering onder vrij verval, Aanleg en onderhoud RIONED, Regie in de ondergrond, handreiking afstemming werkzaamheden kabels en leidingen RIONED, Leidraad Riolering: kostenkentallen rioleringszorg D1100 ontwerpberekeningen D3000 Studiecentrum verkeerstechniek, Kabels leidingen en boomwortels www.riool.net

107

Leidraad Balans

Deel 3 - Hoofdstuk 3.2 Gas

3.2

Gas

Levensduur Voor de levensduur van een gasleiding wordt er onderscheid gemaakt in verschillende vormen van de levensduur (economische, technische en functionele). De technische levensduur van een gasleiding bedraagt gemiddeld ongeveer 50 tot 100 jaar. Ten gevolge van onder meer zettingen, kan de levensduur van een leidingsysteem korter zijn. Deze kortere levensduur is vaak het gevolg van falende huisaansluitingen of verbindingen tussen de buizen. Het vervangen van een gasleiding gebeurt zelden of nooit op basis van functionele eisen of financiële afschrijving. Indien het plan wordt opgevat om de weg, waarin de gasleiding zich bevindt, op te hogen zal een afweging plaatsvinden tussen het laten liggen van de leiding en voor het ophalen of vervangen van de leiding, afhankelijk van de restwaarde en/of restlevensduur van de leiding. Het is ook mogelijk een gasleiding te ‘upgraden’ door bijvoorbeeld alleen de huisaansluitingen te vervangen. Het gelijktijdig ophalen of vervangen van de leiding met de uitvoering van de ophoogmaatregel heeft als voordeel dat dit relatief goedkoop kan worden uitgevoerd. Immers de wegverharding en -fundering worden vanwege de uit te voeren ophoogmaatregel tijdelijk verwijderd. Tevens is materieel aanwezig. Indien de leiding echter nog in redelijke staat verkeerd en nog niet is afgeschreven kan er voor worden gekozen de leiding in zijn geheel te handhaven, eventueel in combinatie met enkele onderdelen te vervangen, zoals de huisaansluitingen of het leidingensysteem in z’n geheel op te halen. Gietijzeren of asbestcementleidingen worden niet opgehaald in verband met te verwachten lekkages en de hoge kosten als gevolg van het fasegewijs per 20 cm ophalen. Meestal worden dan gietijzeren of asbestcementleidingen vervangen door slagvast PVC of PE ,afhankelijk van de situatie. In sommige gevallen is het handhaven van de bestaande gasleiding alleen zinvol indien het systeem als geheel minimaal een restlevensduurverwachting heeft (of na vervanging van onderdelen krijgt) die minimaal gelijk is aan de levensduurverwachting van de wegconstructie na uitvoering van de ophoogmaatregel. Als een gasleiding onafhankelijk kan worden vervangen, dan is het geen bezwaar deze te laten liggen tot vervanging nodig is. Over het algemeen zal een diepteligging van de leiding groter dan 1,30 m, ten opzichte van een normale diepte van 0,80 m, niet wenselijk zijn. Bij een grotere diepte zijn aanpassingen aan aansluitleidingen noodzakelijk en kost het opgraven van de leiding meer moeite en daardoor meer geld. Vanwege de hoge arbeidskosten en de relatief lage materiaalkosten is het ophalen van een leiding bijna even duur als het vervangen van een leiding. Door de ophoogmaatregel aan te passen aan de verwachte afschrijvingstermijn en de maximale diepte ten aanzien van de bereikbaarheid door het toepassen van lichtgewicht ophoogmateriaal en afstemming met de restlevensduur van de overige kabels en leidingen kan een optimum in kosten worden bereikt. Vervanging van de gasleiding vindt plaats als de veiligheid in het geding is. Per situatie moet altijd een afweging worden gemaakt tussen de te maken kosten voor het ophalen en vervangen, afhankelijk van de restwaarde en/of restlevensduur van de leiding. Criteria ten behoeve van het afweegmodel Het afweegmodel maakt gebruik van een beperkte hoeveelheid invoerparameters en is bedoeld voor gebruik op netwerkniveau. Voor het afweegmodel zullen daarom criteria worden gehanteerd die in de meeste gevallen gelden. Het betreft per situatie ‘handhaven’, ‘ophalen’ of ‘vervangen’ de volgende criteria:


Leidraad Balans

Gas

›› Handhaven: »» Gronddekking van de leiding kleiner is dan de lokale normdekking plus 0,40 m. De normdekking is over het algemeen 0,80 m; »» Gelijkmatige zetting; »» Leeftijd leiding is maximaal 40 jaar; ›› Ophalen: »» Gronddekking van de leiding, met uitzondering van gietijzeren en asbestcement-leidingen, groter is dan de lokale normdekking plus 0,40 m; »» Gelijkmatige zetting; »» Leeftijd leiding is maximaal 40 jaar; Vervangen: ›› Gronddekking van gietijzeren, asbestcement- of wit PVC-leidingen groter is dan de lokale normdekking plus 0,40 m. Deze leidingen worden vervangen door slagvast PVC of PE (afhankelijk van de situatie); ›› Indien binnen een afstand van 0,50 m van een gasleiding met (mechanische) mofverbindingen wordt ontgraven en de lengte van de ontgraving groter is dan de buislengte; ›› Indien als gevolg van een tracéwijziging de gasleiding moet worden omgelegd; ›› Als een leiding, behalve een gelaste leiding, onder een steenachtige of lichte fundering en/of een gesloten verharding komt te liggen. Een leiding van wit of slagvast PVC mag, afhankelijk van de lokale situatie, blijven liggen als de afstand van hart leiding tot zijkant fundering maximaal 1 meter bedraagt; ›› Als een leiding, behalve een gelaste leiding, een onderheide constructie bovenlangs kruist met een tussenafstand kleiner dan 0,15 m; ›› Als in het betreffend leidingdeel en over de voorgaande 3 aaneengesloten jaren, het aantal storingen per jaar meer is geweest dan 6 stuks per kilometer en de kosten voor reparatie hoger is dan de rente van de vervangingsinvestering; ›› Als vervanging in verband met netombouw noodzakelijk is; ›› De zetting van de ophoogmaatregel bij ongelijkmatige zettingen is groter dan toelaatbare zetting materiaal minus reeds opgetreden zetting; ›› Nader onderzoek moet uitwijzen op welke wijze bestaande berekeningsmethodieken aangepast kunnen worden om de toelaatbare waarden bij ongelijkmatige zettingen te bepalen. Zie voor bestaande berekeningsmethodieken bijlage 3. ›› Leeftijd leiding is minimaal 40 jaar; ›› Vervanging huisaansluitingen indien opgetreden zettingen groter zijn dan 0,40 m. Ontwerpaspecten Bij het dimensioneren van een gasleiding is de NEN 7244-serie van toepassing. NEN 1738 en 1739 geven richtlijnen voor onderlinge ligging van kabels en leidingen. De laatste twee worden binnenkort herzien. De materiaalkeuze van de leiding wordt bepaald op basis van: ›› Kosten; ›› Grondbelasting; ›› Verkeersbelasting; ›› Grondsoort van aanvullingsgrond; ›› Hoeveelheid zetting in relatie tot de situering van de leiding ten opzichte van de ophoging; De leidingen, inclusief verbindingen, zijn in het algemeen bestand tegen alle voorkomende grondsoorten in Nederland. Echter is aantasting van buitenaf mogelijk op plaatsen met agressieve gronden en op plaatsen met door chemicaliën verontreinigde grond. Afhankelijk van de mate van agressiviteit kunnen bepaalde materialen niet zonder meer toegepast worden. In verband met de keuze van de materialen dienen ook de grond en het grondwater te worden onderzocht op agressiviteit (pH-waarde, gehalte aan zouten zoals bijvoorbeeld chloriden, sulfaten en combinaties van zouten). In eerste instantie kan worden getracht de zuurgraad te bepalen met indicatorpapier.

109

Leidraad Balans


In dit verband kan worden gewezen op de eventuele aanwezigheid van potkleigronden, onder andere in Groningen (gebufferde sulfaatconcentraties), bruinkoolgronden, onder andere in Limburg, zandgronden met humeuze bovenlaag (humuszuren) en zandgronden met een hoog gehalte aan vrij koolzuur. De aantasting van de leidingen kan worden versterkt door grondwaterstromingen of wisselende grondwaterstanden. De draagkracht van de leiding wordt bepaald door de wanddikte, de verhouding van de stijfheid van de buis ten opzichte van die van de omringende grond en de zijdelingse steundruk. Met deze factoren wordt rekening gehouden in de vigerende normering. In slappe bodem is de rek van belang in relatie met de treksterkte en spanningsrelaxatie van het materiaal. De rek bepaalt in relatie met de treksterkte de toelaatbare elastische vervorming van het materiaal terwijl de relaxatie bepaalt in hoeverre het materiaal bij een overschrijding van de toelaatbare spanning in staat is plastisch te vervormen zonder te breken. Een flexibele voorziening moet worden aangebracht daar waar verschil in grondbeweging optreedt, ofwel in situaties waar sprake is van een sprongzakking (in zakkend gebied) zoals: ›› Overgang van persing naar aanleg in open sleuf; ›› Overgang lichte fundering naar normale grondslag; ›› Overgang bestaande leiding naar ‘nieuwe’ situatie; ›› Overgang van (tijdelijke) voorbelasting naar normale grondslag. In situaties waar sprake is van grondzakking en een niet zakkend object bovenlangs gekruist wordt zoals: ›› Riolering; ›› Duiker. In situaties waar wordt aangesloten op een object dat niet of minder zakt dan de aangesloten leiding zoals: ›› (District) stations. Overgang naar kokers of tunnelbak. Vanuit de norm is de eis gesteld dat een gaslekkage detecteerbaar en lokaliseerbaar moet zijn. Dit houdt in dat de omliggende grond gasdoorlatend moet zijn. Als referentie wordt gesteld dat de gasdoorlatendheid minimaal gelijk moet zijn aan die van een zandfundering. Als de omliggende grond niet gasdoorlatend is, moeten maatregelen worden getroffen om gaslekkage te kunnen detecteren en lokaliseren. Dit speelt vooral een belangrijke rol als de fundering van gevel tot gevel loopt en/of er een vrijverval riool in de nabijheid van de gasleiding ligt. In de onderstaande tabel is de gasdoorlatendheid van menggranulaat en zandcement uitgedrukt ten opzicht van zand. Menggranulaat en zand vormen geen belemmering bij het bovengronds lek zoeken. Bij menggranulaat is de exacte locatie van het lek moeilijk te bepalen. Een gasleiding onder menggranulaat is minder goed en niet zonder inzet van hulpmiddelen bereikbaar. Daarbij kunnen vonken ontstaan. Zand

Menggranulaat

Gestabiliseerd zand

100 % 370 % 30 % De gasdoorlatendheid van zand en/of klei met een open verharding is voldoende om kleine gaslekkages op te zoeken. Ondoorlatende lagen boven gasleidingen zijn niet toegestaan, dus geen asfalt, dichte fundering of EPS toepassen. Dichten van de voegen met cement bij een open verharding van elementen is eveneens niet toegestaan. Een gasleiding moet altijd bereikbaar zijn voor onderhoud en/of reparatie door het gebruik van ongebonden traditionele ophoogmaterialen boven de leidingen.


Leidraad Balans

Gas

Als de bereikbaarheid in het geding is, moeten aanvullende maatregelen worden getroffen die een extra zekerheid geven voor het voorkomen van breuk of lekkage en afsluiten bij calamiteit mogelijk maken, zoals bijvoorbeeld: ›› materiaalkeuze en/of wanddikte aanpassen; ›› toepassen van een mantelbuis, koker of tunnel; ›› afsluitbaarheid van het niet bereikbare leidingdeel aanbrengen lekdetectie aanbrengen. Boomwortels kunnen de toegankelijkheid verminderen en de leidingen beschadigen. Een gasleiding bij voorkeur niet in de nabijheid van een bomenrij leggen. Watertoevloed bij onderhoud moet zoveel mogelijk beperkt worden door toepassing van compartimentering. Verspreiding van gas bij lekkages moet zoveel mogelijk worden beperkt door holle ruimten in de bodem te voorkomen. Ophoogmateriaal en wegfunderingen mogen geen nadelige invloed hebben op de staat van het buismateriaal en/of de buisvorm. Te denken valt aan aantasting van het buismateriaal en/of bekleding, het beschadigen van de buiswand door bijvoorbeeld puntbelasting of kerfwerking (scherpe voorwerpen of hoekig en grof funderingsmateriaal) en het massief bedekken of omhullen van de buis waardoor schadevrij ontgraven onmogelijk wordt. Eisen ten aanzien van de ligging zijn: ›› De gasleiding moet altijd, tenzij de grondslag bestaat uit fijnkorrelige aarde, rondom in een 0,20 m dik zandbed worden gelegd. Hierbij moet het zand goed (en handmatig) worden verdicht; ›› Aanleg van een kunststof leiding door een fundering van metselwerk-, meng- of betongranulaat is niet toegestaan. Ligging onder een van deze funderingen is, als er technisch geen andere mogelijkheid is om de infrastructuur aan te leggen ofwel de kosten voor aanleg door het alternatief onacceptabel hoog wordt, toegestaan als de veiligheid ten aanzien van de gasleiding wordt gewaarborgd door: ›› De gasleiding uit te voeren in PE of staal met gelaste verbindingen; ›› Bij een niet of slecht gas doorlatende fundering een gas doorlatende voorziening boven de gasleiding wordt aangebracht; ›› Indien een niet of slecht gas doorlatende fundering tot aan een gevel loopt, een gas doorlatende voorziening van minimaal 0,50 m breed aan de gevel wordt aangebracht; ›› Kruisende leidingen moeten in een mantelbuis worden aangebracht; ›› Aanleg van een gasleiding in de lengterichting onder een lichte fundering is niet toegestaan. Kruising onder lichte funderingen is toegestaan indien: ›› in het kruisende deel van de leiding geen verbindingen anders dan lasverbindingen zijn aangebracht en ›› aan beide zijden voorzien is van een flexibele constructie welke de zakking verschillen kan opvangen en ›› de kruisende leiding door een mantelbuis wordt gevoerd of is uitgevoerd als gestuurde boring. Aanleg van gasleidingen door een lichte fundering is niet toegestaan tenzij: ›› Aan de bovenzijde in de fundering een sparing ten behoeve van de leiding wordt aangebracht. Rondom de leiding moet een ruimte van minimaal 0,30 m zijn welke wordt opgevuld met zand. Om vermenging van het zand en het funderingsmateriaal te voorkomen dient zonodig tussen het zand en de fundering worteldoek te worden aangebracht; ›› Bij overgangen van de lichte fundering naar normale grondslag een flexibele constructie wordt aangebracht welke de zakking verschillen kan opvangen. Een gasleiding mag boven een lichte fundering worden aangebracht als de ruimte tussen fundering en leiding minimaal 0,30 m bedraagt en de leiding op de voorgeschreven dekking ligt. Grootschalige ingrepen moeten ongeveer 2 jaar van te voren vanwege de benodigde voorbereidingstijd aangemeld worden. Hierbij dient ook rekening gehouden te worden met tijd voor afstemmen met andere partijen en externe communicatie. Telecomwet: Hoofdstuk 5: Ligging telecomkabels. Belemmerende ligging kan grote gevolgen in kosten hebben. Problemen kunnen zich voordoen bij kabels op een gasleiding.

