Bezwijken ten gevolge van wateroverdrukken - Faalmechanismen asfaltbekledingen

Bij gesloten dijkbekledingen kunnen wateroverdrukken onder de bekleding ontstaan. Bij het optreden van een hoge buitenwaterstand zal de freatische lijn in het dijklichaam stijgen door het grote stijghoogteverschil tussen de buitenwaterstand en de grondwaterstand in het dijklichaam. Een extreme waterstand kan worden gevolgd door een snelle val van de buitenwaterstand. De grondwaterstand zal deze snelle val niet kunnen volgen maar volgt vertraagd, waardoor de bekleding wordt belast door een opwaartse wateroverdruk.

In de beschreven situatie mag de opwaartse druk van het water niet groter zijn dan de component loodrecht op het talud van het eigen gewicht van de bekleding per m2. Als de opwaartse druk wel groter wordt, zal de bekleding plaatselijk worden opgelicht. In de ruimte die tussen de bekleding en de ondergrond ontstaat, zal zich vervolgens materiaal ophopen dat wordt verplaatst door het grondwater dat onder de bekleding naar beneden wegstroomt. Hierdoor kan de bekleding niet meer naar zijn oorspronkelijke positie terugkeren. Als dit proces zich gedurende een bepaalde periode voortzet, zal de bekleding hierdoor scheuren en uiteindelijk de ondergrond onvoldoende tegen erosie beschermen.

Figuur 12-4: Mechanisme wateroverdruk onder de bekleding

Parameters

De belasting bestaat uit het verschil tussen de grondwaterstand en de buitenwaterstand. Dit verschil wordt beïnvloed door de maximale buitenwaterstand, de snelheid waarmee de buitenwaterstand daalt na optreden van het hoogwater en de doorlatendheid van de ondergrond. Ook de afstroommogelijkheden naar het achterland, de openheid van de teenconstructie en de ligging van de onderzijde van de gesloten bekleding beïnvloeden de maximaal optredende wateroverdruk onder de bekleding. De weerstand tegen de optredende wateroverdruk wordt geleverd door de laagdikte en de dichtheid van de bekleding.

In Figuur 12-5 is de invloed van de relevante parameters op het mechanisme weergegeven.

• Maximale buitenwaterstand MGW. Een hogere maximale buitenwaterstand leidt tot een groter stijghoogteverschil waardoor het grondlichaam zich sneller zal vullen met water.

  • Val van de buitenwaterstand. Een snellere val van de buitenwaterstand zorgt voor een groter verschil tussen de grondwaterstand en de buitenwaterstand en dus voor een hogere wateroverdruk onder de bekleding.

  • Doorlatendheid ondergrond K. Bij een kortdurende maatgevende periode zoals een storm op zee leidt een lagere doorlatendheid van de ondergrond tot een geringere wateroverdruk onder de bekleding omdat de freatische lijn in het grondlichaam minder hoog zal komen. Bij een langerdurende maatgevende periode zoals een hoogwatergolf in het rivierengebied kan deze situatie anders zijn. Omdat hier nauwelijks tot geen gesloten bekledingen op zand voorkomen, wordt hier niet nader op ingegaan.

  • Niveau onderrand van gesloten bekleding. Een laag niveau van de onderrand van de gesloten bekleding maakt dat de wateroverdruk bij een vallende buitenwaterstand hoog oploopt, gegeven een hoog opgelopen grondwaterstand.

  • Laagdikte d. Een grotere laagdikte biedt een grotere weerstand tegen de optredende wateroverdruk.

  • Dichtheid bekleding pa. Een hogere dichtheid van de bekleding vergroot het gewicht van de bekleding en biedt dus een grotere weerstand tegen de optredende wateroverdruk.