INNOVATIEVE AANPAKKEN VOOR DE TOEPASSING VAN TER PLAATSE VOORHANDEN MARGINALE NATUURLIJKE MATERIALEN

INNOVATIEVE AANPAKKEN VOOR DE TOEPASSING VAN TER PLAATSE VOORHANDEN MARGINALE NATUURLIJKE MATERIALEN Bernard DETHY (Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw) 12/09/2013

2

Toepassing van marginale materialen  

Inzet bij de toepassing van marginale materialen: toenemend belang in de context van het begrip «duurzame ontwikkeling » Sinds 1989 al verscheidene PIARC-rapporten over dit onderwerp:  « Marginal Materials – State of the Art » 1989  « Test on Marginal Materials » 1991  « Limits of Use Natural Soils, Specifications and Controls in Earthworks » 2003  «Promoting Optimal Use of Local Materials » 2007

3

Definitie : ter plaatse voorhanden marginaal natuurlijk materiaal 

Volgens het PIARC-woordenboek: « MARGINAAL MATERIAAL » « Materiaal dat niet helemaal voldoet aan de normvoorschriften die in een land of streek voor wegenbouwmaterialen gelden, maar toch met succes kan worden toegepast in speciale klimaatomstandigheden of ten gevolge van vooruitgang in de bouwtechnieken of een behandeling om de eigenschappen van het materiaal te verbeteren. »



Het rapport van D4 1 spitst zich toe op marginale materialen  van natuurlijke oorsprong  die ter plaatse voorhanden zijn op de locatie van de grondwerken

4

Toegevoegde waarde gezocht 

Grondwerken bepalend voor het kostenplaatje van een wegproject (ex: Belgische HST - 15 à 20 % van de totale kosten van de burgerlijke bouwkunde)



Toepassing van ter plaatse voorhanden marginale natuurlijke materialen  Optimalisering van het grondverzet (minder transport)  Innovatieve aanpak: aangepaste technische voorschriften en nieuwe methoden  Remedie voor het tekort aan « nobele » materialen  Risico-evaluatie en –beheersing nodig  Duurzame ontwikkeling (geen aanvoer van elders – geen afval) 5

Doel van de enquête van D4 1 



   

Een zo groot en gedocumenteerd mogelijke iventaris opmaken van de verschillende groepen van ter plaatse voorhanden marginale natuurlijke materialen Informatie uitwisselen over de methoden, de toegepaste voorschriften en feedback uit ervaringen De aangewende en/of geplande innovatieve technieken en methoden in de kijker plaatsen De beoogde prestaties vastleggen, evenals de middelen om ze te meten De risico’s inschatten en beheren Een gemeenschappelijke aanpak in de lidstaten promoten 6

Ontvangen antwoorden – Enquête van D4 1 

 

21    

landen hebben geantwoord: Afrika: Benin, Ivoorkust en Mali Amerika: Bolivia, Brazilië, Canada en Mexico Azië: Iran Europa : België, Duitsland, Frankrijk, Griekenland, GrootBrittannië, Italië, Oostenrijk, Slovenië, Slowakije, Spanje, Tsjechische Republiek, Zweden en Zwitserland Variabele precisie in de antwoorden Er kunnen echter relevante gegevens uit de antwoorden worden gehaald 7

Verwerking van de antwoorden 

Voor elk marginaal natuurlijk materiaal dat ter plaatse in een land voorhanden is, zijn de volgende gegevens opgenomen:        

aard (korrelverdeling, kleihoudendheid, …) staat (vochtgehalte…) gedrag (vergankelijkheid, verdichtbaarheid, mogelijke zwelling…) gerealiseerde en/of gewenste toepassingen beoogde prestaties technische voorschriften innovatie(s) – feedback uit ervaringen In totaal 53 steekkaarten

8

Overzicht: toepassingen 

Gerealiseerde en/of gewenste toepassingen van het vermelde materiaal:  Merlon  Ophoging  Bovenste laag van de ondergrond  Aardebaan (onderfundering)  Funderingslagen  Andere 9

Overzicht: groepen van materialen 

Uit de enquête komen 6 groepen van marginale natuurlijke materialen naar voren: vergankelijk en/of bros met bijzonder bestanddelen te nat of te droog sterk kleihoudend uniform gegradeerd, zonder structuur of met onstabiele matrix  lateriethoudend     