111

Leidraad Balans


Achtegrondbeschrijving Het totale gasnet in Nederland heeft een lengte van ongeveer 120.000 km. Het systeem is opgebouwd uit verschillende leidingen. Het verschil in leiding is gebaseerd op de druk die in de buizen aanwezig is: ›› Lage druk (LD), 30 tot 100 mbar, lengte 98.000 km. Tegenwoordig is de druk bij nieuwe lage drukleidingen 100 mbar; ›› Middel druk (MD), 1 tot 4 bar, lengte 8.000 km; ›› Hoge druk (HD), 8 bar, lengte 15.000 km. Voor hoofdleidingen worden hoofdzakelijk de volgende materialen gebruikt: ›› Staal met gelaste verbindingen vooral bij hoge druk; ›› Gietijzer (vooral in het verleden), grijs gietijzer en nodulair gietijzer; ›› In het verleden werd asbestcement ook toegepast.PVC wordt enkel in Nederland nog gebruikt voor het transporteren van gas, waarbij onderscheid gemaakt kan worden in hard PVC en slagvast PVC. ›› Hard PVC, al dan niet met gelijmde verbindingen. Kans op haarscheurtjes door spanningscorrosie. ›› Slagvast PVC (gemodificeerd) met verlengde (niet trekvaste) mofverbindingen wordt vanaf ca. 1973 toegepast bij lage drukleidingen (tot 100 mbar); ›› PE vooral bij middel druk leidingen en buitengebieden vanwege grote lengten die op de rol verkrijgbaar zijn. Wordt ook toegepast in zettingsgevoelige gebieden. Betreft PE 80 met lasverbindingen. PE 100 met lasverbindingen wordt toegepast bij hoge druk leidingen. Oudere PE-leidingen (‘1e generatie’-PE) zijn minder bestand tegen puntbelastingen als gevolg van bijvoorbeeld hoekig en grof funderingsmateriaal. Voor huisaansluitingen worden tegenwoordig hoofdzakelijk slagvast PVC, PE en koper gebruikt. Vroeger werd ook staal toegepast. Onderhoudsaspecten Iedere vijf jaar wordt een gasleiding door GIWA gecontroleerd op lekkage. Belangrijke toestandsaspecten met betrekking tot zetting in slappe bodems betreffen: ›› Lekke en/of gescheurde leidingen en aansluitleidingen; ›› Verplaatste verbinding (axiaal, radiaal en hoekverdraaiing), voor zover leidend tot lekkage (dit wordt geconstateerd bij reparatie van een lekkage). Kruisingen met onderheide objecten moeten worden opgehaald als de tussenruimte 15 cm of kleiner is. Na ophalen moet de minimale tussenruimte 30 cm bedragen en een bescherming onder de gasbuis worden aangebracht. Oude gasleidingen die niet meer worden beheerd, worden bij voorkeur verwijderd. Risico’s ›› Werkelijke zettingen wijken af van geprognosticeerde zettingen; ›› Indien de gebruikte materialen voor de wegconstructie onvoldoende gasdoorlatendheid zijn, kan eventueel lekgas zich onder de bestrating of elders ophopen; ›› Onvoldoende inzicht van de netbeheerder in de mate van zetting die de toegepaste constructie kan opnemen in relatie tot de daadwerkelijk optredende zetting. Bronnen 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Informatie beschikbaar gesteld door ENECO Netbeheer BV, afdeling Asset Management CoP Slappe Bodem kennisdocument, kabels en leidingen in zakkende bodem CROW-publicatie 250, Graafschade voorkomen aan kabels en leidingen - Richtlijn zorgvuldig graafproces Delft Cluster, Integraal ontwerp leidingen en riolen – Grondmechanische randvoorwaarden Gastec Technology BV, Rapport Invloed verkeersbelasting op PE-leidingen in Bims GASTEC, Gasdoorlatendheid NEN 7244-1, Gasvoorzieningsystemen - Leidingen tot en met 16 bar - Deel 1: Algemene functionele eisen NEN 7244-2, Gasvoorzieningsystemen - Leidingen tot en met 16 bar - Deel 2: Specifieke functionele eisen voor polyetheen


Leidraad Balans

Gas

9. NEN 7244-3, Gasvoorzieningsystemen - Leidingen tot en met 16 bar - Deel 3: Specifieke functionele eisen voor staal 10. NEN 7244-4, Gasvoorzieningsystemen - Leidingen tot en met 16 bar - Deel 4: Specifieke functionele eisen voor nodulair gietijzer 11. NEN 7244-5, Gasvoorzieningsystemen - Leidingen tot en met 16 bar - Deel 5: Specifieke functionele eisen voor slagvast pvc 12. NEN 7244-6, Gasvoorzieningsystemen - Leidingen tot en met 16 bar - Deel 6: Specifieke functionele eisen voor aansluitleidingen 13. NEN 1738, Plaats van leidingen en kabels in wegen buiten de bebouwde kom 14. NEN 1739, Plaats van leidingen en kabels in wegen binnen de bebouwde kom 15. NPR 3659, Ondergrondse pijpleidingen – Grondslagen voor de sterkteberekening 16. RIONED, Regie in de ondergrond, handreiking afstemming werkzaamheden kabels en leidingen 17. Studiecentrum verkeerstechniek, Kabels leidingen en boomwortels 18. www.energiened.nl

113

Leidraad Balans

Deel 3 - Hoofdstuk 3.3 Water

3.3

Water

Levensduur In de NEN is de eis gesteld dat de ontwerplevensduur tenminste 50 jaar bedraagt. Als de conditie van leidingen en/of appendages beneden een aanvaardbaar niveau is gedaald, moeten deze worden vervangen of hersteld worden om weer optimaal te kunnen functioneren. Ten gevolge van onder meer zettingen, kan de levensduur van een leidingsysteem korter zijn. Deze kortere levensduur is vaak het gevolg van falende huisaansluitingen of verbindingen tussen de buizen. Het vervangen van een leiding kan ook op basis van leeftijd, functionele eisen of financiële afschrijving. Indien het plan wordt opgevat om de weg, waarin de waterleiding zich bevindt, op te hogen, zal een afweging plaatsvinden tussen het laten liggen van de leiding en voor het ophalen of vervangen van de leiding. Het gelijktijdig met de uitvoering van de ophoogmaatregel ophalen of vervangen van de leiding heeft als voordeel dat dit relatief goedkoop kan worden uitgevoerd. Immers de wegverharding en -fundering worden vanwege de uit te voeren ophoogmaatregel tijdelijk verwijderd. Tevens is materieel aanwezig. Indien de leiding echter nog in redelijke staat verkeerd en nog niet is afgeschreven kan er voor worden gekozen de leiding in zijn geheel te handhaven, eventueel in combinatie met enkele onderdelen te vervangen, zoals de huisaansluitingen. Het ophalen van een leiding komt niet veel meer voor omdat het te kostbaar is geworden vanwege de flink gestegen arbeidskosten ten opzichte van de materiaalkosten en vanwege de beperkte bereikbaarheid door de veelheid aan aanwezige kabels en leidingen. Handhaven van de bestaande waterleiding is tegenwoordig interessanter geworden vooral door de betere kwaliteit van het materiaal. Handhaven is alleen een optie indien het systeem als geheel minimaal een restlevensduurverwachting heeft (of na vervanging van onderdelen krijgt) die minimaal gelijk is aan de levensduurverwachting van de wegconstructie na uitvoering van de ophoogmaatregel. De diepteligging van de leiding speelt een minder belangrijke rol in de overwegingen. Vervanging van de waterleiding vindt plaats als de leiding technisch en economisch is afgeschreven en/of het aantal lekkages te groot is. De technische staat van de leidingen wordt beïnvloed door zettingen en zettingsverschillen. Bij PVCleidingen zijn de hoekverdraaiïng ter plaatse van de moffen of de treksterkte van lijmverbindingen en de buigtreksterkte van de buizen kritisch ten aanzien van het functioneren van de leiding. Een te grote doorbuiging kan langsscheuren tot maximaal 10 meter veroorzaken. Bij PE-leidingen zijn de treksterkte van de lassen, de doorbuiging van de buizen en de weerstand tegen knikken kritisch. Knikken kunnen ook ontstaan als een leiding een minder zakkend object kruist, zoals een duiker of een riool. Criteria ten behoeve van het afweegmodel Het afweegmodel maakt gebruik van een beperkte hoeveelheid invoerparameters en is bedoeld voor gebruik op netwerkniveau. Voor het afweegmodel zullen daarom criteria worden gehanteerd die in de meeste gevallen gelden. Het betreft per situatie ‘handhaven’, ‘ophalen’ of ‘vervangen’ de volgende criteria: ›› Handhaven: »» Diepteligging van de leiding na ophoging weg is niet groter dan 2,00 m; »» Gelijkmatige zetting; »» Leeftijd leiding is maximaal 40 jaar; ›› Vervangen: »» De zetting van de ophoogmaatregel bij ongelijkmatige zettingen is groter dan toelaatbare zetting materiaal minus reeds opgetreden zetting; Nader onderzoek moet uitwijzen op welke wijze bestaande berekeningsmethodieken aangepast kunnen worden om de toelaatbare waarden bij ongelijkmatige zettingen te bepalen. Zie voor bestaande berekeningsmethodieken bijlage 3. »» Leeftijd leiding is minimaal 40 jaar; »» Vervanging huisaansluitingen indien opgetreden zettingen groter zijn dan 0,40 m.


Leidraad Balans

Water

Ontwerpaspecten De waterkwaliteit in leidingnetten moet voldoen aan de Waterleidingwet en het Waterleidingbesluit. De drinkwaterleidingen worden naast het gebruik van drinkwater ook gebruikt voor brandbestrijding. Het ontwerp voor de drinkwatervoorziening is in de meeste gevallen maatgevend. Bij bedrijventerreinen is meestal de capaciteit voor brandbestrijding maatgevend. Voor een optimale waterkwaliteit te bevorderen moet een waterleidingsysteem de volgende eigenschappen hebben: ›› Goede doorstroming, minimale diameter, zodat de verblijftijd in de leidingen verminderd wordt; ›› Voorzien van minimaal twee goed gesitueerde instroompunten per wijk; ›› Toepassing van zo weinig mogelijk leidingen. Vermazingen zijn ongewenst; ›› Alle delen van waterleidingnetten die in contact komen met drinkwater moeten zijn ontworpen en gefabriceerd uit onderdelen van materialen die geen onacceptabele vermindering van de waterkwaliteit kunnen veroorzaken. Bij ontwerp reeds rekening houden met toekomstige uitbreidingen, en inbouwen van appendages ten behoeve van een efficiënt onderhoud (water- en luchtspoelen, proppen) en van de controle van de waterkwaliteit. De leidingen moeten een onderdruk van 80 kPa (ongeveer 20 kPa absolute druk) kunnen weerstaan. Voor elementen die meer dan 8,0 m onder de grondwaterspiegel liggen moet deze waarde worden vervangen door de hydrostatische druk van het grondwater op buisasniveau. Toepassen van kleine diameters verdienen de voorkeur in verband met hogere snelheid en dus betere doorstroming. De maximale toelaatbare lange termijn deflectie (mate van platdrukken van de leiding) mag niet meer dan 8% van de nominale diameter bedragen. De waarde van de totale ringspanning stoel is materiaalafhankelijk. De materiaalkeuze van de leiding wordt tevens bepaald op basis van: ›› Kosten; ›› Grondbelasting; ›› Verkeersbelasting; ›› Grondsoort van aanvullingsgrond; ›› Hoeveelheid zetting in relatie tot de situering van de leiding ten opzichte van de ophoging. De leidingen, inclusief verbindingen, zijn in het algemeen bestand tegen alle voorkomende grondsoorten in Nederland. Echter is aantasting van buitenaf mogelijk op plaatsen met agressieve gronden en op plaatsen met chemicaliën verontreinigde grond. Afhankelijk van de mate van agressiviteit kunnen bepaalde materialen niet zonder meer toegepast worden. In verband met de keuze van de materialen dienen ook de grond en het grondwater te worden onderzocht op agressiviteit, pH-waarde, gehalte aan vrij koolzuur en aan zouten zoals bijvoorbeeld chloriden, sulfaten en combinaties van zouten. In eerste instantie kan worden getracht de zuurtegraad te bepalen met indicatorpapier. In dit verband kan worden gewezen op de eventuele aanwezigheid van potkleigronden, onder andere in Groningen (gebufferde sulfaatconcentraties), bruinkoolgronden, onder andere in Limburg, zandgronden met humeuze bovenlaag (humuszuren) en zandgronden met een hoog gehalte aan vrij koolzuur. De aantasting van de leidingen kan worden versterkt door grondwaterstromingen of wisselende grondwaterstanden De agressiviteit van het omringend milieu kan worden verminderd door het mengen van schelpen of kalk met de aanvulgrond of het beperken van de grondwaterstroming langs de leiding door bijvoorbeeld het aanbrengen van kleidammen in de sleuf. De draagkracht van de leiding wordt bepaald door de wanddikte, de verhouding van de stijfheid van de buis ten opzichte van die van de omringende grond en de zijdelingse steundruk. Het verdient aanbeveling vooraf met de leverancier van de buizen hierover te overleggen. Maatregelen om de invloed van zettingen op de leiding te voorkomen, te beperken dan wel op te vangen zijn: Huisaansluiting onder de funderingsbalk aanbrengen en in kruipruimte een lus in de leiding aanbrengen. Deze aansluiting heeft drie voordelen: voldoende gronddekking, de leiding kan de

115

Leidraad Balans

Deel 3 - Hoofdstuk 3.3 Water

zettingen goed volgen en geen kans op knikken van de leiding. De kans op knikken is vrij groot bij een starre doorvoer in de funderingsbalk; De belasting op het bochtstuk kan beperkt worden door daarboven een plaat aan de muur te bevestigen die de belasting op het bochtstuk kan wegnemen; De diepteligging van de waterleiding is normaal 0,80 m. Indien grote zettingen worden verwacht kan besloten worden de leiding niet dieper te leggen dan 0,70 m. Lijmverbindingen bij PVC-leidingen zijn minder geschikt bij zettingen groter dan 0,15 m. Mofverbindingen kunnen zettingen enigszins opvangen (zie bijlage 2). Voor waterleidingen worden er eisen gesteld aan de hoekverdraaiing van verstelbare en flexibele verbindingen. De te gebruiken toelaatbare hoekverdraaiing wordt voorgeschreven door de leverancier. HPE-buizen worden aan elkaar vastgemaakt via lasverbindingen en kunnen ongelijkmatige zettingen beter volgen. Ook zijn de spatkrachten in bochten goed met deze verbindingen op te vangen. Om externe schade ten gevolge van lekken te voorkomen kunnen mantelbuizen voorzien worden van lekverklikkers. De leidingen moeten goed toegankelijk zijn door het gebruik van ongebonden traditionele ophoogmaterialen boven de leidingen. Bij een waterleiding in de nabijheid van EPS of schuimbeton mogen er geen doodlopende leidingen aangebracht worden. Dit levert vanwege de isolerende werking en de geringe afname tijdens de zomervakanties hygiëneproblemen op door de hoge temperaturen. Indien de waterleiding op EPS of schuimbeton komt te liggen, is het niet mogelijk om ter plaatse van bochten de leiding te fixeren met behulp van stempelpalen. PVC-leidingen met mofverbindingen zijn minder geschikt om de krachten op te vangen. In dat geval worden lijmverbindingen gebruikt. Boomwortels kunnen de toegankelijkheid verminderen en de leidingen beschadigen. Een waterleiding bij voorkeur niet in de nabijheid van een bomenrij leggen. Watertoevloed bij onderhoud moeten zoveel mogelijk beperkt worden door toepassing van compartimentering. Beschadigingen van kabels en leidingen door bijvoorbeeld scherpe voorwerpen of hoekig en grof funderingsmateriaal moet worden voorkomen. Grootschalige ingrepen moeten ongeveer 2 jaar van te voren vanwege de benodigde voorbereidingstijd aangemeld worden. Hierbij dient ook rekening gehouden te worden met tijd voor afstemmen met andere partijen en externe communicatie. Achtegrondbeschrijving Drinkwater is een levensbehoefte waaraan de hoogste eisen gesteld worden aan alle onderdelen van het leidingsysteem. Voor elke situatie moet voldoende water beschikbaar zijn met 200 kPa druk op maaiveldniveau of met 100 kPa druk 10 m boven maaiveld. Het Nederlandse drinkwaterleidingnet heeft een totale lengte van 115.600 km. In Nederland komen geen drukloze, vrijverval leidingsystemen voor, waarbij de leiding niet geheel gevuld hoeft te zijn met drinkwater. Voor het transport van drinkwater worden verschillende materialen toegepast. In het huidig Nederlandse waterleidingennet zijn de volgende materialen toegepast: ›› PVC, lengte 53.000 km; ›› Asbestcement, lengte 33.700 km (wordt nauwelijks meer toegepast); ›› Gietijzer, lengte 13.200 km; ›› Overige materialen, lengte 15.700 km. Asbestcement en gietijzer komen in zettingsgevoelige gebieden bijna niet voor. Alleen als er (licht) verontreinigde grond aanwezig is. Voor distributieleidingen, diameter < 300 mm en voor huisaansluitingen worden meestal slagvast PVC of HPE gebruikt.


