Overgangs- en aansluitingsconstructies - Dimensioneren

Een overgangsconstructie maakt de overgang tussen twee bekledingstypen mogelijk. De onderdelen die een horizontale overgangsconstructie moet bevatten, worden sterk bepaald door de lager- en hogerliggende toplaagtypen en onderlagen:

• Afhankelijk van de constructieve eigenschappen kan ter plaatse van de overgang een diepstekende betonband, een niet-diepstekende betonband of helemaal geen betonband nodig zijn;

• Als de overgang een ongunstige invloed heeft op de toplaagstabiliteit van de aansluitende steenzetting, zijn bijzondere voorzieningen nodig (penetratie of zwaardere uitvoering van de toplaag).

  Behalve horizontale komen ook verticale overgangsconstructies voor. Omdat de golfaanval in werkelijkheid een drie-dimensionaal proces is, gelden voor verticale overgangen in principe dezelfde overwegingen als voor horizontale overgangen.

  De aansluiting van een steenzetting op een andere constructie in het dijklichaam wordt een aansluitingsconstructie genoemd. Hiervoor geldt grotendeels dezelfde problematiek als bij overgangsconstructies. vanwege grotere opwaartse waterdruk is er grotere kans op toplaaginstabiliteit en vanwege de onderbreking van de constructie is er grotere kans op materiaaltransport (zie paragraaf 14.5). Daarom wordt in veel gevallen een strook van beperkte breedte ingegoten met gietasfalt of wordt de toplaag overgedimensioneerd. Voor

  overgangs- en aansluitingsconstructies naar duinen wordt verwezen naar het Technisch Rapport Duinafslag [18].

  Onderhavige paragraaf beschrijft hoe het benodigde type betonband kan worden bepaald, onder welke voorwaarden de negatieve invloed van overgangen in rekening moet worden gebracht en welke bijzondere voorziening daartegen kan worden toegepast.

  Eerst wordt het type betonband gekozen (stap 1). Vervolgens moet bepaald worden of voorzieningen nodig zijn (stap 2), en zo ja welke (stap 3). Dat wordt bepaald door te kijken naar de negatieve invloed die een overgang kan hebben op de toplaagstabiliteit van de omringende bekleding. Tenslotte wordt de constructie gedetailleerd (stap 4).

  Stap 1: Keuze van het type betonband

  Zoals besproken in de voorgaande paragraaf is ter plaatse van de overgang een diepstekende betonband, een niet-diepstekende betonband of helemaal geen betonband nodig, afhankelijk van de constructieve eigenschappen van de granulaire laag en de toplaag van beide aansluitende bekledingen. Daarbij gelden de volgende overwegingen.

  • Als de onderlagen van twee aansluitende bekledingen uit duidelijk verschillende materialen bestaan, zijn voorzieningen nodig om materiaaltransport tussen de granulaire lagen van de hoger- en lagergelegen bekleding te voorkomen (geotextiel).

  • Als de lagerliggende toplaag níet uit rechthoekige elementen bestaat, is een rechtlijnig vlak element nodig indien het gewenst is om de hogerliggende bekleding machinaal per pakket er tegenaan te plaatsen.

    Op basis van deze overwegingen kan met de werkwijze in Figuur 4-5 het type betonband worden gekozen.

    Stap 2: Bepaling noodzaak bijzondere voorzieningen

    Als de overgangsconstructie onder ontwerppeil ligt, kan deze een ongunstige invloed hebben op de toplaagstabiliteit van de aansluitende steenzetting. Als deze invloed significant is, zijn bijzondere voorzieningen nodig (zie de volgende stap). De overgang kan een ongustige invloed hebben wanneer bijvoorbeeld de granulaire laag door de overgangsconstructie wordt afgesloten.

    Overigens wordt in de praktijk vaak zonder meer besloten om de overgang in te gieten (een bijzondere voorziening, zie de volgende stap). Door het ingieten ontstaat er een kans op overdrukken onder de bekleding. Wanneer hier zorgvuldig mee omgegaan wordt, mag zonder verder rekenwerk worden aangenomen dat de negatieve invloed van de overgang afdoende wordt gecompenseerd. In dat geval kunnen de berekeningen in deze stap dus achterwege worden gelaten.

