overzicht van de presentatie...van spoorinfrastructuur ir. luc rens febelcem raadgevend ingenieur...
TRANSCRIPT
1
Cursus Spoortechnieken – 12 februari 2015
Module 8C : Integratie van de spoorinfrastructuur in de stedelijke omgeving
Wegenbouwkundige aspecten bij de aanleg van spoorinfrastructuur
ir. Luc RensFEBELCEMRaadgevend [email protected]/78.00.21
Overzicht van de presentatieInleiding
Basisvereisten voor infrastructuur voor openbaar vervoer
Principes uit de betonwegenbouw Platenbeton en doorgaand gewapend betonFundering – Tussenlaag in asfaltOppervlakafwerking
Busbanen in betonLight Rail en Slab-trackToepassing wegenbouwprincipes in het ontwerp en de uitvoering van trambusbanenConclusies
2
Inleiding
Sinds enkele decennia : focus op openbaar vervoer (OV)Aangepaste infrastructuur
Vrijliggende busbanenTram – ‘Light Rail’Gecombineerde trambusbanen
OV infrastructuur : basisvereistenGebruikszekerheid
Stiptheid van het systeem – tevredenheid van de reizigersIdeaal :
OnderhoudsvrijVrij van schade (en herstellingen)Duurzaam – vermijden belangrijke renovaties of structureel onderhoud
Economische kostenInitiële kostOnderhoud, herstellingen, structurele verbeteringen, opbraak
VeiligheidControle snelheid, stabiliteit baanStroefheid, remafstandDwarse vlakheid : voorkomen van spoorvorming (en aquaplaning)
3
OV infrastructuur : basisvereistenComfort
Vlakheid - trillingenGeluid
EsthetiekIntegratie in het stadsbeeldHerkenbaarheid
OV infrastructuur : basisvereisten
Gebruikszekerheid
Kosten
Veiligheid
Comfort
Esthetiek
Keuze betonnen structuur en/of wegdek
4
Begrippen uit de betonwegenbouw
Ontwerp van een betonweg
- Percentage langswapening
- Ligging wapening
- Gedeuveld - Ongedeuveld
- Ongewapend - Gewapend
- Type van wapening (staalnet, staalvezels, synthetische vezels)
Doorgaand gewapend beton Voorschriften
m.b.t. het beheersen van het
scheurpatroon
Platenbeton
Voorschriften m.b.t. de voegen
5
Platenbeton
Korte platen, gescheiden door dwarse krimpbuigvoegen
L = 4 à 5 m
Platenbeton
Dwarsvoegen (en langsvoegen)Functie van de voegen
Controleren van de door krimp onvermijdelijke scheurvorming
UithardingskrimpThermische krimp = belangrijkste
Gezaagd(lokale verzwakking) of stortnaad
6
Basisprincipes platenbeton
Plaatlengte en -breedteRichtlijnen (eerder vuistregels):
Beperk plaatoppervlak tot max. 25 à 30 m²L ≤ 5 mL ≤ 25 x dikteL/B ≤ 1,5
SB 250 voor de Wegenbouw : Nominale lengte = 5 m (fietspaden : 4 m)Nominale breedte ≤ 4,50 m
Beperkend criterium zijn meestal de welfspanningen t.g.v. thermische gradiënt
Basisprincipes platenbeton
7
Lastoverdracht in de voegen - deuvels‘Samenwerken’ van aanliggende platen in geval van zware verkeersbelasting door :
Vertanding van de voegranden (aggregate interlock)Stijve (cementgebonden) funderingDeuvels : gladde ronde metalen staven, diam. 25 mm, lengte 600 mm, voorzien van coating
Langsvoegen - ankerstavenAnkerstaven
Geribde stalen staven diam. 12 à 20 mm, lengte 800 mmVerhinderen wegglijden van naastliggende stroken
8
Dwarse uitzetvoegenVroeger : systematisch tussen alle (lange) platenNu nog beperkt tot strikt noodzakelijke
Bescherming aanliggende constructiesKleine kromtestralenOvergang andere verhardingen (asfalt – kleinschalige elementen)Delen gebetonneerd bij koud weer
Constructieve wapeningWapeningsnetten
Bovenaan (op ca. 1/3 van bovenzijde)Tegen scheurvorming te wijten aan :