Leidraad Balans

Water

Onderhoudsaspecten Iedere vijf jaar wordt een waterleiding gecontroleerd op lekkage. Belangrijke toestandsaspecten met betrekking tot zetting in slappe bodems betreffen: ›› Lekke en/of gescheurde leidingen en aansluitleidingen; ›› Verplaatste verbinding (axiaal, radiaal en hoekverdraaiing). ›› Oude waterleidingen die niet meer beheerd worden bij voorkeur verwijderd. Risico’s ›› Werkelijke zettingen wijken af van geprognosticeerde zettingen; ›› Ontstaan van ‘niet-opgemerkte’ lekkages. Een niet-opgemerkte lekkage zal veelal kleiner van omvang zijn, maar door het langdurig weglekken van water kan forse schade worden aangericht, bijvoorbeeld door het onderspoelen van een geasfalteerde weg of door onderspoeling van een fundering. Bij een slechte aansluiting of lekken kunnen kelders vollopen en nabijgelegen kabels en leidingen breken. Bronnen 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Informatie beschikbaar gesteld door OASEN N.V. CoP Slappe Bodem kennisdocument, kabels en leidingen in zakkende bodem CROW-publicatie 250, Graafschade voorkomen aan kabels en leidingen - Richtlijn zorgvuldig graafproces Delft Cluster, Integraal ontwerp leidingen en riolen – Grondmechanische randvoorwaarden NEN 1738, Plaats van leidingen en kabels in wegen buiten de bebouwde kom NEN 1739, Plaats van leidingen en kabels in wegen binnen de bebouwde kom NPR 3659, Ondergrondse pijpleidingen – Grondslagen voor de sterkteberekening RIONED, Regie in de ondergrond, handreiking afstemming werkzaamheden kabels en leidingen Studiecentrum verkeerstechniek, Kabels leidingen en boomwortels VEWIN, Evaluatie beheersysteem leidingnet op externe effecten door leidinglekkage VEWIN, Waterleidingstatistiek 2005 www.vewin.nl

117

Leidraad Balans

Deel 3 - Hoofdstuk 3.4 Warmte

3.4

Warmte

Levensduur Een goed ontworpen warmteleveringssysteem heeft een levensduur van circa vijftig jaar. De levensduur van warmteopwekkers is vaak korter, daarom is het mogelijk om tussentijds over te schakelen naar nieuwe (duurzame) warmteopwekkers. Als de conditie van leidingen en/of appendages beneden een aanvaardbaar niveau is gedaald, moeten deze worden vervangen of hersteld worden om weer optimaal te kunnen functioneren. Ten gevolge van onder meer zettingen, kan de levensduur van een warmteleidingsysteem korter zijn. Deze kortere levensduur is vaak het gevolg van falende huisaansluitingen of verbindingen tussen de buizen. Het vervangen van een leiding kan ook op basis van functionele eisen of financiële afschrijving. Indien het plan wordt opgevat om de weg, waarin de warmteleiding zich bevindt, op te hogen, zal een afweging plaatsvinden tussen het laten liggen van de leiding en voor het ophalen of vervangen van de leiding. Het gelijktijdig met de uitvoering van de ophoogmaatregel ophalen of vervangen van de leiding heeft als voordeel dat dit relatief goedkoop kan worden uitgevoerd. Immers de wegverharding en -fundering worden vanwege de uit te voeren ophoogmaatregel tijdelijk verwijderd. Tevens is materieel aanwezig. Indien de leiding echter nog in redelijke staat verkeerd en nog niet is afgeschreven kan er voor worden gekozen de leiding in zijn geheel te handhaven, eventueel in combinatie met enkele onderdelen te vervangen, zoals de huisaansluitingen of het leidingensysteem in z’n geheel op te halen. Handhaven van de bestaande leiding is alleen een optie indien het systeem als geheel minimaal een restlevensduurverwachting heeft (of na vervanging van onderdelen krijgt) die minimaal gelijk is aan de levensduurverwachting van de wegconstructie na uitvoering van de ophoogmaatregel. Tevens mag de diepteligging van de leiding niet groter zijn dan 1,50 m, ten opzichte van een normale diepte van 1,00 m. Ophalen van een leiding is alleen een optie als de leiding voor minder dan 75% is afgeschreven. Met een afschrijvingstermijn van 40 jaar betekent dit dat de leiding niet ouder mag zijn dan 30 jaar. Door de ophoogmaatregel aan te passen aan de verwachte afschrijvingstermijn en de maximale diepte ten aanzien van de bereikbaarheid door het toepassen van lichtgewicht ophoogmateriaal en afstemming met de restlevensduur van de overige kabels en leidingen kan een optimum in kosten worden bereikt. Op het moment dat opgehoogd wordt, moet worden besloten de leiding op te halen of om de componenten die bediend moeten worden aan te passen (ophogen afsluiterpotten of putschachten). Als de ophoging groot is kan het functioneren van de expansiekussens worden belemmerd. Vervanging van de warmteleiding vindt plaats als uit metingen blijkt dat de kwaliteit zodanig is dat de kans op ernstige lekkages ontoelaatbaar groot is. Leidingen van het VPS-systeem worden bewaakt door middel van een lekdetectiesysteem. Dit systeem is in gebruik vanaf 1975 en heeft geleid tot plaatselijke en incidentele reparaties. Criteria ten behoeve van Balans Het afweegmodel maakt gebruik van een beperkte hoeveelheid invoerparameters en is bedoeld voor gebruik op netwerkniveau. Voor het afweegmodel zullen daarom criteria worden gehanteerd die in de meeste gevallen gelden. Het betreft per situatie ‘handhaven’, ‘ophalen’ of ‘vervangen’ de volgende criteria: ›› Handhaven: »» Gronddekking van de leiding kleiner is dan de lokale normdekking plus 0,50 m. De normdekking is over het algemeen 1,00 m; »» Gelijkmatige zetting; »» Leeftijd leiding is maximaal 30 jaar;


Leidraad Balans

Warmte

›› Ophalen: »» Vanwege kosten en praktische problemen wordt het ophalen van leidingen niet in overweging genomen; ›› Vervangen: »» Gronddekking van de leidingen groter is dan de lokale normdekking plus 0,50 m en de leeftijd van de leiding hoger is dan 40 jaar; »» Als in het betreffend leidingdeel uit metingen blijkt dat de kwaliteit zodanig is verminderd dat de kans op lekkages ontoelaatbaar groot is; »» Als door ophogingen of vervanging van andere ondergrondse leidingen de warmteleiding niet gehandhaafd kan blijven; »» Als capaciteitsuitbreiding noodzakelijk is; »» De zetting van de ophoogmaatregel bij ongelijkmatige zettingen is groter dan toelaatbare zetting materiaal minus reeds opgetreden zetting; Nader onderzoek moet uitwijzen op welke wijze bestaande berekeningsmethodieken aangepast kunnen worden om de toelaatbare waarden bij ongelijkmatige zettingen te bepalen. Zie voor bestaande berekeningsmethodieken bijlage 3. »» Leeftijd leiding is minimaal 30 jaar; »» Vervanging huisaansluitingen indien opgetreden zettingen groter zijn dan 0,40 m. Ontwerpaspecten Voor de goede bedrijfsvoering van een warmteleiding gelden minimale eisen ten aanzien van het bouwrijp maken: ›› Maximale zettingsverschillen na bouwrijp maken: 20 mm per 10 meter leidingtracé; ›› Grondwaterhuishouding moet ingesteld zijn op gebruiksfase; ›› Cunet van zand, 0,20 m rondom; ›› Ligging in een fundering van granulaat of lichtgewicht materiaal is niet toegestaan, wel toegestaan is een ligging daaronder. De leiding moet wel altijd zonder al te veel extra inspanning bereikbaar zijn voor onderhoud en/of reparatie; ›› Geen bomen in de directe nabijheid, afstand minimaal 3 m, mede afhankelijk van de boomsoort. Bij ontwerp reeds rekening houden met toekomstige uitbreidingen, en inbouwen van appendages ten behoeve van een efficient onderhouden kwaliteitcontrole. De materiaalkeuze van de leiding wordt tevens bepaald op basis van: ›› Gronddekking; ›› Verkeersbelasting; ›› Grondsoort van aanvullingsgrond; ›› Hoeveelheid zetting in relatie tot de situering van de leiding ten opzichte van de ophoging. De leidingen, inclusief verbindingen, zijn in het algemeen bestand tegen alle voorkomende grondsoorten in Nederland. Echter is aantasting van buitenaf mogelijk op plaatsen met agressieve gronden en op plaatsen met door chemicaliën verontreinigde grond. Afhankelijk van de mate van agressiviteit kunnen bepaalde materialen niet zonder meer toegepast worden. In verband met de keuze van de materialen dienen ook de grond en het grondwater te worden onderzocht op agressiviteit, pH-waarde, gehalte aan vrij koolzuur en aan zouten zoals bijvoorbeeld chloriden, sulfaten en combinaties van zouten. In eerste instantie kan worden getracht de zuurtegraad te bepalen met indicatorpapier. In dit verband kan worden gewezen op de eventuele aanwezigheid van potkleigronden, onder andere in Groningen (gebufferde sulfaatconcentraties), bruinkoolgronden, onder andere in Limburg, zandgronden met humeuze bovenlaag (humuszuren) en zandgronden met een hoog gehalte aan vrij koolzuur. De aantasting van de leidingen kan worden versterkt door grondwaterstromingen of wisselende grondwaterstanden De agressiviteit van het omringend milieu kan worden verminderd door het mengen van schelpen of kalk met de aanvulgrond of het beperken van de grondwaterstroming langs de leiding door bijvoorbeeld het aanbrengen van kleidammen in de sleuf. De draagkracht van de leiding wordt bepaald door de wanddikte, de verhouding van de stijfheid van de buis ten opzichte van die van de omringende grond en de zijdelingse steundruk. Het verdient aanbeveling vooraf met de leverancier van de buizen hierover te overleggen.

119

Leidraad Balans


Een flexibele voorziening moet worden aangebracht daar waar verschil in grondbeweging optreedt, ofwel in situaties waar sprake is van een sprongzakking (in zakkend gebied) zoals: ›› Overgang van persing naar aanleg in open sleuf; ›› Overgang lichte fundering naar normale grondslag; ›› Overgang van (tijdelijke) voorbelasting naar normale grondslag. In situaties waar sprake is van grondzakking en een niet zakkend object bovenlangs gekruist wordt zoals: ›› Riolering; ›› Duiker. In situaties waar wordt aangesloten op een object dat niet of minder zakt dan de aangesloten leiding zoals: ›› Stations en aangesloten gebouwen; ›› Overgang naar kokers of tunnelbak. Zettingsverschillen tot 30 mm per 10 meter tracélengte worden niet gezien als sprongzakking. Voor het ontwerp van een voorziening bij sprongzakking zijn berekeningen noodzakelijk. Mogelijke maatregelen zijn: ›› Toepassen van Z- of U-bochten; ›› Toepassen van overgangsplaten: betonnen platen onder de leiding die aan één zijde steunen op de onderheide constructie; ›› Het vergroten van de wanddikte van de leiding. Onder zware componenten kan om gewicht op de ondergrond te beperken een polystyreenplaat worden toegepast. Hierbij moet de tussen ruimte tussen plaat en leiding zodanig zijn dat de grondwrijving intact blijft en de temperatuur van de mantelbuis niet te hoog wordt. Om externe schade ten gevolge van lekken te voorkomen worden de buizen voorzien worden van een lekdetectiesysteem. De leidingen moeten goed toegankelijk zijn door het gebruik van ongebonden traditionele ophoogmaterialen boven de leidingen. Boomwortels kunnen de toegankelijkheid verminderen en de leidingen beschadigen. Een warmteleiding bij voorkeur niet in de nabijheid van een bomenrij leggen. Watertoevloed bij onderhoud moeten zoveel mogelijk beperkt worden door toepassing van compartimentering. Beschadigingen van kabels en leidingen door bijvoorbeeld scherpe voorwerpen of hoekig en grof funderingsmateriaal moet worden voorkomen. Grootschalige ingrepen moeten ongeveer 2 jaar van te voren vanwege de benodigde voorbereidingstijd aangemeld worden. Hierbij dient ook rekening gehouden te worden met tijd voor afstemmen met andere partijen en externe communicatie. Achtegrondbeschrijving Het verwarmen van gebouwen gebeurt in Nederland meestal met gas, dat is in veel gevallen de beste keuze. Bij nieuwbouwprojecten en herstructuringsprojecten in de bestaande bouw kunnen er lokale kansen zijn voor warmtelevering. Zeker met restwarmtebronnen in de buurt, biedt een collectief systeem als warmtelevering uitstekende mogelijkheden om energie te besparen. De bebouwingsdichtheid moet wel meer dan 30 woningequivalenten/ha zijn. In Nederland zijn al 350.000 woningequivalenten aangesloten op warmtelevering. Ten opzichte van andere energiebronnen levert warmtelevering een aanzienlijke reductie van de CO2-uitstoot. Het warmteleveringssysteem onderscheidt drie subsystemen: 1. De warmteproductie-eenheden. Deze bestaan uit een hoofdproductie-eenheid die (rest)warmte levert en hulpwarmteketels die alleen tijdens korte piekperioden van de totale warmtevraag in bedrijf komen. 2. Het warmtetransport- en distributiesysteem. Bij grotere warmteleveringssystemen onderscheiden we het primair warmte(transport)systeem en secundair warmtedistributiesysteem, gescheiden door een warmtewisselaar in het onderstation. Vanuit de onderstations in de woonwijken gaat het warme water naar de eindverbruiker.


Leidraad Balans

Warmte

3. Als de twee systemen niet zijn gescheiden, spreken we van een direct systeem. Een direct systeem is goedkoper dan een indirect systeem en niet hydraulisch ontkoppeld. Hetzelfde water dat door de centrale productie-eenheid stroomt, gaat dus ook naar de huisinstallatie bij de eindverbruiker. De huisinstallatie bij de eindverbruiker. Deze zet het warme water om in de gewenste warmtevorm. De belangrijkste toepassingen zijn ruimteverwarming en warm tapwater. In de utiliteitsbouw wordt warmtelevering ook steeds meer gebruikt als energiebron voor koeling. De aanvoer- en retourtemperaturen in het primaire en secundaire net van recentelijk ontworpen warmteleveringssysteem liggen over het algemeen lager dan in de systemen van de jaren tachtig. De huisinstallaties bij de eindverbruiker zijn tegenwoordig meestal 70°C/40°C-systemen (aanvoertemperatuur 70°C, retourtemperatuur 40°C). Twintig jaar geleden waren dat veelal 90°C/70°C-systemen. De primaire systemen kunnen dus ook voor een lagere aanvoer-, en retourtemperatuur worden ontworpen dan in het begin van de jaren tachtig (bijvoorbeeld 90°C /50°C in plaats van 120°C /80°C). In een onderstation staan naast andere voorzieningen (expansie, watersuppletie) ook (geregelde) distributiepompen die de warmtedistributie naar de aangesloten woningen regelen. Eén onderstation voorziet 200 tot 500 woningen van warmte. Vroeger gebruikte men staal-in-staal-systemen en Lebith-systemen voor ondergrondse leidingen. Het staal-in-staal-systeem, of glijdende systeem, is een stalen leiding met niet-hechtende isolatiemantel tussen betonnen putten. De leiding bevat compensatoren voor het opvangen van axiale spanningen. Het Lebith-systeem bevat twee stalen leidingen in een metalen bekisting die gevuld is met een kurk-bitumenmengsel. Bij nieuwe warmteleveringssystemen zet men tegenwoordig geprefabriceerde staal-PUR-PEleidingen in. Staal-PUR-PE-leidingen, ook wel Verbonden Pijp Systeem (VPS) genoemd, bestaan uit een stalen binnenleiding (mediumbuis) en een harde Polyethyleen (PE) buitenmantel met daartussen een zeer goed isolerend Polyurethaan (PUR) schuim. Expansiebochten vangen thermische uitzetting in het warmteleidingstysteem op. Doordat tegenwoordig de watertemperaturen in de warmtesystemen lager zijn dan in de jaren tachtig, is het opvangen van thermische uitzettingen minder problematisch geworden.

