Eind jaren ’80 van de vorige eeuw werd in Nederland vanuit Engeland de Thorma-Joint van (tegenwoordig) Ennis Flint geïntroduceerd, de eerste bitumineuze voegovergang. Op basis van de eerste ervaringen met bitumineuze voegovergangen werden de volgende voordelen geclaimd:
- in vergelijking met andere voegovergangen zijn ze in relatief korte tijd in te bouwen en te onderhouden of te repareren. Dit laatste is van belang bij reconstructie;
- ze zijn relatief goedkoop;
- ze kunnen met het wegdek gefreesd worden en ophoging na frezen is geen bezwaar;
- direct omwonenden ervaren het verkeersgeluid bij passeren van voertuigen ter plaatse van de bitumineuze voegovergang niet als hinderlijk.
In 1987 vond er een verslaglegging plaats van de ervaringen met de Thormajoint in Engeland waar sinds 1977 de eerste Thorma-joints zijn toegepast.. Doel was vooral op gericht om meer inzicht te krijgen in het functioneren (levensduur:) van dit type voegovergang onder zware verkeersbelasting bij i.c.m. horizontale voegbewegingen. De opgedane ervaringen waren overwegend positief.
Bij toepassing in Nederland waren de ervaringen met bitumineuze voegovergangen na enige tijd toch niet altijd even positief. Dit werd mede veroorzaakt doordat aannemers de goed presterende originele Thorma-Joint, die Nederland werd geleverd door firma Klaruw, gingen kopiëren. Door gebruik te maken van bouwstoffen van andere toeleveranciers, zonder daarbij voldoende kennis van zaken te hebben over de vereiste materiaaleigenschappen, konden zij hun voegovergangen goedkoper aanbieden, waardoor de Thorma-Joint steeds minder werd ingebouwd en later zelfs niet meer werd aangeboden. De ervaringen met prestaties van deze imitatie Thorma-Joints waren sterk wisselend, ook omdat het aan ervaring en regelgeving ontbrak. Omdat er geen eenduidige richtlijn was ontstonden ook vele varianten. Door onvoldoende (wetenschappelijke) kennis was niet duidelijk welke bindmiddeleigenschappen gewenst waren, welke afmetingen de voegovergang moest hebben en of er wel of niet een anti-hechtslab moest worden toegepast.
Om mislukkingen te verminderen of te voorkomen en om de prestaties van de aangeboden bitumineuze voegovergangen te verbeteren, werd in der jaren ’90 van de vorige eeuw een werkgroep geformeerd om een richtlijn op te stellen voor bitumineuze voegovergangen. Op basis van de toen bestaande kennis introduceerde deze werkgroep in januari 1994 het document “Bitumineuze voegovergangen, Richtlijnen voor ontwerp en uitvoering”. Omdat er nog betrekkelijk weinig ervaring was opgedaan, had de werkgroep te maken met een aantal onzekerheden:
- Wat is de uiteindelijke levensduur van de bitumineuze voegovergang?
- Wat is de optimale breedte/hoogte verhouding?
- Wat is de te verwachten voegbewegingen zowel horizontaal maar vooral verticaal?
- Wat zijn de frequenties van de verschillende voegbewegingen?
- Wat is de maximale kruisingshoek waaronder de voegovergang kan worden aangebracht?
- Wat zijn de krachten op de frontwand?
In het buitenland, met name in Amerika, Duitsland (BAM) en Zwitserland (EMPA) werd veel onderzoek gedaan naar de prestaties en wijze van karakterisering en verificaties van bitumineuze voegen.
In 2004 verscheen er een Amerikaans evaluatierapport over de prestaties van bitumineuze voegovergangen.
In 2005 publiceerde EMPA een rapport over de uitvoering en langeduur prestaties van bitumineuze voegovergangen in de praktijk en in 2011 was er een congres waarin de state of the art kennis en ervaringen werden gedeeld
In 2004/2005 werd door Rijkswaterstaat ook in Nederland onderzoek gedaan naar de gerealiseerde levensduren van enkelvoudige voegovergangen, waaronder bitumineuze voegen die op basis van de richtlijn waren aangelegd. Deze levensduur bleek gemiddeld slechts 3,5 jaar met een enorme spreiding er omheen. Op sommige locaties moesten bitumineuze voegovergangen binnen een jaar worden vervangen en op andere locaties gingen ze wel 10 jaar mee. Oorzaken voor deze grote spreiding zouden kunnen zijn: de verschillen in kwaliteit van het ontwerp, de toegepaste materialen, de kwaliteit van inbouw en beschikbaar tijdvenster.
