Uitbreiding verkennende studie Functioneel specificeren asfaltdijkbekledingen, 2 e fase

Transcriptie

1 KOAC NPC Esscheweg TV Vught Tel Fax e Uitbreiding verkennende studie Functioneel specificeren asfaltdijkbekledingen, 2 e fase KOAC NPC Instituut voor materiaal- en wegbouwkundig onderzoek B.V. KvK Apeldoorn BTW NL B.01 Apeldoorn, Groningen, Nieuwegein, Vught Telefoon KOACNPC of

2 Projectnummer : e Offertenummer en datum : e /advv/rda d.d. 16 september 2014 Titel rapport : Functioneel specificeren asfaltdijkbekledingen, 2e fase Status rapport : Definitief Naam opdrachtgever : Deltares Adres : Postbus 177 Plaats : 2600 MH DELFT Naam contactpersoon : ir. A. van Hoven Datum opdracht : 26 september 2014 Kenmerk opdracht : GEO-0004 Contactpersoon KOAC NPC : ir. M.P. Davidse Auteur(s) rapport : ir. M.P. Davidse ing. I. van Vilsteren Rapportage Autorisatie Naam: ir. M.P. Davidse Naam: ing. I. van Vilsteren Functie: Adviseur Functie: Adviseur Handtekening: Handtekening: Datum: 16 december 2014 Datum: 16 december 2014 Zonder schriftelijke toestemming van KOAC NPC mag het rapport niet anders dan in zijn geheel worden gereproduceerd. e pagina 2 van 42

3 Inhoudsopgave 1 Inleiding Inleiding en doel Opbouw rapport Stand van het project Inleiding Projectfasen Samenvatting werkzaamheden Samenvatting en conclusies Literatuuronderzoek modellen Inleiding Gebruikte referenties Beschikbare modellen Conclusies en aanbevelingen Beleidseisen, gebruikseisen en functie-eisen Inleiding Beleidseisen Gebruikerseisen Functie-eisen Samenvatting en conclusies Vaststellen relevante constructie-eisen Inleiding Koppeling eisen en bezwijkmechanismen Belastingen en bezwijkmechanismen Constructie-eisen Voorkomen degradatie van de constructie Inleiding Constructie-eisen Materiaaleisen Bouwstofeisen Testmethoden Weerstand tegen klimatologische belasting Inleiding Voorkomen materiaaltransport door temperatuurscheuren Constructie-eisen Materiaaleisen Bouwstofeisen Testmethoden Voorkomen wateroverdrukken e pagina 3 van 42

4 8.1 Inleiding Constructie-eisen Materiaaleisen Bouwstofeisen Testmethoden Weerstand tegen bijzondere belastingen Inleiding Constructie-eisen, materiaaleisen en bouwstofeisen Samenvatting Conclusies en aanbevelingen Conclusies Aanbevelingen Referenties e pagina 4 van 42

5 1 Inleiding 1.1 Inleiding en doel In verband met nieuwe contractvormen (prestatiebestekken) waarbij de opdrachtgever de prestaties formuleert die de opdrachtnemer moet leveren, is onderzoek benodigd naar de eisen die aan de asfaltdijkbekleding gesteld moeten worden. In het onderzoeksplan asfaltdijkbekleding [1] is voor een aantal jaren budget gereserveerd om deze eisen te formuleren voor asfaltdijkbekledingen. Naast dat deze functionele eisen gebruikt kunnen worden in een contract bij aanleg van de bekleding kan tijdens de levensduur van de bekleding getoetst worden of aan de functionele eisen wordt voldaan. Het uiteindelijke doel van de projectgroep is om eind 2016 de volgende documenten beschikbaar te hebben: een leidraad functioneel specificeren van asfaltdijkbekledingen; input ten behoeve van hoofdstuk 52 van de Standaard RAW Bepalingen [2]; input ten behoeve van EMVI-criteria. Dit doel wordt bereikt door elk jaar een deel van de eisen op te stellen. In dit rapport is ingegaan op de eisen die gesteld kunnen worden voor de sporen wateroverdrukken en voorkomen materiaaltransport. 1.2 Opbouw rapport Omdat het project in een aantal fasen wordt uitgevoerd is in hoofdstuk 2 de stand van zaken gerapporteerd. In dit hoofdstuk is ingegaan op de resultaten uit de eerder uitgevoerde onderzoeken. Vervolgens is in hoofdstuk 3 ingegaan op de uitgevoerde literatuurstudie. De algemene eisen die gesteld kunnen worden op de niveaus boven de constructie zijn beschreven in hoofdstuk 4. In hoofdstuk 5 is een keuze gemaakt voor welke constructie-eisen relevant zijn voor asfaltbekledingen met de functie waterkeren. Vervolgens zijn de verschillende constructie-eisen behandeld. De eisen die kunnen worden opgesteld voor het voorkomen van degradatie van het materiaal zijn beschreven in hoofdstuk 6. Vervolgens is in hoofdstuk 7 ingegaan op de weerstand tegen temperatuursbelasting. De functionele eisen die ten aanzien van wateroverdrukken gespecificeerd kunnen worden zijn in hoofdstuk 8 beschreven. De weerstand tegen bijzondere belastingen is beschreven in hoofdstuk 9. In hoofdstuk 10 is een samenvatting van dit rapport gegeven. De conclusies en aanbevelingen zijn beschreven in hoofdstuk 11. De gebruikte referenties in dit rapport zijn weergegeven in hoofdstuk 12. e pagina 5 van 42

