Standaardoplossing van dimensionering

Voor een aantal in Nederland veelgebruikte wegfunderingsmaterialen zijn dimensioneringstabellen opgesteld volgens de systematiek beschreven in paragraaf 5.3. Dit is gebeurd voor zowel wegen waarin een voorgebruiksfase wordt onderscheiden als voor wegen die direct in zijn geheel worden aangelegd voor de beoogde ontwerpperiode. Omdat een op maat gemaakte dimensionering van tal van factoren afhankelijk is, zijn voor de ontwerptabellen vaste uitgangspunten gehanteerd. De voornaamste kunnen als volgt worden samengevat.

Bij het gefaseerd aanleggen van de wegconstructie is bij het opstellen van de ontwerptabellen ervan uitgegaan dat:

• de lengte van de voorgebruiksfase vijf procent van de totale levensduur bedraagt;
• geen gebruik wordt gemaakt van geokunststoffen in de fundering;
• de constructie in de voorgebruiksfase bestaat uit een onderfundering (indien nodig), een fundering en 50 mm asfalt;
• de constructie in de gebruiksfase bestaat uit de constructie in de voorgebruiksfase plus 30 mm asfalt.

Bij het ongefaseerd aanleggen van de wegconstructie is bij het opstellen van de ontwerptabellen ervan uitgegaan dat:

• geen gebruik wordt gemaakt van geokunststoffen in de fundering;
• de constructie in de gebruiksfase bestaat uit een onderfundering (indien nodig), een fundering en 80 mm asfalt.

De keuze tussen het gefaseerd en ongefaseerd aanleggen wordt voornamelijk ingegeven door de kans op (ongelijkmatige) zettingen in de eerste jaren na aanleg van de weg.

De ontwerptabellen zijn opgesteld voor lagere-ordewegen.

Bij het opstellen van de ontwerptabellen is de wegconstructie gekarakteriseerd door een drielagenmodel, bestaande uit asfalt, wegfundering en onderbouw. Dat wil zeggen dat de onderfundering en ondergrond samengenomen zijn. In veel gevallen bestaat een wegconstructie echter uit vier lagen. In stap 34 wordt aangegeven wat de equivalente stijfheidsmodulus van de onderbouw is bij een bepaalde combinatie van onderfundering en ondergrond. Deze equivalente stijfheidsmodulus moet worden gebruikt als stijfheidskarakteristiek van de onderbouw in de ontwerptabellen.

Stap 34. Stijfheid onderbouw ➔➔➔
In de ontwerpgrafieken voor de standaardoplossingen is, zoals zojuist vermeld, uitgegaan van een drielagenmodel. De onderste laag bestaat uit de lokale ondergrond samen met de onderfundering, ophoging en aanvulling. Bepaal als volgt de equivalente stijfheidsmodulus van de onderbouw uit de stijfheden van de afzonderlijke lagen:

• bepaal de verhouding tussen de stijfheidsmodulus van de onderfundering en die van de ondergrond;
• stel de straal van het contactvlak van de belasting aan het asfaltoppervlak vast (= a);
• bepaal globaal de dikte van asfalt en wegfundering samen (= h);
• bepaal de straal van het door lastspreiding ontstane contactvlak bovenop de onderfundering (= az) met de onderstaande vergelijking;
• lees in figuur 35 op basis van de verhouding h/az en de stijfheidsverhouding de factor af waarmee de stijfheid van de lokale ondergrond moet worden vermenigvuldigd om de equivalente stijfheidsmodulus van onderfundering en ondergrond samen te krijgen.

az = a + h · e

waarbij:De equivalente stijfheidsmodulus is de modulus die in de ontwerpgrafieken ter karakterisering van de onderbouw is gehanteerd.

Voorbeeld De verhouding tussen de stijfheidsmoduli van onderfundering en ondergrond bedraagt 150 / 50 = 3. De dikte van de verhardingslagen boven de onderfundering h bedraagt 80 + 400 = 480 mm. Aangezien een ongebonden fundering wordt gebruikt, bedraagt de belastingspreidingsfactor 0,45. De waarde van az is dan vervolgens 150 + 480 x 0,45 = 366 mm. De verhouding h / az = 480 / 366 = 1,31. In figuur 35 kan voor een waarde van 3 op de horizontale as worden afgelezen dat de verbeterfactor van de stijfheid van de ondergrond 1,7 bedraagt. De equivalente stijfheidsmodulus van de onderbouw is dus 1,7 x 50 = 85 MPa.

Stap 35. Keuze standaardoplossing wegverharding ➔➔➔
Voor de volgende funderingsmaterialen zijn in bijlage V ontwerptabellen opgesteld:

• kalkzandsteengranulaat;
• menggranulaat;
• hydraulisch menggranulaat;
• betongranulaat;
• hoogovenslakken of fosforslakken;
• asfaltgranulaat gebonden met bitumenemulsie en cement (AGREC).

Asfaltgranulaatcement (AGRAC) en zandcement komen niet in aanmerking voor het ontwerpen van dunne asfaltverhardingen, omdat op deze gebonden funderingen bij plattelandswegen ten minste 100 mm asfalt moet worden aangebracht om het optreden van reflectiescheurvorming tegen te gaan. Bij hogereordewegen is dit 120 tot 140 mm. Geringere asfaltdiktes zijn mogelijk indien bijzondere voorzieningen worden getroffen, bijvoorbeeld in de vorm van een SAMI (Stress Absorbing Membrane Interlayer).
Metselwerkgranulaat is niet in het lijstje opgenomen omdat een combinatie van dit funderingsmateriaal met een asfaltlaag van 80 mm niet resulteert in een voldoende lange levensduur van de wegconstructie.

De ontwerptabellen zijn opgesteld voor de gefaseerde en de ongefaseerde aanleg (zie begin deze paragraaf). De tabellen 16 en 17 geven een voorbeeld voor de toepassing van hydraulisch menggranulaat. Elke cel van de tabel toont drie grootheden:

• de toelaatbare verkeersbelasting in 100 kN equivalente aslastherhalingen;
• tussen haakjes een indicatie van de toelaatbare werkdagintensiteit voor vrachtverkeer in het eerste jaar, waarbij is uitgegaan van:

  -	een vrachtwagenschadefactor van 1 herhaling van 100 kN equivalente assen;

  -	250 werkdagen in het jaar;

  -	een ontwerpperiode van 20 jaar;

  -	een jaarlijkse verkeersgroei van 2%.

• de maatgevende ontwerpparameter, waarbij:

  AO	=	rek onderin asfalt
  FB	=	verbrijzeling bovenin gebonden fundering
  FM	=	deviatorspanningsverhouding middenin fundering
  FO	=	rek onderin gebonden fundering
  SB	=	stuik bovenin onderfundering
  OB	=	stuik bovenin ondergrond

Als de deviatorspanningsverhouding middenin de ongebonden fundering of de rek onderin de gebonden fundering maatgevend is, wordt geen levensduur vermeld, omdat dan niet aan de ontwerpeisen wordt voldaan.

Na het afronden van alle stappen in het wegbouwkundig ontwerp, moeten alle relevante data in het overdrachtsdocument worden samengevat (zie stap 3).