Dit leidde in 2005 tot een aantal verbetervoorstellen.
Prijsvraag Stille duurzame voegovergangen (2007 – 2011)
In 2007 waren er nog steeds sterk wisselende ervaringen met de levensduur van de traditionele bitumineuze voegovergangen en was er alleen de Silent Joint als alternatief als het om een duurzame stille voegovergangen ging. Omdat door de toename van stille wegdekken, ook sterk behoefte was aan stille voegovergangen, is de markt door Rijkswaterstaat d.m.v. de prijsvraag Stille Duurzame Voegovergangen uitgedaagd om voegovergangen te ontwikkelen die zowel stil als duurzaam zijn.
De prijs hield in dat op kosten van Rijkswaterstaat de voegovergangen werden beproefd in de LINTRACK van de TU Delft en de bewegingssimulator van EMPA. Op kosten van Rijkswaterstaat zijn de vier prijswinnende voegovergangen ingebouwd in een proeflocatie in de A50 nabij Nistelrode en zijn de vier voegovergangen uitgebreid gemonitord. Onder duurzaam wordt verstaan een levensduur van minimaal tien jaar voor voegovergangen voor relatief korte kunstwerken met een maximale horizontale verplaatsing van 20 mm, zodat het onderhoudsinterval zoveel mogelijk gelijk kan worden getrokken met onderhoud aan het omliggende wegdek. Er kwamen vijftien inzendingen die door een onafhankelijke jury werden beoordeeld aan de hand van de volgende criteria (met weegfactor):
- Geluidsoverlast bij inbouwen (1);
- Geluidsreductie tijdens levensduur (7);
- Levensduur (7);
- Kosten (3);
- Milieuvriendelijkheid (2).
Via een Europese aanbesteding zijn 15 ideeën ingezonden. In de eerste jurybeoordeling werden de beste tien ontwerpen geselecteerd voor verder onderzoek. Om inzicht te krijgen in de duurzaamheid werden deze tien ontwerpen met een 3D Eindige Elementen Methode (EEM) doorgerekend met verkeers- en temperatuursimulaties. De invoerparameters voor het ontwerp en de materiaaleigenschappen moesten worden aangeleverd door de indieners. Die gegevens betroffen een gedetailleerde tekening van het ontwerp en relevante materiaalparameters als E-modulus, stijfheid, uitzettingscoëfficiënten en hechtsterktes tussen materialen. De invo
erparameters en de 3D EEM resultaten waren voor zowel de indieners als voor Rijkswaterstaat zeer leerzaam en leverden veel inzicht in het te verwachten gedrag.
Op basis van de 3D EEM resultaten en de door de indieners aangeleverde informatie werden door de jury in een tweede beoordeling de vier beste oplossingen als prijswinnaar gekozen om uitgebreid te gaan beproeven. Drie van deze prijswinnaars betroffen flexibele bitumineuze voegovergangen. De vierde was een verborgen voegovergang die in paragraaf 4.5.3 wordt besproken. In willekeurige volgorde waren dat:
- Prismo Joint van het Engelse Prismo Roadmarkings (tegenwoordig Ennis Flint en in Nederland vertegenwoordigd door zowel Smits Neuchâtel als Technobeton);
- Brainjoint van Wegenbouwmaatschappij Heijmans;
- KLK bituvoeg van Gebroeders van Kessel;
- Prefab Silent-Joint van Salverda Schagen.
Overall conclusies prijsvraag
De elkaar aanvullende proefnemingen hebben een schat aan informatie opgeleverd. Zo is veel kennis vergaard over de spoorvormingsweerstand bij hogere temperaturen en scheurvormingsweerstand bij lagere temperaturen. De resultaten van de 3D EEM berekeningen en proeven in combinatie met het praktijkgedrag dienden ter onderbouwing van het eindoordeel van de jury.
Dat eindoordeel komt erop neer dat de jury heeft aanbevolen om de prefab Silent Joint en de Prismo Joint onvoorwaardelijk op te nemen in de Meerkeuzematrix voegovergangen. Van deze ontwerpen mag worden verwacht dat ze in de praktijk een levensduur van ten minste tien jaar zullen halen en in die periode blijven voldoen aan de geluideisen.