6 2 Stand van het project 2.1 Inleiding Omdat het definiëren van functionele specificaties in meerdere jaren wordt uitgevoerd is in dit hoofdstuk de stand van het onderzoek beschreven. 2.2 Projectfasen Door de projectgroep asfaltdijkbekledingen zijn reeds enkele documenten opgesteld, te weten: Plan van aanpak; Functioneel specificeren Asfaltdijkbekledingen, Fase 2 definitieve studie, 5 februari 2013, Ing. C.C. Montauban [3] Functioneel Specificeren van Asfaltdijkbekledingen, Verkennende studie, Definitief rapport, Rapportnr , Ir. M.F.C. van de Ven en Ing. C.C. Montauban, mei 2013 [4] Uitbreiding verkennende studie, Functioneel Specificeren asfaltdijkbekledingen (conceptrapport e ), KOAC NPC, 2014 [5] In referenties [3] en [4] is een algemene beschrijving gegeven voor het functioneel specificeren van asfaltdijkbekledingen. De verschillende eisen die kunnen worden gesteld zijn genoemd. Ook zijn niveaus gedefinieerd op welke de eisen worden gesteld. Recent is referentie [5] opgesteld wat kan worden gezien als een uitbreiding van referentie [4]. Het doel is geweest om definities te geven van de verschillende niveaus waarop eisen gesteld kunnen worden. De functie-eis stormbestendigheid en de daaruit voortvloeiende constructie-eis golfklapbestendigheid is verder uitgewerkt voor het bekledingtype waterbouwasfaltbeton. De materiaaleisen en bouwstofeisen voor deze constructie-eis zijn verder uitgewerkt. In 2.3 zijn de resultaten samengevat. 2.3 Samenvatting werkzaamheden Niveaus in functioneel specificeren Na een uitleg van wat functioneel specificeren inhoudt, hoe dit is ontstaan in combinatie met de ontwikkeling van systems engineering zijn de verschillende niveaus gedefinieerd waarop eisen gesteld kunnen worden. De figuur die deze niveaus weergeeft is overgenomen en zichtbaar als Figuur 1 in dit rapport. e pagina 6 van 42

7 Figuur 1 Piramide van eisen [5] De niveaus worden weergegeven als een piramide omdat een eis op het hoogste niveau (maatschappij, beleidseis) invloed heeft op meerdere onderliggende eisen. Bij het afdalen van de piramide worden het abstractieniveau en de oplossingsvrijheid beperkter Voorbeeld eisen op verschillende niveaus De soorten eisen voor een waterkering zijn als volgt: Vanuit de wens van de maatschappij om veilig te kunnen wonen en verblijven wordt een beleidseis (niveau 1) geformuleerd. Dit leidt tot de keuze voor bijvoorbeeld een dijkring. Uit de wensen en randvoorwaarden van gebruikers (niveau 2) aan de waterkering, zoals kans van overstromen, volgt de keuze voor een dijk. Deze dijk moet onder andere stormbestendig zijn. Deze functie-eisen (niveau 3) leiden tot en bepaalde constructieopbouw. Uit de functionele eisen volgen constructie-eisen (niveau 4) aan elk onderdeel in de bekledingsconstructie van de dijk, een specifieke laag of constructiedeel (bijvoorbeeld; teenconstructie, voegovergang). Vervolgens worden eisen gesteld aan materiaaleigenschappen (niveau 5) en tot slot aan de bouwstoffen (niveau 6) waarmee deze kunnen worden gerealiseerd. Omdat het doel is om functioneel te specificeren voor asfaltdijkbekleding is vervolgens afgedaald naar een niveau welke relevant is voor asfaltdijkbekleding. Voor de beleidseis: Burger veilig voor water zijn immers zeer veel mogelijkheden van systemen, subsystemen, componenten, elementen en e pagina 7 van 42

8 materialen. Zodoende is ingegaan op de functie-eis stormbestendigheid en de constructie-eis golfklapbestendigheid Invulling voor waterbouwasfaltbeton Waterbouwasfaltbetonbekledingen worden toegepast op de buitenzijde van een dijklichaam. De bekleding moet het basismateriaal van het dijklichaam beschermen tegen erosie onder golfaanval omdat dit materiaal dit zelf niet kan weerstaan. De functie-eisen en constructie-eisen zijn schematisch weergegeven in Figuur 2. 1) Beleidseisen 2) Gebruikers eisen 3) Functie-eisen 4) Constructie eisen 5/6) Materiaal en bouwstof eisen Figuur 2 Functieniveaus bij waterkeringen [5] De functie-eisen zijn gekoppeld aan de bezwijkmechanismen voor waterbouwasfaltbetonbekledingen. De bezwijkmechanismen zijn beschreven in de conceptversie van Technisch Rapport Dijkbekledingen Deel 2:Asfalt [6]. Gekoppeld aan deze bezwijkmechanismen zijn de volgende constructie-eisen gedefinieerd: weerstand tegen golfklappen weerstand tegen wateroverdrukken voorkomen materiaaltransport weerstand tegen erosie voorkomen erosie onderlaag e pagina 8 van 42

