In het ontwerp en voor het toetsen dient er gebruik te worden gemaakt van een toelaatbaar schadegetal. Voor breuksteenbekledingen zoals overlagingen wordt er gewerkt met het schadegetal S. Voor teenbestortingen wordt er gewerkt met zowel het schadegetal S als het schadegetal N_od.

Het schadegetal S in de formules van Van der Meer is gedefinieerd als de oppervlakte van de gemiddelde schade in dwarsaanzicht (= erosie oppervlak, zie Figuur 1) gedeeld door het kwadraat van de nominale steendiameter D_n50. Dit komt grofweg overeen met het toelaatbare aantal stenen dat wordt uitgelicht over een strook met een breedte van D_n50 zonder de porositeit mee te tellen. Het schadegetal N_od in de teenbestortingformules is eveneens een maat voor het aantal stenen dat wordt verplaatst binnen een strook met breedte D_n50. Grofweg is het schadegetal S ongeveer tweemaal zo groot als het schadegetal N_od.

Het schadegetal S is ook afhankelijk van de taludhelling van de breuksteenbekleding. De grootte van het schadegetal kan vertaald worden naar een schadebeeld, variërend van 'beginschade' tot 'falen', zie tabel 5.23 in de [Rock Manual, 2007]. De definitie 'falen' houdt in dat aan het einde van de storm de onderlaag zichtbaar is geworden. De constructie heeft veel schade maar is dan nog goed herstelbaar.

Het schade getal N_od heeft ook een waarde voor 'beginschade' en 'falen'. Echter 'falen' betekent hier dat de teenbestorting zijn hoofdfunctie (ondersteuning erbovenliggende bekleding) niet meer kan vervullen. Deze schade is veel lastiger herstelbaar omdat vaak de erboven liggende bekleding dan ook naar onderen is verzakt.

Voor het berekenen van de benodigde steendiameter van een breuksteentalud, of breuksteenoverlaging tot ver boven het ontwerppeil of toetspeil (wat neerkomt op minimaal 1.H_s Significante golfhoogte [m]tot maximaal de kruinhoogte), wordt geen Y in rekening gebracht. Als de breuksteenoverlaging rond het ontwerp/toetspeil of lager wordt beëindigd, dan moet wel de reductiefactor Y toegepast worden op de stabiliteit. Dit laatste zorgt voor een grotere benodigde steendiameter.

Ontwerpen

In het ontwerp voor breuksteenbekledingen dient gewerkt te worden met een schadegetal S, die aansluit bij het gemiddelde van het schadebeeld ‘intermediate damage’ uit de Rock Manual (zie tabel 5.23 aldaar). Daarnaast dient er een veiligheidscoëfficiënt van 1,1 te worden toegepast.

De S-waarde hoort bij een ontwerp met een laagdikte van 2D_n50 (highest point survey method) of 1,8D_n50 (spherical foot staff method). Wanneer er gekozen wordt voor een extra laag, nl. 3D_n50 (highest point survey method) dan is de toelaatbare schade ook groter. Dit geldt alleen voor een standaard breuksteenbekleding, die tot ruim boven de maatgevende waterstand doorlopen, en niet voor een overlaging. Tabel 1 geeft de S-waarden voor het ontwerp van breuksteenbekledingen.

Breuksteenoverlagingen dienen worden doorgezet met een laagdikte van 2D_n50 tot aan de bovenzijde van de afgekeurde steenzetting. Een kleine reserve is aanwezig door de overlaging horizontaal naar de steenzetting af te werken. Wanneer een grotere reservelaag wordt aangelegd door de laagdikte over een afstand van 2D_n50 hoger op het talud door te zetten (evenwijdig aan het talud gemeten), wordt meer veiligheid in het ontwerp gerealiseerd en kan met een grotere S-waarde worden gerekend. Tabel 2 geeft de te hanteren S-waarden in de Van der Meer-formule aan.

