Verkantingsovergang

Een verandering van de dwarshelling is noodzakelijk bij de overgang van:

een rechtstand naar een cirkelboog, al dan niet via een overgangsboog;
een cirkelboog naar een opvolgende cirkelboog met een andere, tegengestelde of gelijkgerichte boogstraal, al dan niet via een overgangsboog.

Bij een gelijkgerichte verkantingsovergang vergroot of verkleind de voor de overgang reeds aanwezige verkanting in dezelfde mate. Bij een wentelende verkantingsovergang verandert de verkanting van richting.

In figuur 13.30 en tabel 13.32 staan begrippen en symbolen over de verkantingsovergang uitgelegd.

[ link ]

Figuur 13.30 Verkantingsovergang

Tabel 13.32 Begrippen en symbolen verkantingsovergang

Begrip/symbool	Betekenis
Wentelingsas	De as waaromheen wordt gewenteld
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)	De afstand tussen kantstreep en wentelingsas (Wanneer er naast de kantstreep een grote verhardingsbreedte ligt die naar de rijbaan afwatert, wordt deze bij de waterbezwaarberekeningen bij a opgeteld)
b (m)	Rijbaanbreedte, het aaneengesloten deel van de verharding, bestemd voor het rijdende verkeer

Vormgeving verkantingsovergang

Een verandering van de verkanting vindt in het algemeen plaats in de overgangsboog. Als er geen overgangsboog is, vindt de verandering bij een overgang van een rechtstand naar de boog plaats 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.

Bij een wentelende verkantingsovergang is er een richtingsverandering van de verkanting. De verandering van de dwarshelling gebeurt door draaiing van het dwarsprofiel van de rijbaan om een lijn in langsrichting. Vergroot bij een weg in dakprofiel eerst de dwarshelling van de ene rijstrook tot de dwarshelling van de andere rijstrook en vergroot vervolgens de dwarshelling tot de benodigde verkanting van de boog is bereikt.

Kies tussen twee vormen van overgangen (figuur 13.31):

de cirkelvormige verkanting;
de rechtlijnige verkanting.

[ link ]

Figuur 13.31 Cirkelvormigen rechtlijnig verloop van de verkantingsovergang

Cirkelvormige 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 vanwege comfort en waterafvoer de voorkeur boven de rechtlijnige overgang vanwege:

comfort: de optredende verticale versnelling is bij de rechtlijnige oplossing groter dan de cirkelvormige oplossing;
afwatering: een cirkelvormig verloop heeft een grotere ΔS ter plaatse van het verkantingsnulpunt, maar deze is minder groot in de rest van de overgang.

Wat betreft voertuigdynamica en wegbeeld zijn beide oplossingen gelijkwaardig.

Houd bij cirkelvormige verkantingsovergangen de in tabel 13.33 aangegeven grenswaarden voor ∆S aan. Deze zijn gebaseerd op:

de toelaatbare verticale versnelling vanuit comfortoverwegingen (bovengrenswaarden);
de eisen van waterafvoer bij wentelende verkantingsovergangen (ondergrenswaarderen).

Tabel 13.33 Grenswaarden voor ∆S bij cirkelvormige verkantingsovergangen

	Ontwerpsnelheid (km/h)	∆S (%) ondergrens vanwege waterafvoer**	∆S (%) bovengrens vanwege comfort
Doorgaande weg	60	0,25	2,75
	80	0,25	2,25
	100	0,25	1,75
Verbindingsweg*	50	0,25	3,00
	70	0,25	2,50
	90	0,25	2,00
* Ontwerpsnelheden 50, 70 en 90 km/h zijn alleen van toepassing bij verbindingswegen en toe- en afritten van regionale stroomwegen. ** Ook afhankelijk van wegbreedte.

Rechtlijnige verkantingsovergang

Bij een rechtlijnige verkantingsovergang is het verticale 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 boogstraal in het horizontaal alignement en de verkanting in een bepaald punt van de verkantingsovergang.

Comforteisen: bovengrens ∆S en minimale verkantingslengte

Houd als bovengrenswaarde voor de toelaatbare verticale versnelling 3 m/s² aan. De onderbouwing van deze waarde met onderzoek is beperkt. Daarom is in tabel 13.33 met bovengrenswaarden voor ∆S op grond van de 3 m/s²-comforteis nog een veiligheidsfactor aangehouden (bovengrenswaarde ∆S ≈ ½ × ∆S op grond van comfort).