9 Vervolgens zijn de volgende materiaaleisen gedefinieerd onder de constructie-eis weerstand tegen golfklappen: weerstand tegen herhaalde belasting (vermoeiing) weerstand tegen extreme belasting weerstand tegen dwarskrachten Voor de materiaaleisen worden verschillende eisen opgesteld afhankelijk van het tijdspad waarin de bekleding zich bevindt. Voorbeelden hiervan zijn aanleg, onderhoud, tijdens storm en bij opbreken/ recycling. Oftewel, de eisen gelden niet alleen bij aanleg, het moment waarop deze geëist worden maar tijdens de hele levensduur. De bekleding moet duurzaam zijn. De materiaaleis weerstand tegen vermoeiing is verder uitgewerkt in bouwstofeisen. De bouwstofeisen bestaan uit eisen aan de afzonderlijke materialen in het mengsel, de samenwerking tussen de materialen en het gedrag van het mengsel. 2.4 Samenvatting en conclusies Functioneel specificeren kan op verschillende niveaus waarbij de abstractie en oplossingsvrijheid veranderd. Voor waterbouwasfaltbetonbekleding zijn eisen op het niveau van functie en constructie relevant. In het rapport fase 1 is ingegaan op de functie-eis waterkeren en de constructie-eis golfklapbestendigheid. Vervolgens is de materiaaleis weerstand tegen vermoeiing uitgewerkt. Er kunnen in dit kader eisen worden gesteld aan de bouwstoffen die gebruikt worden in het mengsel. e pagina 9 van 42

10 3 Literatuuronderzoek modellen 3.1 Inleiding Het literatuuronderzoek is gericht op het vaststellen van het gedrag van waterbouwasfaltmengsels in de tijd. Voor dit onderzoek zijn de rapporten bestudeerd die de afgelopen 10 jaar zijn opgesteld in het kader van het onderzoeksprogramma voor asfaltdijkbekledingen. 3.2 Gebruikte referenties Levensduurmodel op basis van de buigtreksterkte Recent is een levensduurmodel ontwikkeld voor waterbouwasfaltbeton bekledingen. Gezien het aantal gegevens en de verificatie die is uitgevoerd lijkt dit model zeer geschikt om te gebruiken in het kader van functioneel specificeren. Afgelopen jaren is het model (door)ontwikkeld welke de achteruitgang van de buigtreksterkte van een waterbouwasfaltbeton bekleding beschrijft. Het model is gebaseerd op proeven uitgevoerd in een laboratorium. In deze buigtreksterkteproef wordt een balk, verkregen uit de bekleding, éénmalig belast tot bezwijken. Dit model is afgelopen jaren ontwikkeld [7] en gevalideerd [8] Monitoring van teruggang van de sterkte In het jaar 2007 is onderzoek uitgevoerd naar bruikbare (meet)methoden om de teruggang in de sterkte van asfaltdijkbekledingen te kunnen vaststellen. In het kader van de veiligheidsbeoordeling van waterbouwasfaltbetonbekledingen is dit onderzoek uitgevoerd. De resultaten zijn beschreven in het rapport: Relatie tussen sterkte en stijfheid in de context van de inspectiemethode meerjarig onderzoek asfaltdijkbekledingen [9]. Als aanvulling op deze referentie zijn andere meetmethoden beschreven in een notitie [10] Regfor model Het Regfor model is ontwikkeld om de vermoeiingseigenschappen van waterbouwasfaltbetonmengsels te voorspellen op basis van een aantal standaardeigenschappen [11]. Bij het uitvoeren van de veiligheidstoetsingen bleek dat het model niet voldoende voorspelkracht had om te kunnen gebruiken. Dit ondanks dat een statistisch betrouwbaar model gevonden was. Meer onderzoek is nodig om het model verder te kunnen ontwikkelen. Om deze redenen is verder in dit rapport niet meer ingegaan op dit model Vermoeiingslijn en rekken In het kader van de wettelijke veiligheidstoetsing worden valgewichtmetingen uitgevoerd om de achteruitgang van de sterkte te monitoren. Deze methode is opgenomen in de werkwijzebeschrijving voor de toetsing van waterbouwasfaltbeton op golfklappen [12]. Recent is in het kader van continue inzicht een rapport opgesteld waarin deze monitoring is beschreven [13]. e pagina 10 van 42