121

Leidraad Balans


Bij de aanleg van het ondergrondse warmtesysteem verbinden lasverbindingen de prefab staal-PURPE-leidingen. De leidingen worden tegenwoordig vrijwel altijd voorzien van een lekdetectiesysteem. Voor secundaire leidingen wordt in toenemende mate gebruik gemaakt van kunststof: een mediumbuis van Polybutheen, isolatiemantel van Polyetheenschuim en een mantelbuis van Polyetheen. Voor huisaansluitingen worden hoofdzakelijk leidingen van prefab-gecoat staal of kunststof gebruikt. In ieder warmteleveringssysteem treden warmteverliezen op. Deze zijn afhankelijk van verschillende factoren: ›› De technische toestand (isolatie, lekdichtheid) van het systeem. ›› De watertemperaturen in het warmteleveringssysteem. Een verlaging van deze temperaturen leidt tot geringere warmtenetverliezen. Een indicatie voor het warmteverlies is 5-10 GJ/jaar per aansluiting. Dit geldt voor ééngezinswoningen. Voor meergezinswoningen zijn de leidingverliezen per aansluiting lager. Onderhoudsaspecten Iedere vijf jaar wordt een warmteleiding gecontroleerd op lekkage. Belangrijke toestandsaspecten met betrekking tot zetting in slappe bodems betreffen: ›› Lekke en/of gescheurde leidingen en aansluitleidingen; ›› Verplaatste verbinding (axiaal, radiaal en hoekverdraaiing). ›› Oude warmteleidingen die niet meer beheerd worden bij voorkeur verwijderd. Risico’s Werkelijke zettingen wijken af van geprognotiseerde zettingen. Bronnen 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Informatie beschikbaar gesteld door ENECO Netbeheer BV, afdeling Asset Management CoP Slappe Bodem kennisdocument, kabels en leidingen in zakkende bodem CROW-publicatie 250, Graafschade voorkomen aan kabels en leidingen - Richtlijn zorgvuldig graafproces Delft Cluster, Integraal ontwerp leidingen en riolen – Grondmechanische randvoorwaarden Gemeente Amsterdam, Handboek ondergrondse infrastructuur en voorzieningen – Richtlijnen tracébepaling NEN 1738, Plaats van leidingen en kabels in wegen buiten de bebouwde kom NEN 1739, Plaats van leidingen en kabels in wegen binnen de bebouwde kom Novem, Handboek Warmtelevering in de praktijk – een bron van informatie NPR 3659, Ondergrondse pijpleidingen – Grondslagen voor de sterkteberekening RIONED, Regie in de ondergrond, handreiking afstemming werkzaamheden kabels en leidingen Studiecentrum verkeerstechniek, Kabels leidingen en boomwortels www.senternovem.nl/warmtelevering/


Leidraad Balans

Telecommunicatie

3.5

Telecommunicatie

Levensduur De technische levensduur van bovengenoemde bedrijfsmiddelen ligt tussen de 15 en 50 jaar. De conditie van de kabel wordt periodiek gemonitord. Voor de koperkabels wordt gebruik gemaakt van een automatisch meetsysteem met bepaalde parameterinstellingen. De referentie van de parameterinstelling is internationaal bepaald. Vanuit de ITU (International Telecommunication Union) en de CCITT (The international telegraph and telephone consultative committee) zijn er over het hele technische werkveld richtlijnen opgesteld voor telecommunicatie operators waar ze aan moeten voldoen. Voor koperkabel is een belangrijke parameter de overspraak ook wel vreemde spanning genoemd. Komt deze boven een bepaalde waarde dan wordt actie ondernomen om het transportniveau te herstellen. Overspraak kan ontstaan omdat er bijvoorbeeld vocht in de kabel komt dan wel vervorming van de kabelstructuur. De vochtinbreng kan diverse oorzaken hebben zoals beschadiging door grondroeringen, deformaties door zettingen en corrosie van de kabel omdat deze bijvoorbeeld in zure (veen)grond ligt. In zure grond komt het voor dat een koperkabel en ook lassen soms na 5 tot 10 jaar al zijn aangetast. Dit leidt dan tot lekken van de las c.q. volzuigen van de kabel met water. Afhankelijk van de mate van aantasting worden dan delen van de kabel vervangen. Het zuur kan bij loodkabel zowel de stalen mantel als de loodmantel aantasten. Als de stalen mantel is aangetast heeft de kabel zijn mechanische bescherming verloren. Storingen kunnen dan ontstaan door een geringe mechanische belasting van de kabel. Het zuur kan ook de loodmantel aantasten. Deze wordt korrelig, krijgt haarscheuren en verliest de waterdichtheid. In dat geval ontstaat storing door vochtinvloed. De GPEW-kabel kan ook door zuur worden aangetast als de kunststof mantel is beschadigd. Er ontstaan verhoudingsgewijs meer storingen als gevolg van zuurinwerking dan als gevolg van zettingen. Er vinden echter ook storingen plaats als vrachtauto’s of landbouwvoertuigen met de wielen naast de weg komen en door diepe sporen de kabels beschadigen. Naast storingen in de kabels in het netwerk zelf, kunnen er bij de huisaansluitingen ook storingen door zettingen ontstaan. De storing ontstaat omdat de aansluiting uit de las wordt getrokken, de invoerkabel in de meterkast vast is bevestigd en er relatief weinig speelruimte is. Van een koperkabel wordt de storingshistorie en daarmee de trendontwikkeling bijgehouden. Als er teveel storingen op een kabeltraject plaatsvinden, wordt er op basis van een financiële kostenbatenanalyse, dan wel vanuit een functionele analyse inzake toekomstvisie op het betreffende netwerkgedeelte al of niet tot vervanging worden overgegaan. Bij de monitoring van glasvezelkabels zijn er twee belangrijke parameters: de demping van het glas en de bitfoutenkans ook wel de bit error rate (BER) genoemd. De demping is een maat voor de veroudering van de kabel, dan wel andere invloeden, zoals vochtindringing. Beide parameters worden continu gemeten en bewaakt. Een signalering op één van deze parameters is aanleiding om tot actie over te gaan. Een afweging tussen ophalen dan wel vervangen wordt alleen gemaakt als het aantal storingen per jaar naar een bepaald aantal keren gaat. Vervanging van kabels als gevolg van ligging in zure grond geschiedt alleen als de kabel is aangetast en vervanging echt noodzakelijk is.

123

Leidraad Balans

Deel 3 - Hoofdstuk 3.5 Telecommunicatie

Criteria ten behoeve van het afweegmodel Omdat het aantal storingen maatgevend is voor de afweging tussen ophalen en (gedeeltelijk) vervangen zijn geen criteria gedefinieerd ten behoeve van het afweegmodel. Ontwerpaspecten Bij het netontwerp reeds rekening houden toekomstige uitbreidingen en wijzigingen in het gebruik. Afhankelijk daarvan, inzicht, ervaring en de te verwachte trends in transportbehoefte in signalen wordt daar een net op ontworpen met gebruikmaking van steeds meer glasvezelkabel. Door de toenemende breedbandbehoefte wordt de technische levensduur van een koperkabel ingehaald door de glasvezelkabel. Dit komt omdat koper een veel beperktere bandbreedte heeft dan een glasvezelkabel, oftewel het glas kan meer informatie transporteren dan koper. Kenmerkend voor de glasvezelkabel, welke in een hdpe-buis wordt gelegd, is dat het gewicht zeer laag is ten opzichte van koperkabels. Verder kunnen glasvezelkabels over zeer grote lengte gelegd worden zonder dat daar lassen tussen zitten. Als er geen aftakkingen zijn kan dit zelfs tot over 3 tot 4 kilometer plaatsvinden. De grootte van de haspel is dan de beperkende factor. Verder kunnen de signalen grote afstanden overbruggen zonder dat er ondergrondse versterking nodig is. Een afstandoverbrugging van 70 tot 80 kilometer is in de praktijk gebruikelijk. Bij glasvezelkabel spelen twee factoren een rol ten aanzien van het opvangen van zettingen. Ten eerste wordt bij aanleg een glasvezelkabel niet strak in een hdpe-buis gelegd. Ook de buis zelf ligt niet geheel strak in de grond. Dit houdt in dat bij zetting van de grond er enige speelruimte is. Bij trekbelasting als gevolg van zettingen kan het voorkomen dat dit niet voldoende is en dat hdpe-buizen uit de koppelingen schieten. Afhankelijk van de hoeveelheid speelruimte in de glasvezelkabel zal deze wel of niet intact blijven. Voor glasvezelkabels worden gezien het voorgaande geen speciale voorzieningen getroffen. Bij de koperkabel is de las de zwakste schakel. Met name in slappe bodem komt er op de las de nodige trekkracht te staan. Bij de GPEW- en de GPE-kabel werden in het verleden spuitlassen gebruikt. Via een tweecomponent-mengsel vond de verharding plaats. Echter, het kwam te vaak voor dat de verharde component niet homogeen was. Er zaten bijvoorbeeld luchtbelletjes in. De las was niet sterk genoeg en breuk kwam te veel voor. Bij de GPLK werden in het verleden loodlassen gebruikt. Met een ijzeren omsluiting werd de loden las omsloten. Echter door de trekkracht trad er in de loop van de tijd vloeiing van het lood op en kwam er alsnog vocht in. De ervaring was dat de relatief zware 450x4 minder vaak op de lassen storing gaf, dan de kabels met kleinere diameter van de 30x4 en 20x4 waarvan de las vaker defect ging. Tegenwoordig worden alleen nog maar krimplassen gebruikt. Bij de krimplas wordt ook het pantser degelijk omsloten. De ervaring, tot nu toe, is dat deze lasmethode heel betrouwbaar is. De tijd moet nog uitwijzen of deze lastechniek echt betrouwbaarder is. De kabelkasten in het toegangsnet kunnen van kunststof dan wel steen en/of beton zijn. Bij grote zettingen worden de stenen en/of betonnen kasten op palen gefundeerd. De ligging van de kabels geschiedt volgens de gangbare normen, NEN 1738 en NEN 1739, dan wel volgens eigen richtlijnen of van de gemeente zelf. De diepteligging kan belemmerd worden door diverse factoren. Hierbij valt te denken aan de aanwezigheid van boomwortels en aan beperkte ruimte vanwege de grote hoeveelheid aanwezige kabels en leidingen. Achtegrondbeschrijving Het totale ondergrondse telecommunicatienet in Nederland heeft een kabellengte van meer dan 900.000 kilometer. Hiervan is ongeveer 25% glasvezelkabel met hdpe-buis en de rest is koperkabel, zowel ‘twisted-pair’ (geïsoleerde kopergeleiders, paarsgewijs gedraaid) als coaxiaal (één geïsoleerde koperen draad). Door de verglazing van het netwerk neemt het aandeel glasvezelkabel snel toe. De fysieke opbouw van het telecommunicatienet kent drie structuren, te weten: maas-, ster- en ringvormig. Het kopernetwerk is met name stervormig opgebouwd. Het glasvezelnet heeft de combinatie van deze drie vormen. Het transport van telecommunicatiesignalen gaat via een transportnetwerk en een toegangsnetwerk. Dit laatste netwerk biedt toegang aan gebruikers. Voor de beeldvorming is hieronder een korte beschrijving gegeven van een mogelijke opbouw van het toegangsnetwerk.


Leidraad Balans

Telecommunicatie

Het opgaande signaal van de klant wordt via koperkabels gerouteerd naar de dichtstbijzijnde nummercentrale (NR-centrale). Daar wordt het signaal digitaal omgezet en via het internode (verbinding) getransporteerd. In onderstaande figuur is dit toegangsnetwerk voor een koperkabelnet weergegeven. Omgekeerd, vanuit de nummercentrale gaan koperkabels richting de gebruiker. Via straatkasten en ondergrondse lassen, vindt er reductie van het aantal koperaders plaatst. De koperkabels welke uit de NR-centrale komen bestaan vaak uit 900 aderparen (dubbeldraden), verkort weergegeven met 450x4. Deze 450x4 vertakt zich, zie ook onderstaand schema, ergens in het gebied in drie koperkabels van 150x4. De 150x4 gaat naar een straatkast zijnde een kabelverdeler. Deze is van steen en/of beton dan wel van kunststof.

Veel zakelijke gebruikers zijn aangesloten op een toegangsnet van glasvezelkabel. In het volgende schema is, enigszins vereenvoudigd en beeldvormend, weergegeven hoe zij gerouteerd worden naar een de dichtstbijzijnde nummercentrale. In verband met leveringszekerheid is het Primaire aansluitnet (PAN) een ring en zijn het Secundaire Aansluitnet (SAN) en het Tertiaire Aansluitnet (TAN) hoefijzervormig. De klant is op het TAN aangesloten. De PAN-knooppunten zijn bovengronds en gemaakt van steen op een betonnen ondergrond. De SANen TAN-knooppunten liggen meestal ondergronds.

125

Leidraad Balans

Deel 3 - Hoofdstuk 3.5 Telecommunicatie

Het kopernetwerk bevat diverse kabeltypen. Er zijn gepantserde en ongepantserde kabels. Bekende typen zijn; ›› de GPLK, zijnde de gepantserde papierlood kabel. ›› de GPE, zijnde de gepantserde polyetheenkabel; ›› de GPEW, zijnde de gepantserde polyetheenkabel met waterstop ›› de PE, zijnde de polyetheenkabel. De GPLK heeft papier als isolatie om de koperaders. Via een slimme opbouw van de kabel heeft deze gunstige transmissie eigenschappen gekregen. Het lood dient tegen de vochtinwerking en het pantser voor bescherming. Dit pantser kan een laag van bandstaal zijn, dan wel lagen van metalen ronde of trapeziumvormige draden. De buitenlaag is een pek/bitumenlaag ter bescherming van het ijzer en lood. De (G)PE-kabel heeft geen lood omdat PE normaalwaterbestendig is. Koperkabels kunnen 900 dubbeldraden bevatten (aangegeven met 450x4), of 150x4, 50x4, 30x4, 20x4, 12x4, etc. Bij aansluitingen van de gebruiker wordt gewoonlijk een kabel(tje) met 4 draden naar binnengebracht. Het glasvezelnetwerk kent ook diverse typen. In principe zijn glasvezelkabels ongepantserd. Het komt soms bij waterovergangen voor dat de glasvezelkabel gepantserd is. De eerste soorten glasvezelkabels hadden 6 vezels. Deze vezels waren samen met twee koperdraadjes om een metalen kern geslagen. Hieromheen zat een aluminium scherm en de buitenkant was van hdpe (high density polyetheen). Vrij snel is daarna overgegaan op 12, 24, 48 en 96-vezelige kabels. Sinds een paar jaar worden alleen maar metaalvrije glasvezelkabels gelegd. In (niewbouw-)wijken is een begin gemaakt met de aanleg van hybride kabels. Deze bevatten zowel koperdraadjes als glasvezelparen. Glasvezelkabels worden gelegd (ingeblazen) in hdpe-buizen. Deze buizen hebben een diameter van 16, 25, 32, 40, 50 en 63 millimeter. In het TAN en zakelijke markt worden de eerste twee gebruikt. In het overige netwerk de andere diameters. Onderhoudsaspecten Zie ook de beschrijving bij het onderwerp Levensduur. Oude telecommunicatie en CAI-kabels die technisch niet meer worden gebruikt bij voorkeur verwijderen. Dit vindt plaats in combinatie met andere werkzaamheden. Risico’s Werkelijke zettingen wijken af van geprognotiseerde zettingen. Door onvoldoende ordening in kabels is ophalen van kabels niet mogelijk. Koperkabels hebben een hoger storingsrisico in zure gronden als gevolg van aantasting van de kabels en lassen. Grondroeringen veroorzaken een (veel) groter risico op kabelschade dan zettingen in de ondergrond. Bronnen 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Informatie beschikbaar gesteld door KPN CoP Slappe Bodem kennisdocument, kabels en leidingen in zakkende bodem CROW-publicatie 250, Graafschade voorkomen aan kabels en leidingen - Richtlijn zorgvuldig graafproces Gemeente Amsterdam, Handboek ondergrondse infrastructuur en voorzieningen – Richtlijnen tracébepaling NEN 1738, Plaats van leidingen en kabels in wegen buiten de bebouwde kom NEN 1739, Plaats van leidingen en kabels in wegen binnen de bebouwde kom RIONED, Regie in de ondergrond, handreiking afstemming werkzaamheden kabels en leidingen Studiecentrum verkeerstechniek, Kabels leidingen en boomwortels www.vecai.nl


Leidraad Balans

Telecommunicatie

127

Leidraad Balans Materialen

DEEL

4

Leidraad Balans

Deel 4 - Hoofdstuk 4.1 Beton

DEEL IV Materialen De Balans applicatie maakt voor kabels en leidingen geen onderscheid in de materialen, waarmee deze vervaardigd zijn. Ter referentie is dit deel toegevoegd aan de leidraad dat over de verschillende mogelijke materialen van kabels en leidingen gaat.

4.1

Beton

Beschrijving Leidingssystemen waarin betonnen buizen worden toegepast, zijn in het algemeen ontworpen voor het transport van waterige vloeistoffen zoals drinkwater, afvalwater, koelwater, ruwwater, rioolwater enz. Bij deze systemen worden twee typen systemen onderscheiden: ›› Drukloze of vrij-verval sytemen; ›› Systemen met inwendige druk opgewekt door pompen of hooggelegen reservoirs. Hierbij wordt opgemerkt dat drukloze systemen niet ontworpen zijn om door inwendige druk te worden belast. Voor beproeving van (nieuw aangelegd) leidingwerk wordt soms een proefstuk van 0,05 MPa (5 meter waterkolom) gehanteerd. De systemen met inwendige druk kennen een maximale bedrijfsdruk tussen 0,5 MPa en 1,0 MPa. Betonnen buisleidingen worden opgebouwd uit losse buiselementen variërend in lengte van minimaal 2,0 m tot en met maximaal 6,0 m. Constructieve en uitvoeringsaspecten Zettingsverschillen zijn van belang voor de sterkteberekening van de leiding. In ‘Integraal ontwerp leidingen en riolen’ wordt voor zettingsberekeningen met de methode Koppejan een gemiddelde modelonzekerheid ingeschat van 0,9 en een variatiecoëfficiënt van 0 (de variatie is opgenomen in de samendrukkingseigenschappen); Voor ontwerp- en uitvoeringsaspecten bij betonnen leidingen wordt verwezen naar de norm NEN 3650 – Eisen voor buisleidingsystemen. Bronnen 1. 2.

Delft Cluster, Integraal ontwerp leidingen en riolen – Grondmechanische randvoorwaarden NEN 3650-4:2004: Eisen voor buisleidingsystemen – deel 4: beton, december 2004


Leidraad Balans

Staal

4.2

Staal

Beschrijving Stalen buizen zijn en worden in Nederland toegepast voor transportleidingen voor diverse media en voor distributieleidingen voor water, warmte en gas, veelal in situaties waar grote belastingen (kunnen) optreden. Ontwerp en uitvoeringaspecten ›› Zettingsverschillen zijn van belang voor de sterkteberekening van de leiding. In ‘Integraal ontwerp leidingen en riolen’ wordt voor zettingsberekeningen met de methode Koppejan een gemiddelde modelonzekerheid ingeschat van 0,9 en een variatiecoëfficiënt van 0 (de variatie is opgenomen in de samendrukkingseigenschappen); ›› Wanneer de weerstand van de grond te gering is voor de opvang van spatkrachten kan die door een verankeringsconstructie worden opgevangen of door toepassing van trekvaste verbindingen. In slappe gronden is een verankeringsconstructie minder geschikt in verband met zettingen en heeft de oplossing met trekvaste verbindingen de voorkeur; ›› Voor ontwerp- en uitvoeringsaspecten bij stalen leidingen wordt verwezen naar de normen NEN 3650 – Eisen voor buisleidingsystemen en NEN 7244 – Gasvoorzieningssytemen, leidingen tot en met 16 bar. Bronnen 1. 2. 3. 4. 5.

