Algemene beschrijving
Principe
Wanneer de landhoofden van een kunstwerk constructief verbonden worden met het dek ontstaat er een integraal kunstwerk zonder voegovergangen en opleggingen. Het voorkomen van voegovergangen leidt tot lagere onderhoudskosten aan het kunstwerk en heeft het bijkomende voordeel geluidsarm te zijn. Het nadeel van dit constructie type is dat de vervorming en verplaatsingen van het kunstwerk opgevangen moeten worden in het asfalt en de aardebaan achter het kunstwerk. De stootplaat verplaatst is verbonden met het dek middels een constructieve verbinding (een RVS kabel) die tot in zekere mate zettingen van de stootvloer toelaat zonder dat grote inklemmingskrachten ontstaan. De vervormingen van het kunstwerk manifesteren zich uiteindelijk aan het einde van de stootvloer. Deze bewegingen dienen opgenomen te worden door een flexibel pakket gemodificeerd asfalt met rekspreidende inlagen. De rekverspreidende werking van deze asfaltconstructie voorkomt scheurvorming in de asfaltdeklaag. Afhankelijk hoe de stootplaat is verbonden met het kunstwerk kunnen er ook kleine bewegingen optreden ter plaatse van de overgang kunstwerk-stootplaat. Enerzijds door thermische belastingen van het kunstwerk, anderzijds als gevolg van zettingen.
In deze video is het principe verder uitgelegd.
De voegloze overgang is ontwikkeld door de voormalige afdeling bruggenbouw van de Bouwdienst in samenwerking met Ooms Avenhorn en is in 2003 voor het eerst toegepast in de brug in de A50 bij Son. Deze constructie is inmiddels toegepast op vele kunstwerken.
De verwachte levensduur van deze asfaltconstructie is 50 jaar waardoor deze ongestoord kan blijven zitten bij vervanging van de asfaltdeklaag.
Beschrijving onderdelen en aansluitingen
Het standaarddetail beschrijft de totale overgangsconstructie. Het deel van de overgangsconstructie dat de bewegingen opneemt bestaat uit een pakket dat is gebouwd uit diverse speciaal ontwikkelde of geselecteerde bitumineuze materialen, toegespitst op de toepassing. De materialen die met name worden genoemd zijn:
- Thermifalt; dit betreft een laag asfaltbeton met speciale eigenschappen toegespitst op thermische belastingen
- GlasGrid; dit is een zelf-klevende asfaltwapening met een hoge productstijfheid onder kruipcondities;
- Sealoflex steenslagasfaltbeton (ook wel aangeduid met STAB met SFB5-90 bitumen);
- SAMISEAL; een warm versproeibaar polymeergemodificeerd bitumineus membraan;
- PMB-hechtlaag; een warm versproeibaar polymeergemodificeerd bitumen (aangeduid met de naam SAM-C 30) dat op de asfaltwapening wordt aangebracht.
Specificaties van de materiaaleigenschappen en de aantoonbaarheid daarvan is beschreven in bijlage C en D van document “Toepassing Voegloze Overgangen in A73-Zuid”
Varianten
Afhankelijk van de lengte van het integraalkunstwerk en de daarbij horende voegbewegingen is het systeem op een bepaalde wijze samengesteld.
Op het standaarddetail is dit in tabelvorm nader uitgewerkt. De keuze van de uitvoeringsvariant is vanuit deze tabel alleen bepaald te worden door de temperatuurbewegingen
In de afgelopen jaren is gebleken dat, in tegenstelling zoals gemeld in het standaarddetail, ook bij voegbewegingen kleiner dan 7 mm extra maatregelen genomen moeten worden.
Ooms Civiel stelt voor om in het vervolg bij “temperatuurbewegingen t.p.v. einde stootvloer (overgang brugdek – stootvloer) zomer – winter per zijde” vanaf 3 mm beweging de maatregel toe te passen die in het detail
beschreven staat voor 7 – 9 mm: 1 laag Thermifalt, 1 laag GlasGrid en 2 tussenlagen PMB Sealoflex asfalt.
Krachtswerking
De vervormingen van de hoofddraagconstructie veroorzaken verplaatsingen van de stootplaat tov de deklaag van de wegverharding. Het onderliggende pakket van gemodificeerde asfaltlagen en glasvezelwapening zal als gevolg hiervan vervormen en interne krachten op de stootvloer uitoefenen. De stootvloer moet deze krachten afdragen op de hoofddraagconstructie. Hiervoor is een horizontale trekkoppeling tussen stootvloer en brugdek nodig.
De krachten zijn behoorlijk groot: circa 460 kN/m breedte. Meer informatie is te vinden in bijgevoegd rapport en diverse artikelen in bijlagen onderaan deze pagina.
Uit analyses is gebleken dat bij een extreem koude winter de onderste laag thermifalt zou kunnen scheuren. Echter mede dankzij de asfaltwapening blijven de rekken in de lagen erboven onder de kritieke waarde, waardoor zelfs dan scheurdoorgroei niet verwacht wordt. Gebleken is dat ca. 2/3 van de kracht op de doorsnede van de voegloze asfaltconstructie wordt opgenomen door de glasvezelwapening.
Toepassingsgebied
Het toepassingsgebied betreft voornamelijk nieuwe betonnen als integraalconstructie ontworpen kunstwerken tot maximaal circa 80 m lengte met een kruisinghoek > 60°.
De keuze om een constructie voegloos uit te voeren moet zorgvuldig gemaakt worden in overleg met de constructeur. Zettingsgevoelige ondergronden, grote deklengtes, scherpe kruisingshoeken en toekomstige aanpassingen kunnen allemaal redenen zijn om een voegloze constructie te vermijden. Meer informatie over het toepassen van de voegloze overgang is beschreven in het artikel “Integraalviaducten met voegloze overgangen in de A73-zuid” in de september 2006 uitgave van het vakblad Cement. Zie ook bijlage(n) onder aan deze pagina.
Bestaande integraalkunstwerken van voor 2000 zijn veelal uitgevoerd zonder horizontale trekkoppeling. Alleen de kleinste variant van de integraalvoeg is dan toepasbaar voor kleine bestaande integraalkunstwerken tot circa 15 meter lengte.