Principe
Het principe is kort samengevat als volgt. De voegmassa bestaat uit een steenkorrelskelet dat goed gevuld is met een polymeerbitumen. Het steenskelet voorkomt verticale vervorming (spoorvorming) terwijl het polymeergemodificeerde bitumen de horizontale vervorming (bijvoorbeeld ten gevolge van het krimpen en uitzetten van het brugdek) kan opvangen. In aanvulling op de traditionele bitumineuze voegmassa zijn in deze voegmassa spiraalveren aangebracht. Hierdoor wordt voor een nog betere spreiding van de horizontale vervormingen gezorgd. Over de voegspleet wordt een staalplaat gelegd die de voegmassa ondersteunt bij de voertuigpassages. De voegmassa wordt direct op het betonnen dek aangebracht. De Silent Joint is dus een soort gewapende bitumineuze voegovergang, waarbij spiraalveren tussen hoekprofielen zorgen dat de spanningen in de voegovergang homogeen worden verdeeld over de breedte van de voegovergang. Tevens zorgen de hoekprofielen ervoor dat er geen schade kan optreden in het hechtvlak tussen het asfalt en de voegovergang, doordat de spanningen op deze flanken aanzienlijk worden gereduceerd. In figuur 4.4.3.2a is de opbouw van deze constructie weergegeven. Door het Zwitserse RSAG is de Silent Joint ontwikkeld. In Nederland heeft Salverda Schagen de rechten om deze voegovergang te leveren.
Door deze constructie wordt ook de dilatatiecapaciteit aanzienlijk vergroot. Ook de weerstand tegen hoogfrequente voegbewegingen, zowel horizontaal als verticaal, wordt sterk verbeterd. In Nederland wordt vooralsnog alleen de Silent-Joint SJ500s en SJ700s toegepast, die doorgaans geschikt zijn voor de meest voorkomende viaducten en bruggen en horizontale bewegingen van respectievelijk 50 mm en 70 mm aan kunnen. In Zwitserland zijn daarnaast ook varianten ontworpen die een nog grotere capaciteit aan kunnen: de Silent Joint 900s en 1000s. kunnen horizontale bewegingen aan van resp. 90 mm en 100 mm. Naast afwijkende afmetingen (breedte en dikte ) is bij type 900s en 1000s de detaillering van de afdekplaat afwijkend. Zie figuur 4.4.3.2b.
De voegovergang wordt normaal gesproken volledig in situ opgebouwd. Naast deze standaard uitvoering kan ook een geprefabriceerde uitvoering worden geleverd, zie figuur 4.4.3.2c, welke een van de vier prijswinnaars is van de prijsvraag Stille Duurzame Voegovergangen. Na montage van het prefabdeel wordt het resterende gedeelte met voegmassa in het werk afgegoten. Het grote voordeel is dat deze prefab voegovergang onder altijd goede omstandigheden (indoor) met een constante kwaliteit kan worden geproduceerd en dat de inbouwtijd korter is. Dit komt de duurzaamheid en vermindering van verkeershinder ten goede.
Een afbeelding van het geprefabriceerde deel is weergegeven in figuur 4.4.3.2d.
Silent Joint wordt geleverd met Europese Technische Goedkeuring volgens ETAG 032 deel 3 / EAD 120093-00-0107 Flexible plug asphaltic expansion Joints.
Aansluitingen (beton/staal)
De bitumineuze voegvullingsmassa wordt rechtstreeks op het betonnen dek aangebracht. Er wordt in Nederland geen gebruik gemaakt van een waterdicht membraam. Vanwege de snelle bewegingen van een stalen dek worden deze voegovergangen niet toegepast op een stalen dek.
Varianten
Er bestaan in Nederland twee varianten, beide geleverd door de firma Salverda Schagen. De twee varianten zijn:
- Silent Joint 500s en Silent Joint 700s, die in situ worden aangebracht. Deze twee varianten zijn door Rijkswaterstaat gevalideerd ten opzichte van de RTD 1007-4, versie 2.0. De Silent Joints 900s en 1000s zijn nog niet gevalideerd.
