Open ruimte tussen toplaagelementen - Technische eigenschappen van de steenzetting

Voor zuilvormige elementen wordt de open ruimte uitgedrukt in het percentage open ruimte ten opzichte van het totale oppervlak, aangeduid met het symbool . Voor blokvormige elementen wordt in de rekenmethodes gewerkt met de lengte en breedte van de elementen en de spleetbreedte; de rekenprogramma’s rekenen op basis daarvan het percentage open ruimte uit. In theorie gaat het om de open ruimte aan de onderkant van de toplaag. Speciale aandacht is nodig voor blokken met afstandhouders omdat daarbij de spleetbreedte aan de lange zijde heel anders is dan aan de korte zijde (groter bij langsvoegen, kleiner bij stootvoegen). Daarom kan in STEENTOETS een waarde voor de stootvoeg en een waarde voor de langsvoeg ingevuld worden.

Behalve het open-ruimtepercentage zijn de absolute afmetingen van de open ruimte van belang met het oog op uitspoeling van materiaal uit de granulaire laag. In de rekenmethodes wordt gewerkt met de gatdiameter G. Bij blokvormige toplaagelementen is G gelijk aan de spleetbreedte.

De open ruimte is een ontwerpeigenschap, die afhankelijk is van het toplaagtype, maar soms ook van de vorm van de elementen in een bepaalde partij en van de wijze van zetten. Bij rechthoekige betonblokken kan worden overwogen om speciale afstandhouders toe te passen, bedoeld om de open ruimte te vergroten. In de praktijk wordt in het ontwerp uitgegaan van standaardwaarden die horen bij een bepaald toplaagtype.

De open ruimte van de toplaag heeft invloed op de toplaaginstabiliteit: hoe groter de open ruimte, hoe gunstiger ten aanzien van toplaaginstabiliteit. Voorwaarde hierbij is dat de open ruimte min of meer regelmatig gespreid is over het oppervlak. Te grote openingen in de toplaag in combinatie met fijn materiaal in de granulaire laag kunnen leiden tot het mechanisme uitspoeling vanuit de granulaire laag.

De open ruimte speelt een rol in de volgende toetsingen:

• Toplaaginstabiliteit: in de eenvoudige toetsing is de parameter mede bepalend voor het constructietype en in de gedetailleerde toetsing wordt expliciet gerekend met de open ruimte. Daarbij geldt: hoe groter de open ruimte, hoe gunstiger.

Voorwaarde hierbij is dat de open ruimte min of meer regelmatig gespreid is over het oppervlak: de toplaagelementen moeten wel tegen elkaar aan staan.

• Materiaaltransport vanuit de granulaire laag: alle niveaus. De spleetbreedte tussen de toplaagelementen is van belang: hoe groter de spleetbreedte, hoe ongunstiger.

Meetgegevens uit het archief kunnen volstaan voor de toetsing, ook als ze enkele jaren oud zijn (bijvoorbeeld uit een vorige toetsingsronde), omdat de gemiddelde open ruimte niet snel verandert. Alleen bij verzakking van teen- en overgangsconstructies kan de waarde veranderen.

Als geen meetgegevens beschikbaar zijn wordt bij de toetsing op toplaaginstabiliteit of ontwerp in eerste instantie altijd uitgegaan van de kleinste (meest conservatieve) waarden uit tabel 16-2. Voor materiaaltransport vanuit de granulaire laag kan voor de blokvormige elementen worden uitgegaan van de grootste waarden uit tabel 16-2, maar voor de zuilvormige elementen moet de gatdiameter G in het veld worden bepaald (zie fase 2).

In sommige gevallen is het zinvol te verifiëren of de standaardwaarden geldig zijn voor de betreffende bekleding: als wordt ingeschat dat de standaardwaarden geen veilige benadering geven en als een kleine verandering van de waarde invloed kan hebben op het toetsresultaat. Bij regelmatige elementen kunnen de spleetbreedtes worden opgemeten op de dijk. Specifiek bij granietblokken is er zoveel variatie dat het meestal de moeite loont om de spleetbreedte op te meten. Bij onregelmatige elementen zoals basaltzuilen kan het open-ruimtepercentage worden bepaald door analyse van foto’s. Een praktische werkwijze is digitale foto’s in te lezen in een professioneel tekenprogramma, te bewerken en de oppervlakte te bepalen. Bij een toplaag van betonzuilen van het merk Basalton kan rekening worden gehouden met het feit dat de toplaagelementen taps toelopen: de open ruimte aan de bovenzijde van de toplaag is kleiner, dus geeft voor toplaaginstabiliteit een conservatieve benadering van de werkelijke rekenwaarde.

De standaardwaarden uit tabel 16-2 zijn bedoeld als conservatieve waarden die kunnen worden gebruikt bij de toetsing (minima voor toplaaginstabiliteit en maxima voor materiaaltransport).

Als het open-ruimtepercentage in het veld wordt bepaald, kunnen de gemeten waarden 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 7.4). Voor de gatdiameter G geldt hetzelfde.

In het algemeen wordt bij de toetsing op toplaaginstabiliteit en ontwerp van onregelmatige toplaagelementen gewerkt met een open-ruimtepercentage dat op 1 procentpunt nauwkeurig is afgerond. De spleetbreedte bij blokken wordt op 1 mm nauwkeurig afgerond. Bij zeer kleine spleetbreedtes (orde 1 mm) is de invloed van kleine afwijkingen weliswaar groot, maar het is niet haalbaar de spleetbreedte nauwkeuriger te bepalen. Opgemerkt wordt dat de rekenmethodes geldig zijn tot aan een bovengrens voor het open-ruimtepercentage van ongeveer 15%.