Bereken de minimale verkantingslengte bij de bovengrens ΔS met de volgende formule:

l_{v min} = 2 \cdot \frac{i_{e} - i_{b}}{Δ S_{max}} \cdot a

l v min	=	de minimale lengte van de verkantingsovergang (m)
i e – i b	=	de verkantingsverandering (%)
∆S max	=	de grootste relatieve langshelling van de rijbaanzijde ten opzichte van de wentelingsas (%), veelal ∆S ter plaatse van de doorsnede waar de dwarshelling nul is (tabel 13.33)
a	=	de afstand tussen de wentelingsas en de verst weg gelegen binnenkant kantstreep (m)

Afwateringseisen: ondergrens ∆S en maximale verkantingslengte

Alleen bij een wentelende verkantingsovergang kunnen er afwateringsproblemen optreden. Ergens in de verkantingsovergang komt namelijk een dwarsdoorsnede voor waar de dwarshelling nul is (in het lengteprofiel heet dit punt het verkantingsnulpunt). Waterafvoerproblemen treden niet op als de helling in een verkantingswenteling in alle richtingen minimaal een waarde van 1 procent heeft. De relatief grote stroomsnelheid van het water zorgt dan voor een beperking van de waterlaagdikte.

Leid de maximale verkantingslengte af uit de minimale waarden voor ∆S met onderstaande formule:

l_{v max} = 2 \cdot \frac{i_{e} - i_{b}}{Δ S_{min v}} \cdot b

l v max	=	de maximale lengte van de verkantingsovergang (m)
i e – i b	=	de verkantingsverandering (%)
∆S min v	=	de minimaal in het verkantingsnulpunt toelaatbare ∆S-waarde; de minimum ∆S-waarden voorwaterafvoer (tabel 13.33)
b	=	rijbaanbreedte

Naast beide voorgaande benaderingen is ook het gebruik van een verharding met een open structuur mogelijk, bijvoorbeeld zeer open asfaltbeton (zoab). Zoab kan voor de verkanting tot de volgende effecten leiden:

reductie van de maximale verkantingslengte;
op rechte wegvakken volstaat een geringe verkanting voor de afwatering (het hemelwater hoeft niet op het oppervlak naar de zijkant te vloeien);
in bogen is een grotere verkanting nodig om voldoende zijdelingse wrijving te creëren;
er kan een kleinere maximale ruimtelijke helling nodig zijn (vanwege mogelijke ijzel).

Aandachtspunten bij cirkelvormige verkantingsovergangen

De geleidelijke verandering van de verkanting is van invloed op het wegbeeld. Het gaat hierbij om:

de lengte van de verkantingsovergang;
de locatie van de verkantingsovergang;
de keuze van de wentelingsas;
de ruimtelijke helling.

Lengte verkantingsovergang

Kies de lengte van de verkantingsovergang wat ruimer dan het vereiste minimum (zonder hierbij echter het maximum vanwege de waterafvoer te overschrijden). Als een krappe boog in een verbindingsweg of afrit geaccentueerd moet worden, zal juist een kleine lengte voordelen bieden. Een ‘geforceerd’ opgebouwde overgang confronteert de bestuurder namelijk indringend met de boog zodat hij zijn rijsnelheid eerder afdoende zal verminderen.

Locatie verkantingsovergang

De verkanting moet bij aanvang van de cirkelboog altijd volledig aanwezig zijn. De overgang van de verkanting vindt dus buiten de cirkelboog plaats. Let bij de situering van de verkantingsovergang op de volgende punten:

de verkantingsovergang bevindt zich in beginsel altijd in de overgangsboog;
breng de verkantingsfiguur voorin de overgangsboog aan als de boog geaccentueerd moet worden;
als de boog geen accent behoeft, maar een harmonieus wegbeeld is gewenst, kan de verkantingsfiguur verderop in de overgangsboog beginnen. Als vuistregel geldt: tot maximaal 1/4 van de lengte van het begin van de overgangsboog. Twee punten verdienen hierbij de aandacht:
wanneer de lengte van de overgangsboog kleiner is dan de lengte van de verkantingsovergang, begint de overgang voor aanvang van de overgangsboog (verleng de overgangsboog tussen twee tegengestelde bogen);
neem de verkantingsovergang in de rechtstand op wanneer er geen overgangsboog tussen rechtstand en cirkelboog nodig is;
neem de verkantingsovergang in de overgang naar de boog met de grootste straal op bij een overgang van boog naar boog zonder overgangsboog;
voer in twijfelgevallen perspectivisch onderzoek van het wegbeeld uit, ter plaatse van de verkantingsovergang.

Keuze wentelingsas

De keuze van de ligging van wentelingsas is aan de ontwerper. Wenteling om de kantstreep van de binnenboog biedt voordelen als de boog aansluit op een recht of nagenoeg recht wegvak. 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 vanwege 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).

Naarmate de wentelingsas meer naar de rijbaanas verschuift, ontstaat er meer kans op een afwijkende vorm van de kantstreep van de binnenboog. Deze kan namelijk zo ver wegduiken, dat hij plaatselijk aan het zicht wordt onttrokken, wat niet acceptabel is. Projecteer daarom de wentelingsas altijd op de binnenbocht en wijk hier alleen van af als hier door inpassingsproblemen aanleiding voor is.

Ruimtelijke helling

De ruimtelijke helling mag niet zodanig groot zijn dat er gevaar is voor afglijden van het voertuig (zie paragraaf 13.6.2).

Interesse?

Verkantingsovergang