Ontwerpprocedure - Dimensioneren

Het dimensioneren van een breuksteenoverlaging verloopt grotendeels hetzelfde als gewone breuksteenbekledingen op een granulaire onderlaag. Het enige verschil is de toevoeging van de overlagingsfactor Y in de formules.

Voor het dimensioneren van breuksteenbekledingen op een granulaire onderlaag wordt aanbevolen de Rock Manual [2007] te gebruiken, met name de formule van Van der Meer [1988], zie ook paragraaf 6.1. Met de rekenregels waarnaar in onderstaande paragrafen verwezen wordt, kan een waarde voor de benodigde steendiameter in combinatie met een relatieve massadichtheid (.Dn50) worden bepaald. Op basis hiervan kan een klasse A standaardsortering op basis van de NEN:EN 13383 [2002] bepaald worden. Zie ook hoofdstuk 3, paragraaf 3.4.3 van de Rock Manual. Klasse A onderscheidt zich van klasse B door het voorgeschreven bereik (minimum tot maximum) van de M50 van een sortering. Het

Katern I: Ontwerp

is echter niet verplicht om een standaard sortering te kiezen. Niet-standaard sorteringen zijn onder andere ook omschreven in paragraaf 3.4.3.9 in de Rock Manual.

Er zijn echter meerdere parameters in de stabiliteitsformule van Van der Meer [1988] die bepaald moeten worden of eventueel toegevoegd kunnen worden. Deze parameters zijn:

• Coëfficiënt s; Veiligheidscoëfficiënt (1,1 bij ontwerp en 1,0 bij toetsen);

• Coëfficiënten Cpl en Cs voor plunging en surging breakers;

• Coëfficiënt ; Effect van schuine golfinval;

• Fictieve Permeabiliteit P;

• M50 bandbreedte van een gradering en corresponderende Dn50 op basis van de massadichtheid;

• Minimale Laagdikte;

• Aantal golven N;

• Schadegetal S;

• Overlagingsfactor Y (alleen van toepassing als de breuksteenoverlaging beëindigd wordt op een niveau tot één maal Hsboven ontwerp/toetspeil of lager).

  In hoofdstuk 6 van dit deel worden deze parameters verder besproken en wordt er een keuze gemaakt in de te hanteren waarden.

  Bij breuksteenoverlagingen wordt een reductiefactor voor de stabiliteit gebruikt die leidt tot een iets grotere steendiameter. Deze reductiefactor Y wordt naast de overige parameters (zoals hierboven opgesomd) in paragraaf 6.9 besproken. Deze factor hoeft niet toegepast te worden bij een breuksteenoverlaging die tot minimaal één maal Hs 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 Hs onder de waterspiegel ligt en zodoende niet tot een ongunstige belastingsituatie leidt in vergelijking met een standaard breuksteenbekleding, zie bijvoorbeeld Figuur 3-1.

  

  Figuur 3-1: 60-300 kg breuksteenoverlaging ‘glad’ opgenomen in het talud (geen reductiefactor benodigd)

  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

  Katern I: Ontwerp

  zijn. Het wordt daarom aanbevolen om met behulp van fysieke modelproeven het ontwerp te optimaliseren.

  De maatgevende belasting op een overlaging met losse breuksteen is de golfklap in combinatie met de golfterugloop over de niet-overlaagde (hoger op het talud gelegen) bekleding. De hydraulische randvoorwaarden die normaliter leiden tot de maatgevende belasting dienen te worden afgeleid voor een waterstandsniveau gelijk aan het hoogste niveau van de breuksteenoverlaging plus de grootte van het golfdal die gelijk gesteld wordt aan 1/3.Hs, zie ook Figuur 3-2. In zeldzame gevallen treedt de grootste Hs niet op bij de hoogste waterstand en dient de ontwerper ook deze combinatie mee te nemen in de analyse. De breuksteenoverlaging dient minimaal door te lopen in een laagdikte van 2Dn50 tot het niveau van de afgekeurde steenzetting. Aangezien de bovenzijde daarmee afhankelijk is van de keuze van de gradering dient de breuksteenberekening op iteratieve wijze te worden doorlopen.

  Op basis van de hydraulische randvoorwaarden kan de benodigde nominale steendiameter in combinatie met de relatieve massadichtheid (Dn50) berekend worden met de originele vergelijking van Van der Meer, zoals opgenomen in paragraaf 6.1, voor een breuksteen bekleding (zie ook paragraaf 5.2.2.2 in de Rock Manual). Deze formules voor plunging en surging golven dienen echter te worden uitgebreid met een coëfficiënt Y (Y<1). Deze coëfficiënt zorgt ervoor dat de benodigde Dn50 groter wordt. Zie paragraaf 6.9 voor de juiste waarde van Y.

  Naast de dimensionering op golven dienen ook de andere belastingen, zoals omschreven in paragraaf 3.2.2 tot en met 3.2.4, bekeken te worden.

  

  Figuur 3-2: Bovengrens overlaging

  In hoofdstuk 6 wordt onder meer aandacht besteed aan het te hanteren schadegetal S. Deze varieert niet alleen met de taludhelling, maar ook met een overlap van de breuksteen- bekleding ten opzichte van het hoogste niveau van de afgekeurde steenzetting. Het schadegetal, dat in de berekening meegenomen dient te worden, mag groter zijn als de overlap groter is en er dus een extra reserve ontstaat. De overlap zorgt wel voor een hoger te hanteren waterstand. De golfhoogte die in de berekening gebruikt moet worden, wordt hierdoor mogelijk ook groter.

  Katern I: Ontwerp