Verschillende faalmechanismen zijn van belang:
-
De sortering van de granulaire laag is bepalend voor de waterdoorlatendheid ervan: hoe doorlatender, hoe ongunstiger ten aanzien van toplaaginstabiliteit. In de ontwerpgereedschappen wordt de doorlatendheid ingevoerd door twee parameters: de karakteristieke korreldiameter D15en de porositeit n. Grotere waarden voor D15én voor n zijn ongunstig met het oog op toplaaginstabiliteit.
-
De porositeit n is van belang voor het mechanisme afschuiving, omdat het gewicht
van de granulaire laag erdoor wordt bepaald: een grotere porositeit is ongunstig uit het oogpunt van afschuiving. Daarnaast is ook de dichtheid van het materiaal van belang: een grote dichtheid is gunstig uit het oogpunt van afschuiving.
-
Materiaaltransport is van belang als de granulaire laag een filterfunctie heeft. Voor het voorkomen van materiaaltransport vanuit de onderliggende laag is voor de granulaire laag een maat voor de fijne fractie van belang. Vaak wordt gewerkt met de karakteristieke korreldiameter Df15(het subscript f wordt alleen gebruikt als de parameter van belang is voor de filterfunctie).
-
Fijn materiaal in de granulaire laag kan in combinatie met te grote openingen in de toplaag leiden tot materiaaltransport vanuit de granulaire laag.
In de praktijk wordt gewerkt met standaardsorteringen. In het ontwerp moet worden uitgegaan van de waarden voor D15 en porositeit die horen bij de standaardsortering (in de uitvoering moeten deze natuurlijk worden aangetoond). Bij grind en steenslag is de kleinste standaardsortering 2/6 mm, de grootste standaardsortering is 20/40 mm voor grind en 22/32 mm voor steenslag. Voor de porositeit wordt normaal gesproken gerekend met 0,35. De minimaal benodigde sortering om materiaaltransport vanuit de granulaire laag te voorkomen, wordt bepaald door de afmetingen van de openingen in de toplaag en door de toplaagdikte.
Vanwege uitvoeringsonzekerheden is het verstandig voor de ontwerpberekeningen bij de korreldiameter D15 rekening te houden met een veiligheidsmarge van +2 à +3 mm, in lijn met de normen. In combinatie daarmee kan voor de porositeit worden uitgegaan van de standaardwaarde voor de betreffende sortering.
In het algemeen wordt bij het ontwerp op toplaaginstabiliteit en op materiaaltransport gewerkt met een korreldiameter D15 die op 1 mm nauwkeurig is afgerond. De waarde voor de porositeit wordt in het algemeen op 5 procentpunten nauwkeurig afgerond.
De gemeten waarden kunnen rechtstreeks worden gebruikt voor de toetsing, dus zonder veiligheidsfactoren. Wel moet zorgvuldig worden omgegaan met de ruimtelijke samenvoeging van meetpunten in relatie tot de vakindeling (zie paragraaf 3.3). Als binnen één toetsvak meerdere meetpunten liggen, moet voor de toetsing worden gerekend met de grootste representatieve waarde die bij de verschillende meetpunten is gevonden.
In het algemeen wordt bij de toetsing van steenzettingen gewerkt met een korreldiameter D15 die op 1 mm nauwkeurig is afgerond.
Tijdens de uitvoering moet de aannemer voldoen aan de contracteisen voor de materiaaleigenschappen. Het aantonen en controleren daarvan is een uitvoeringskwestie en is niet rechtstreeks van belang voor de ontwerper.
Meetgegevens uit het archief kunnen volstaan voor de toetsing, ook als ze enkele jaren oud zijn (bijvoorbeeld uit een vorige toetsingsronde of revisiegegevens), omdat de korrelgrootteverdeling niet of nauwelijks verandert. Alleen bij transport van materiaal door de toplaag heen naar buiten kan de samenstelling veranderen; in dat geval mogen alleen zeer recente meetresultaten worden gebruikt. Overigens moet in dat geval een score ‘onvoldoende’ worden gegeven op materiaaltransport vanuit de granulaire laag. Contractgegevens zijn niet goed bruikbaar voor de toetsing.
Grondradar kan mogelijk in bepaalde omstandigheden worden gebruikt om na te gaan of zich tussen breeklocaties scherpe overgangen in de doorlatendheid van de granulaire laag bevinden.
Als de beschikbare gegevens niet voldoen, moet de bekleding worden opengebroken; dit wordt in de praktijk meestal gecombineerd met de bepaling van de toplaagdikte Een praktische manier om een goede indruk te krijgen van de korrelverdeling is: per breeklocatie orde tien korrels opmeten. Daarbij moeten tien relatief kleine korrels worden gekozen. De kleinste gemeten diameter is een goede indicatie van de karakteristieke korreldiameter D15. Bij deze wijze van bepaling moet goed worden opgelet dat alleen korrels worden gemeten die deel uitmaken van de granulaire laag: bij het openbreken van de toplaag kan het inwasmateriaal in de granulaire laag terechtkomen.
De bovenstaande praktische werkwijze kan worden geverifieerd door op enkele breeklocaties een groot monster te nemen (orde 5 kg) en daarop een volledige korrelverdelingsanalyse uit te voeren in een laboratorium.
