Eigenschappen granulaire aanvulling - Technische eigenschappen van de steenzetting

Deze laag kan op twee manieren een rol spelen in het ontwerp van een steenzetting. In het ene geval is de granulaire aanvulling aanwezig in het grondlichaam waarop de steenzetting moet komen; het aanwezige materiaal is dan een randvoorwaarde voor het ontwerp. In het andere geval wordt de granulaire aanvulling bewust in het ontwerp opgenomen om het talud te verflauwen of om de weerstand tegen afschuiving te vergroten. In dat geval is de granulaire aanvulling een deel van het ontwerp en kunnen de eigenschappen worden gekozen.

rol

Meestal wordt op de granulaire aanvulling een granulaire laag aangebracht. De opwaartse druk die zich daarin kan opbouwen, kan zorgen voor toplaaginstabiliteit. De granulaire aanvulling is niet waterdicht, zodat de waterdruk zich ook daarin kan voortplanten. Net als bij de granulaire laag geldt dus voor de granulaire aanvulling dat een grote laagdikte, een grote karakteristieke korrelgrootte D₁₅ en een grote porositeit ongunstig zijn ten aanzien van toplaaginstabiliteit. In de ontwerpberekeningen kan de granulaire aanvulling als 'tweede granulaire laag' worden opgenomen.

Ook ten aanzien van afschuiving heeft de granulaire aanvulling dezelfde rol als de granulaire laag. Een grote laagdikte is gunstig; daarnaast zijn een grote dichtheid en een kleine doorlatendheid in theorie van belang, maar in de praktijk minder relevant.

De granulaire aanvulling heeft een filterfunctie en speelt daarom een rol in het mechanisme materiaaltransport. Als de onder- en bovenliggende lagen granulair zijn, moet de korrelverdeling van de granulaire aanvulling daarop worden afgestemd. Voor het voorkomen van materiaaltransport vanuit de onderliggende laag (het basismateriaal) is de fijne fractie van belang. Vaak wordt gewerkt met de karakteristieke korreldiameter D₁₅. Voor het voorkomen van materiaaltransport vanuit de granulaire aanvulling zelf naar de bovenliggende laag is de gemiddelde of grove fractie van belang. Afhankelijk van de ontwerpregel wordt gewerkt met de karakteristieke korreldiameters D₅₀, D₆₀, D₈₅ en D₉₀.

Voor het voorkomen van materiaaltransport vanuit de onderliggende laag is voor de granulaire laag de fijne fractie van belang. Vaak wordt gewerkt met de karakteristieke korreldiameter D₁₅.

De rol van de granulaire aanvulling is vergelijkbaar met de rol van de granulaire laag. Het ligt daarom voor de hand om op dezelfde manier om te gaan met onzekerheden en nauwkeurigheden.

Bij een bestaande granulaire aanvulling moeten representatieve waarden van de aanwezige laagdikte, D₁₅ en porositeit worden bepaald. Daarmee kunnen de ontwerpberekeningen van de steenzetting worden gemaakt. Bij berekeningen ten aanzien van toplaaginstabiliteit is het verstandig te werken met een bovengrens voor de laagdikte en de korrelgrootte D₁₅ (bijvoorbeeld de waarde die door 5% van de metingen wordt overschreden of de grootste gemeten waarde). In dat geval kan voor de porositeit worden gerekend met de gemiddelde waarde. Bij berekeningen van afschuiving is het verstandig te werken met een ondergrens voor de laagdikte (bijvoorbeeld de waarde die door 5% van de metingen wordt onderschreden of de kleinste gemeten waarde).

Bij een nieuw aan te brengen aanvulling kunnen ontwerpwaarden worden voorgeschreven, maar moet in het ontwerp van de steenzetting rekening worden gehouden met uitvoeringsonzekerheden. Het is verstandig te rekenen met een marge van +5 à +10 centimeter op de laagdikte en een marge van +2 à +3 mm op de korrelgrootte D_15.

Wijze van bepaling

Bij een bestaande granulaire aanvulling is in sommige gevallen oude contractinformatie bekend, waaruit laagdikte, karakteristieke korrelgrootte D₁₅ en porositeit n kunnen worden afgeleid. Zo niet, dan kan door metingen in het veld van de korrelgrootte D₁₅ en de doorlatendheid k een indruk worden gekregen van de porositeit. De relatie tussen porositeit n, korrelgrootte D₁₅ en doorlatendheid k is te vinden in Figuur 16-1. De doorlatendheid k wordt uitgedrukt in mm/s, en kan worden benaderd door de zaksnelheid van water. De zaksnelheid kan worden bepaald door een hoeveelheid water tussen dichte wanden op de granulaire aanvulling te gieten en te meten hoe snel de waterspiegel zakt. Deze meting kan het makkelijkst worden uitgevoerd als de oude toplaag nog aanwezig is door enkele elementen te verwijderen.

Bij een nieuw aan te brengen granulaire aanvulling moet de aannemer tijdens de uitvoering voldoen aan de contracteisen. Het aantonen en controleren daarvan is een uitvoeringskwestie, en is niet rechtstreeks van belang voor de ontwerper.

Representatieve waarden en nauwkeurigheid

Voor de eenvoudige toetsing is alleen de kwalitatieve vraag van belang of de toplaag al dan niet “vol en zat” gepenetreerd is met een goede hechting. Omdat normaal gesproken niet expliciet rekening wordt gehouden met kwantitatieve eigenschappen van de penetratie, zijn representativiteit en nauwkeurigheid niet van belang.

Bekledingsconstructies bevatten in sommige gevallen twee of zelfs meer granulaire lagen. Tenzij apart vermeld, is de informatie in deze paragraaf geldig voor elk van de granulaire lagen in de bekledingsconstructie.