Delft Cluster, Integraal ontwerp leidingen en riolen – Grondmechanische randvoorwaarden NEN 3650-2, Eisen voor buisleidingsystemen – deel 2: staal NEN 7244-1, Gasvoorzieningsystemen - Leidingen tot en met 16 bar - Deel 1: Algemene functionele eisen NEN 7244-3, Gasvoorzieningsystemen - Leidingen tot en met 16 bar - Deel 3: Specifieke functionele eisen voor staal NEN 7244-6, Gasvoorzieningsystemen - Leidingen tot en met 16 bar - Deel 6: Specifieke functionele eisen voor aansluitleidingen

131

Leidraad Balans

Deel 4 - Hoofdstuk 4.3 Gietijzer

4.3

Gietijzer

Beschrijving Gietijzer is een ijzerlegering met een hoog koolstofgehalte (tot 4,0 gewichtsprocent). Grijs gietijzer heeft vrijwel geen vloeitraject en heeft dus een bros gedrag, nodulair (ductiel) gietijzer een taai gedrag. Leidingsystemen waarin gietijzeren buizen worden toegepast, worden in het algemeen gebruikt voor het transport van waterige vloeistoffen (zoals drinkwater, afvalwater, koelwater, ruwwater, rioolwater enz.) en aardgastransport en –distributie onder lage druk ( 1,6 MPa). Gietijzeren buisleidingen bestaan uit losse buiselementen met een mof- spieverbinding of flensverbinding. De buiselementen moeten beschermd worden tegen in- en/of uitwendige corrosie. De buisverbindingen moeten water- en/of gasdicht worden uitgevoerd. De verbindingen moeten hierbij ook bestand zijn tegen de druk die in de leidingen aanwezig is. Rubberring verbindingen zijn in staat een (geringe) toegelaten hoekverdraaiing te ondergaan, ook de trekvaste uitvoering. Flensverbindingen zijn starre verbindingen. Verbindingen waarbij de buiselementen aan elkaar zijn gelast met stompe lassen of hoeklassen zijn voor toepassing in buisleidingsystemen niet toegestaan. Constructieve en uitvoeringsaspecten ›› Zettingsverschillen zijn van belang voor de sterkteberekening van de leiding. In ‘Integraal ontwerp leidingen en riolen’ wordt voor zettingsberekeningen met de methode Koppejan een gemiddelde modelonzekerheid ingeschat van 0,9 en een variatiecoëfficiënt van 0 (de variatie is opgenomen in de samendrukkingseigenschappen); ›› Wanneer de weerstand van de grond te gering is voor de opvang van spatkrachten kan die door een verankeringsconstructie worden opgevangen of door toepassing van trekvaste verbindingen. In slappe gronden is een verankeringsconstructie minder geschikt in verband met zettingen en heeft de oplossing met trekvaste verbindingen de voorkeur; ›› Voor ontwerp- en uitvoeringsaspecten bij gietijzeren leidingen wordt verwezen naar de normen NEN 3650 – Eisen voor buisleidingsystemen en NEN 7244 – Gasvoorzieningssytemen, leidingen tot en met 16 bar. Bronnen 1. 2. 3. 4. 5.

Delft Cluster, Integraal ontwerp leidingen en riolen – Grondmechanische randvoorwaarden NEN 3650, Eisen voor buisleidingsystemen - deel 5: Gietijzer NEN 7244-1, Gasvoorzieningsystemen - Leidingen tot en met 16 bar - Deel 1: Algemene functionele eisen NEN 7244-4, Gasvoorzieningsystemen - Leidingen tot en met 16 bar - Deel 4: Specifieke functionele eisen voor nodulair gietijzer NEN 7244-6, Gasvoorzieningsystemen - Leidingen tot en met 16 bar - Deel 6: Specifieke functionele eisen voor aansluitleidingen


Leidraad Balans

Kunststof

4.4

Kunststof

Beschrijving Leidingsystemen waarin kunstofbuizen worden toegepast, worden over het algemeen gebruikt voor het transport van vloeistoffen (zoals drinkwater, afvalwater, koelwater, ruwwater, rioolwater, brandbluswater enz..) en aardgastransport en –distributie onder lagedruk (≤ 1,6 MPa). Bij kunststoffen is er onderscheid gemaakt tussen thermoplastische en thermohardende kunststoffen. Thermoplastische kunststof zoals polyvinylchloride (PVC), polyetheen (PE) en polypropeen (PP) wordt gebruikt bij de vervaardiging van thermoplastische buizen en hulpstukken. Thermohardende hars zoals polyester, vinylester en epoxy wordt in combinatie met glasvezelbewapening eventueel vulstof gebruikt voor de vervaardiging met glasvezel versterkte kunststof (GVK-)buizen en hulpstukken. Met glasvezel versterkte kunststof (GVK-) buizen gedragen zich anders dan thermoplastische buizen qua sterkte, stijfheid en lange duurbelasting. Dit gedrag komt voort uit het verschil in materiaalopbouw; het (min of meer) homogene thermoplastische buismateriaal versus het composietmateriaal uit hars en glasvezel van de GVK-buis. Ontwerp en uitvoeringaspecten ›› Zettingsverschillen zijn van belang voor de sterkteberekening van de leiding. In ‘Integraal ontwerp leidingen en riolen’ wordt voor zettingsberekeningen met de methode Koppejan een gemiddelde modelonzekerheid ingeschat van 0,9 en een variatiecoëfficiënt van 0 (de variatie is opgenomen in de samendrukkingseigenschappen); ›› Wanneer de weerstand van de grond te gering is voor de opvang van spatkrachten kan die door een verankeringsconstructie worden opgevangen of door toepassing van trekvaste verbindingen. In slappe gronden is een verankeringsconstructie minder geschikt in verband met zettingen en heeft de oplossing met trekvaste verbindingen de voorkeur; ›› Voor ontwerp- en uitvoeringsaspecten bij kunststof leidingen wordt verwezen naar de normen NEN 3650 – Eisen voor buisleidingsystemen en NEN 7244 – Gasvoorzieningssytemen, leidingen tot en met 16 bar. Bronnen 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Delft Cluster, Integraal ontwerp leidingen en riolen – Grondmechanische randvoorwaarden NEN 3650, Eisen voor buisleidingsystemen - deel 3: Kunststoffen NEN 7244-1, Gasvoorzieningsystemen - Leidingen tot en met 16 bar - Deel 1: Algemene functionele eisen NEN 7244-2, Gasvoorzieningsystemen - Leidingen tot en met 16 bar - Deel 2: Specifieke functionele eisen voor polyetheen NEN 7244-5, Gasvoorzieningsystemen - Leidingen tot en met 16 bar - Deel 5: Specifieke functionele eisen voor slagvast pvc NEN 7244-6, Gasvoorzieningsystemen - Leidingen tot en met 16 bar - Deel 6: Specifieke functionele eisen voor aansluitleidingen

133

...en dan de juiste balans vinden tussen..

Leidraad Balans Afwegingsmodel

DEEL

5

Leidraad Balans

Deel 5 - Hoofdstuk 5.1 Afwegingsmodel

DEEL V - Afwegingsmodel Aan de afweging die in de Balans applicatie gemaakt wordt, ligt een multi criteria analyse ten grondslag. In dit deel wordt het basisprincipe achter de gebruikte multicriteria analyse uitgelegd. Algemeen In de Balans applicatie kunnen verschillende varianten worden gegenereerd voor verschillende ophoogstrategieen. De verschillende varianten worden afgewogen op drie hoofdcriteria. Deze criteria dienen nader door de toekomstige gebruikers te worden vast gesteld. Vooralsnog zijn aangehouden kosten, milieu en veiligheid/overlast. Deze drie hoofdcriteria kunnen nader worden onderverdeeld. De kosten worden voor elk van de verschillende alternatieven bepaald voor een bepaalde periode. De duur van deze periode wordt door diegene die de afweging uitvoert vastgesteld. De kosten gedurende deze periode zijn, de kosten van het verwijderen van de huidige constructie, het uitvoeren van de reconstructie vervolgens, indien relevant, de opeenvolgende kosten van het ophogen van de straat en het reguliere onderhoud zoals het vervangen van de klinkers vanwege slijtage. De kosten hiervan worden aan de hand van een rentevoet teruggerekend naar een vast tijdstip, bijvoorbeeld het moment van de eerste reconstructie. Het vaststellen van het aantal maal en tijdstip waarop voor de afzonderlijke varianten wederom ophogen noodzakelijk is, volgt uit het berekende ophoogprogramma Voor een goed vergelijk dienen de verschillende alternatieven tot in dezelfde mate van detail te worden uitgewerkt. Na het vaststellen van de kosten voor de verschillende strategieën dienen de scores voor de andere twee hoofdcriteria, milieu en overlast / veiligheid te worden uitgewerkt. Vervolgens kan met behulp van een multi criteria analyse de drie hoofdpunten onderling worden vergeleken en de afweging worden uitgevoerd. Het uitvoeren van de afweging wordt nader toegelicht in het volgende hoofdstuk, waar de werking van de afwegingsmodule wordt toegelicht. De algemene informatie ten behoeve van het afwegen: ›› Door de gebruiker bepaald ›› periode waarover de kosten worden vergeleken ›› weegfactoren voor de afweegcriteria In het model aanwezig ›› rentevoet ›› afweegcriteria Afweegmethode Na het uitvoeren van de berekeningen aan de hand waarvan de onderhoudcycli zijn vastgesteld worden de verschillende onderhoudsstrategieën afgewogen. Voor het uitvoeren van de afweging zal worden aangesloten bij het CROW afwegingmodel wegen. De drie hoofdcriteria in het CROW model zijn kosten, milieu en overig. Het criterium overig bestaat uit veiligheid, overlast, etc. Voor dit model zijn de drie criteria nog niet definitief vastgesteld wat de drie hoofdcriteria zijn. Op korte termijn zal in overleg met de groep toekomstige gebruikers de drie criteria worden ingevuld. In dit rapport wordt voor de verdere uitwerking van de afweegmodule de drie criteria uit het CROW model aangehouden. In de onderstaande tekst worden de drie hoofdcriteria nader toegelicht. Elk van de drie criteria worden nader onderverdeeld in subcriteria. Bij elk van de hoofdcriteria dient de gebruiker een eigen vrij in te vullen subcriterium ter beschikking te hebben.


Leidraad Balans

Afwegingsmodel

Kosten De kosten voor aanleg en reconstructie volgen uit de ontwerpmodule. In deze module wordt de constructie ontworpen, het aantal maal dat reconstructie nodig is en de bijbehorende materiaal hoeveelheden. De kosten die hiervoor nodig zijn worden teruggerekend naar een vast prijspeil met behulp van een verwachte rentevoet. De kosten voor aanleg en reconstructie bestaan uit: afbreken bestaande constructie; ›› Afvoer materialen; ›› Nieuw materiaal; ›› Reconstructie weg; ›› Momenten van ophogen; ›› Ophogen / vervangen riolering; ›› Momenten van ophogen / vervangen riolering; ›› Bijkomende kosten (door gebruiker in te vullen). Voor elk van de reconstructie momenten, die volgen uit het zaagtand verloop die bij het ontwerp is vastgesteld worden deze kosten bepaald. Uit het ophoogschema volgt de data waarop reconstructie wordt verwacht. Met behulp van een rentevoet kunnen de kosten van elk van de reconstructie worden teruggerekend naar een vast prijspeil. De kosten tegen dit vaste prijspeil van de verschillende varianten worden met elkaar vergeleken. Behalve de kosten van de eerste reconstructie en de daarop volgende momenten van onderhoud dienen ook de kosten van klein onderhoud te worden meegenomen. Onder de kosten van het kleine onderhoud wordt verstaan de slijtage van het wegdek, straat meubilair en dergelijke. Deze kosten zijn afhankelijk van het gekozen ontwerp. Voor de verschillende varianten in combinatie met verschillende grondopbouwtypen zijn ervaringsgegevens beschikbaar. Binnen de gemeente kunnen eigen ervaringsgegevens beschikbaar zijn. Dit gaat om bedragen die gemiddeld per jaar aan wegen in woonwijken worden uitgegeven. Hierbij moet worden opgelet dat deze ervaringsgegevens niet een deel van het grote onderhoud, de reconstructie bevatten. Bij het toekennen van de scores op dit punt kan gebruik gemaakt worden van bedragen of gebruik worden gemaakt van het toekennen van ++, +, 0, - of --. De subcriteria bij onderhoudskosten zijn: ›› Slijtage wegconstructie ›› Vervanging straat meubilair ›› Kosten door de gebruiker zelf in te vullen Milieukosten Conform de afweging in het CROW afwegingsmodel wegen worden de milieukosten als een van de drie hoofdcriteria in de afweging meegenomen. De milieukosten bestaan uit de kosten voor het belasten van het milieu bij gebruik van materialen. Hierbij kan gedacht worden aan de milieuschade die ontstaat bij het winnen van het materiaal uit de mijn, of de milieuschade die ontstaat bij het transport van het materiaal naar de plaats van bestemming. Voor het vaststellen van milieuschade wordt gebruik gemaakt van een database waarin van alle beschikbare materialen de milieukosten zijn opgenomen. In het CROW afwegingsmodel wegen is reeds een dergelijke database aanwezig. In deze database zijn nog niet alle materialen die voor ophogen van wegen in woonwijken beschikbaar zijn aanwezig. Voor het toepassen van deze database voor het afwegingsmodel wegen in woonwijken zal deze dus moeten worden uitgebreid met nieuwe materialen. Naast milieuschade door aanvoer van nieuw materiaal is er ook milieuschade als gevolg van afvoer en storten van de oude wegfundering. Ook deze kosten dienen in de database beschikbaar te zijn.

137

Leidraad Balans


Veiligheid en overlast Bij hinder en overlast wordt een onderverdeling gemaakt naar: ›› Beschikbaarheid wegconstructie ›› Uitvoeringsduur ›› Risico’s uitvoering ›› Mogelijkheden voor wegomlegging ›› Geluidsoverlast ›› Bereikbaarheid kabels en leidingen ›› Hinder door de gebruiker zelf in te vullen Door de gebruiker worden de score’s toegekend in de vorm van ++, +, 0, - of - - . Multi Criteria Analyse (MCA) De drie hoofdcriteria zijn niet rechtstreeks met elkaar te vergelijken. Om toch een afweging te kunnen maken wordt gebruik gemaakt van de Multi Criteria Analyse, MCA. Hiertoe worden eerst de scores per hoofdcriteria uitgewerkt. Voor de kosten van aanleg en reconstructie geldt dat deze rechtstreeks met elkaar te vergelijken zijn. Het optellen van de kosten teruggerekend naar een vast prijspeil voor elk van de reconstructies leveren de kosten op per variant. De variant met de laagste kosten is voor het aspect kosten de optimale variant. Na het berekenen van de kosten worden de alternatieven gerangschikt naar kosten van de duurste aflopend naar de goedkoopste. De duurste krijgt de score 100, de variant waarvan de kosten slechts 80% van de kosten van de duurste heeft krijgt de score 80 enzovoorts. Op deze wijze worden de scores voor het criterium kosten vast gesteld. Voor het aspect klein onderhoud wordt gewerkt met ervaringsgegevens deze zijn dus op een andere wijze bepaald als de kosten van aanleg en reconstructie en worden daarom niet rechtstreeks met de kosten voor aanleg en reconstructie vergeleken. Door gebruiker bepaalde afweging Bij het toekennen van de score voor dit onderdeel kan worden gekozen om of de kosten in te vullen of een score aan de hand van de +’en en –‘ en in te vullen. Indien gebruik gemaakt wordt van de optie waarbij de kosten worden ingevuld kan een score per variant worden gevonden op dezelfde wijze als voor het aspect kosten voor aanleg en reconstructie. Indien voor de variant met + en – wordt gekozen zullen deze eerst onderling vergeleken moeten worden. Hiertoe wordt de toegekende score omgezet in getallen. De laagste score, - - , krijgt de waarde 100, de score – de waarde 75, de score 0 de waarde 50, de score + de waarde 25 en ++ de waarde 0. Op deze wijze krijgt de optimale variant de laagste score conform de score toekenning van de kosten voor aanleg en reconstructie. Per variant wordt nu de waarde van de toegekende scores bepaald. Omdawaarde per variant voor het hoofdcriterium kosten voor klein onderhoud groter zijn dan 100. Voor de definitieve score voor het criterium kosten van klein onderhoud zal dan ook opnieuw scores worden toegekend zodat de maximale waarde voor dit criterium vergelijkbaar is met de maximale waarde voor de andere criteria. De verschillende varianten worden gerangschikt op volgorde van toegekende oude scores. De variant met de hoogste oude score krijgt de nieuwe score 100. De daarop volgende variant krijgt de score mee in overeenstemming met het percentage: Oude score max / oude score variant i × 100. Criteria hinder en overlast Voor het criterium hinder en overlast zal eveneens een goede onderlinge vergelijkbare score moeten worden bepaald. Voor de verschillende subcriteria zijn eerst door de gebruiker de scores in de vorm van ++, +, 0, -, - - toegekend. Deze worden eerst naar waarden omgezet waarbij - - overeen komt