- Silent Joint 500, die gedeeltelijk als prefab voegovergang wordt geleverd. Deze variant is gevalideerd via de eerder genoemde prijsvraag.
Levensduurverwachting
Bepalend voor de levensduur is de hoeveelheid zwaar vrachtverkeer en de daaraan gerelateerde spoorvorming. Er is veel onderzoek gedaan naar het presteren van de Silent Joints, zowel d.m.v. het beproeven van het systeem in het laboratorium, als ook in situ. Op basis van uitgevoerd praktijkonderzoek in de periode 2007-2015 in de A58 nabij Breda is gebleken dat de Silent Joint geschikt is voor zeer intensief door zwaar vrachtverkeer bereden autosnelwegen met verkeerscategorie 1 (2.000.000 zware motorvoertuigen per jaar) met een levensduurverwachting van 10 jaar. Op minder intensief bereden wegen kan daarmee een aanzienlijk langere levensduur worden verwacht, waarbij de voegovergang aan de eisen voor geluidsreductie blijft voldoen. In één geval is uit de praktijkproef gebleken dat spoorvorming ter plaatse van de hoekprofielen bepalend kan zijn voor het ontstaan van schade (scheur). Bij een spoorvorming van ongeveer 12 mm zal materiaal van de voegmassa boven de hoekprofielen loskomen en worden uitgereden. In principe is de Silent Joint 500s onderhoudsvrij. Bij onvoldoende stroefheid kan de slijtlaag worden hersteld. Indien de deklaag van het aangrenzende asfalt wordt vervangen, is het noodzakelijk de toplaag van de voegovergang boven de veren te vervangen, onder handhaving van de constructie met de veren en hoekprofielen. Het verenpakket blijft dan gespaard. Het bindmiddel in dit dieper liggende deel van de constructie verouderd niet of nauwelijks. Verwacht wordt dat daarmee de totale voegovergangsconstructie een levensduur kan bereiken van meer dan 20 jaar, waarna de gehele constructie moet worden vervangen.
Dilatatiecapaciteit, waterdichtheid
De dilatatiecapaciteit is getest bij EMPA d.m.v. de bewegingssimulator met 20 cycli bij -20°C, zie figuur 4.4.3.2e. Hieruit blijkt dat er nauwelijks sprake is van afname van de weerstand en dus geen sprake is van laagcyclische vermoeiing.
| Type | Δx (rijrichting) | Δy (haaks op rijrichting) | Δz (verticaal) |
| SJ500s en SJ500 | +32,5/- 17,5mm | +/-25mm | +/- 3mm |
| SJ700s | +46/-24mm | +/-35mm | +/- 3mm |
| SJ900s | +59/-31mm | +/-45mm | +/- 3mm |
| SJ1000s | +65/-35mm | +/-50mm | +/- 3mm |
Waterdichtheid gedurende de levensduur is verzekerd. Indien schade gaat ontstaan ter plaatse van de hoekprofielen, is de kans ook groot dat de waterdichtheid niet meer is gewaarborgd.
De Silent Joint 500s heeft ook de hoogfrequente vermoeiingsproef bij de BAM doorlopen met een rekamplitude van 2 mm. Een tweede proef met een amplitude van 3 mm bleek vrijwel aan het eind van de test te falen. Daarmee is de geschiktheid aangetoond en kunnen de Silent Joints 500s worden toegepast op alle betonnen bruggen en viaducten inclusief prefab liggers.
Weerstand tegen verkeersbelasting, veiligheid en comfort
De mechanische weerstand tegen belasting vanuit verkeer en de spoorvormingsweerstand is ook bij hogere temperaturen aanzienlijk verbeterd. Uitrijden van bindmiddel komt niet of nauwelijks voor. De afname van de stroefheid is niet noemenswaardig anders dan bij andere bitumineuze voegovergangen. Het onderzoek naar het stroefheidverloop in de tijd is nog gaande.
