Bij de analyse van de belasting en sterkte van de asfaltbekleding worden verschillende parameters gebruikt. Hieronder wordt ingegaan op de buigtreksterkte en vermoeiingsparameters van de asfaltbekleding.

Merk op dat hier wordt uitgegaan van een asfaltbekleding van waterbouwasfaltbeton (WAB). Het bepalen van de (rekenwaarde van de) buigtreksterkte voor andere asfaltmengsels (zoals open steenasfalt, OSA) vraagt om specialistische kennis.

Definitie

De stijfheid is een maat voor de vervorming onder invloed van een belasting, wordt aangeduid met E en uitgedrukt in megapascal [MPa].

Rol

Een hogere stijfheid van de asfaltbekleding zorgt voor hogere spanningen in het asfalt, waardoor een hogere stijfheid van het asfalt ongunstig is. De stijfheid is sterk gecorreleerd met de sterkte van de asfaltbekleding. In het algemeen betekent een hogere stijfheid ook een hogere sterkte.

Omdat bitumen in het asfalt in de loop van de tijd verhardt, wordt de asfaltbekleding minder flexibel en stijver.

Wijze van bepaling

De stijfheid van de WAB-asfaltbekleding volgt bij voorkeur uit de met valgewicht-deflectiemetingen (VGD-metingen) verkregen deflectieprofielen, zie Valgewicht-deflectiemeter. Deze VGD-metingen worden vaak uitgevoerd in combinatie met grondradarmetingen (GPR-metingen), zie het artikel Dikte asfaltbekleding. Beide metingen kunnen zowel gelijktijdig als na elkaar worden uitgevoerd. Wanneer gelijktijdig wordt gemeten is er een directe koppeling tussen beide metingen en is van elk meetpunt de laagdikte bekend. Deze laagdikte is noodzakelijk voor het terugrekenen van de stijfheden uit de deflectieprofielen. Deze laagdikte volgt uit grondradarmetingen (GPR-metingen). Voor het bepalen van de stijfheid uit een deflectieprofiel wordt verwezen naar [De Looff, 2009].

Omdat er op open steenasfalt geen valgewichtdeflectiemetingen worden uitgevoerd, wordt de elasticiteitsmodulus in het laboratorium bepaald. Dit wordt gedaan in een indirecte trekopstelling (ITT) op schijven uit de kern. De gewenste minimale dikte van een schijf is driemaal de maximale steendiameter. Omdat dit bij open steenasfalt met de grootste steensorteringen leidt tot erg dikke schijven wordt een minimale dikte van 70 mm gehanteerd.

Hoewel de stijfheid voor WAB ook kan worden bepaald op proefstukken uit boorkernen in het laboratorium. VGD-metingen genieten echter de voorkeur omdat:

• een groter deel van de constructie wordt belast onder een belasting die meer representatief is voor een golfbelasting, en
• er per dijkvak meer VGD-metingen dan boorkernen zullen zijn en zowel het gemiddelde als de spreiding van de stijfheid beter bepaald kan worden.

Merk op dat het zinvol kan zijn om de stijfheid uit VGD-metingen te vergelijken met de stijfheden die in het laboratorium zijn bepaald. Hiertoe moet het proefstuk wel afkomstig zijn uit een boorkern ter plaatse van het VGD-meetpunt.

Voor het ontwerpen van asfaltbekledingen kan gerekend worden met een elasticiteitsmodulus welke is verkregen vanuit de correlatie tussen de buigtreksterkte σ_br en de elasticiteitsmodulus E_a welke gegeven is door:

Met dit regressiemodel kan dan, uitgaande van de 95%-waarde van de buigtreksterkte, de 95%-waarde voor de asfaltstijfheid worden bepaald welke gebruikt kan worden voor het ontwerpen. Let wel dat voor het ontwerpen gerekend wordt met de 5%-waarde van de buigtreksterkte en de 95%-waarde van de elasticiteitsmodulus.  De elasticiteitsmodulus die wordt gevonden uit de regressierelatie is gebaseerd op de correlatie tussen de elasticiteitsmodulus en buigtreksterkte, beide bepaald uit 3-punts buigproeven. De waarden verkregen uit VGD-metingen correleren significant slechter met de buigtreksterkte.

Representatieve waarden

Bij het uitvoeren van een semi-probabilistische analyse van de belasting en sterkte voor het initieel mechanisme ‘Golfklappen op asfaltbekleding’ wordt voor de stijfheid van de asfaltbekleding een rekenwaarde gebruikt die gelijk is aan de 95%-onderschrijdingswaarde van de metingen binnen een dijkvak. Deze 95%-waarde kan worden berekend met een verdelingsfunctie, zie de Factsheet evalueren van metingen [nog niet opgesteld].

Merk op dat bij het bepalen van de 95%-waarde voor een dijkvak moet worden nagegaan of de asfaltbekleding homogeen is door het verloop van de stijfheid als functie van de afstand langs de meetraai te bekijken.