Bij de analyse van de belasting en sterkte van de asfaltbekleding worden verschillende parameters gebruikt. In dit artikel wordt ingegaan op de beddingsconstante van de ondergrond.

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

Definitie

De beddingsconstante van de ondergrond geeft de verhouding tussen de door de ondergrond geleverde tegendruk en de zakking van de ondergrond ten gevolge van de belasting, wordt aangeduid met c uitgedrukt in megapascal per meter [MPa/m]. Feitelijk is het een maat voor de draagkracht van de ondergrond onder de asfaltbekleding.

Rol

De beddingsconstante van de ondergrond heeft invloed op de optredende buigtrekspanningen in de asfaltbekleding: een hogere beddingsconstante zorgt voor een geringere doorbuiging van de asfaltbekleding bij golfklap en dus lagere buigtrekspanningen in de asfaltbekleding.

Wijze van bepaling

Asfaltbekleding zonder funderingslaag

Voor asfaltbekledingen die direct op de ondergrond zijn aangebracht wordt de beddingsconstante uit de stijfheid van de ondergrond berekend wordt met de volgende formule [Verruijt, 2010]:

Waarin:

E stijfheid van de ondergrond [MPa]

α straal van de belaste zone [m]

ν dwarscontractiecoëfficiënt [-]

Stijfheid ondergrond

De stijfheid van de ondergrond volgt uit de met valgewicht-deflectiemetingen (VGD-metingen), zie het artikel Stijfheid asfaltbekleding, verkregen deflectieprofielen. Voor het bepalen van de stijfheid uit een deflectieprofiel wordt verwezen naar [De Looff, 2009]. Merk op dat het uit VGD-metingen terugrekenen van stijfheden alleen mogelijk is als ook de laagdikte van de asfaltbekleding ter plaatse van de meetpunten bekend is. Deze laagdikte volgt doorgaans uit grondradarmetingen (GPR-metingen), zie het artikel Dikte asfaltbekleding .

Straal van de belaste zone

Omdat de VGD-metingen niet direct op het zand zijn uitgevoerd kan voor de straal van de belaste zone niet worden volstaan met de straal van de voetplaat van het valgewicht. Omdat wordt aangenomen dat de belasting onder een hoek van 45° spreidt door het asfalt, is de waarde van α gelijk aan de som van de straal van de voetplaat en de dikte van de asfaltbekleding ter plaatse van het meetpunt.

Dwarscontractiecoëfficiënt

Voor een asfaltbekleding op een ondergrond van zand wordt voor de dwarscontractiecoëfficiënt meestal een waarde van 0,35 aangehouden.

Asfaltbekleding met funderingslaag

Met een funderingslaag onder een asfaltbekleding wordt de draagkracht van de ondergrond vergroot. De bijdrage van deze fundering aan de draagkracht van ondergrond kan worden meegenomen door een samengestelde beddingsconstante van de ondergrond c_eqv [MPa/m] te bepalen met behulp van de volgende formule [De Looff, et al., 2020]:

Waarin:

c_eqv  samengestelde beddingsconstante van de ondergrond [MPa/m]

E stijfheid van de ondergrond [MPa]

α straal van de belaste zone [m]

ν dwarscontractiecoëfficiënt [-]

F factor voor invloed dikte asfaltla(a)g(en) en funderingslaag op samengestelde beddingsconstante van de ondergrond [-]

Stijfheid ondergrond

De stijfheid van de ondergrond volgt uit metingen. Indien geen metingen beschikbaar zijn kan een veilige waarde worden bepaald met de volgende formule [De Looff, et al., 2020]:

Waarin:

E stijfheid ondergrond [MPa]

E_opp oppervlaktemodulus van de ondergrond [MPa]

d_a dikte asfaltla(a)g(en) [m]

d_f dikte funderingslaag [m]

De oppervlaktemodulus kan in het veld worden bepaald met een dynamische plaatbelastingproef. Voor een funderingslaag op zand is 30 MPa een veilige waarde voor E_opp. Merk op dat deze waarde alleen kan worden toegepast als de verdichtingsgraad van het zand en/of funderingsmateriaal voldoet aan de eisen zoals gesteld in [Standaard RAW bepalingen, 2020] of een latere wijzigingsversie.

Straal van de belaste zone

De waarde van α is gelijk aan de som van de straal van de voetplaat, de dikte van de asfaltla(a)g(en) en de dikte van de funderingslaag.

Dwarscontractiecoëfficiënt

Voor een asfaltbekleding op een ondergrond van zand wordt voor de dwarscontractiecoëfficiënt meestal een waarde van 0,35 aangehouden.

Factor F

De invloed van de dikte van de asfaltla(a)g(en) en de fundering op de samengestelde beddingsconstante van de ondergrond kan worden bepaald met de volgende formule [De Looff, et al., 2020]:

Waarin:

d_f dikte funderingslaag [m]

d_a dikte asfaltla(a)g(en) [m]

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 beddingconstante van de ondergrond een rekenwaarde gebruikt die gelijk is aan de 5%-onderschrijdingswaarde van de metingen binnen een dijkvak. Deze 5%-waarde kan worden berekend met een verdelingsfunctie, zie Factsheet evalueren van metingen [nog niet opgesteld].

Indien geen VGD- en GPR-metingen beschikbaar zijn om de beddingsconstante van de ondergrond te bepalen kan voor asfaltbekledingen op een ondergrond van zand een representatieve waarde van 64 MPa/m worden gebruikt. (Zie het artikel Fenomenologische beschrijving asfaltbekleding buitentalud). Voor een asfaltbekleding op een ondergrond van klei kan voor de beddingsconstante van de ondergrond een karakteristieke waarde van 30 MPa/m gebruikt worden.