Richtlijn smeedt eisen en eigenschappen aaneen tot gewenste toepassing
Alternatieven ophoging in wegenbouw beter te wegen
Zand is toch eigenlijk het ideale ophogingsmiddel. De kostprijs is relatief laag en het is eenvoudig te verwerken. Toch zijn er grenzen aan de bruikbaarheid van zand. De winning stuit op vrees voor aantasting van het landschap en op milieukundige bezwaren. Ook houdt de overheid de voet op de rem bij ontgrondingen. Maar hoe vind je als ontwerper, uitvoerder of adviseur het optimale, volwaardige en goed bruikbare alternatief?
Hoe deze vraag te beantwoorden is, staat in de nieuwe CROW publicatie 281 ‘Materialen in (constructieve) ophogingen en aanvullingen’. Rapporteur van de publicatie, Ir. Rik Bisschop zegt: “De richtlijn biedt een leidraad voor het beoordelen van alternatieven voor zand als ophoog- en/of aanvulmateriaal. En is bedoeld voor ontwerpers, uitvoerders en adviseurs in de wegenbouw, de spoorwegbouw en bij andere constructieve ophogingen. Leveranciers en producenten van de alternatieven kunnen met de CROW publicatie toetsen of hun materialen voldoen aan de eisen.” Rik Bisschop is tevens senior specialist Geotechniek bij Arcadis.
Nieuwe kennis
De publicatie is de geactualiseerde opvolger van de CROW publicatie 121 ‘Ophogingen en ophoogmaterialen’ uit 1997. In de tussenliggende jaren is praktijkervaring opgedaan met alternatieve materialen voor zand, zoals baggerspecie. De herziening bood gelegenheid om de beschikbare kennis en ervaring met alternatieve materialen in constructieve ophogingen te bundelen en toegankelijk te maken voor de potentiële gebruikers. Rik Bisschop vertelt: “Het bleek over het algemeen goed mogelijk de informatie boven water te krijgen, op wat grondparameters na. Wel merkten we dat bij het aanvullen van de praktijkgegevens dat de opgevraagde informatie nog niet op gestandaardiseerde wijze aangeleverd werd. We verwachten dat de nieuwe publicatie door zijn systematiek meer eenheid in monitoring zal brengen.”
Duurzaam
Alternatieven zijn bijvoorbeeld klei, baggerspecie en andere, lichtgewicht materialen. Sommige materialen zijn als reststof in andere industriële sectoren ontstaan, maar blijken uitstekend bruikbaar als ophoging of aanvulling. Daarmee leveren deze materialen tevens een betekenisvolle bijdrage aan het duurzaam omgaan met materialen.
De alternatieve materialen kunnen op verschillende plekken in de constructie gebruikt worden, waarbij blijkt dat het ene materiaal beter geschikt is als belastingspreidende laag, terwijl een ander betere eigenschappen heeft voor ophoging of als afdeklaag.
Oplossingsvrij
De systematiek voor het beoordelen van de alternatieve materialen is opgezet volgens de werkwijze van het Oplossingsvrij Specificeren. Hier stelt men eisen aan een mogelijke oplossing van een bouwvraagstuk, zonder op voorhand al een concrete oplossing te kiezen. Het doel is dat een specificatie op elk niveau voldoende oplossingsruimte biedt. De werkwijze leidt tot een doelmatige en verantwoorde toepassing van de materialen waar het in de CROW publicatie om gaat. Zodoende biedt dit beslissingsmodel een instrument dat leert of een bepaald materiaal toepasbaar is in een bepaalde situatie.
De materialen zijn te onderscheiden in cohesieve, loskorrelige en andere materialen. Bij cohesieve materialen valt te denken aan klei of löss en dergelijke. Zand en grind zijn enkele voorbeelden van loskorrelig materiaal. Verder is belangrijk dat de ophogings- of aanvulmaterialen zo homogeen mogelijk van samenstelling zijn. Eventuele hoeveelheden van vreemde bestanddelen als steenmaterialen, puin, asfalt, hout, plastic, ijzer, glas, wortels of planten mogen niet zo groot zijn dat ze afbreuk doen aan de gewenste toepassing. De overige materialen hebben eigenschappen die niet te vergelijken zijn met die van de eerste twee materiaaltypen.
Werking
Door het afzetten van de eigenschappen van het materiaal tegen toepassingseisen ontstaan inzichtelijke tabellen. De functies van een toepassing zijn vertaald in gebruikseisen en prestatie-eisen. Bij elke eis hoort een verificatiewijze, ongeacht het piramideniveau van de eis. De gebruikseisen blijken in de praktijk moeilijk verifieerbaar. Daarvoor grijpt men terug op het voldoen aan de onderliggende eisen, de prestatie-eisen, constructie- en materiaaleisen.
Afhankelijk van het toepassingsgebied, het constructieonderdeel en het type materiaal zal toetsing op verschillende niveaus plaats vinden. Een materiaaleis is altijd verifieerbaar in de ontwerpfase.
Ontwerp
Bij de beoordeling kan soms ook voldaan worden aan een constructie-eis met behulp van een berekening. Bij een constructie-eis is verificatie mogelijk op basis van een ontwerpberekening of doordat er materiaaleisen gegeven zijn. Uitgangspunt in de richtlijn is dat als aan de onderliggende (materiaal-) eisen voldaan wordt, automatisch voldaan is aan de bovenliggende constructie-eis. Als dat niet zo is, dan zijn aanvullende berekeningen of laboratoriumproeven nodig om aan te tonen dat voldaan wordt aan de constructie-eis. Langs deze systematische weg ontstaan aanknopingspunten voor een eerste beoordeling van een alternatief materiaal. Betreft het een bekend materiaal, dan zijn materiaaleisen afgeleid. Nieuwe materialen worden beoordeeld op basis van gebruiks- en materiaaleisen aan de hand van algemeen geldende prestatie-eisen. De publicatie geeft voorbeelduitwerkingen van de systematiek in een serie heldere en kleurrijke tabellen.
De gebruikseisen voor de overige materialen waarvan de eigenschappen en het gedrag op dit moment nog niet bekend zijn, zijn toch voor zo ver mogelijk al uitgewerkt. Meestal tot op het niveau van de constructie-eisen. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk dat een bepaalde mate van verwering bij een bepaald materiaal kan leiden tot volumeverandering. De bijpassende verificatiemethode moet aangeven in welke mate een specifiek materiaal gevoelig is voor verwering onder externe invloeden. Dit zal van geval tot geval nader moeten worden uitgewerkt. Eisen aan het materiaal zijn moeilijk te geven omdat de betrokken materialen vaak zeer verschillend zijn. In het algemeen is een belangrijk aspect hoe een alternatief materiaal zich in de loop van de tijd gedraagt in de ophoging. Ook dit aspect komt in de systematiek aan de orde.
Gebruik
De publicatie kan op twee manieren gebruikt worden. De eerste benadering is het selecteren van een beschikbaar materiaal en dit vervolgens toetsen aan de eisen die gesteld worden aan de gekozen toepassing. In de andere aanpak kan een ontwerper uitgaan van een bepaalde toepassing of ontwerp en daar vervolgens een beschikbaar materiaal bij zoeken. Rik Bisschop zegt: “We houden een open oor voor de praktijkervaringen met de nieuwe richtlijn en zien graag reacties uit het veld tegemoet.”
Kader:
De alternatieve materialen zijn toepasbaar bij:
Rijks- en provinciale wegen
bouwrijp maken van woonwijken, industrieterreinen/tankterminals inclusief gemeentelijke wegen
geluidswallen
landschapsarchitectuur
afdekking van stortplaatsen