11 Buigtreksterkte (MPa) 3.3 Beschikbare modellen Levensduurmodel op basis van de buigtreksterkte De buigtreksterkte van de asfaltbekleding is een belangrijke parameter. Dit omdat de bekleding in de praktijk tijdens een storm door buiging belast wordt en een minimale sterkte moet hebben om deze belasting te weerstaan. Een afname van de sterkte resulteert in een grotere kans op bezwijken tijdens een storm. Deze afname van de sterkte is in een model verwerkt waarbij de invoerparameters de leeftijd van de bekleding en de holle ruimte van de bekleding zijn [7]. Het model is zichtbaar in Figuur 3. 12,0 10,0 Buigtreksterktemodel Gemiddelde HR=4% Gemiddelde HR=6% Gemiddelde HR=8% Gegevens Ondergrens HR=4% Ondergrens HR=6% Ondergrens HR=8% 8,0 6,0 4,0 2,0 0, Leeftijd (jaren) Figuur 3 Buigtreksterktemodel bij verschillende holle ruimtes Dit model is bruikbaar wanneer een bepaalde levensduur van de bekleding geëist wordt in een functionele specificatie. De benodigde sterkte is belastingafhankelijk en daarmee dus locatie afhankelijk. Ook is duidelijk dat de holle ruimte invloed heeft op de buigtreksterkte en de afname van de sterkte in de tijd. Het model kan gebruikt worden om te toetsen of de sterkte bij aanleg voldoende is om de benodigde sterkte aan het einde van de levensduur te bereiken. In het model is een ondergrens zichtbaar welke de spreiding die in de tijd ontstaat verdisconteert. Ten behoeve van functioneel specificeren, zal bij het ontwerp en aanleg rekening moeten worden gehouden met deze spreiding Vermoeiingslijn en rekken De relatie tussen het aantal lastherhalingen dat een asfaltbekleding kan weerstaan en de rek wordt weergegeven in een vermoeiingslijn. De rek die optreedt onder een golfbelasting kan worden berekend door de opgewekte spanning te delen door de elasticiteitsmodulus. Ook kan de rek worden berekend die met een valgewichtmeting wordt opgewekt in de bekleding. e pagina 11 van 42

12 Aantal lastherhalingen t.o.v (log N) Lastherhalingen t.o.v (%) Aantal lastherhalingen log(n) (-) Wanneer in de jaren een toename van de rek onder valgewichtmetingen wordt geconstateerd duidt dit op een afname van de sterkte van de bekleding. De bekleding kan minder lastherhalingen weerstaan. Een voorbeeld hiervan is weergegeven in Figuur 4. 5,00 Vermoeiingslijn WAB 3pb-proeven o.b.v. de rek 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 Vermoeiingsdata 5% breukrek Vermoeiingslijn Na correctie stijfheid Breukrek data VGD_eval 2002 VGD_eval 2009 VGD_eval 2011 VGD_eval ,50 1,00 0,50 0,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 Opgelegde maximale rek log(e o ) (log (mm/m)) Figuur 4 Gekromde vermoeiingslijn WAB o.b.v. de rek [13] 0,0 Afname aantal lastherhaling o.b.v. vermoeiingslijn en rek uit VGDmetingen 100% -0,2-0,4 90% 80% 70% -0,6 60% 50% -0,8 Afname aantal lastherhalingen 40% -1,0 afname als percentage 30% Poly. (Afname aantal lastherhalingen) 20% -1,2 Poly. (afname als percentage) 10% -1,4 0% Jaar van meting Figuur 5 Beeld van de afname van de vermoeiingssterkte t.o.v. de eerste VGD-meting [13] e pagina 12 van 42

13 De vermoeiingslijn uit Figuur 4 kan gebruikt worden om te toetsen of de vermoeiingseigenschappen van het nieuw aangebrachte mengsel voldoende zijn in relatie tot deze bekende data. Opgemerkt wordt dat naast de vermoeiingseigenschappen op basis van de rekken het aan te bevelen is de relatie tot de spanning ook te bepalen. In de veiligheidstoetsing wordt de vermoeiingslijn op basis van de spanning gebruikt. Ook kan geëist worden dat de rekken gemeten met valgewichtdeflectiemetingen na 5 of 10 jaren nog geen verhoging vertonen. 3.4 Conclusies en aanbevelingen Er zijn verschillende modellen beschikbaar die gebruikt kunnen worden in het kader van functioneel specificeren. Het belangrijkste aspect van deze modellen is dat er een tijdeffect verdisconteerd kan worden zoals de afname van de sterkte in de tijd. Het levensduurmodel is alleen van toepassing op waterbouwasfaltbetonbekledingen. Voor een bekleding van open steenasfalt zijn niet voldoende gegevens beschikbaar om een dergelijk model op te zetten. De afname van de vermoeiingssterkte in de tijd met behulp van VGD-metingen kan op de bekledingtypen open steenasfalt en waterbouwasfaltbeton worden toegepast. Deze modellen worden verderop in dit rapport aangehaald. In de volgende fase van het project functioneel specificeren asfaltdijkbekledingen wat uitgevoerd wordt in 2015 worden toetsingskaders opgesteld waarbij deze modellen gebruikt worden. e pagina 13 van 42