KrimpspanningenWelfspanningen (opwelving + schoteleffect)Spanningsconcentraties in hoeken of aan singuliere punten
Onderaan (op ca. 1/3 van onderzijde)Voor het opnemen van buigtrekspanningen
Zwakke ondergrond, slechte funderingExtreme verkeersbelasting
9
Constructieve wapeningStaalvezels
Verhogen taaiheid van het betonca. 30 kg/m³
Kunststof vezelsBescherming in plastische fase
Structureel
Doorgaand gewapend beton
10
Doorgaand gewapend betonAfwezigheid dwarse krimpvoegenKrimp opgevangen in netwerk van fijne scheurenWel dwarse werkvoegen en langse buig- of werkvoegen mogelijkLangswapening zorgt voor gecontroleerd scheurenpatroon :
Ideale tussenafstand 0,6 à 1,5 mMaximale scheuropening 0,3 à 0,5 mmGoede lastoverdrachtBeperkte waterindringing
Doorgaand gewapend betonDwarswapening ondersteunt langswapening en zorgt voor spanningsverdelingLangswapening = 0,75% van dwarsdoorsnede
Dikte 20 cm : ∅ 16 mm h.o.h. 130 mmDikte 25 cm : ∅ 20mm h.o.h. 170 mm
Langswapening ligt boven de neutrale vezel (ca. 8 cm van oppervlak)
Geen structurele wapeningWel controle krimp en scheurpatroon
11
Doorgaand gewapend beton
Doorgaand gewapend betonEindverankering door landhoofd met 6 ribben
12
Fundering en tussenlaag in asfaltFundering
Ongebonden steenslagCementgebonden steenslagSchraal betonWalsbeton
Belang van tussenlaag in asfalt (platenbeton + DGB)voorkomen erosie van de fundering plaatsing deuvels & ankerstavenUniforme aanhechting beton-asfalt-fundering
Voorbeeld structuur in platenbeton: Gestabiliseerde
steenslagfundering
Asfalt
Platenbeton(met LBV)
22 cm
5 cm
30 cm
Oppervlakafwerking betonverharding
Dwars gebezemdMeest toegepaste textuur(manueel of machinaal)Eenvoudig en goedkoopGoed compromis op vlak geluid enstroefheid voor secundaire wegen
Dwars gegroefdMet harkBelgische autosnelwegen in 1970’sGoede waterafvoer en stroefheidZeer lawaaierig : niet meertoegepast
13
Oppervlakafwerking betonverharding
Chemisch uitwassenActueel meest toegepast op Europese snelwegenGoede stroefheidLaag rolgeluid indien kleinesteentjes aan het oppervlak
Optimalisatie door toepassing van tweelaags beton
20 cm + 5 cmAsfalt ABT-B1 – 5 cm
Walsbeton 15 cm
Onderfundering
Oppervlakafwerking betonverharding
Chemisch uitwassenVerstuiven van bindingsvertrager op het oppervlak, onmiddellijk na het betonneren. Deze zorgt ervoor dat het bovenste mortellaagje niet gaat binden
Uitwassen van het oppervlak met water = verwijderen van het niet gebonden mortellaagje (cementpap) aan het oppervlak zodat de stenen aan het oppervlak worden zichtbaar gemaakt.
Manueel met hogedrukreinigerMachinaal met borstelwagen
14
Gekleurd uitgewassen beton
Verharding met esthetisch karakter, geschikt voor publieke ruimten, stedelijke omgeving,...
Uitzicht wordt bepaald door combinatie van mortel en stenen die zichtbaar zijn aan het oppervlak
Meer of minder stenen, grote of kleine stenen
Stenen en mortel ondersteunend of contrasterend
Gefigureerd beton (printbeton)
15
Gefigureerd beton (printbeton)
Busbanen in beton
16
Busbanen in beton
Specifieke belasting door busverkeer
Categorie zwaar verkeerAslasten in functie van type bus (OV, touringbus, gearticuleerd,...)Frequentie tot 500/dagIn steden: lage snelheid, weinig versporingRem- en wringkrachten op het wegoppervlak
Busbanen in beton Publicaties
Britpave (UK)Cement&BetonCentrum (NL)FEBELCEM (BE)...
