Ontwerp en dimensionering

Het ontwerpproces voor een betonverharding kent dezelfde stappen als elk bouwkundig ontwerpproces, namelijk: initiatief, definitie, (voor)ontwerp, voorbereiding en uitvoering. Het wegbouwkundige deel van het ontwerp bestaat uit het bepalen van de opbouw van de verharding, het kiezen van de materialen voor de onderbouw, de bepaling van de laagdikte (de dimensionering) en de verdere detaillering.

Betonverhardingen worden veelal in ongewapend beton gemaakt. Alleen bij overgangsconstructies wordt soms een constructieve wapening bestaande uit een onder- en bovennet aangebracht. Doorgaand gewapend beton wordt voornamelijk toegepast op autosnelwegen, waar een geluidsreducerende deklaag gewenst is en op rotondes waar voegen niet gewenst zijn.

In het ontwerp moet rekening gehouden worden met het feit dat beton uitstekend in staat is drukkrachten op te nemen, maar dat trekspanningen slechts beperkt mogelijk zijn. Maatregelen om scheurvorming in het beton als gevolg van trekspanningen beheerst te laten verlopen, zijn:

• het aanbrengen van dwars- en langsvoegen in een ongewapende betonverharding;
• de betonverharding voorzien van een langswapening (doorgaand gewapend beton).

Bij ongewapende betonverhardingen worden bewust op regelmatige afstanden verzwakkingen in de verharding aangebracht, in de vorm van dwarsvoegen. Ter plaatse van deze voegen zal het beton gecontroleerd scheuren. Het scheuren is het gevolg van krimpspanningen, die ontstaan bij het verharden van het beton. In zwaar belaste betonverhardingen worden ter plaatse van de dwarsvoegen deuvels toegepast. De deuvels zorgen voor voldoende lastoverdracht tussen de betonplaten. In langsvoegen zijn altijd koppelstaven nodig om het uiteendrijven van de beton platen te voorkomen.

Bij doorgaand gewapende betonverhardingen heeft de langswapening een scheurregulerende functie. Bepalend voor de hoeveelheid wapening zijn de horizontale krimp- en temperatuurvervormingen, de toelaatbare scheurwijdte en de sterkteklasse van het beton. Door de wapening ontstaan op regelmatige afstanden smalle haarscheurtjes in plaats van bredere dwarsscheuren, zoals onder de voegen bij ongewapend beton. Dwarsvoegen komen bij doorgaand gewapend beton dus niet voor. Langsvoegen zijn vanaf een bepaalde verhardingsbreedte wel nodig. Een doorgaand gewapende betonverharding is in de regel duurder in aanleg dan een ongewapende betonverharding. De constructie heeft echter minder onderhoud, bijvoorbeeld aan de voegen, nodig.

Het aanbrengen van betonwapening om spanningen ten gevolge van momentkrachten op te nemen, is alleen nodig in situaties waar de plaatvorm niet vierkant of rechthoekig is, bij sparingen en als scherpe hoeken niet voorkomen kunnen worden. Er moet dan een onder- en bovennet worden toegepast. Bij overgangsconstructies van een doorgaand gewapende betonverharding moeten de betonplaten ook constructief worden gewapend.