14 4 Beleidseisen, gebruikseisen en functie-eisen 4.1 Inleiding In dit hoofdstuk zijn op drie niveaus de eisen uitgewerkt die te maken hebben met het veilig wonen voor water. In 4.2 zijn de beleidseisen toegelicht. Vervolgens zijn de gebruikseisen die gelden voor Nederland toegelicht in 4.3. Het onderliggende niveau van functie-eisen zijn beschreven in Beleidseisen Vanuit de maatschappij is de eis dat burgers veilig kunnen leven en water geen gevaar vormt. Beleidsmakers zijn gekozen om deze eis in te willigen. Een eis van de gebruiker is dat de risico s op overstroming laag moeten zijn en dat het mogelijk moet zijn om (alle) maatschappelijke functies uit te kunnen blijven oefenen. Op beleidsniveau kunnen de risico s ter discussie staan of de vraag of alle maatschappelijke functies altijd uitgevoerd moeten kunnen worden. 4.3 Gebruikerseisen Voor de functie waterkeren is de gebruikerseis Het beschermen van mensen en goederen tegen overstroming. De keuze voor het systeem van dijkringen is in het verleden al gemaakt. Eeuwen geleden zijn dijkringen opgesteld, ontstaan vanuit het systeem van terpen en verbindingen daartussen. Het systeem is niet eenvoudig te veranderen. De kosten daarvoor zijn meestal te hoog alhoewel de afsluitingen van de zeegaten en riviermondingen voorbeelden zijn van een veranderend systeem. In Nederland is een groot deel van de maatschappij de gebruiker van het systeem. Desondanks kan het zijn dat de beleidseisen (vanuit de politiek) anders zijn dan de gebruikerseisen. Dit omdat dat kosten voor specifieke gebruikseisen te hoog worden geacht. 4.4 Functie-eisen Als subsysteem is meestal gekozen voor een dijk. Op plaatsen waar dat nodig was zijn keerwanden gebruikt. De subsystemen zijn aan meer verandering onderhevig omdat de impact hiervan minder is dan de verandering van een systeem. Wanneer een subsysteem is gedefinieerd volgen de functie-eisen. De functie-eisen voor een asfaltbekleding op een dijk zijn [6]: Waterkeren voorkomen materiaaltransport Natuur&milieu (landschap/ecologie) beschermen Bereikbaarheid (verkeer) mogelijk maken Recreatie mogelijk maken In dit rapport wordt voorgesteld de functie waterkeren te vervangen door voorkomen materiaaltransport. Dit omdat het keren van water een functie is van het dijklichaam en niet van de bekleding. Het enige doel van de bekleding is het voorkomen van materiaaltransport zodat dit als functie kan worden omschreven. Wanneer de dijk aan deze functie-eisen moet voldoen moeten de (of enkele) constructies op deze dijk ook aan deze functies voldoen. Wanneer op dit niveau eisen worden gesteld is de e pagina 14 van 42

15 keuze voor de verschillende typen constructies vrij. Een waterbouwasfaltbetonbekleding is daarbij één van de mogelijkheden. Op dit niveau is het relevant om de eis te stellen dat de constructie stabiel moet zijn op het talud. Voor bijvoorbeeld vol en zat gepenetreerde breuksteen is het belangrijk dat deze stabiel blijft in de tijd. Het dijklichaam moet stabiel genoeg zijn om de bekleding zijn functie te laten behouden. Afschuiving van de bekleding mag niet plaatsvinden. 4.5 Samenvatting en conclusies Vanuit de maatschappij wordt gewenst om veilig te wonen voor water. Hiervoor zijn beleidseisen opgesteld waarmee onder andere de mate van risico van overstromen zijn vastgesteld. Het type systeem dat in Nederland gebruikt wordt (systeem van dijkringen) is in het verleden ontstaan. Systemen zijn aan weinig veranderingen onderhevig omdat de kosten hiervoor zeer groot zijn. De gebruikseisen komen overeen met de beleidseisen die gesteld worden. Het subsysteem dat in veel gevallen gebruikt wordt is een dijk. Voor de functie-eisen die aan dijken worden gesteld zijn verschillende constructies mogelijk. De constructies gezamenlijk of de constructies afzonderlijke moeten aan de functie-eisen voldoen. Op dit niveau is het relevant om de eis te stellen dat de constructie stabiel moet zijn op het talud. e pagina 15 van 42

