Beschrijving funderingsmaterialen

In het algemeen worden drie soorten wegfunderingen onderscheiden:

• ongebonden funderingen;
• zelfbindende funderingen;
• gebonden funderingen.

De funderingen verschillen van elkaar wat betreft:

• krachtoverdracht in de fundering zelf;
• sterkte en stijfheid;
• toepassingsmogelijkheden in relatie tot de functie van de weg;
• mogelijkheden tot hergebruik;
• fysische eigenschappen, zoals uitzetten en krimpen, en gedrag onder invloed van vorst, dooi en vocht.

Ongebonden funderingen bestaan uit een laag ongebonden steenachtig materiaal. Het lastspreidend vermogen van dit type fundering wordt bepaald door de wrijvingsweerstand ter plaatse van de contactvlakken tussen de korrels. De praktijk leert dat de lastspreiding en de weerstand tegen afschuiven en permanente vervorming toenemen bij toename van de korrelgrootte. Bij een goede gradering (juiste balans tussen grove en fijne bestanddelen) is de stabiliteit groter dan bij een slechte gradering. De maximale stijfheid van de ongebonden fundering blijft meestal beperkt tot ongeveer 400 MPa. De stijfheid is altijd afhankelijk van de spanning die opgelegd wordt door het gewicht van de bovenliggende lagen en de verkeersbelasting.

Zelfbindende funderingen bestaan uit een laag steenachtig materiaal waaraan geen specifiek bindmiddel zoals cement of bitumen is toegevoegd en waarvan de stijfheid in de loop van de tijd toeneemt. Het principe van de krachtoverdracht is in hoofdlijnen hetzelfde als bij een ongebonden wegfundering. Bij een zelfbindende fundering zijn de korrels echter aan elkaar gekit als gevolg van de bindende werking van de met name (zeer) fijne fractie van het materiaal. Hierdoor wordt de fundering als geheel stijver, terwijl het spanningsafhankelijke gedrag aanwezig blijft. De binding is niet van dien aard dat gedimensioneerd kan worden op trek onderin de fundering, ofschoon de fundering enige trek kan opnemen. De zelfbinding treedt met name op in de eerste drie tot zes maanden na aanleg. Bij toepassing van een dunne fundering op een slechte grondslag komt de binding soms (te) langzaam op gang; de deformaties onder invloed van het verkeer zijn dan zo groot dat de binding steeds verloren gaat. De stijfheid loopt van 500 MPa tot over de 1.000 MPa.

Gebonden funderingen bestaan uit een laag steenachtig materiaal of zand gebonden met cement, bitumenemulsie of een combinatie van beide. Wat lastspreiding betreft, gedraagt een gebonden fundering zich als een homogene plaat. Bij dimensionering kan de rek onderin de fundering als ontwerpcriterium worden meegenomen. Bij bitumineus gebonden funderingen moeten dan wel de vermoeiingseigenschappen bekend zijn. Bij toepassing van cement als bindmiddel, al dan niet samen met bitumenemulsie, is altijd sprake van een bros mengsel. Dat wil zeggen dat vermoeiing van ondergeschikt belang is; wel moet worden voorkomen dat de allerzwaarste aslasten de breukspanning en breukrek overschrijden. Als een cementgebonden fundering te sterk of te stijf wordt gemaakt, kunnen krimpscheuren (als gevolg van uitharding) en thermische scheuren ontstaan, die in sommige gevallen doordringen door de deklaag. Dergelijke reflectiescheuren vormen echter geen bedreiging voor de constructieve sterkte. De stijfheid van de fundering kan lopen van 2.000 MPa tot boven 10.000 MPa.

Hoogovenslakken en fosforslakken zijn latent bindend. Dat wil zeggen dat de binding pas na ongeveer drie maanden volledig werkzaam is.

De wijze van dimensionering van de wegverharding verschilt op details per type funderingsmateriaal, zoals in de volgende paragrafen zal worden uiteengezet.