    Aparte aandacht is nodig als verwacht mag worden dat de overgangsconstructie minder zal zakken dan de lagergelegen bekleding (als de betonband dieper steekt dan de toplaag eronder en deze toplaag naar verwachting zal zakken). In dat geval zijn niet direct bijzondere voorzieningen nodig, maar moet wel regelmatig inspectie worden uitgevoerd zodat eventueel maatregelen kunnen worden getroffen tegen toplaaginstabiliteit en materiaaltransport.

    Afgesloten granulaire laag

    De eerste oorzaak, de afgesloten granulaire laag, speelt in ieder geval een rol als in de vorige stap van het ontwerp gekozen is voor een diepstekende betonband om

    materiaaltransport tussen de granulaire lagen boven en onder de overgang te voorkomen. De afsluiting van de granulaire laag leidt tot verhoging van de opwaartse waterdruk en mogelijke afname van wrijving/klemming, en daarmee tot een grotere kans op toplaaginstabiliteit.

    

    Stap 3: Bijzondere voorzieningen

    Bijzondere voorzieningen zijn penetratie van zwaardere uitvoeringen van de toplaag, zie Figuur 4-6.

    In de meeste gevallen wordt de negatieve invloed van overgangsconstructies gecompenseerd door penetratie met gietasfalt. Penetratie houdt in dat de bekleding over een bepaalde breedte wordt ingegoten, waarbij het asfalt tot in de granulaire laag moet doordringen. Het is belangrijk dat de bekleding niet over te grote breedte wordt ingegoten, omdat daardoor de doorlatendheidseigenschappen juist ongunstiger worden. Bij een afgesloten granulaire laag moet alleen de spleet onder de overgangsconstructie worden ingegoten, terwijl bij een sprong in de leklengte alleen de ongunstig belaste bekleding over een breedte van 1 maal de leklengte moet worden ingegoten. Gietasfalt kan alleen worden gebruikt als de toplaag nog niet is ingewassen; bij een wel ingewassen toplaag kan het vloeibaarder mastiek worden toegepast, mits er voor wordt gezorgd dat dit tot in de granulaire laag doordringt. Als de toplaag is ingezand, bereikt de penetratie zeker niet de granulaire laag en is dit dus niet zinvol. Als penetratie op de beschreven wijze mogelijk is, mag zonder verder rekenwerk worden aangenomen dat de negatieve invloed van de overgang afdoende wordt gecompenseerd.

    

    Figuur 4-5: Overgangsconstructie met bijzondere voorzieningen

    Soms kan de overgang niet worden ingegoten, bijvoorbeeld omdat er geen brede langsvoegen zijn. In dat geval moet de negatieve invloed worden berekend en gecompenseerd door zwaardere uitvoering van de toplaag. Dit is bijvoorbeeld het geval bij een bekleding van gekantelde betonblokken koud tegen elkaar, onder een bekleding van waterbouwasfaltbeton.

    De overgangsconstructie zelf heeft normaal gesproken geen functie in het opvangen van krachten en wordt dus niet op sterkte gedimensioneerd. De afmetingen van de onderdelen worden afgestemd op de omliggende bekleding en hangen verder af van de beschikbaarheid op de markt en lokale ervaring.

    De consequentie van de overgangsconstructie op de bekleding onder de overgang wordt verdisconteerd door STEENTOETS. De steenzetting vlak boven de overgang wordt doorgaans niet of nauwelijks beïnvloed door de overgangsconstructie.

    Opmerkingen:

    Er is sprake van een goed ontwerp wanneer de samenstelling van de toplaag zo gekozen is dat uitspoeling van onderliggende laag wordt voorkomen. Bij een overgangs- of aansluitconstructie wordt de laagopbouw abrupt doorbroken en ontstaat er in principe een vertikale doorgaande ‘naad’. Om uitspoeling van de onderlaag, of kernmateriaal te voorkomen, dient bij het ontwerp specifiek aandacht aan dit potentieel probleem besteed te worden. Mogelijke oplossingen zijn:

    • Doorzetten van de onderlagen voorbij de aansluitconstructie (onder bijvoorbeeld de betonband door);

    • Doorzetten of ‘omklappen’ van het aanwezige geotextiel;

    • Ingieten van de naden van de toplaag (aan weerszijde van de overgang over een lengte van bijvoorbeeld 1 meter).