De jury heeft geadviseerd om de KLK bituvoeg niet op te nemen in de Meerkeuzematrix, omdat de temperatuurgevoeligheid te kritisch was. Bij hoge temperaturen was de KLK bituvoeg te vervormingsgevoelig en bij lage temperaturen te bros. Aanbevolen werd om de KLK bituvoeg door te ontwikkelen met een bindmiddel, dat flexibeler is en minder temperatuurgevoelig. De referentie bitumineuze voegovergang, die representatief is voor bitumineuze voegovergangen in Nederland, presteerde in de proeven slecht, wat overeenkomt met de praktijkervaring. Dit laatste zegt iets over het goede voorspellend vermogen voor praktijkgedrag van de uitgevoerde proeven. In de bewegingssimulator trad bij lage temperatuur vroegtijdige schade op in de vorm van scheurvorming en in de LINTRACK trad overmatige spoorvorming op bij hoge temperaturen.
De prijsvraag Stille Duurzame Voegovergangen was zeer succesvol want er zijn drie innovatieve stille duurzame voegovergangen ter beschikking gekomen, die vanaf 2012 in de praktijk van Rijkswaterstaat konden worden toegepast. Twee waren geschikt voor kunstwerken met een horizontale verplaatsing van maximaal 20 mm en een voor kunstwerken met een horizontale verplaatsing van maximaal 10 mm.
RTD1007-4 versie 1.0 (2013)
In het Platform Voegovergangen werd in 2012 een werkgroep opgericht voor het ontwikkelen van een richtlijn voor het ontwikkelen van nieuwe flexibele voegovergangen met een levensduur van minimaal 10 jaar. Deze werd voor een groot deel gebaseerd op onderzoek en opgedane praktijkervaring in Zwitserland en Duitsland. Dit heeft uiteindelijk geleid tot de RTD1007-4 versie 1.0 “Richtlijnen voor Flexibele voegovergangsconstructies” die in 2013 werd uitgebracht. Dit document is de opvolger van “Bitumineuze voegovergangen, Richtlijnen voor ontwerp en uitvoering” uit 1994. In de RTD 1007-4 wordt gesproken over voegovergangconstructie, omdat de verbeterde bitumineuze voegovergang aan beide kanten is voorzien van overgangsbalken (voorkeur gietasfalt).
ETAG 032 deel 3 (2013), conversie naar EAD (2020)
In Europees verband is in het kader van EOTA de definitieve versie van de ETAG 032 ‘EXPANSION JOINTS FOR ROAD BRIDGES PART 3: Flexible Plug Joints’ in mei 2013 uitgekomen. Hierin zijn proeven en bijbehorende proefcondities voor flexibele voegovergangen beschreven. De ETAG032-3 is ten ten behoeve van de aansluiting op de CPR inmiddels vervangen door de EAD 120093-00-0107 (bitumineus) en EAD 120011-00-0107 (kunststof).
RTD1007-4 versie 2.0 (2016-2020)
De eerste ervaringen met de RTD1007-4 en de vaststelling van de ETAG032 deel 3 waren aanleiding om de RTD1007-4 versie 1.0 te gaan herzien. In 2016 is daarom de oorspronkelijke werkgroep uit 2012 weer bij elkaar gekomen. Deze update is ontwikkeld in de periode 2017-2019 en in 2020 gepubliceerd. In deze update zijn nu naast eisen voor bitumineuze voegovergangsconstructies ook eisen voor kunststofvoegovergangsconstructies genoemd.
Doelstelling was om naast het oplossen van de problemen met het gebruik van versie 1.0 de RTD1007-4 beter te laten aansluiten op de ETAG 032 deel 3 en de specifieke uitgangspunten te definiëren zoals die gelden voor de Nederlandse omstandigheden (verkeersintensiteit op het hoofdwegennet en klimaat). Gebleken is bijvoorbeeld dat de keuze voor de triaxiaalproef voor de bepaling van de weerstand tegen spoorvorming geen goede keuze is geweest, want het voorspellend vermogen voor spoorvorming in de praktijk was gering. In de herziene versie van de RTD 1007-4 is de MMLS3 proef opgenomen voor de bepaling van de weerstand tegen spoorvorming. Gaandeweg het proces is ook de structuur gewijzigd en zijn veel toelichtende teksten opgenomen en waar in overleg met marktpartijen nodig geacht eisen verder uitgediept. De nieuwe versie 2.0 is begin 2020 gepubliceerd.