16 5 Vaststellen relevante constructie-eisen 5.1 Inleiding Voor het functioneel specificeren van asfaltdijkbekledingen moeten constructie-eisen, materiaaleisen en bouwstofeisen worden opgesteld. Deze eisen zijn afhankelijk van de belastingen die moeten kunnen worden weerstaan. Om gestructureerd en overzichtelijk constructie-eisen op te kunnen stellen is in dit hoofdstuk een indeling van eisen gemaakt. Deze zijn gekoppeld aan de bezwijkmechanismen van asfaltdijkbekledingen. 5.2 Koppeling eisen en bezwijkmechanismen Wanneer de constructie-eisen opgesteld moeten worden kan per constructie onderdeel een eis worden opgesteld waaraan moet worden voldaan. Een voorbeeld hiervan is dat het basis materiaal van het dijklichaam (bijvoorbeeld het zand) niet uit mag spoelen tijdens een storm, er mag geen materiaaltransport plaatsvinden. Materiaaltransport is het gevolg van het ontstaan van scheuren in een asfaltdijkbekleding. Het ontstaan van scheuren kan veroorzaakt worden door verschillende bezwijkmechanismen. Dit kan door wateroverdrukken, golfklappen of temperatuurswisselingen. Het voorkomen van materiaaltransport kan ook worden gezien als een eis die gesteld wordt aan de lagen onder de asfaltdijkbekleding. Omdat in dit rapport functionele specificaties voor asfaltdijkbekledingen worden opgesteld worden de eisen gekoppeld aan de bezwijkmechanismen van asfaltdijkbekledingen. Deze zijn wel allemaal gericht op het voorkomen van materiaaltransport van het dijklichaam. Verder zijn er twee tijdschalen waarop de eisen gericht moeten zijn. De asfaltbekleding moet tijdens de gehele levensduur functioneren voor de belastingen die tijdens de levensduur optreden. De asfaltbekleding moet voor een specifiek aantal belastingen functioneren tijdens een maatgevende storm. De eisen die vervolgens worden gesteld zijn ook gericht op een duur van een storm. Dit wordt uitgelegd met twee voorbeelden. Stripping is een proces dat bij hoge leeftijd van de bekleding op kan treden. Dit resulteert in een afname van de sterkte. De eisen die gesteld worden om stripping te voorkomen zijn gericht op een lange termijn, de levensduur van de bekleding. Tijdens een storm wordt de asfaltbekleding belast door golfklappen. De eisen die gesteld worden aan de asfaltdijkbekleding is gericht op een stormduur van 35 uur met een bepaalde golfhoogte en golfperiode. 5.3 Belastingen en bezwijkmechanismen De belastingen en bezwijkmechanismen van asfaltdijkbekledingen zijn vastgesteld in een workshop faalkansen [14]. De bezwijkmechanismen zijn gestructureerd ondergebracht in een faalkansenboom. Wanneer deze faalkansenboom gevolgd wordt kunnen eisen worden opgesteld voor elk bezwijkmechanisme. Belangrijk onderscheid welke in de faalkansenboom wordt gemaakt is het verschil in tijdschaal van de belastingsituatie: 1. Tijdens de levensduur van de bekleding (gele deel in bijlage 1); 2. Tijdens een maatgevende storm (blauwe deel in bijlage 1). e pagina 16 van 42

17 Dit onderscheid zal in dit rapport ook worden gemaakt bij het opstellen van de eisen. Vervolgens moet ook onderscheid worden gemaakt tussen de belasting zelf en het gevolg van de belasting (een schade). In bijlage 1 is de faalkansenboom weergegeven. Tijdens de levensduur van de bekleding treden de volgende belastingen op: 1. Chemische of biologische belasting; 2. Klimatologische belasting; 3. Bijzondere belastingen. Tijdens een maatgevende storm treden de volgende belastingen op: 1. Golfklappen; 2. Stijgende grondwaterstand in het dijklichaam (wateroverdrukken, scheuren); 3. Bijzondere belastingen (scheuren, afschuiving, erosie). De gevolgen van deze belastingen (op beide tijdschalen) leiden tot bezwijken tijdens een storm (oranje vakken in bijlage 1) Chemische of biologische belasting Chemische of biologische aantasting bestaat uit aantasting door stripping of aantasting door plantengroei. Het gevolg van deze aantasting is een vermindering van de samenhang en dus de sterkte met als gevolg materiaaltransport door de bekleding. Een meer algemene term is degradatie van het materiaal waaronder ook stripping valt Klimatologische belasting Door temperatuursverschillen krimpt de bekleding of zet deze uit. Hierdoor ontstaan spanningen aan het oppervlak die kunnen leiden tot scheurvorming. Het gevolg van het ontstaan van scheuren is materiaaltransport door de bekleding. In de winter kan vocht in de bekleding bevriezen waardoor het uitzet. Dit uitzetten kan schade veroorzaken in de asfaltbekleding Golfklappen Golfklappen veroorzaken spanningen in de bekleding door druk en buiging. Ook zorgen golfklappen voor een waterstroom langs het oppervlak of, wanneer openingen aanwezig zijn, onder de bekleding. Het gevolg van het ontstaan van spanningen is dat vermoeiing van het asfalt op kan treden of dat het asfalt in één keer bezwijkt. Het gevolg van een waterstroom (eventueel met sediment of andere losse delen) is erosie van het oppervlak. Bij vergaande erosie is de gehele laagdikte verdwenen of is de laagdikte te gering om golfklappen te kunnen weerstaan. Beide resulteren in materiaaltransport door de bekleding. Wanneer een dichte bekleding openingen heeft aan de onderzijde kunnen golven sterkte waterstromen in de opening veroorzaken. Wanneer bijvoorbeeld waterbouwasfaltbeton op een open steenafaltbekleding wordt aangebracht is het mogelijk dat er golfvoortplanting plaatsvindt in het open steenasfalt. Dit kan hoge drukken veroorzaken Stijgende grondwaterstand Een stijgende grondwaterstand zorgt, na een storm, voor een waterdruk onder de bekleding van binnenuit het dijklichaam. Ook veranderen de grondeigenschappen onder de bekleding. Het gevolg van een waterdruk onder de bekleding is dat de bekleding opgedrukt kan worden wat scheurvorming en/of afschuiving tot gevolg heeft. Vervolgens kan een waterstroom van e pagina 17 van 42