Leidraad Balans

Afwegingsmodel

met de waarde 100, - met de waarde 75, 0 met de waarde 50, + met de waarde 25 en ++ met de waarde 0. Voor dit geval zal niet elke subcriterium even belangrijk zijn. Door de gebruiker wordt aan de afzonderlijke criteria een waarde toegekend. Dit kan elk willekeurig getal groter dan 0 zijn. In het geval dat de waarde 0 wordt toegekend wordt het subcriterium in de afweging niet verder meegenomen. De verhouding van de toegekende waarden dient overeen te komen met de verhouding van het belang dat de gebruiker hecht aan de criteria. Dus als het eerste criterium tweemaal belangrijker is dan het tweede criterium dient de waarde van het eerste criterium tweemaal groter te zijn dan die van het tweede criterium. Vervolgens wordt de waarde van de score vermenigvuldigd met de waarde toegekend aan de subcriteria. Per variant worden de vermenigvuldigen van de waarden van de scores en de bijbehorende subcriteria opgeteld. Voor elk van de varianten is dan een optelsom bepaald. Om de optelsom van de varianten te vergelijken met de scores uit de voorgaande criteria. Hiertoe wordt opnieuw de scores in de range van 100 tot 0 toegekend aan de verschillende varianten. Vergelijking en hoofdcriteria Nu voor elk van de drie hoofdcriteria voor elk van de varianten een score in de range van 0 tot 100 heeft gekregen kunnen ze onderling vergeleken worden. Echter niet voor elke situatie en voor iedere gebruiker is de onderlinge verhouding tussen de hoofdcriteria gelijk. Ook hier worden waarden toegekend aan de drie criteria. Deze waarden worden hierna weegfactoren genoemd. De gezamenlijk een optelsom van de weegfactoren is 100 en hun onderlinge verhouding dient de verhouding van het belang van de criteria te weer spiegelen. Voor de definitieve score per variant wordt nu de weegfactor van de criteria vermenigvuldigd met hun score. De optelsom van deze drie vermenigvuldigingen levert de score per variant op. De variant met de laagste score is de optimale variant. Het is van belang om goed inzicht te hebben in de keuze van de weegfactoren. Als voor een geringe aanpassing in de weegfactoren nog steeds dezelfde constructie de optimale constructie is, is er sprake van een robuuste keuze. Als er voor een geringe afwijking in weegfactoren een totaal andere constructie de optimale blijkt is er geen sprake van een robuuste keuze. Om dit te controleren wordt voor elke set weegfactoren, afgerond in vijftallen, de scores van de varianten uitgerekend en de optimale variant bepaald. Vervolgens worden de resultaten in een driehoek diagram weergegeven. Dit geeft visueel inzicht in de invloed van de weegfactoren op de gemaakte keuze, de robuustheid van de afweging. Voorbeeld Voor de uitvoering van een reconstructie in een woonwijk zijn vier varianten nader onderzocht. Het gaat hier om de varianten: ›› Reconstructie in zand ›› Toepassen EPS ›› Reconstructie in argex ›› Reconstructie in bims Voor dit voorbeeld kan men er vanuit gaan dat voor elk van deze varianten een zettingsvoorspelling uitgevoerd aan de hand waarvan de momenten van reconstructie zijn vastgesteld. Hiermee een ontstaat een ophoogschema voor elk van de varianten. In de onderstaande tekst wordt voor elk van de hoofdcriteria de score vastgesteld. Hoofdcriterium kosten: a) subcriterium kosten reconstructie Omdat het hier een globaal voorbeeld ter illustratie van de afweegmethode betreft is alleen een bedrag voor de totale kosten genoemd. Voor een echte case worden uiteraard de kosten van elk onderdeel ingevuld.

139

Leidraad Balans


variant 1

variant 2

variant 3

variant 4

€ 450 000

€ 350 000

€ 400 000

€ 500 000

afbreken huidige constructie (eenmalig) afbreken voorgaande constructie afvoer materialen nieuw materiaal reconstructie weg reconstructie riolering bijkomende kosten (door gebruiker in te vullen) totaal per reconstructie

b) subcriterium kosten klein onderhoud De kosten van klein onderhoud, slijtage e.d. worden hier in relatieve termen ingevuld. variant

kosten klein onderhoud

1

--

2

+

3

-

4

-

c) subcriterium: vrij door de gebruiker zelf in te vullen Van dit subciterium wordt hier verder geen gebruik gemaakt. Vaststellen score voor hoofdcriterium kosten. Voor de verschillende subcriteria worden de scores in termen van 0 tot 100 toegekend. Hierbij krijgt de slechts scorende variant de hoogste score. Vervolgens worden de scores van beide subcriteria opgeteld en wordt op vergelijkbare wijze de eindscore toegekend. variant

score kosten reconstructie

score kosten klein onder-houd

totale score

eindscore

1

90

100

190

100

2

70

25

95

50

3

80

75

155

82

4

100

75

175

92

Hoofdcriterium milieukosten Bij het hoofdcriterium milieukosten wordt onderscheid gemaakt in emissies, bij transport en winning van het materiaal, uitputting van voorraden, landgebruik en hinder zoals stank, geluid etc. Omdat het voorbeeld hier alleen als illustratie van de methode van afwegen dient en nog niet voor alle materialen de milieukosten beschikbaar zijn, worden hier illustratief de totale milieukosten per variant gegeven en tevens de bijbehorende score.


Leidraad Balans

Afwegingsmodel

variant

1

2

3

4

milieukosten

€ 75 000

€ 50 000

€ 100 000

€ 110 000

score

68

45

91

100

Hoofdcriterium veiligheid en overlast De scores voor het hoofdcriterium worden aangegeven in termen van + en -. Vervolgens worden de relatieve scores om gezet in absolute scores en wordt de totale score berekend. variant

1

2

3

4

totale uitvoeringsduur

--

+

-

-

beschikbaarheid weg

-

0

-

-

mogelijkheden voor fasering

+

-

+

+

risico’s uitvoering

+

--

0

0

vrij, door gebruiker in te vullen

Het vrije subcriterium, door de gebruiker zelf in te vullen, wordt hier niet gebruikt. variant

1

2

3

4

totale uitvoeringsduur

100

25

75

75

beschikbaarheid weg

75

50

75

75

mogelijkheden voor fasering

25

75

25

25

risico’s uitvoering

25

100

50

50

vrij, door gebruiker in te vullen totale score

225

250

225

225

eind score

90

100

90

90

Eindafweging Voor het uitvoeren van de eindafweging dient eerst de afwegingsfactoren te worden vastgesteld. Hier worden de volgende weegfactoren toegekend: kosten

5

milieukosten

2

veiligheid en overlast

3

141

Leidraad Balans


Door nu de afzonderlijke scores te vermenigvuldigen met de weegfactoren volgt de eindscore: variant / criterium

1

2

3

4

kosten

100

50

82

92

weegfactor

5

5

5

5

milieukosten

68

45

91

100

weegfactor

2

2

2

2

hinder / overlast

90

100

90

90

weegfactor

3

3

3

3

totaal

906

640

862

930

Conclusie In de bovenstaande tabel staan de totaalscores van de eindafweging weergegeven. De variant met de laagste score is de optimale variant. De variant met de hoogste score is de minst optimale variant. Hieruit volgt dan dat variant 2 de optimale variant is, gevolgd door 3 en 1. Variant 4 is de minst optimale variant. Afweegdriehoek De totstandgekomen resultaten zijn nu bekend. Balans heeft als doelstelling de gebruiker zoveel mogelijk de afweging van de verschillende varianten zelf te bepalen. Hiertoe is een methode opgesteld waarbij de gebruiker inzicht krijgt in de resultaten in combinatie met de (door hun ingevoerde) hoofdwegingsfactoren. Dit kan middels een afweging driehoek. Hierin wordt een grafisch weergegeven wat – bij elke mogelijke combinatie van hoofdweegfactoren- de gunstigste variant is. De som van de hoofdafweegfactoren dient altijd 100 te zijn. In de onderstaande illustratie van een fictief geval wordt de werking van de afwegingsdriehoek uitgelegd.


Leidraad Balans

Afwegingsmodel

143

...en met

de juiste

indicatie van de belangrijkste afwegingscriteria...

Leidraad Balans Balans applicatie

DEEL

6

Leidraad Balans

Deel 6 - Hoofdstuk 6.1 Balans applicatie

DEEL VI - Balans applicatie 6.1 Balans applicatie

Het is belangrijk om te realiseren dat de Balans applicatie is bedoeld om in het beginstadium van een ontwerp van een wegophoging een indicatie te geven van de belangrijkste afwegingscriteria. Het is hiervoor een krachtige en waardevolle tool. De Balans applicatie is niet een ontwerp tool! Voordat u de Balans applicatie gaat gebruiken, is het verstandig om de mogelijkheden en de beperkingen van het programma te begrijpen. Dan zult u optimaal gebruik kunnen maken van de afwegingsmogelijkheden. Hieronder staan enkele aanbevelingen ten behoeve van het effectief gebruik van de Balans applicatie: Algemeen: De Balans applicatie baseert de zettingen, die als uitvoer worden gegeven, grotendeels op een grondmechanisch model. Tussen de invoer en de verwerking in het grondmechanisch model worden enkele versimpelingen gemaakt om de rekentijd te beperken. De zettingsprognose die als uitvoer uit het model komt is daarom een benadering en geen exacte uitkomst. Dit heeft consequenties voor zettingsprognoses voor een lange termijn. Hoe langer de afwegingsperiode is, hoe inaccurater de zettingsprognose. Dit is om aan te geven dat de applicatie niet geschikt is voor precieze ontwerpdoeleinden, maar des te meer voor een onderlinge afweging. Samenvattend: Als u een lange afwegingsperiode kiest, zal de zettingsprognose hiermee minder accuraat worden Dit heeft ook consequenties voor de kostenberekening Dit alles heeft geen consequenties voor de onderlinge afweging van de verschillende varianten De afwegingscriteria zijn opgedeeld in drie categorieën: Kosten, Veiligheid en Overige aspecten. De overige aspecten bestaan voornamelijk uit veiligheid, over;last voor omwonende en criteria die u als gebruiker zelf kunt invoeren. De drie criteria worden gebruikt om in een integraal afwegingsmodel aan te geven hoe verschillende ophoogvarianten scoren. Aan de hand van technische invoer bepaalt Balans de kosten die per variant gemaakt worden. Tevens berekent Balans wat de ingevoerde varianten kunnen betekenen voor het onderhouden van de wegconstructie. Het programma geeft de mogelijkheid om onderhoudsmomenten van verschillende kabels en leidingen te combineren. Werkwijze programma Het startscherm van het programma bestaat, naast de logo’s van Balans en Delft Cluster uit een horizontale balk, een linker kolom en een middenveld. In de horizontale balk is een keuze menu opgenomen via welke u op hoofdlijnen u stappen in het programma kunt uitvoeren. Via deze balk kunt u eerder aangemaakte bestanden openen of actuele bestanden opslaan, een nieuw project openen of het programma verlaten. Nadat u de optie invoer hebt gekozen kunt u een nieuwe afweging laten invoeren. In de linkerbalk ziet u alle stappen die het programma doorloopt. In sommige stappen heeft het programma invoer nodig in de laatste stap laat het programma de resultaten zien. Door middel van een blauwe streep die naast de stap wordt getoond kunt u zien in welke stap van de afweging u bent. U gaat naar een andere stap door deze met de muis aan te klikken. Wanneer u de stappen van boven naar beneden afloopt komt u alle schermen tegen. Het is niet noodzakelijk de stappen van boven naar beneden door te lopen een willekeurige volgorde is ook mogelijk, echter voordat er resultaten worden getoond dient een minimum aan invoer


Leidraad Balans

Balans applicatie

gegevens beschikbaar te zijn. In de onderstaande tekst worden de keuzeopties uit het hoofdmenu en de invoerstappen afzonderlijk toegelicht. Keuze opties hoofdmenu

Afsluiten Via deze optie kunt u het programma verlaten Inleiding Via deze optie krijgt u meer informatie over de achtergronden van het programma Invoer Via deze optie kunt u nieuwe situaties invoeren en berekeningen uitvoeren. De verschillende stappen die worden doorlopen zijn in de volgende paragrafen nader toegelicht Bestandsinformatie Opslaan U kunt uw ingevoerde bestand opslaan door in het hoofdmenu ‘Bestand’ aan te klikken. Vervolgens

147

klikt u ‘Download’. U kunt nu het bestand opslaan op een door u gekozen locatie. Nadat u de eerste keer dit bestand heeft opgeslagen, zijn er twee mogelijkheden om op een later moment het bestand (met veranderingen daarin) nogmaals op te slaan: U voert een berekening uit. Het bestand, inclusief alle invoer en uitvoer, wordt opgeslagen onder dezelfde naam. U slaat het bestand nogmaals onder dezelfde naam op, zoals onder ‘Opslaan’ is omschreven

Openen U opent een bestaand bestand door in het hoofdmenu ‘Bestand’ aan te klikken. Vervolgens klikt u op ‘Browse’. Via het navigatievenster gaat u naar de locatie waar het gewenste bestand zich bevindt. U klikt het bestand aan en klikt op ‘Ok’.

Leidraad Balans


Contact Via deze optie krijgt informatie over waar u vragen kunt stellen over het gebruik of achtergronden van het programma. Disclaimer Via deze optie krijgt u meer informatie over de juridische achtergronden van het gebruik van het programma. Toelichting invoerstappen In deze paragraaf is een nadere toelichting geven op de verschillende invoerstappen. U vindt deze stappen in de linkerkolom. Project In dit invoerscherm kunt u informatie invullen ter referentie. De invoermogelijkheden zijn: Projectnaam, Titel, Gemeente, Straatnaam, Van / tot Huisnummer. Deze gegevens zijn alleen bedoeld voor archivering. De ingevoerde gegevens in dit tabblad hebben geen gevolgen voor de uitkomst van het programma.

Algemeen In dit scherm zijn drie tabbladen te onderscheiden. In het tabblad ‘Algemeen’ vult u technische gegevens in en in tabblad ‘Weegfactoren’ kunt u naar uw voorkeur aangeven hoe de afweging van de verschillende varianten zijn. In het tabblad ‘Detaillering weegfactoren’ kunt u verschillende factoren en hun componenten een gewicht ten opzichte van elkaar geven. Tabblad ‘Algemeen’


Leidraad Balans

Balans applicatie

In dit scherm kunt u bij het tabblad ‘Algemeen’ algemene technische gegevens invoeren. Deze zijn van belang voor het uitvoeren van de afweging. De volgende gegevens worden gevraagd: Afwegingsperiode [jaar] U geeft hier aan hoe lang de periode is waarover u de afweging wilt laten plaatsvinden. Deze periode is van belang voor het bepalen van de hoeveelheid onderhoud dat in de vergelijking in beschouwing wordt genomen. Ook deze periode van belang voor het bepalen van de netto contante waarde van de onderhoudskosten. Peildatum U kunt in dit invoerveld de datum invullen waarop de laatst verrichte meting heeft plaatsgevonden. Het niveau van de weg op deze datum kunt u bij het invoerscherm ‘Wegconstructie’ invullen. De peildatum wordt gezien als de startpunt van de berekeningen. Lengte van de weg [m] Hier kunt u de lengte van de weg invullen. De lengte van de weg heeft invloed op de kosten die voor de verschillende ophoogvarianten berekend zullen worden. Breedte van de weg [m] Hier kunt u de breedte van de weg invullen. De kosten van de verschillende ophoogvarianten zullen onder andere bepaald worden door het wegoppervlak (lengte∙breedte) Tabblad ‘Weegfactoren’ In dit tabblad kunt u aangeven, hoe belangrijk u de verschillende aspecten ten opzichte van elkaar vindt. U kunt het belang van elk aspect aangeven in procenten, waarbij de optelsom van de drie waarden altijd 100% is.

149

Leidraad Balans


U kunt bijvoorbeeld kiezen voor de verhouding zoals aangegen in oderstaand figuur.

Tabblad ‘Detaillering weegfactoren’ Bij het tabblad ‘detaillering weegfactoren’ kunt u een invulling geven aan het hoofdcriterium overig. Dit criterium is onderverdeeld in een aantal nevencriteria, zoals Gebruikerscriteria, Aanleg, Onderhoud, Hinder, Veiligheid en weggebruikeraspecten. U kunt het gewicht dat u toekent aan de verschillende criteria aangeven in de invulvelden rechts ervan. Deze relatieve gewichten kunt u veranderen door een waarde in te voeren in de invulveldjes. Tevens zijn binnen de hoofdcriteria subcriteria aangegeven. LET OP: De gewichten die u in dit scherm invoert dienen om een algemene afweging te maken. Deze zullen gebruikt worden voor het afwegen van de variant waarbij de bestaande weg wordt gereconstrueerd. In een later invoerscherm (bij Varianten) kunt de score voor deze crietria per variant aangeven.


