6 Stabiliteit bekleding asfalt 1 Inleiding
6.8 Overzicht van het faaltraject door bezwijken van de asfaltbekleding
6.8.1 Inleiding
In de volgende twee sub-paragrafen zijn de processen leidend tot falen van de waterkering als gevolg van het bezwijken van de asfaltbekleding in een schema gevat. Het gaat daarbij om de processen waarmee in de toetsing (eventueel) rekening wordt gehouden.
Bijzondere belastingen zoals schade door begroeiing, aanvaring en ijsgang zijn niet opgenomen, omdat die belastinggevallen niet per se hoogwater-gerelateerd zijn. Dit betekent dat een beheerder bij schade in door die belastingen doorgaans voldoende tijd heeft om de schade te herstellen.
Om het schema niet te overladen, zijn de faalmechanismen die in de toetsing worden onderscheiden, Golfklap (AGK) en Opdrukken door wateroverdruk (AWO), apart behandeld. Onderin de schema’s tonen zij vergelijkbare stadia en processen.
6.8.2 Traject van initiatie tot falen ten gevolge van golfklappen (AGK)
Figuur 6.4 Traject leidend tot falen van de dijk ten gevolge van golfklappen (AGK)
De belasting op de bekleding bestaat uit de golfhoogte, golfperiode en stormduur. De weerstand tegen golfklappen wordt bepaald door de laagdikte, breuksterkte en vermoeiingseigenschappen, stijfheid van de bekleding en beddingsconstante van de ondergrond. De invloeden van de relevante parameters op het bezwijkmechanisme zijn de volgende:
– Golfhoogte. De significante golfhoogte bepaalt de grootte van de drukstoot die op de
bekleding wordt uitgeoefend. Hogere golven leiden tot grotere drukstoten.
– Golfperiode. Een kortere gemiddelde golfperiode leidt tot meer golfklappen tijdens een
storm en leidt per belastingduur dus tot een iets hogere vermoeiingsschade aan het asfalt.
– Stormduur. Een langere stormduur leidt tot meer golfklappen tijdens een storm en levert
dus een grotere vermoeiingsschade aan het asfalt.
– Laagdikte. Een grotere laagdikte zorgt voor lagere buigspanningen in het asfalt en dus
voor een grotere weerstand tegen golfklappen.
– Breuksterkte. Een hogere breuksterkte betekent dat de maximaal toelaatbare spanningen
in het asfalt hoger zijn en leidt dus tot een grotere weerstand tegen golfklappen.
– Stijfheid. Een hogere stijfheid van de bekleding zorgt voor hogere spanningen in het asfalt
en leidt tot een kleinere weerstand tegen golfklappen.
Faaldefinitie golfklap Vermoeiing door herhaalde golfklappen Primair mechanisme Reststerkte Doorgroei scheuren Uitspoelingonderlaag/ ondergrond Erosie dijkprofiel Degradatie asfalt Aanvang storm Veroudering Gat in asfaltbekleding: Falen asfaltbekleding
Restprofiel lager dan waterstand
Dijkfalen door golfklappen op asfaltbekleding Scheurinitiatie in asfaltbekleding
Scheur in asfaltbekleding
– Beddingsconstante. Een hogere beddingsconstante van de ondergrond zorgt voor een
geringere doorbuiging van de asfaltbekleding en dus lagere spanningen in het asfalt.
– vermoeiingsparameters. Deze parameters beschrijven de vermoeiingssterkte van het
asfalt. Dit zijn empirische fit-parameters die niet meteen een fysische betekenis hebben. 6.8.3 Gebeurtenissen tot dijkfalen ten gevolge van opdrukken door wateroverdruk
Figuur 6.5 Traject leidend tot falen van de dijk ten gevolge van opdrukken (AWO)
De belasting voor de situatie die volgens de faaldefinitie wordt beoordeeld, bestaat uit het verschil tussen de grondwaterstand en de buitenwaterstand. Dit verschil wordt beïnvloed door de maximale buitenwaterstand, de snelheid waarmee de buitenwaterstand daalt na optreden van het hoogwater en de doorlatendheid van de ondergrond. Ook de afstroommogelijkheden naar het achterland, de openheid van de teenconstructie en de ligging van de onderzijde van de gesloten bekleding beïnvloeden de maximaal optredende wateroverdruk onder de bekleding. De weerstand tegen de optredende wateroverdruk wordt geleverd door de laagdikte en de dichtheid van de bekleding.
De invloeden van de relevante parameters op het mechanisme zijn de volgende:
– Maximale buitenwaterstand. Een hogere maximale buitenwaterstand leidt tot een groter
stijghoogteverschil tussen buitenwaterstand en grondwaterstand waardoor het grondlichaam zich sneller en tot hoger zal vullen met water.
– Val van de buitenwaterstand. Een snellere val van de buitenwaterstand zorgt voor een
groter verschil tussen de grondwaterstand en de buitenwaterstand en dus voor een hogere wateroverdruk onder de bekleding.
– Doorlatendheid ondergrond. Bij een kortdurende maatgevende periode zoals een storm
op zee leidt een lagere doorlatendheid van de ondergrond tot een geringere
wateroverdruk onder de bekleding omdat de freatische lijn in het grondlichaam minder hoog zal komen. Bij een langerdurende maatgevende periode zoals een hoogwatergolf in
Grondwaterstand stijgt in dijklichaam Primair mechanisme Reststerkte Dalen buitenwaterstand Deformaties door golfbelasting Stijgen buitenwaterstand Erosie onderlaag/ondergrond Erosie dijkprofiel Faaldefinitie wateroverdrukken Gat in asfaltbekleding: Falen asfaltbekleding
Hoogte restprofiel gelijk aan waterstand
Dijkfalen door overdrukken onder asfaltbekleding Hoge buitenwater-
stand door storm
Oplichten bekleding
Scheur in asfaltbekleding
het rivierengebied kan deze situatie anders zijn. Omdat hier nauwelijks tot geen gesloten bekledingen op zand voorkomen, wordt hier niet nader op ingegaan.
– Niveau onderrand van gesloten bekleding. Een laag niveau van de onderrand van de
gesloten bekleding maakt dat de wateroverdruk bij een vallende buitenwaterstand hoog oploopt, gegeven een hoog opgelopen grondwaterstand.
– Laagdikte
.
Een grotere laagdikte vergroot het gewicht van de bekleding en biedt dus eengrotere weerstand tegen de optredende wateroverdruk.
– Dichtheid bekleding. Een hogere dichtheid van de bekleding vergroot het gewicht van de
bekleding en biedt dus een grotere weerstand tegen de optredende wateroverdruk.
– Taludhelling. De taludhelling heeft een beperkte invloed op de weerstand tegen de
optredende wateroverdruk: hoe steiler de helling, hoe minder weerstand. De relevante belastingen in het reststerkte-deel van het faaltraject zijn het waterstandsverloop en de golven.