18 binnenuit materiaaltransport tot gevolg hebben. Meer informatie hierover is ondermeer beschreven in [15]. Veranderende grondeigenschappen kunnen leiden tot een verlaagde stijfheid of verweking van de ondergrond. Dit resulteert in hogere spanningen in de bekleding (zie golfklappen) of de mogelijkheid van afschuiving Bijzondere belastingen Onder bijzondere belastingen worden gevallen bedoeld die niet met regelmaat voorkomen en nauwelijks voorspeld kunnen worden qua frequentie en mate van voorkomen. Die zijn bijvoorbeeld aanvaringen door schepen of kruiend ijs. 5.4 Constructie-eisen Gezien de belastingen en bezwijkmechanismen moeten vijf algemene constructie-eisen worden opgesteld. De bijzondere belastingen tijdens de levensduur en tijdens de storm worden als één belasting gezien. De vijf constructie-eisen zijn weergegeven in de eisenboom in bijlage 2. Deze zijn: 1. Weerstand tegen stripping of plantengroei (zie hoofdstuk 6); 2. Weerstand tegen klimatologische belasting (zie hoofdstuk 7); 3. Golfklap bestendigheid (zie [5]); 4. Wateroverdrukbestendigheid (zie hoofdstuk 8); 5. Weerstand tegen bijzondere belastingen (zie hoofdstuk 9). Wanneer de constructie-eisen worden opgesteld moeten deze voor deze vijf eisen worden opgesteld bij de verschillende tijdschalen van levensduur en maatgevende storm. De constructie-eisen zijn in de volgende hoofdstukken in detail uitgewerkt samen met de onderliggende niveaus van materiaaleisen en bouwstofeisen. e pagina 18 van 42

19 6 Voorkomen degradatie van de constructie 6.1 Inleiding Desintegratie van de bekleding vindt plaats wanneer de bekleding aangetast wordt door vocht en/,of chemicaliën. Bij een asfaltbekleding treedt ook oxidatie van de bitumen op en veranderen de eigenschappen onder UV-straling. Verder is er invloed van plantengroei. Aantasting door vocht (stripping) begint aan het oppervlak van de bekleding en vindt steeds dieper in de bekleding plaats. Ook chemicaliën kunnen eenzelfde effect hebben. Er zijn verschillende dijklocaties bekend waar in het verleden aantasting heeft plaatsgevonden. Het gevolg van deze aantasting is een lokaal verminderde sterkte. Het is niet bekend of deze aantasting door alleen vocht of in combinatie met chemicaliën is veroorzaakt. Verdamping, oxidatie en UV-licht zorgen voor veranderingen in de bitumen. Doordat de lichte stoffen verdampen wordt de bitumen harder. Oxidatie in combinatie met temperatuurwisselingen zorgt voor langere koolstofketens in de bitumen. UV-licht kan moleculaire verbindingen verbreken. Planten kunnen in of door de bekleding groeien. Houtvormende gewassen drukken de bekleding uit elkaar. Riet groeit door de bekleding heen. Wanneer een hoge dichtheid van rietstengels door de bekleding is gegroeid, is de sterkte lokaal verminderd. Ook kan materiaaltransport ontstaan door de gaten in de bekleding. Herenmoes is een plantensoort dat door de bekleding heen kan groeien en materiaaltransport tot gevolg kan hebben. Planten kunnen ook een positieve bijdrage leveren aan de bekleding. Zo kan uitbundige begroeiing met wier ervoor zorgen dat minder tot geen erosie van de bekleding plaatsvindt. Deze aantasting en begroeiing is een lange termijn effect en heeft daarom een tijdschaal van enkele jaren. 6.2 Constructie-eisen De constructie-eis die opgesteld kan worden is dat degradatie van de constructie zoveel mogelijk moet worden voorkomen. Daarbij is de volgende definitie van belang: Degradatie is een proces waarbij een constructie bepaalde fysieke eigenschappen verliest. Degradatie bij asfaltdijkbekledingen bestaat uit: verlies van sterkte; verlies van samenhang. Een verlies van samenhang leid tot een verlies van sterkte. Toch kan de sterkte ook afnemen zonder dat de samenhang vermindert. Een voorbeeld is een achteruitgang in sterkte van bitumen waarbij er nog wel voldoende hechting is tussen de bitumen, mastiek en aggregaat. Hierbij treedt verbrossing op van de bitumen door oxidatie of UV-licht. Voorbeelden van oplossingen op het niveau van constructies zijn bijvoorbeeld: e pagina 19 van 42