Leidraad Balans

Balans applicatie

Wegconstructie In dit scherm geeft u aan wat de specificaties van de bestaande wegconstructie zijn. De invoer in dit scherm is onderdeel van de input voor het bepalen van het zettingsverloop en tevens voor het bepalen van de keuzemomenten voor het wegonderhoud. Weg Type

151

Hier kunt u kiezen hoe zwaar de weg belast wordt door verkeer. De volgende keuzeopties zijn beschikbaar: ›› Gemiddeld belaste weg ›› Licht belaste weg ›› Weg in woongebied Huidig Niveau [m] (t.o.v. NAP) Hier vult u het huidige niveau van de toplaag van de weg in ten opzichte van N.A.P. Let op dat dit niveau lager of gelijk dient te zijn aan het aanlegniveau. Aanlegniveau [m] (t.o.v. NAP) Hier vult u het niveau in waarop de weg oorspronkelijk is aangelegd ten opzichte van N.A.P. Let op: dit niveau dient hoger of gelijk te zijn aan het huidig niveau. Datum van aanleg Hier vult u de datum in waarop de weg is aangelegd. Let op: deze datum dient eerder dan de peildatum te zijn.

Leidraad Balans


De huidige ligging van het wegdek en het originele aanlegniveau vormen input voor de Balans applicatie om het zettingsverloop van de weg te bepalen. Technische levensduur van de weg [jaar] Hier kunt u de ingeschatte levensduur van de weg invullen. Deze levensduur zal invloed hebben op de mogelijke keuzemomenten en kosten voor onderhoud aan de weg. De levensduur betreft hier met name de slijtage van de toplaag. Interventieniveau [m] (t.o.v. NAP) U kunt hier het niveau invullen waaronder geen verdere zetting geaccepteerd wordt. Dit is de laagste toelaatbare ligging van de weg. Als dit niveau wordt bereikt dient de weg te worden opgehoogd. De balans applicatie zal een verplicht onderhoudsmoment aangeven op het moment dat dit gegeven interventieniveau bereikt is. Let op: Het interventie niveau dient lager te liggen dan de aanleghoogte. Indien het huidig niveau lager ligt dan het interventieniveau is thans al sprake van een achterstand in onderhoud. Huidige lagen in wegconstructie Hier kunt u de huidige opbouw van de wegconstructie invullen. De verschillende materialen en dikten van de lagen bepalen mede het zakkinggedrag van de weg. U kunt meerdere lagen invullen. Standaard is één laag aangegeven met bijbehorende gewichtsparameters. Per constructielaag zijn standaardwaarden voor de gewichtsparameters aangegeven. U kunt deze eigenschappen, inclusief de dikte van de laag, aanpassen. U kunt een nieuwe laag toevoegen. Druk op ‘Voeg nieuwe laag toe’. U kunt de eigenschappen van de nieuwe laag/lagen elk afzonderlijk veranderen. NB: Elke keer dat u een nieuwe laag aanmaakt, plaatst de Balans applicatie deze laag onder de laag die als laatste in de lijst staat. Onder de invoervelden toont Balans een schets van de ingevoerde constructie.


Leidraad Balans

Balans applicatie

Ondergrond In dit scherm geeft u de beschikbare gegevens over de ondergrond aan. Er zijn in de Balans applicatie meerdere mogelijkheden om het gedrag van de grond te schematiseren.

De eerste mogelijkheid is om historische gegevens (meetdata) in te vullen, wanneer u hier beschikking over heeft. De tweede mogelijkheid is om de grondparameters van de onderliggende lagen aan te geven. Binnen deze tweede mogelijkheid heeft u de keuze tussen twee verschillende geotechnische modellen parameters aan te geven: de Koppejan methode of de Isotache methode. Wanneer u met de laatste twee modellen wilt werken, is basiskennis van deze modellen benodigd.1 Bovenaan het invoerscherm vind u de mogelijkheid om Grondwaterstand in [m] t.o.v. N.A.P. in te voeren. U kunt nu een keuze maken tussen twee verschillende methoden om de grond (het zettingsgedrag ervan) te omschrijven. Keuze 1: Gebruik historische gegevens Historische gegevens of meetdata kunnen door de Balans applicatie gebruikt worden om de zettingseigenschappen van de ondergrond in te schatten. U dient te beschikken over minimaal twee meetpunten. Deze meetpunten dienen uit de periode tussen de aanleg en de huidige meting te zijn. Omdat u reeds het moment van aanleg en het huidige niveau heeft ingevoerd, beschikt Balans over 4 momenten waarop de hoogteligging van de weg bekend is. Met deze gegevens, het zettinggedrag uit het verleden, zal Balans de grondeigenschappen bepalen. 1

Toelichting: Delft Cluster rapport DC2-3 12 05 versie 1

153

Leidraad Balans


Met behulp van deze grondeigenschappen zal balans vervolgens het toekomstig zetingsverloop bepalen. Een beschrijving van deze werkwijze is gegeven in deel 5 van deze leidraad. Om een meetpunt toe te voegen, klik op ‘Toevoegen nieuw moment’. Per moment worden de volgende gegevens gevraagd: ›› Datum: hier vult u de datum van de uitgevoerde ophoging in ›› Niveau wegdek (voor ophoging) [m NAP]: Hier vult u het niveau waarop het wegdek lag voor de ophoging. ›› Ophoging [m]: Hier vult u de hoogte van de ophoging in ›› Volumiek gewicht [kN/m3]: U vult hier het volumieke gewicht in van het ophoogmateriaal U dient twee meetmomenten in te vullen. Om nogmaals een meet moment toe te voegen, klik weer ‘Toevoegen nieuw moment’. U kunt meerdere momenten invullen Schematisering slappe lagenpakket Het model, dat werkt met historische meetgegevens, hanteert een schematisatie van de ondergrond. In deze schematisatie worden alle slappe lagen tezamen als één grondlaag beschouwd. Vervolgens werkt Balans met equivalente, gemiddelde, grondeigenschappen. Als karakterisering van de ondergrond dient u in te vullen: ›› Onderzijde slappe lagenpakket [m](t.o.v. NAP): hier vult u de ligging van de onderzijde van het slappe lagenpakket in. Deze invoer heeft Balans nodig om de dikte van het samendrukbare pakket te bepalen. De dikte van het samendrukbare pakket is een belangrijke parameter in het bepalen van de zettingen. ›› Grondsoort, hier kiest u een omschrijving die best aansluit bij de ondergrond. In werkelijkheid zal de ondergrond zijn opgebouwd uit meerdere klei,- veen,- en zandlagen. U dient hier een algemene karakterisering van de ondergrond aan te geven. Balans gebruikt deze informatie voor het geven van een voorstel voor het volumiek gewicht in het onderstaande invoerveld. Daarnaast gebruikt balans deze omschrijving als aanduiding van de ondergrond bij het presenteren van de uitvoer. De keuze heeft weinig gevolgen voor de berekeningsresultaten. ›› Gemiddeld volumiek gewicht slappe lagen pakket [kN/m3]: hier vult u een gemiddelde waarde in van het volumiek gewicht van het slappe lagenpakket. Wanneer u over een meer precieze waarde beschikt van het gemiddelde volumieke, kunt u deze zelf invoeren. Houdt u in gedachte dat Balans een afwegingsmodel is, waarbij met grovere, globalere data gewerkt kan worden. Balans kan en zal nooit een vervanging zijn De waarde van het gemiddeld volumiek gewicht heeft balans nodig voor het bepalen van de spanningen in de ondergrond. De spanningen in de ondergrond heeft balans nodig voor het berekenen van de zettingen. Balans gebruikt tevens het ingevoerde volume gewicht voor een eerste schatting van de stijfheden van de ondergrond. Deze schatting, die zal resulteren in een weergave van het historisch en toekomstig zettingsverloop, wordt geoptimaliseerd aan de hand van de ingevoerde historische gegevens nadat u de knop Berekenen hebt aangeklikt.


Leidraad Balans

Balans applicatie

Keuze 2: Gebruik complete zettingsgegevens

Met betrouwbare grondparameters kan een goede voorspelling worden gedaan m.b.t. het zettingsgedrag van de ondergrond. Voor het gebruik van deze parameters dient u te beschikken over basiskennis van de betreffende zettingsmodellen2 U heeft de keuze om te werken met twee verschillende modellen; het Koppejan model of het Isotache model. Beide modellen behoeven verschillende parameters. Optie 1: Wanneer u kiest voor het Koppejan model: Per grondlaag kunt u de grondparameters invullen. Voor deze invoer is basiskennis van de te gebruiken parameters van belang. U kunt meerdere lagen invoeren. U doet dit door op ‘Voeg nieuwe grondlaag toe’ te klikken. Er worden nu de volgende eigenschappen3 gevraagd: ›› Onderkant [m]: hier vult u het niveau van de onderkant van de grondlaag in. ›› Grondsoort ›› Droog volumiek gewicht [kN/m3]: hier vult u het aardvochtig volumieke gewicht, het gewicht van grond boven de grondwaterstand, van de grondlaag in. ›› Nat Volumiek gewicht [kN/m3]: hier vult u het verzadigd volumieke gewicht, het gewicht van grond onder de grondwaterstand, van de grondlaag in. ›› Stijfheidparameter Cp [-] ›› Stijfheidparameter C’p [-] 2 3

Verwijzing naar Delft Cluster rapport DC2-3-12-5 Voor uitleg over deze invoerwaarden: verwijzing naar Delft Cluster rapport DC3-2 of CUR rapport 162

155

Leidraad Balans


›› ›› ›› ››

Stijfheidparameter Cs [-] Stijfheidparameter C’s [-] Consolidatiecoëfficiënt cv [m2/s] Grensspanning in de vorm van een Pre-Overburden Pressue, POP [kN/m2]

Optie 2: Wanneer u kiest voor het Isotache model: Net als bij het Koppejan model kunt per grondlaag de grondparameters invullen. Voor deze invoer is basiskennis van de te gebruiken parameters van belang. U kunt meerdere lagen invoeren. U doet dit door op ‘Voeg nieuwe grondlaag toe’ te klikken. Er worden nu de volgende eigenschappen4 gevraagd: ›› Onderkant [m]: hier vult u het niveau van de onderkant van de grondlaag in. ›› Grondsoort ›› Droog volumiek gewicht [kN/m3]: hier vult u het aardvochtig volumieke gewicht, het gewicht van grond boven de grondwaterstand, van de grondlaag in. ›› Nat Volumiek gewicht [kN/m3]: hier vult u het verzadigd volumieke gewicht, het gewicht van grond onder de grondwaterstand, van de grondlaag in. ›› Stijfheidsparameters a,b,c ›› Consolidatiecoëfficiënt cv [m2/s] ›› Grensspanning in de vorm van en Over Consolidation Ratio, OCR

Kabels en leidingen

In dit scherm geeft u aan welke+ ondergrondse infrastructuur, kabels en leidingen, onder de weg aanwezig is. Om een kabel of leiding toe te voegen, klik op ‘Voeg nieuwe kabel / leiding toe’.Per kabel of leiding kunt u de eigenschappen ervan aangeven. Deze eigenschappen bepalen mede wanneer Balans een onderhoudsmoment inplant. De volgende eigenschappen worden gevraagd: ›› Type: uit dit ‘drop down menu’ kunt u het type kabel/leiding selecteren ›› Naam: U kunt hier zelf een naam invullen van de kabel/leiding ›› Aanleg Hoogte [m NAP]: hier vult u de hoogte in, waarop de kabel/leiding origineel is aangelegd.

4

Voor uitleg over deze invoerwaarden, verwijzing naar Delft Cluster rapport DC3-2 of CUR rapport

2005-1


Leidraad Balans

Balans applicatie

›› Interventie niveau [m NAP]: Hier vult u een niveau in, tot waar de kabel/leiding maximaal kan/ mag zakken. ›› Huidige hoogte [m NAP]: Hier vult u de huidige hoogte van de kabel/leiding in ›› Levensduur [jaar]: hier vult u de levensduur van de kabel/leiding in ›› Aanleg [datum]: hier vult u de datum in waarop de kabel/leiding is aangelegd Let op: De aanleg hogte van een kabel / leiding kan niet hoger zijn dan de aanleghoogte van de weg. NB: U kunt altijd kabel en leidingen verwijderen: selecteer (één of meer van)de kabel/leiding en klik vervolgens op ‘Verwijder geselecteerde kabels / leidingen’. Varianten In dit scherm zijn 3 tabbladen te onderscheiden. In tabblad ‘Opbouw’ kunt u een wegophoging met verschillende parameters beschrijven. In tabblad ‘Overige aspecten’ kunt u aangeven wat voor de betreffende variant de relatieve afweegfactoren zijn. In het tabblad ‘Details’ kunt u, na een berekening, een kostenoverzicht van de betreffende variant zien.

157 Balans is er voor bedoeld om de voor- en nadelen van verschillende soorten ophoogvarianten af te wegen. In het scherm ‘Varianten’ is het mogelijk om deze varianten samen te stellen. Tevens kan per variant twee tabbladen worden geopend. Tabblad Afweging is bedoeld om het belang van weegfactoren aan te geven. Het tabblad Kosten geeft de verschillende kosten van de variant weer. Door het klikken op Nieuwe variant, kunt u een nieuwe variant definiëren. U dient dan de volgende stappen te doorlopen:

Leidraad Balans


Tabblad ‘Opbouw’ In dit invoerscherm kunt u verschillende ophoogvarianten kiezen/samenstellen. Balans zal voor elke variant het zettingsverloop en mogelijk onderhoudsschema bepalen.

U kunt voorgedefinieerde ophogingen gebruiken. Hiervoor vinkt u ‘Gebruik voorgedefinieerde ophoogconstructies’ aan. Uit het uitklapmenu kunt u een constructie selecteren. Hierna worden de details van de voorgedefinieerde constructie getoond. U kunt deze details nog veranderen en/of aanvullen. U kunt tevens zelf de wegophoging samenstellen. De invoer hiervoor bestaat uit het definiëren van de constructielagen. De volgende invoergegevens worden gevraagd: ›› Laag Dikte [mm]: hier vult u de dikte van de constructielaag in ›› Droog volumiek gewicht [kN/m3]: hier vult u het droge volumieke gewicht van de laag in ›› Nat volumiek gewicht [kN/m3]: hier vult u het droge volumieke gewicht van de laag in ›› Daarnaast heeft u de volgende opties: ›› Voeg een nieuwe laag toe: door hier op te klikken voegt u een extra laag toe ›› Verwijder geselecteerde lagen: als u lagen wilt verwijderen, selecteer eerst de te verwijderen lagen door ze aan te vinken. Klik op ‘Verwijder geselecteerde lagen’ om de lagen te verwijderen.


Leidraad Balans

Balans applicatie

Tabblad ‘Overige aspecten’ In dit tabblad kunt u ten behoeve van de individuele afweging van de ophoogvarianten de score per variant aangeven voor de overige aspecten, zoals veiligheid en overlast. De invoer wordt gebruikt voor het uitvoeren van de afweging voor de overige aspecten, zoals veiligheid en overlast. Aan de hand van de ingevoerde scores worden varianten onderling vergeleken. Voor de eerste variant hoeft u geen waarden in te vullen. Voor de overige, gegenereerde, varianten, kunt u afzonderlijk de verschillende gewichten invullen. Dit zijn gewichten die u toekent ten opzichte van de traditionele variant.

159

U kunt de score voor de aspecten als volgt invoeren.: Verander de waarden in de invoervelden naast de criteria door op de knoppen ‘pijl omhoog’ of ‘pijl omlaag’ te drukken. U kunt kiezen uit ++, +, +/o, o/- en --.

Leidraad Balans


Tabblad ‘Details’ In het tabblad ‘Details’ kunt u na een berekening een kostenoverzicht zien van de betreffende variant.

Afweging In deze stap wordt, nadat de varianten doorgerekend zijn, een weergave getoond van de afweging. Deze afweging is in de vorm van een driehoek conform het model van CROW5. De afwegingsaspecten die u in de voorgaande schermen heeft ingevoerd zijn hierin opgenomen.

5

Verwijzing naar Delft Cluster rapport DC3-2


Leidraad Balans

Balans applicatie

Bereken Na het invullen van de tabbladen ‘opbouw’ en ‘overige aspecten’ is er voldoende data beschikbaar om een berekening uit te voeren. Druk hiervoor op de knop ‘bereken’. MNa het uitvoeren van de berekening wordt in het tabblad ‘opbouw’ het resultaat van de berekening weeggegeven

161

De tutorials geven een beeld van hoe de applicatie in de praktijk kan werken.