17
Busbanen in beton
Standaardontwerp
Busbanen in beton - BE
Brussel – Marcel Thirylaan Brussel – Luxemburgstraat Gent – Woodrow Wilsonplein
Kortenberg Kampenhout
18
Busbanen in beton - FR
Parijs
Busbanen in beton - UK
Leeds
19
Busbanen in beton - NLZuid -Tangent
Haarlem – Hoofddorp - Amsterdam24 kmMogelijkheid omvorming tot light rail met ingebedde rails (20cm + 25 cm beton)Gebruik doorgaand gewapend beton
Light Rail & Slab Track
20
Public Transport : Light Rail
“Light Rail” : several definitionsA rail-bound mode of public transport for cities and urban regions. Contrary to train (heavy rail) and metro (subway, underground) light rail principally is able to be integrated within public realm, sharing public spaces with other traffic to some extent. (www.lightrail.nl)
A tracked, electrically driven local means of transport, which can be developed step by step from a modern tramway to a means of transport running in tunnels or above ground level (from conventional tramway to tram-train solutions) (UITP definition)
Betonnen ‘slab track’ voor ‘light rail’
CONCRETE SLAB TRACK= a modern form of railway track construction which uses concrete in stead of ballast to provide stability to the track structure (@Britpave)
Used for all types of railway systems, including high speed lines, heavy rail, light rail and tram systems
UK : Nottingham Express Transit
21
Betonnen ‘slab track’ voor ‘light rail’
Verminderde onderhoudskosten (vooral voor ‘heavy rail’)Langere levensduurVerminderde kosten over de levensduur (Life-cycle cost)
Stabiel spoorRobuust systeem : geschikt voor gemengd gebruik van trams en bussen
Slab-track systemen
SYSTEMEN VAN BALLASTLOOS SPOOR
DISCRETE RAILBEVESTIGINGEN
OF CONTINU INGEBEDDE RAIL
OP BETONNEN PLAAT
PREFAB PLATEN DWARSLIGGERPANELEN
OP BETONNEN OF ASFALT ONDERGROND
22
Slab-track systemen
Slab-track systemen
Trambaan Zwijnaarde
23
Slab-track systemen
Slab-track systemen
Trambaan Brussel
24
Slab-track systems
Slab-track systems
25
Toepassing wegenbouwprincipes in het ontwerp en de uitvoering van trambusbanen
Beheer van Wegen – 05/12/2013
Structuur
Onderlaag : draagt trambelastingBovenlaag : rijweg/busbaanWat met de ‘interface’ tussen onder- en bovenlaag ?
Verbinden ? – wapening, beugelsHechten ? – ruw oppervlakTussenlaag asfalt ?? – niet op deze plaats ! Vrije beweging ? - plastiekfolie
26
Structuur
Platenbeton – dwars gebezemd
Quid respect L/B ?Voegafstand 2 à 2,5 mWapening noodzakelijk
Aanwezigheid sporenUniforme dikte ?
27
Doorgaand gewapend beton
Sheffield (UK) : Doorgaand gewapende structuur met ingebedde rails
Beheer van Wegen – 05/12/2013
Doorgaand gewapend beton
Dwarse scheurenAanvaard in stedelijk gebied ?Eventuele verhoging wapenings% tot 1 %
Verankeringslandhoofd?Waar ?Aantal ribben ?Wrijving of glijding ?
28
Gent - Korenmarkt
Uitgewassen beton - kunststofvezels
Uitgewassen beton
Blankenberge
29
Sheffield
Brussel
Gefigureerd beton
Besluiten
Keuze voor duurzame mobiliteit
Aangepaste infrastructuur noodzakelijk
Keuze voor betonLCA +LCCA +Noodzaak doordacht ontwerp en vakkundige uitvoering met aandacht voor alle details !
30
Dank u voor uw aandacht