Bij een ontwerp van een teenbestorting dient ook een veiligheidscoëfficiënt van 1,1 toegepast te worden in het ontwerp. Daarnaast is het toelaatbare schadegetal N_od afhankelijk van de teenbreedte. De N_od geeft aan hoeveel stenen uit een doorsnede verplaatsen tijdens de maatgevende condities. Voor de standaard teenbreedtes van 5 en 10m geldt dat de N_od gelijk is aan 0,5 maal S, waarbij S gekozen wordt uit Tabel 1 voor laagdiktes van 2 D_n50. Wanneer het niet mogelijk is om een standaard teenbreedte van 5 of 10m te kiezen, dient een maximaal schadepercentage van 10% genomen te worden. Bij een teenbestorting van 5×D_n50 breed en 2×D_n50 hoog is dit dus een N_od van 1,0. Tabel 2 geeft de te hanteren N_od-waarden aan voor 3 verschillende teenbreedtes. Hierbij is een standaardhoogte van 2 stenen verdisconteerd. De N_od-waarde dient gebruikt te worden in de Van der Meer formule voor teenbestortingen

Beoordelen

Bij het beoordelen van de breuksteenbekledingen wordt de veiligheidscoëfficiënt op 1,0 gezet. De gekozen waarden houden in dat de constructie nog gerepareerd kan worden en er bovendien een acceptabel veiligheidsrisico wordt gelopen.

In Tabellen 4, 5 en 6 is een ondergrens (A) en een bovengrens (B) gegeven voor het schadegetal S en N_od. De ondergrens komt overeen met de waarde voor het ontwerp. Als de berekende D_n50 kleiner of gelijk is aan de aanwezige D_n50 bij gebruikmaking van de waarde van S bij A, dan is de bekleding ‘goed’ (de werkelijke S bij de aanwezige D_n50 zou in dat geval dus kleiner zijn). Als het groter is dan de aanwezige D_n50 bij gebruikmaking van de waarde van S bij B, dan is het ‘onvoldoende’. Tussen deze twee waarden in (berekende Dn50 groter dan aanwezige D_n50 bij gebruikmaking van de ondergrens en kleiner bij gebruikmaking van de bovengrens) is het toetsresultaat ‘geavanceerd’.

De waarden van A zijn in Tabel 6 gelijk aan de ontwerpwaarden, namelijk de 10% schade waarden. De waarden van B zijn gelijk aan de 20% waarden wat overeenkomt met een zekere mate van afvlakking. Tabel 4 dient gebruikt te worden wanneer de teenbestorting wordt berekend volgens de methodiek van samengestelde taluds.

Correctiefactor Y - Rekenparameters voor ontwerp en toetsing van breuksteen

Voor breuksteenoverlagingen op een deel van het talud worden de formules van Van der Meer uitgebreid met een correctiefactor Y. Dit geldt voor een overlaging die beëindigd wordt rond het ontwerp/toetspeil of lager. De waarde van de correctiefactor Y kan worden afgelezen in de grafiek van Figuur 2. Deze grafiek is gebaseerd op resultaten van kleinschalig modelonderzoek.

Het toepassen van deze factoren leidt tot een grotere benodigde steendiameter. De berekende steendiameter moet gedeeld worden door de waarde van Y.

De punten in de grafiek zijn ook gegeven in Tabel 7.

Het toepassingsgebied van de grafiek is voor de brekerparameter x_m beperkt tot de ingevulde grenzen (tussen 0,5 en 5,0). Voor de taludhelling α mag aan de hand van de cotangens lineair worden geëxtrapoleerd tussen 2,5 en 5,0. Voor ondiep water gelden deze correctiefactoren niet. Deze factor hoeft ook niet toegepast te worden bij een breuksteenoverlaging die tot minimaal één maal H_s boven het ontwerp/toetspeil doorloopt. Ook hoeft de factor niet toegepast te worden wanneer de overlaging ‘glad’ in het talud wordt opgenomen en daarbij minimaal 2 /3 H_s Significante golfhoogte [m] onder de waterspiegel ligt en zodoende niet tot een ongunstige belastingsituatie leidt in vergelijking met een standaard breuksteenbekleding.

De reductiefactor is alleen afgeleid voor relatief diep water condities. Daarom wordt deze reductiefactor alleen gebruikt in combinatie met de originele formule van [Van der Meer, 1988]. Voor ondiep water toepassingen is er geen duidelijke ontwerprichtlijn te geven en wordt verwezen naar het achterliggende onderzoeksrapport voor breuksteenoverlagingen [Kant, 1999]. Als bij ondiep water toch deze formules worden gebruikt, wordt een (overdreven) veilig ontwerp verkregen, aangezien de golven niet meer Rayleigh verdeeld zijn.