Verkantingsovergang

In de regel is een verandering van de dwarshelling noodzakelijk bij de overgang van:

• een rechtstand naar een cirkelboog;
• een cirkelboog naar een opvolgende cirkelboog met een andere straal;
• een cirkelboog naar een opvolgende cirkelboog met een andere richting en/of straal.

Bij een gelijkgerichte verkantingsovergang wordt de reeds aanwezige dwarshelling (verkanting) in dezelfde richting vergroot of verkleind. Bij een wentelende verkantingsovergang verandert de verkanting van richting.

De verandering van de verkanting vindt in het algemeen plaats in de overgangsboog. Indien er geen overgangsboog is, moet de verandering bij een overgang van een rechtstand naar de boog plaatsvinden in de rechtstand en bij een overgang van een boog naar een aansluitende boog in de boog met de grootste straal. De gewenste dwarshelling moet in de boog met de kleinste straal volledig aanwezig zijn.

De verandering van de dwarshelling gebeurt door draaiing van het dwarsprofiel van de rijbaan om een lijn in de langsrichting (figuur 8-11). Bij de overgang van een rechtstand naar een cirkelboog verdient het aanbeveling de wenteling van de verkanting te laten gebeuren door draaiing van het dwarsprofiel om de kantstreep of om de kant van de verharding in de binnenboog.

Enige begrippen en symbolen die in de hierna volgende tekst worden gebruikt:

Wentelingsas:
de as waarom gewenteld wordt

Verkantingsnulpunt:
het punt in het lengteprofiel van een wentelende verkantingsovergang waar de dwarshelling nul is

i _b (%):
de verkanting aan het begin van de verkantingsovergang

i _e (%):
de verkanting aan het einde van de verkantingsovergang

L _v (m):
de lengte van de verkantingsovergang

ΔS (%):
de relatieve langshelling ter plaatse van de kantstreep ten opzichte van de wentelingsas

a (m):
afstand tussen kantstreep en wentelingsas (indien er naast de kantstreep een grote verhardingsbreedte ligt die naar de rijbaan afwatert, dient deze bij waterbezwaar-berekeningen bij a opgeteld te worden)

B (m):
rijbaanbreedte (aaneengesloten deel van de verharding, bestemd voor het rijdend verkeer)

Bij de vormgeving van de verkantingsovergang kan de ontwerper kiezen tussen twee vormen van overgangen:

• de rechtlijnige verkanting;
• de cirkelvormige verkanting.

Bij een rechtlijnige verkantingsovergang is het verticaal alignement van de kantstreep een rechtstand. Daardoor verandert de dwarshelling lineair. Aangezien in de overgangsboog de toe- of afname van de krommingstraal ook lineair verloopt, is er steeds een rechtlijnig verband tussen de straal in het horizontaal alignement en de verkanting in een bepaald punt van de verkantingsovergang.

Een cirkelvormige verkantingsovergang is opgebouwd uit twee cirkelsegmenten. Hierdoor ontstaat een vloeiende verkantingsovergang waarbij de kantstreep twee tegengesteld gerichte cirkelbogen doorloopt.
Cirkelvormige verkantingsovergangen verdienen uit overwegingen van comfort en waterafvoer de voorkeur boven de rechtlijnige overgang.

De verandering van de verkanting heeft gevolgen voor het comfort, de afwatering en het wegbeeld. Bij toepassing van cirkelvormige verkantingsovergangen dienen de in tabel 8-18 aangegeven grenswaarden voor ΔS te worden aangehouden. De bovengrenswaarden zijn gebaseerd op de uit comfortoverwegingen toelaatbare verticale versnelling, de ondergrenswaarden op eisen van waterafvoer bij wentelende verkantingsovergangen.

Eisen vanuit comfort:
bovengrens ΔS en minimale verkantingslengte
Momenteel wordt als bovengrenswaarde voor de toelaatbare verticale versnelling 3 m/s² aangehouden. De onderbouwing van deze waarde door middel van onderzoek is beperkt. Daarom is in de voorgaande tabel met bovengrenswaarden voor ΔS op grond van de 3 m/sf²-comforteis nog een veiligheidsfactor aangehouden (bovengrenswaarde ΔS ≈ 1/2 × ΔS op grond van comfort).