10

In België aangetroffen Glauconietzand Argiliet

Natte leem

Smectiet

11

Innovatieve aanpakken 

Beheer van nieuwe, origineele toepassingen van marginale materialen (die de laatste jaren vaak zijn afgevoerd)  Een methode kan in een bepaald land innovatief zijn en in een ander niet  Marginaal karakter evolueert met de tijd, de plaats en zelfs het niveau van de laag in de constructie

 



Grondige specifieke vooronderzoeken nodig om zich per geval te kunnen aanpassen. Innovatie ligt in de methoden, technieken, producten en/of het materieel, ingezet om te voldoen aan de toepassingsvoorwaarden die in het vooronderzoek zijn bepaald. Feedback uit ervaringen op bouwplaatsen: gegevens die tot nieuwe vooruitgang of een technische doorbraak kunnen leiden. 12

Risicobeheersing   

Risico’s bij de toepassing van bepaalde marginale materialen (vooral materialen met bijzondere bestanddelen) Voorbeelden van nadelige bestanddelen of elementen: gips, zwavel, organische stoffen, sommige kleimineralen Risico’s voorkomen:  beproeving op geschiktheid voor behandeling (met kalk en/of HBW) maakt et mogelijk deze bestanddelen/elementen op te sporen en geschikte behandelingen voor te schrijven;  fysicochemische analysen in zulke gevallen aan te bevelen;  inzicht in de samenhang tussen geotechnisch gedrag en fysicochemische processen. 13

Onderzoeksproject 

COGESTAC-project (België) 2004-2008 « COmportement GEomécanique des sols STAbilisés à la chaux » (grondmechanisch gedrag van met kalk behandelde grond)  Voorbeeld van onderzoeken in het laboratorium  Onderzoek naar de mechanische prestaties op lange termijn, aangevuld met een fysicochemische benadering – verkregen resultaten:

14

Onderzoeksproject

(COGESTAC-project – vervolg)

• Sommige kleimaterialen gemakkelijker door kalk aangetast dan andere • Sterkteontwikkeling verloopt in opeenvolgende fasen, als gevolg van verschillende fysicochemische mechanismen • Vervormbaarheidsmodulus kan in het gebied van de kleine vervormingen na enige tijd groter worden dan bij klassieke materialen • Verhoging van de cohesie houdt verband met de vorming van puzzolane producten: CSH (calciumsilicaathydraat) • Beperkte erosiegevoeligheid – taluds blijven gaaf

15

Onderzoeksprojecten 

TerDOUEST-project (Frankrijk) 2008-2012 De resultaten van het TerDOUEST-project zijn gepresenteerd op het colloquium « Le traitement des sols pour un terrassement durable » dat van 18 tot 19 juni 2013 in Marne-la-Vallée heeft plaatsgevonden.  Aantonen van het verband tussen fysich-chemische procédés en geotechnisch gedrag van behandelde grond  Duurzaamheid van grondbehandeling  Proefophoging om hergebruik van zeer plastiche kleigrond te toetsen  Beoordeling van het risico en het effect van grondwerken (grondbehandeling) op duurzame ontwikkeling 16

Conclusies 

PANORAMA van de groepen van marginale natuurlijke materialen die ter plaatse op locaties van wegenprojecten voorhanden zijn  Vergankelijke materialen en materialen met bijzondere bestanddelen Het vaakst vermeld – geotechnische risico’s moeten worden beheerst  Sterk kleihoudende materialen Oplossingen voor behandelingen vergen betere kennis van de reactie met bindmiddelen  Uniform gegradeerde materialen of materialen zonder structuur Korrelverdelingscorrectie is een betrouwbare methode  Te natte of te droge materialen Toepassing houdt mede verband met gedwongen aanpassing aan veranderingen in het klimaat 17

Grondwerken - Europa 



CEN TC 396 – Earthworks WG1 : General matters WG2 : Soil and rock classification for Earthworks WG3 : Construction procedures WG4 : Quality control WG5 : Hydraulic fill International Seminars on Earthworks in Europe Paris (2005), London (2009), Berlin (2012), …

18

MERCI POUR VOTRE ATTENTION DANK U VOOR UW AANDACHT

19