Dimensionering op toplaagstabiliteit - Ontwerp Voorbeeld: ontwerp nieuwe bekleding

Er is sprake van dimensionering van standaardelementen op een granulaire laag.

Een belangrijk aspect bij de dimensionering van de bekleding is de taludhelling. Binnen bepaalde grenzen bestaat er vrijheid om deze te kiezen. Voor dit project geldt dat het talud van het bovenbeloop gehandhaafd dient te worden. Omdat het vanwege aansluiting op te handhaven bekledingsstroken onpraktisch is om de hele helling uit te vlakken én vanuit het oogpunt van minimaal grondverzet, worden de bestaande hellingen over het grootste deel van het onderbeloop gehandhaafd.

Per vak is een ontwerpprofiel geselecteerd als representatief dwarsprofiel voor dat vak. Deze selectie is gebaseerd op de taludhelling, hoogte van de berm, bekleding en dergelijke.

Het niveau van de berm varieert globaal tussen NAP +1,4 meter en NAP +1,8 meter. In de projectnota MER zijn nieuwe bermniveaus vastgesteld voor het gedeelte tussen km 39,15 – 40,10. Het onderbeloop op het gedeelte km 39,15 – 40,10 krijgt een constante helling van 1:3,1. Het talud van het bovenbeloop wordt gehandhaafd. Dit alles resulteert in de vakindelingen en taludhellingen zoals in Tabel 6-3.

Rekening houdend met uitvoeringstolerantie en tonrondte wordt in de berekeningen een steilere taludhelling verdisconteerd. Op vakken waar het gehele onderbeloop vervangen moet worden, wordt de berekening uitgevoerd met een taludhelling die 0,4 steiler is dan de tangens van de aanwezige helling. Daarbij is er van uitgegaan dat de nieuwe bekleding wordt aangelegd met een tonrondte. Daar waar alleen de bovenste bekleding op het onderbeloop vervangen wordt, wordt alleen met uitvoeringstolerantie rekening gehouden; de berekening wordt met 0,2 steiler uitgevoerd.

Betonzuilen

Per vak is berekend wat de lichtst toepasbare betonzuil is. Daarbij is de dichtheid afgerond op een veelvoud van 100 kg/m3 en de dikte op een veelvoud van 5 centimeter. Dit zijn praktisch leverbare maten en dichtheden. De uiteindelijke keuze voor een zuiltype wordt bepaald door een afweging van kosten, uitvoeringstechniek en beheersaspecten.

Voor de dikte van de granulaire laag wordt gewoonlijk in de berekeningen gebruik gemaakt van standaardontwerpwaarden waarbij een extra marge van 5 centimeter wordt aangehouden ten opzichte van de bestekswaarde (uitgaande van sortering 14/32 mm is de bestekswaarde 0,10 meter). In de praktijk van dit voorbeeld wordt echter een sortering 20/40 mm toegepast, omdat de beheerder een grotere veiligheid tegen uitspoeling van de granulaire laag wenst. In de berekeningen is uitgegaan van Df15 gelijk aan 22 mm en een laagdikte bf van 10 centimeter in bestek met de rekenwaarde 17 centimeter voor tolerantie tijdens uitvoering. In dit geval blijkt uit STEENTOETS-berekeningen dat wanneer de uitvullaag kleiner dan 0,2 meter is, de uitvulllaag niet maatgevend is in de ontwerpberekeningen.

De resulterende zuilhoogten en dichtheden voor het onderbeloop zijn aangegeven in Tabel 6-4. De te verbeteren steenbekleding op de trajecten km 38,00 – 38,14 en km 39,00 – 39,15 liggen op de berm, respectievelijk het bovenbeloop.

Basaltzuilen

Voor basaltzuilen moet de constructieve toepasbaarheid bepaald worden voor alle te verbeteren vakken. De dikte van de beschikbare basaltzuilen is variabel. In het bestek worden de zuildiktes afgerond op 5 centimeter, terwijl bovendien een sorteermarge van 3 centimeter wordt gehanteerd. De algemene methodiek is als volgt. Uitgaande van de vastgestelde randvoorwaarden en taludhellingen wordt vastgesteld tot welk niveau basaltzuilen met een dikte van 17 centimeter, 22 centimeter, 27 centimeter, et cetera toegepast kunnen worden. De praktische bestekswaarden worden dan 20 centimeter, 25 centimeter, 30 centimeter, et cetera.

Dit verbeteringswerk kent een relatief smalle strook op het onderbeloop, daarom is een omgekeerde rekenwijze toegepast. Uitgaande van de taludhelling is bepaald welke zuilhoogtes nog voldoen op het hoogste niveau (bovenkant onderbeloop). Deze rekenwaarden zijn afgerond met sorteermarges tot bestekswaarden. Voor de granulaire laag zijn dezelfde parameters als voor betonzuilen aangehouden. De resultaten staan in Tabel 6-5.

Inwasmateriaal

Ter verkrijging van extra klemming worden de zuilen ingewassen met steenslag van minstens 5 – 32 mm, circa 50 kg/m2. Op verzoek van de beheerder is gekozen voor basaltsplit met standaardsortering 16 – 32 mm.