Tutorials

Leidraad Balans DEEL

7

Leidraad Balans

Deel 7- Hoofdstuk 7.1 Tutorials-1

DEEL VII - Tutorials Algemeen De tutorials geven een beeld van hoe de Balans applicatie in de praktijk kan werken. Aan de hand van twee voorbeeld cases wordt de functionaliteit en gebruikersgemak aangetoond. De tutorials werken met eenvoudige ondergrond en meetgegevens om zoveel aan te sluiten bij de praktijk. De tutorials leiden de gebruiker langs de verschillende invoerschermen. Hierbij worden de belangrijkste invoervelden besproken. In de eerste tutorial zal een weg voorzien worden van een traditionele ophoging. De tweede tutorial zijn een aantal kabels en leidingen onder dezelfde weg in begrijpen. Hierdoor ontstaat de mogelijkheid om de onderhoudsmomenten voor de verschillende weg elementen te optimaliseren. Tutorials De tutorials hebben als doel de gebruiker wegwijs te maken in de in- en uitvoerschermen van de Balans applicatie. De tutorials volgen elkaar op en betrekken gaandeweg meer uitgebreide elementen van Balans. Dat wil zeggen dat eerst tutorial 1 tot stand gebracht dient te worden alvorens tutorial 2 tot stand wordt gebracht. Hetzelfde geldt voor tutorial 2 en 3. Tutorial 1 heeft als doel om de gebruiker bekend te maken met het zelf invoeren van waarden in de invoerschermen en het interpreteren van de uitkomsten. Tutorial 2 heeft als doel het interpreteren van de uitkomsten en het bekend maken met de mogelijkheden om de invoer naar aanleiding van de uitkomsten te veranderen. Tutorial 3 heeft als doel het leren werken met het afwegingsmodel. Samen met de vaardigheden uit tutorial 1 en 2 kunnen na deze tutorial alle aspecten van Balans worden beheerst.

7.1 Tutorial 1: Traditionele ophoging van een weg Deze tutorial heeft als doel u bekend te maken met de invoer van een wegconstructie in de Balans applicatie. De applicatie zal naar aanleiding van de invoer van een gemiddelde weg een onderhoudsschema op te stellen. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een traditionele ophoogmethode.

Project Vul de projectnaam, titel van het project, gemeente, straatnaam en de betreffende huisnummers in. Algemeen - Invoer Afwegingsperiode:

30 jaar

Peildatum:

jaar: 2005, maand: januari

Lengte van de weg:

1000 meter

Breedte van de weg:

10 meter

Het tabblad ‘Afweegfactoren’ wordt in deze tutorial nog niet ingevuld.

Deel 7- Hoofdstuk 7.1

Leidraad Balans

Tutorials-1

Wegconstructie Weg Type:

Gemiddeld belaste weg

Huidig Niveau:

-0,08 meter

Aanlegniveau:

0 meter

Datum van aanleg:

1-1-1990

Technische levensduur van de weg:

20 jaar

Interventie niveau:

-0,3 meter

Ophoogniveau:

0 meter

Huidige lagen in wegconstructie Laag 1: Selecteer ‘Betonstraatsteen’. De bijbehorende volumieke gewichten worden automatisch ingevuld. U kunt deze aanpassen. Dikte laag 1: 0,08 meter Om de tweede laag toe te voegen, klik ‘Voeg nieuwe laag toe’. Laag 2: Selecteer ‘Straatzand’ Dikte laag 2: 0,2 meter

Ondergrond Grondwaterstand: -1 m Selecteer ‘Historische grondgegevens’ Historische gegevens: Moment 1: Datum:

1995 jan

Niveau wegdek:

-0,16 meter

Ophoging:

0,16 meter

Volumiek gewicht:

20 kN/m3

Moment 2: Datum:

2000 jan

Niveau wegdek:

-0,16 meter

Ophoging:

0,16 meter

Volumiek gewicht:

20 kN/m3

Onderzijde slappe lagen pakket: -17 meter Kies bij grondsoort: Veen Gemiddeld volumiek gewicht slappe lagen pakket: 11 kN/m3

165

Leidraad Balans


Kabels en leidingen Bij het invoerscherm ‘Kabels en leidingen’ hoeft u niets in te vullen. Kabels en leidingen worden in de tweede tutorial toegepast. Varianten Klik onder de kop ‘Varianten’ op ‘Nieuwe variant’. In deze tutorial voert u een ‘traditionele’ ophoging in. Zorg dat de optie ‘Gebruik voorgedefinieerde ophoogconstructies’ aangevinkt is. U krijgt de standaard invoer voor een traditionele wegconstructie te zien. De standaard funderingslaag is zand en de standaard wegconstructie is asfalt. U heeft voor de huidige tutorial alle benodigde gegevens ingevuld. Balans kan met deze gegevens een berekening uitvoeren. Om de berekening uit te voeren, klik in het huidige scherm op ‘Bereken’. Het tabblad ‘Overige aspecten’ wordt in deze tutorial nog niet ingevuld.

Uitvoer Om een berekening uit te voeren klik in het linker navigatie menu op Varianten en vervolgens op ‘Bereken alle varianten’. Na enige tijd is de berekening uitgevoerd. Dit is te herkennen aan het vinkje dat naast de berekende variant staat. In het tabblad van de betreffende variant kunt u de uitvoer zien. Deel 1 van de uitvoer is een schema waarin te zien is, wat de mogelijke onderhoudsmomenten voor deze weg zijn.

Deel 2 van uitvoer van de berekening is een grafiek waarbij de zakking van de weg is uitgezet tegen de afwegingstijd. In de grafiek zijn een aantal gegevens te zien:


Leidraad Balans

Tutorials-1

Het zakkingsverloop van de weg. Met een lijn is aangegeven hoe de zakking van de weg verloopt gedurende de afwegingsperiode. De historische meetpunten van de weg. Met stippen zijn de verschillende niveau’s van de weg in de afwegingsperiode aangegeven. Te zien is dat de zettingslijn van de weg deze stippen zoveel mogelijk volgt. In deze tutorial is de afweging nog niet aan de orde. Deze wordt gebruikt in tutorial 3. Interpretatie De zakkingslijn van de weg volgt zoveel mogelijk de ingevoerde historische data. Het zettingsverloop in de toekomst is tevens weergegeven. Hieruit kan men zien dat het onderhoudsschema is in dit geval gebaseerd op de levensduur van de weg; 15 jaar. In het algemeen is het mogelijk om in het onderhoudsschema aan te vinken welke onderhoudsmomenten in een eventuele volgende berekening moeten worden meegenomen. In dit geval zijn de onderhoudsmomenten verplicht omdat de levensduur van de weg is bereikt. Volgende berekening: Vink af en of aan welke onderhoudsmomenten wel en niet meegenomen moeten worden in het totale onderhoudsschema. Indien u op ‘Bereken variant’ klikt zal Balans een berekening uitvoeren met het aangepaste schema.

167

Leidraad Balans


7.2 Tutorial 2: Traditionele weg met kabels en leidingen en 2 ophoogvarianten Tutorial 2 bouwt voort op tutorial 1. In deze tutorial worden kabels en leidinggegevens toegevoegd en een extra ophoogvariant. Voor deze tutorial gelden dezelfde algemene project-, ondergrond- en wegconstructie gegevens.

Kabels en Leidingen Klik op ‘Voeg nieuwe kabel / leiding toe’ en vul de volgende gegevens in: Type:

Riool

Naam:

Riool

Aanleg Hoogte [m NAP]:

-1,5

Ophoog niveau [m NAP]:

-1,5

Interventie niveau [m NAP]:

-1,8

Huidige hoogte [m NAP]:

-1,5

Levensduur [jaar]:

20

Aanleg:

1990 jan

Klik wederom op ‘Voeg kabel / leiding toe’ en vul voor de tweede kabel de volgende gegevens in: Type:

Electriciteit

Naam:

Electriciteit

Aanleg Hoogte [m NAP]:

-0,8

Ophoog niveau [m NAP]:

-0,8

Interventie niveau [m NAP]:

-1

Huidige hoogte [m NAP]:

-0,9

Levensduur [jaar]:

15

Aanleg:

1990 jan

Berekenen Er isnu voldoende data beschikbaar om een berekening uit te voeren. Doe dit door op de knop ‘berekenen’ te klikken.

Uitvoer In het linker navigatiemenu, klik op Varianten en daarna op Bereken alle varianten. Balans maakt de berekening. Zodra de berekening is uitgevoerd, klik op variant ‘Traditioneel 1’. Deel 1 van de uitvoer is een schema waarin te zien is, wat de mogelijke onderhoudsmomenten voor deze weg zijn.

Deel 2 van uitvoer van de berekening is een grafiek waarbij de zakking van de weg is uitgezet tegen de afwegingstijd.


Leidraad Balans

Tutorials-2

In de grafiek zijn een aantal gegevens te zien: ›› Het zakkings verloop van de weg en kabels en leidingen. Met een lijn is aangegeven hoe de zakking hiervan verloopt gedurende de afwegingsperiode. ›› De historische meetpunten van de weg. Met stippen zijn de verschillende niveau’s van de weg in

de afwegingsperiode aangegeven. Te zien is dat de zettingslijn van de weg deze stippen zoveel mogelijk volgt. In deze tutorial is de afweging nog niet aan de orde. Deze wordt gebruikt in tutorial 3. Interpretatie De zakkingslijn van de weg volgt zoveel mogelijk de waarden van de ingevoerde historische data. Het zettingsverloop in de toekomst is tevens weergegeven. Hieruit kan men zien dat het onderhoudsschema is in dit geval gebaseerd op de levensduur van de weg; 15 jaar. In het algemeen is het mogelijk om in het onderhoudsschema aan te vinken welke onderhoudsmomenten in een eventuele volgende berekening moeten worden meegenomen. In dit geval zijn de onderhoudsmomenten verplicht omdat de levensduur van de weg is bereikt. De kabels en leidingen in deze tutorial worden telkens onderhouden op het moment dat hun levensduur bereikt is. Het is in het algemeen mogelijk om in een vervolgberekening aan te geven dat een onderhoudsmoment eerder plaats moet vinden, bijvorbeeld tegelijkertijd met het ophogen van de weg. U zult zien dat u met deze mogelijkheden het onderhoudsschema kunt optimaliseren.

169

Leidraad Balans


7.3 Tutorial 3: Afweging van traditionele weg met 2 varianten Bij deze tutorial maakt u gebruik van de volledige functionaliteit van Balans. Als uitvoer zult u een afweging kunnen maken tussen de verschillende varianten. Als uitvoer ziet u alle gegevens met betrekking tot zakking en kostenaspecten . U kunt de varianten aanpassen.

Bestand Open ‘Delftse_weg_deel_2.bal’. Klik vervolgens op ‘Opslaan’. Sla het bestand op als ‘Delftse_weg_ deel_3.bal’ De grondlagenopbouw en de kabels en leidingen in deze tutorial zijn hetzelfde als in tutorial 2. In de volgende schermen maakt u aanpassingen t.b.v. de afweging. Tevens voegt u een derde variant toe.

Algemeen Tabblad ‘Algemeen’ De algemene gegevens zijn hetzelfde als die van tutorial 1 en 2. Tabblad ‘Weegfactoren’ In dit tabblad vult u in wat op voorhand uw voorkeur voor de verdeling van de verschillende hoofdcriteria is. In dit geval vult u in: Tabblad ‘Detaillering weegfactoren’ In dit tabblad vult u de basis in van de afweging in. Deze bestaat uit ‘Hoofdcriterium’, ‘relatief gewicht’ en ‘subcriterium’. U kunt eerst de relatieve gewichten voor de hoofdcriteria invullen. Deze vult u in door bij ‘relatief gewicht’ de waarde te veranderen van het gewicht. Dit kan middels de ‘omhoog- en omlaag knoppen’. Voervoor deze tutorial de volgende relatieve gewichten in: Gebruikers criteria:

4

Aanleg:

4

Onderhoud:

4

Hinder:

1

Veiligheid:

1

Weggebruikersaspecten:

1

De gewichten per subcriterium brengen een verfijning aan in de afweging. U kunt deze gewichten ook veranderen met ‘omhoog- en omlaag pijlen’.


Leidraad Balans

Tutorials-3

Subcriteria: Uitvoeringsduur:

2

Beschikbaarheid weg:

1

Mogelijkheid voor fasering:

2

Risico’s uitvoering:

1

Bereikbaarheid leidingen/ riolering:

1

Risico’s onderhoud:

1

Geluid (gebruiksfase): Bij wegomlegging (bij aanleg):

1

Wegomlegging (bij onderhoud):

1

Comfort (glad/vlakheid):

1

Spat- en stuifwater:

1

Spoorvorming / Aquaplaning:

1

Zichtbaarheid wegdek (kleur):

1

Stroefheid:

1

Inpassing in landschap / visueel:

1

Vertraging door onderhoud:

3

Verbruik benzine / banden:

1

171

- Afweging

Varianten In deze tutorial gebruikt u twee varianten. In de eerste tutorial is reeds een traditionele variant gedefinieerd. Bij de eerste variant verandert u de volgende gegevens: ›› Vink het vakje ‘Onderhoud kabels en leidingen bij ieder onderhoudsmoment’ aan. Dit betekent dat wanneer een onderhoud wordt gepleegd aan de wegconstructie, tegelijkertijd ook alle kabels en leidingen worden onderhouden. ›› Vink het vakje ‘Onderhoud weg bij ieder onderhoudsmoment’. Dit betekent dat de weg onderhouden wordt wanneer er een noodzakelijk wegonderhoud plaatsvindt en tevens wanneer er een onderhoud aan kabels of leidingen plaatsvindt. U zult zien dat deze mogelijkheden u in staat stellen een geoptimaliseerd ophoogschema/strategie op te stellen.

Leidraad Balans


U voegt nu een tweede variant toe. U maakt we nogmaals gebruik van de voorgedefinieerde ophogingen. Klik in het linker navigatiemenu op ‘Nieuwe variant’. Vink daarna de keuzemogelijkheid ‘Gebruik voorgedefinieerde ophoogconstructies’ en kies uit het keuzemenu ‘E-bodemas’. De volgende gegevens zijn automatisch ingevuld door de applicatie. U kunt deze invoer nog bewerken. Vink het vakje ‘onderhoud kabels en leidingen’ UIT Vink het vakje ‘onderhoud weg bij ieder onderhoudsmoment’ UIT


Leidraad Balans

Tutorials-3

Tabblad ‘Overige aspecten’ In dit tabblad kunt u de verschillende gewichten veranderen, die u bij de verschillende varianten van toepassing wil laten zijn. Het veranderen van de verschillende gewichten per variant gaat als volgt: De eerste variant dient als een referentie variant. De relatieve gewichten zullen hier dus neutraal zijn (in vergelijking met de gewichten, die voor de algemene afweging gelden). De waarden van relatieve staan hier ook (onveranderbaar) op ‘oo’. Voor de tweede variant vult u de volgende gewichten in:

173

Leidraad Balans


Berekenen U kunt met Balans de twee varianten tegen elkaar afwegen en een tot een voorkeursvariant komen. Berekening uitvoeren: Om de technische berekeningen en afwegingsmodule voor de verschillende varianten in werking te brengen, dient u de gewenste varianten te selecteren in het ‘Varianten’ scherm. Hierna klikt u op ‘Bereken geselecteerde varianten’. De berekening kan tot ongeveer twee minuten in beslag nemen. Wanneer de varianten berekend zijn, zal naast de varianten een vinkje (berekend) staan. Uitvoer In de afweegdriehoek ziet u welke variant het beste scoort (ten opzichte van de andere) bij een gegeven verdeling van de afweegfactoren. Zo is te zien dat bij de verdeling zoals u die gekozen heeft voor deze tutorial (Standaardkosten: 40%, Milieukosten: 25%, Overige aspecten: 35%), variant 2 de variant met de beste score is (het vakje heeft een zwarte rand. U kunt aan de grafiek aflezen hoe de variant met de beste score afgelezen kan worden. De ‘geblokte lijnen’ refereren naar de weegfactoren uit het invoerblad ‘Algemeen’. Als de verdeling van weegfactoren anders zijn geweest, zou een andere vakje –met mogelijk een andere variant- de “beste” variant zijn. U zult –naarmate u de afweegtool vaker gebruikt- zien dat het mogelijk is om met het varieren van de ‘detaillering weegfactoren’ een gedegen afweging kunnen maken tussen varianten..


Leidraad Balans

Tutorials-3

Details – kosten Het is mogelijk om een gedetailleerd overzicht te krijgen van alle kosten van de varianten. Klik bij de betreffende variant op het tabblad ‘Details’ en u ziet het overzicht. Hieronder zijn de kosten overzichten van de twee varianten in deze tutorial getoond.

175

Leidraad Balans


Afsluiting Het is mogelijk om met de Balans applicatie een afweging te maken tussen verschillende ophoogmaatregelen. De varianten worden op verschillende criteria tegen elkaar afgewogen. Het is ook mogelijk elke afzonderlijke variant te optimaliseren, door bijvoorbeeld ophoog- en onderhoudsmomenten met elkaar te combineren. Wij wensen u veel plezier en gemak toe met het gebruiken van de Balans applicatie.

PO Box 177 2600 MH Delft The Netherlands T+31 (0)88 335 72 00 [email protected] www.deltares.nl

De volgende partijen hebben dit onderzoek ondersteund:

Recommend Documents