ViCi: zoals de Romeinen het bouwden, maar beter

De Romeinen wisten het al: een viaduct met boogconstructie is sterk en veilig. Dat hij ook circulair kan zijn, bewijst de modulaire boogconstructie van SBIR-consortium ViCi. Innovatiemanager Marc Ensinck van adviesbureau Integraaljagers: ‘Het is uit duurzaamheids- én economisch oogpunt logisch om te kiezen voor ons circulaire boogsysteem.’

ViCi’s modulaire boogconstructie

Het concept van ViCi – kort voor ‘viaducten circulair’ en Latijn voor ‘Ik overwon’ – is een modulair boogviaduct. De constructie bestaat uit gebogen betonelementen, die je makkelijk uit elkaar haalt en op een nieuwe plek weer in elkaar zet. Dit circulaire ontwerp vereist minder materiaal en onderhoud. Bovendien gaan de elementen wel 200 jaar mee. Het grote voordeel: een besparing van meer dan 50%, zowel in milieu-impact als in de kosten.

VICI Eindrapport Fase 1 - Haalbaarheidsonderzoek vDEF incl bijlagen (pdf, 2.4 MB)

Waarom hebben jullie gekozen voor een modulaire boogconstructie?

‘De Romeinen pasten deze boogtechniek al toe, omdat het de krachten efficiënt afdraagt. Het is een heel veilige constructie. Om te voldoen aan de vraag naar circulaire bouwconcepten, ontwikkelden we die eeuwenoude techniek door tot een modern, modulair systeem. We hebben de boog opgeknipt in stukjes, die je als Legoblokjes in elkaar zet. En dus ook weer makkelijk – en zonder sloophamer – uit elkaar haalt voor hergebruik in een andere functie en op een nieuwe locatie. De verbindingen tussen de elementen zijn ook herbruikbaar. Ons ontwerp is dus helemaal gericht op hergebruik, in tegenstelling tot reguliere viaducten. Daar zit het asfalt bijvoorbeeld vastgeplakt aan het beton. Als je zo’n viaduct wilt slopen, beschadig je de onderdelen. Zonde, want dan kun je ze lastiger opnieuw gebruiken. In onze boogconstructie plaats je het asfalt op een tussenlaag van grondaanvulling. Dat is dus veel makkelijker los te halen.’

Wat levert jullie boogconstructie op?

‘Allereerst voorspelt ons haalbaarheidsonderzoek een reductie van meer dan 50% op de milieu-impact. De boog is een slanke en efficiënte constructie die dezelfde draagkracht biedt als een regulier viaduct, maar minder materiaal vraagt. Bij hergebruik is bovendien geen nieuw materiaal nodig. Ons ontwerp vergt daarnaast minder onderhoud, doordat we zo min mogelijk onderhoudsgevoelig onderdelen zoals voegovergangen en oplegblokken gebruiken. Tegelijkertijd zorgt dit alles ook voor een besparing in de kosten over de gehele levenscyclus van het materiaal: volgens onze prognose zo’n 50% ten opzichte van een regulier viaduct. Uit economisch oogpunt is het dus ook logisch om te kiezen voor zo’n circulair systeem als het onze.’

Hoe kwam jullie deelname aan de Strategic Business Innovation Research (SBIR) tot stand?

‘Integraaljagers en Boskalis kwamen samen met het idee voor een modulaire boogvorm als oplossing voor circulaire viaducten. Los van elkaar volgden we de eerste SBIR-bijeenkomsten. Bijna gelijktijdig zochten we elkaar toen op om deel te nemen aan de uitvraag. We hadden daarvoor verschillende disciplines en expertise nodig. Daarom zochten we partners die zijn gespecialiseerd op het gebied van boogconstructies. En die vonden we: Boskalis is een integrale infrabouwer, Martens is expert op het gebied van prefabbeton en ingenieursbureau ABT zorgt voor de constructieve en geotechnische uitwerking. Zodat we straks ook echt voldoen aan de huidige behoeften en eisen. Met deze partijen vormden we consortium ViCi en schreven we een projectvoorstel. Aanvullend is BEBO betrokken vanuit hun specialistische kennis op het gebied van betonnen boogconstructies. En Voets voor de grondkeringen en geotextielen. Samen onderzochten wij de milieu-impact, technische haalbaarheid en het kostenplaatje van ons idee in een haalbaarheidsonderzoek. Sinds de zomer van 2021 zit ViCi in de laatste SBIR-fase, waarin we een fysiek prototype ontwikkelen. Dat prototype gaan we straks ook valideren.’

Op wat voor locaties komt de boogconstructie van pas?

