Concept 4.1.c van de Meerkeuzematrix betreffen onverankerde bitumineuze voegovergangen met rekspreidende inlagen en gietasfalt randbalken. Van dit concept zijn twee producten bekend: de Prismojoint en de KLK Bituvoeg. Beide zijn getest in de prijsvraag SDV van RWS.
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 wordt de voegmassa in dit geval in meerdere lagen aangebracht. De voegmassa bevat een rekspreidende inlage die de door de voegbeweging opgewekte spanningen over een groter oppervlak verdelen. Hierdoor wordt scheurvorming in de voegmassa voorkomen. Over de voegspleet wordt een staalplaat gelegd die de voegmassa ondersteunt bij de voertuigpassages. De voegmassa wordt direct op het betonnen dek aangebracht. In tegenstelling tot de traditionele bitumineuze voegovergang (concept 4.1a) wordt er tussen de voegmassa en het asfalt een gietasfalt overgangsbalk geplaatst. Dit voorkomt onder andere het toestromen van water uit open deklagen tijdens het aanbrengen van de voeg en zorgt voor een betere overgang van de deklaag naar de voeg.
Aansluitingen (beton/staal)
De bitumineuze voegvullingsmassa wordt rechtsreeks 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
Van dit concept zijn twee producten bekend: de Prismo Joint en de KLK Bituvoeg. Beide zijn getest in de prijsvraag SDV van RWS, maar niet gevalideerd volgens ETAG 032 deel 3 / EAD 120093-00-0107 Flexible plug asphaltic expansion Joints en RTD1007-4.
Prismo Joint
Dit is een bitumineuze voegovergang aangebracht in drie afzonderlijke lagen met een verbeterd bitumineus bindmiddel (gebaseerd op de Thorma-Joint) en een geogrid (Armapal G5/5) tussen de bovenste en de tussenlaag. Dit geogrid zou als een rekspreidende inlage werken en de boven de voeg ontstane spanningen over een groter oppervlak verdelen. Aan weerszijden bevinden zich gietasfalt overgangsbalken. De gietasfaltbalken:
-
- geven steun aan de aangrenzende wegverharding, bijvoorbeeld het ZOAB;
- zorgen dat water niet kan toestromen naar de voegmassa, ook tijdens het aanbrengen daarvan;
- vormen een goed hechtvlak aan de voegmassa en het aangrenzende asfalt;
- zorgen ervoor dat er geen of nagenoeg geen spoorvorming optreedt aan het aangrenzend wegdek, zodat het voegmassa minder zwaar wordt belast;
- dat er geen vorstschade optreedt t.p.v. de aansluiting ZOAB/bitumineuze voegmassa.
De totale breedte (in de rijrichting) van de voegovergang is tweeënhalve meter. Een voordeel is dat de bitumineuze voegovergang relatief snel kan worden ingebouwd. Fabrikant: Ennis Flint, in Nederland vertegenwoordigd door Smits Neuchâtel.
Op dit moment is door door firma Smits Neuchâtel nog geen validatietraject volgens RTD 1007-4 opgestart.
Levensduurverwachting;
Bij rekproeven bij lage temperatuur (-10°C) zijn 10 cycli doorlopen. Daarbij is wel een afname te zien in de stijfheid, zie figuur 2.5b. Op basis van EEM-analyses, testen en praktijkproeven mag een levensduur verwacht worden van minimaal 10 jaar in autosnelwegen. Hoogfrequente vermoeiingsproeven zijn nog niet uitgevoerd. Hierover is nog geen informatie bekend. De Prismo Joint kan naar verwachting goed worden toegepast in voorgespannen koker/plaatbruggen. Voor toepassing in kunstwerken met geprefabriceerde liggers dient eerst meer informatie beschikbaar te zijn over prestaties bij hoogfrequente voegbewegingen. In niet intensief bereden kunstwerken zoals over autosnelweg is de levensduurverwachting langer dan 10 jaar.
Dilatatiecapaciteit, waterdichtheid;
De dilatatiecapaciteit is getest bij EMPA d.m.v. de bewegingssimulator met 10 cycli bij -20°C, zie figuur 4.4.3.3.c. Hieruit blijkt dat er sprake is van afname van een geringe afname van de weerstand en dus sprake is van geringe laagcyclische vermoeiing. Er is geen scheurvorming ontstaan waardoor de waterdichtheid niet in het geding komt.
