Ontwerpen van (weg)funderingen vergt bewezen interactie
De draagkracht van een (weg)fundering is van groot belang om, zeker in gebieden met een slappe, maar ook bij redelijk goede grondslag, een verhardingsconstructie te kunnen realiseren. Voor de hele ontwerplevensduur moet een fundering zijn gebruikswaarde behouden en niet leiden tot te veel onderhoud. Een Tensar funderingswapening zorgt dat een (onder-) fundering van ongebonden mineraal aggregaat mechanisch wordt gestabiliseerd, dus meer lastspreiding naar dieper gelegen lagen en verhoging van de draagkracht van de (onder)fundering.
Auteur: Paul ter Horst, BBA-BEng Area Manager Benelux, Tensar International BV
Dit artikel beschrijft o.a. gelijkwaardigheid van producten conform ontwerpmethoden in de CROW-publicatie C1001 “Geokunststoffen als funderingswapening in ongebonden funderingslagen”. Er wordt duidelijkheid verschaft hoe de meerwaarde van funderingswapening voor onverharde wegen, elementenverhardingen en asfaltconstructies kan worden bepaald met bewezen prestaties, en wordt ingegaan op de wijze waarop de markt momenteel daarmee omgaat.
Voldoende draagkracht van de fundering in een verhardingsconstructie is een van de sleutelfactoren voor garantie op een goed presterende verharding die niet overmatig veel om onderhoud vraagt. Bij ongebonden funderingen kan de draagkracht verhoogd worden door toepassing van geogrids.
Proefopstelling voor bepalen van de verbeterend effect.
Funderingswapening kan natuurlijk ook worden toegepast met een inferieur funderingsmateriaal of een lichtgewicht materiaal, of bij waterpasserende bestratingen. Door in de fundering mineraal aggregaat te gebruikt waar de fijne fractie ontbreekt wordt de waterdoorlatendheid en berging van de constructielaag verbeterd, maar verminderen de verdichtingsmogelijkheden. Een Tensar TriAx (vormvast triaxiaal geogrid) zorgt hier, en bij slappe ondergrond, voor het klankbord waarop verdichting wel mogelijk wordt.
Al deze voordelen moeten natuurlijk ook worden gekwantificeerd. Echter daarbij gaan marktpartijen nog steeds uit van parameters welke niet bijdragen aan de prestatie (levensduur, stijfheid etc.) van een fundering met geogrids. Reeds begin deze eeuw werd in de CROW 157 [2002], betreffende geokunststoffen c.q. funderingswapening, duidelijk aangegeven hoe gelijkwaardigheid moet worden bepaald, namelijk op basis van een structurele bijdrage.
CROW C1001: bepalen van de funderingsopbouw.
Deze structurele bijdrage van een geogrid wordt verrekend door de product-specifieke modelcoëfficiënten te hanteren. Tensar heeft voor haar producten, in tegenstelling tot andere partijen in de markt, gecertificeerde “verbeterfactoren”. Andere leveranciers daarentegen blijven achter in het aantonen van de relevante parameters en zullen dus deze verbeterfactoren per product nog aantoonbaar moeten maken.
Er wordt doorsimpel gezegd, géén full scale onderzoek gedaan maar selectief enkel parameters genomen welke in een laboratorium vooral “meer” zijn maar niets bijdragen, noch in een ontwerp kunnen worden meegenomen. Voorbeelden hiervan zijn parameters als treksterkte en radiale stijfheid. Beide parameters zijn bedoeld als product-identificatie, maar niet als invoer in een funderings-berekening, zoals in de CROW 1001 worden aangegeven. Enkel via empirische modellen kan bepaald worden welke funderingsopbouw nodig is voor de levensduur.
Het verbeterende effect van Tensar triaxiale geogrids is mechanische stabilisatie, en niet wapening. Er is echter alleen sprake van mechanische stabilisatie (NEN-EN-ISO 10318-1) als een of meer lagen geogrid ervoor zorgen dat de bewegingen van het ongebonden mineraal aggregaat onder verkeersbelasting sterk worden verminderd. Wat leidt tot aanzienlijke verhoging van de weerstand tegen permanente vervorming onder aangebrachte belastingen, en daarmee een hogere stijfheidsmodulus waardoor de verkeerslasten beter verspreid worden naar de ondergrond.
Mechanische stabilisatie is sterk afhankelijk van hoe de krachten, ten gevolge van de belasting op de fundering, worden overgebracht en opgenomen door het geogrid. Dit houdt in dat specificaties van de eigenschappen van de geokunststof alleen nooit of te nimmer uitsluitsel kunnen geven over de prestaties van de combinatie van geokunststof, funderingsmateriaal en de lokale ondergrond. Te allen tijde zijn prestatiekenmerken van het hele systeem nodig om het verbeterende effect te kunnen bepalen.
Mechanische stabilisatie; Opsluiting granulair materiaal (interlocking) bij geogrids [bron: CROW C1001]
“De laboratoriumproeven alleen geven echter geen uitsluitsel over het goed functioneren van een geogrid. Niet voor niets verklaart CROW-publicatie C1001‘Geokunststoffen als funderingswapening in ongebonden funderingslagen’ dat informatie over experimenteel bepaalde verbeterende effecten van de combinatie van geokunststof, funderingsmateriaal en stijfheid onderbouw onmisbaar is voor een betrouwbare dimensionering van een wegverharding met mechanische stabilisatie in de fundering”
Christ van Gurp – hoofdauteur CROW-publicatie C1001
Uiteraard moeten de proeven per geokunststof worden herhaald voor verschillende laagdikten, stijfheden van mineraal aggregaat en stijfheden van de onderbouw. Alleen dan kan een overzicht worden verkregen van welke factoren het verbeterende effect afhankelijk is.
Natuurlijk zijn ook proeven op de geokunststof zelf nodig. Het materiaal moet voldoende sterk maar vooral voldoende stijf zijn om zonder al te veel vervorming de belasting te kunnen opnemen voor de gehele duur van de ontwerpperiode van een wegconstructie. Dat houdt dus in dat over die hele termijn de geclaimde prestatiekenmerken van de geokunststof moeten worden behouden.