‘Ons voorstel is primair gericht op viaducten in het buitengebied. Daar vind je de benodigde ruimte om onze boogconstructie in te passen. Omdat het hoogste punt van ons ontwerp iets hoger is dan bij een regulier viaduct, moeten we zorgen dat de weg ernaartoe niet te steil wordt. Daarom is er meer ruimte voor nodig dan voor een regulier viaduct. Dit kan bijvoorbeeld lastig zijn als er een rotonde direct naast het viaduct ligt. Qua afmetingen is onze constructie wel flexibel en goed aan te passen aan de vereisten van een nieuw te bouwen viaduct. Die hoeft dus niet precies even groot te zijn als het viaduct waar de herbruikbare elementen uit komen. Van 2 kleine viaducten kun je bijvoorbeeld 1 grote maken, en andersom. Door de toepasbaarheid is ons concept interessant voor de grote infrabeheerders: Rijkswaterstaat, ProRail, provincies en gemeenten. Deze partijen willen we een concrete oplossing bieden om straks volledig circulair te kunnen werken.’

Waar staat het project nu en wat brengt de toekomst?

‘We werken aan een prototype op een pilotlocatie bij de Beuningse Plas. Daar verwachten we in de zomer van 2022 te beginnen met bouwen. Dat prototype gaan we vervolgens testen. Ondertussen doen we deelonderzoeken om nu al bestaande vraagstukken op te lossen. Die onderzoeken gaan bijvoorbeeld over de zetting van de bodem door de belasting die erop staat. En over de groene bermen: de grond in de toe- en afrit en boven op de betonnen boog. We bekijken hoe kleine dieren daar kunnen oversteken, want dat is heel interessant voor de biodiversiteit. De uitkomsten van deze deelonderzoeken willen we in het najaar presenteren aan de betrokken specialisten van Rijkswaterstaat. Zo nemen we zoveel mogelijk zorgen weg en creëren we draagvlak. Het is de bedoeling dat ons prototype in maart 2023 volledig gevalideerd is. Daarna gaan we commercieel opschalen, zodat het ook echt op de markt komt. Natuurlijk kunnen concrete locaties zich al wel aanbieden. Hoe eerder hoe beter!’

Welke hindernissen komen jullie onderweg tegen?

‘Rijkswaterstaat draagt de verantwoordelijkheid voor de veiligheid en doorstroming van de Nederlandse snelwegen. Zij leggen daarom veel nadruk op zekerheid en betrouwbaarheid. Rijkswaterstaat wilde het liefst direct van ons horen dat ons voorstel gegarandeerd veilig is en hun belangen waarborgt. Maar bij dit soort innovaties kun je die garantie niet gelijk bieden. Het proces verloopt in een bepaalde volgorde. Je tackelt de grootste uitdagingen eerst en werkt ze stuk voor stuk af. Daarom kun je niet meteen alle risico’s afdekken. Aan ons dus de uitdaging om de balans te vinden tussen zekerheid bieden en flexibel blijven. Het was aftasten waar we elkaar konden vinden: wat kunnen wij extra doen om Rijkswaterstaat tegemoet te komen? En waar moet Rijkswaterstaat tijdelijk genoegen nemen met de informatie die wij op dat moment kunnen leveren?’

Hoe faciliteert Rijkswaterstaat jullie circulaire ontwerp?

‘Door actief de markt te stimuleren en daarbij ruimte te bieden voor nieuwe samenwerkingen. Het SBIR-traject is daarvoor een mooi instrument. Binnen ViCi zijn ook nieuwe samenwerkingen ontstaan. Je ziet daarbij dat grote en kleine organisaties veel aan elkaar hebben. Niet alleen qua expertise. Zo is Integraaljagers als klein adviesbureau heel wendbaar. Andersom profiteren wij van de enorme hoeveelheid kennis en ervaring bij Boskalis. Samen krijg je gewoon meer voor elkaar. Rijkswaterstaat stond bovendien open voor een aangepaste uitvraag en zoekt met ons mee naar mogelijke nieuwe projecten. Nog zo’n mooi effect van het SBIR-traject is dat het laat zien dat circulariteit de toekomst is. Het geeft de markt echt een impuls. Dat ViCi met 2 andere voorstellen is geselecteerd voor de pilotfase, zie ik als erkenning van de kracht van ons concept. Dat motiveert ons weer om door te gaan.’

Hoe zorgen we dat we de circulariteitsdoelstelling van 2030 halen?

‘Door die ambitie vanaf nu heel praktisch en concreet in te vullen. Bijvoorbeeld door te kijken naar de rol van de infrabeheerder: waar kunnen we de bestaande circulaire concepten nu al toepassen? Maak gebruik van de ervaring die anderen al hebben opgedaan, de nieuwste ontwikkelingen en het voortschrijdend inzicht. Optimalisaties op onderdelen kun je altijd inpassen. Durf de circulariteitsdoelstellingen ook te vertalen naar het inkoopbeleid en de selectiecriteria voor aanbestedingen. Zo veranker je het circulaire denken in je organisatie en komt het echt op gang. Dan gaat het niet alleen om een papieren doelstelling, maar ga je echt veranderingen zien in de praktijk.’