Dilatatiecapaciteit Δx = 20mm (+13/-7mm). Hoogfrequente voegbewegingen: Test is nog niet uitgevoerd. Verwacht mag worden dat deze voegovergang minimaal gelijkwaardig is aan de Thorma-Joint, met een hoogfrequente voegbeweging van 0,7 mm.
| Type | Δx (rijrichting) | Δy (haaks op rijrichting) | Δz (verticaal) |
| 500 x 100 | +13/-7 mm | +/-10 mm | +/- 2 mm |
Weerstand tegen verkeersbelasting, veiligheid en comfort
De mechanische weerstand tegen belasting vanuit verkeer en de spoorvormingsweerstand is ook bij hogere temperaturen aanzienlijk verbeterd t.o.v. concept 4.1a. Uitrijden van bindmiddel komt niet of nauwelijks voor. De afname van de stroefheid is niet noemenswaardig anders zijn dan bij andere bitumineuze voegovergangen.
KLK bituvoeg
Bij dit concept zit de innovatie in vier onderdelen. Onderin de voegovergang komt een rubberen slab over de naad tussen kunstwerk en landhoofd. Het speciale asfaltmengsel wordt versterkt met een rubberen wapeningsmat. Aan de zijkanten komen sterke gietasfaltbalken, die zorgen voor nog eens een extra versterking en waterdichtheid. Doordat veel elementen van de voegovergang prefab worden gemaakt, zijn de condities en dus de kwaliteit goed beheersbaar, beter dan bij een in-situ aangebrachte voegmassa. De prefab-elementen zijn 460 mm x 20 mm x 1000 mm en bestaan uit gemodificeerd bitumen, steenslag en een rubberen wapening.
Dit type is ontwikkeld door gebroeders Van Kessel onder de naam “KLK bituvoeg”.
Het door de firma Van Kessel gestarte validatietraject tegen de RTD 1007-4, versie 2.0 is voorlopig gestopt.
Levensduurverwachting;
In de prijsvraag Stille Duurzame Voegovergamngen is de KLK bituvoeg uitgebreid beproefd. De resultaten van de prijsvraag proeven waren zodanig dat deze voegovergang nog niet kon worden opgenomen in de RTD 1007-1 Meerkeuzematrix (MKM) voegovergangen van april 2013. De KLK bituvoeg voldeed niet aan de eisen bij lage temperaturen (EMPA bewegingssimulator) en het praktijkgedrag in het proefvak. De oorzaak hiervan was de temperatuursafhankelijkheid van het toegepaste bindmiddel. Inmiddels heeft Van Kessel de KLK bituvoeg verder ontwikkeld door toepassing van een verbeterd bindmiddel, echter de verbeterde KLK bituvoeg is nog niet gevalideerd.
De resultaten van de nieuw uitgevoerde proeven conform de ETAG 032 dee 3 zijn grotendeels positief. Bij EMPA zijn succesvol 10 cycli doorlopen bij -10°C, zie fuguur 2.6b. Hieruit blijkt dat er nauwelijks sprake is van afname van de weerstand en dus geen sprake is van laagcyclische vermoeiing.
Alleen bij de hoogfrequente vermoeiingsproef bij -20°C en een maximale amplitude van 0,67mm zoals uitgevoerd bij de BAM te Berlijn blijkt de voegovergang te falen, zie figuur 2.6c. Hieruit moet vooralsnog een voorbehoud gemaakt te worden v.w.b de te verwachten ontwerplevensduur.
Dilatatiecapaciteit;
Uit de rektesten bij EMPA is nu een dilatatiecapaciteit van totaal 35 mm (+23/-12 mm) bij -10°C aangetoond, zie figuur 4.4.3.3e.
Weerstand tegen verkeersbelasting,veiligheid en comfort;
Op dit moment zijn van de verbeterde KLK bituvoeg nog geen gegevens bekend m.b.t de weerstand tegen spoorvorming.. Naar verwachting zal deze beter zijn dan bij de prijsvraag SDV.