De minimale verkantingslengte kan worden berekend met behulp van de volgende formule:

Alleen in het geval van een wentelende verkantingsover gang kunnen er afwateringsproblemen optreden. Ergens in de verkantingsovergang zal namelijk een dwarsdoorsnede voorkomen waar de dwarshelling nul is (in het lengteprofiel wordt dit punt het verkantingsnulpunt genoemd). Waterafvoerproblemen treden niet op, indien de helling in een verkantingswenteling in alle richtingen minimaal een waarde van 1% bereikt. De relatief grote stroomsnelheid van het water zorgt dan voor een beper king van de water laag dikte.
De maximale verkantingslengte is af te leiden uit de minimale waar den voor ΔS door middel van onderstaande for mule. Bij toepassing van zoab kan de maximale lengte wor den gereduceerd.

Naast beide voor gaande benaderingen kan ook worden gedacht aan toepassing van een verharding met een open structuur, bijvoorbeeld zeer open asfaltbeton (zoab).
De toepassing van zoab kan voor de verkanting tot de volgende effecten leiden:

• op rechte wegvakken kan voor de afwatering met een geringe verkanting worden volstaan (het regenwater hoeft niet op het oppervlak naar de zijkant te worden afgevoerd);
• in bogen kan om voldoende zijdelingse wrijving te creëren een grotere verkanting moeten worden toegepast;
• er kan een kleinere maximale ruimtelijke helling moeten worden toegepast (ijzel).

De geleidelijke verandering van de verkanting heeft ook invloed op het wegbeeld. Het gaat hierbij om de lengte en de plaats van de verkantingsovergang en de keuze van de wentelingsas.

Het verdient in het algemeen aanbeveling de lengte van de verkantingsovergang wat ruimer te kiezen dan het vereiste minimum (zon der hierbij echter het maximum ten gevolge van de waterafvoer te overschrijden). Indien een krappe boog in een verbindingsweg of afrit geaccentueerd moet worden, zal juist een kleine lengte voordelen bie den. Een ‘geforceerd’ opgebouwde overgang confronteert de bestuurder namelijk indringend met de boog, zodat deze zijn rijsnelheid eerder afdoende zal verminderen.

Het kan voorkomen dat de lengte van de verkantingsovergang aanmerkelijk korter is dan de lengte van de clothoïde. Vooral bij ingaande clothoïden, voorafgegaan door een rechtstand of een ruime boog, heeft men de volgende keuze:

• Indien de boog geaccentueerd moet worden, moet de verkantingsfiguur voorin de clothoïde worden aangebracht.
• Indien de boog geen accent behoeft, maar de ontwerper wil streven naar een harmonieus wegbeeld, kan de verkantingsfiguur verderop in de clothoïde beginnen. Als vuistregel geldt: tot maximaal 1/4 van de lengte van het begin van de clothoïde. Twee punten verdienen daarbij de aan dacht:

  -	indien de verkantingsovergang verderop in de clothoïde begint, kan bij wenteling om de kantstreep aan de binnenzijde in de buitenste kantstreep een zak ontstaan;

  -	het aanbrengen van de verkantingsovergang verderop in de clothoïde zal bij voorkeur ook niet moeten leiden tot langere clothoïden dan noodzakelijk.

Als de lengte van de verkantingswenteling groter is dan de lengte van de overgangsboog dient de verkantingswenteling te beginnen voor aanvang van de overgangsboog (bij aansluiting van boog op een rechtstand).
Tussen twee tegengestelde bogen dient de overgangsboog te worden verlengd. In twijfelgevallen is perspectivisch onderzoek van het wegbeeld ter plaatse van de verkantingsovergang aan te bevelen.

De keuze van de wentelingsas is aan de ontwerper.
Het zadelpunt (waar de helling in alle richtingen gelijk is aan 0%) moet buiten het asfaltvlak liggen:

• Wenteling om de kantstreep van de binnenboog biedt voordelen als de boog aan sluit op een recht of nagenoeg recht weg vak. De boog is dan goed te overzien, vooral omdat de kantstreep van de binnenboog niet wegduikt. Wenteling om de kantstreep van de binnenboog kan verder voordelen bieden in verband met de drainage van het weglichaam en afwatering van het wegdek bij hoge grondwaterstanden.
• In gebogen tracés wordt vaak de as van de rijbaan als wentelingsas gekozen (S-bogen).
• Een laatste aspect dat bij de keuze van de wentelingsas een rol kan spelen, is de introductie van een secundair verticaal alignement. Bij wenteling om de kantstreep van de binnenboog zal vooral gelet moeten worden op het verloop van de kantstreep van de buitenboog in het weg beeld. Naarmate de wentelingsas meer naar de rijbaanas verschoven wordt, ontstaat er meer kans op een afwijkende vorm van de kantstreep van de binnenboog. Deze kan zover wegduiken dat hij plaatselijk aan het zicht onttrokken wordt, hetgeen niet acceptabel is.