Eisen aan verdichting

Standaard RAW Bepalingen

Onderstaande eisen zijn ontleend aan de Standaard RAW Bepalingen:

  • Voor zand dat in aanvulling is verwerkt op een diepte van meer dan 1 meter beneden het oppervlak van de toekomstige toplaag en dat gelegen is boven de grondwaterspiegel, die op het moment van verwerken aanwezig is, moet de verdichtingsgraad ten minste 93% bedragen. De gemiddelde verdichtingsgraad moet ten minste 98% bedragen.
  • Voor zand dat in het zandbed is verwerkt op een diepte van minder dan 1,0 meter beneden het oppervlak van de toekomstige toplaag, moet de verdichtingsgraad ten minste 95% bedragen. De gemiddelde verdichtingsgraad moet ten minste 100% bedragen.
  • Aanvullingen van sleuven, putten e.d. moeten zoveel mogelijk dezelfde dichtheid krijgen als de omringende grond, opdat geen zettingsverschillen optreden.

Ik heb gemeentelijke bestekken gezien met de hiernavolgende vereiste verdichtingsgraden:

  • Voor zand in aanvullingen/zandbed onder verhardingen verwerkt minstens 98%
  • Voor het zandbed van rijbanen en voet- en fietspaden op zandondergrond en van rijbanen op kleiondergrond minstens 97%
  • Voor het zandbed van rijbanen op veen ondergrond en voor voet- of fietspaden op klei ondergrond minstens 96%
  • Voor het zandbed van voet- en fietspaden op veenondergrond minstens 95%

Hoe hoger de verdichtingsgraad is, des te kleiner de kans dat tengevolge van het verkeer nog naverdichting (verzakkingen en zettingen) ontstaan. De direct onder de verharding gelegen lagen dienen maximaal te worden verdicht. De invloed van de (dynamische) belastingen door het verkeer reiken meestal slechts tot op maximaal 1 à 2 meter diepte. Maar het eigen gewicht van de ophoging of sleufaanvulling werkt veel dieper door. Ik heb onlangs een advies gelezen van een gerenommeerd adviesbureau dat stelde dat het trilproces maar uitgevoerd hoefde te worden tot circa 50 cm onder het maaiveld, omdat onder deze diepte het zand niet verder zou verdichten door verkeerstrillingen. Dat lijkt mij (te) weinig voor de dynamische belasting en de invloed van vrachtverkeer.

Verdichtingsmaterieel en werktuigen

Er bestaan allerlei methoden van verdichting zoals: inwateren, aanplempen en door middel van matereel/werktuigen. Het verdichten met materieel geschiedt door het toevoeren van energie aan de zandlaag door:

  • Drukken (statische wals)
  • Trillen (trilwals- of plaat)
  • Schokken (explosiestamper)

De verdichtingsresultaten met het verschillende materieel lopen sterk uiteen en hangen nauw samen met het karakter en de laagdikte van het zand, de snelheid van de bewerking en de specifieke kenmerken van de werktuigen zoals: slag- of trilfrequentie (de dieptewerking) en de statische massa (het gewicht). Ook is het aantal bewerkingen dat de zandlaag ondergaat (aantal overgangen) van belang. Verder is nog het gedrag van de ondergrond, onder de te verdichten zandlagen, van belang. Wanneer deze ondergrond ‘zacht’ is, worden de opgewekte trillingen gedempt als gevolg van absorptie. Voor het verdichten van grond/zand is het belangrijk dat er een goede onderliggende laag aanwezig is, die de trillingen in grote mate reflecteert: de zogenoemde klankbodem. Tot slot gelden als belangrijke randvoorwaarden voor de verdichting nog de mate van zijdelingse opsluiting, het vochtgehalte en de temperatuur van het te verdichten zandbed.

Bij de bestratingswerkzaamheden worden meestal trilplaten gebruikt. Trilplaten voor grond/zand en granulaat (gebroken puin) hebben de hiernavolgende eigenschappen:

  • Zwaardere trilplaaten hebben een maximale slagkracht van 26 tot 70 kN (2600 tot 7000 kg), een trilfrequenties van 45 tot 75 Hz en een werksnelheid van circa 1,2 km/h
  • Lichtere trilplaten hebben een maximale slagkracht van 10 tot 25 kN (1000 tot 2500 kg), een trilfrequenties van circa 100 Hz en een werksnelheid van circa 1,5 km/h
  • Vaak is de trilfrequentie traploos instelbaar
  • Er zijn trilplaten met een ‘verdichtingsmeter’, die naar wens betrouwbare resultaten leveren. Aan de trilplaat is een meter, verbonden met een processor, gemonteerd en een controlepaneel.

In de verdichtingspraktijk worden tussen 1 en 8 (of maximaal 16) overgangen met de diverse werktuigen gedaan. Het is noodzakelijk dat de zandbaan in banen wordt getrild die elkaar voor de helft overlappen en dat gewerkt wordt van laag naar hoog. Voorkomen moet worden dat de hogere plaatsen in de zandbaan worden ‘weggetrild’.

Conclusies en aanbevelingen

Voor het bepalen van de resultaten voor verdichting van zandlagen zijn landelijk nogal wat proeven met proefvakken uitgevoerd. Hier bleek dat:

  • Bij relatief kleine laagdikten tot 30 à 40 cm is er nauwelijks verschil te constateren tussen de bereikte verdichtingsgraad van de zwaardere en de lichtere trilplaat
  • De vereiste verdichtingsgraad wordt met behulp van de zwaardere trilplaat wel eerder bereikt dan met behulp van de lichtere. Vooral bij vocht ongevoelige zanden
  • De zware trilplaat vertoont ook duidelijk een grotere dieptewerking en maakt het daardoor mogelijk iets grotere laagdikten toe te passen. Het blijft de vraag of dat ook raadzaam is (zie hierna)
  • De voor de onderfundering (aanvulling en ophoging) vereiste verdichtingsgraad van 95% mpd wordt in alle gevallen bereikt. Bij inzet van beide trilplaten blijken daartoe in het algemeen slechts 2 tot 4 overgangen noodzakelijk. Een vereiste verdichtingsgraad van 98,5% mpd kan nagenoeg overal bereikt worden met 5 à 8 overgangen. Indien in plaats van de Proctorproef wordt uitgegaan van de dichtheden gemeten met behulp van de nucleaire Troxler-apparatuur wordt de voor het zandbed gewenste verdichtingsgraad van circa 100% mpd met behulp van de lichtere en zwaardere wals bereikt na 8 gangen
  • De aanbevolen laagdikte na verdichting bij toepassing van vochtgevoelig materiaal bedraagt onder alle omstandigheden 35 cm De werksnelheid van trilplaten blijkt bij de verdichting van dunne lagen hoger te kunnen zijn dan bij dikkere lagen. Voorts blijkt het aanhouden van de juiste snelheid tijdens het verdichten belangrijker te zijn naarmate de laagdikte groter is
  • Het is raadzaam de laagdikte tot 30 cm te beperken, om de eisen voor de verdichtingsgraad en het draagvermogen te halen. Deze laagdikte mag worden vergroot als het bedrijf bewijst over verdichtingsmiddelen te beschikken die dikkere lagen aankunnen (45 cm is het maximum).

Tijdens mijn studie heb ik (vroeger) nog geleerd dat een goede verdichting pas bereikt is, als er minimaal 10 keer met de trilplaat over het zand is gegaan. Het lijkt mij nog steeds een goede vuistregel, wanneer de uitvoering en/of het materieel op het werk een niet (helemaal) betrouwbare indruk maken.