20 Aanbrengen materiaal dat bestand is tegen degradatie; Aanbrengen oppervlak behandeling om aantasting door vocht, chemische of biologische aantasting van het oppervlak te voorkomen of te vertragen; Aanbrengen onderlaag om aantasting van onder de bekleding te voorkomen (bijvoorbeeld tegen rietdoorgroei); Verwijderen schadelijke planten uit de omgeving (riet, herenmoes, houtvormende gewassen etc.); Aanbrengen voldoende (rest)sterkte in de constructie zodat de constructie ondanks enige mate van degradatie voldoende sterkte behoudt Materiaaleisen De materiaaleis die opgesteld kan worden is dat degradatie van het materiaal zoveel mogelijk moet worden voorkomen. Daarbij is de volgende definitie van belang: Degradatie is een proces waarbij een materiaal bepaalde fysieke eigenschappen verliest. Degradatie bij asfalt bestaat uit: verlies van sterkte; verlies van samenhang. Voorbeelden van oplossingen op het niveau van materialen zijn bijvoorbeeld: Toepassen van (een combinatie van) materialen die ongevoelig zijn voor chemische en/ of biologische aantasting; Voldoende verdichten van het materiaal om aantasting door planten te voorkomen of te beperken. 6.4 Bouwstofeisen Als bouwstofeis kan worden gesteld dat de bouwstoffen zo moeten worden gekozen dat het materiaal weinig degradatie vertoont. De bouwstoffen moeten samenhang en sterkte behouden. Voor de bouwstoffen geldt dan: Dat de bouwstoffen onderling een goede hechting moeten hebben en houden; Dat deze goed gemengd moeten kunnen worden; De samenstelling zo moet zijn dat het materiaal voldoende te verdichten is; De bouwstoffen moeten voldoen aan de maximale samenstellings- en emissiewaarden van bijlage A behorende bij 3.3 van de Regeling bodemkwaliteit [16]. Voorbeelden van oplossingen op het gebied van bouwstoffen zijn: Toepassen van een voldoende hechtend aggregaat; Toepassen van een voldoende hechtend bindmiddel; Toepassen van vulstoffen voor het verkrijgen van voldoende dichtheid; Toepassen van hulpstoffen voor hechting; e pagina 20 van 42

21 6.5 Testmethoden Testmethoden voor de constructie-eisen Testmethoden tijdens ontwerp Bij het ontwerp van de constructie wordt uitgegaan van een bepaalde sterkte van de asfaltbekleding. Deze sterkte is een combinatie van een constructiesterkte, constructiestijfheid, en een laagdikte. Een beschikbare testmethode in de ontwerpfase is het programma GOLFKLAP waarbij de constructie-eigenschappen worden gebruikt om de sterkte tegen de belasting van golfklappen te bepalen. De belangrijkste constructie-eigenschappen zijn: Stijfheid bovenlaag; Stijfheid onderlaag; Buigtreksterkte bovenlaag; Vermoeiingseigenschappen bovenlaag; Laagdikte bovenlaag; Dwarscontractiecoëfficiënt bovenlaag; Taludhelling; Etc. Voor meer informatie wordt verwezen naar de handleiding bij GOLFKLAP [17]. Wanneer de benodigde beginsterkte is vastgesteld kan de degradatie van de sterkte worden verdisconteerd met het levensduurmodel zoals beschreven in en Het effect van degradatie kan tijdens het ontwerp worden gecompenseerd met extra laagdikte, extra constructiesterkte en/of een constructiestijfheid. Opgemerkt wordt dat in dit levensduurmodel de holle ruimte van het materiaal een belangrijke parameter is. De constructie-eisen hebben dus een sterke relatie met de materiaal-eisen. In het ontwerp moet dus met een extra marge worden genomen voor de sterkte om degradatie van het materiaal te compenseren. Testmethoden tijdens/direct na aanleg De constructie-eisen tijdens/direct na aanleg kunnen worden geverifieerd met de volgende methoden: Boren van kernen voor de bepaling van aanwezigheid van materialen en de laagdikte; Visuele inspectie op dichtheid van het oppervlak; Visuele inspectie van plantengroei die degradatie kunnen veroorzaken, vaststellen biotoop van de locatie waar de bekleding wordt aangelegd; Uitvoeren van valgewichtdeflectiemetingen voor het vaststellen van de constructiestijfheid; Radarmetingen kunnen worden ingezet om de laagdikte van de bekleding vast te stellen. Testmethoden bij de oplevering De testmethoden die bij oplevering gebruikt kunnen worden zijn dezelfde als de testmethoden die tijdens en direct na aanleg gebruikt kunnen worden Testmethoden voor materiaaleisen Testmethoden tijdens ontwerp In de ontwerpfase kunnen de materiaaleigenschappen met het programma GOLFKLAP bepaald worden. De materiaaleigenschappen bestaan uit: e pagina 21 van 42

22 buigtreksterkte; vermoeiingssterkte; elasticiteitsmodulus; dwarscontractiecoëfficiënt. Deze materiaaleigenschappen in combinatie met de laagdikte, de beddingconstante van de ondergrond en de belasting bepalen of het materiaal voldoende sterkte heeft. Het effect van degradatie kan tijdens het ontwerp worden gecompenseerd met extra sterkte. Opgemerkt wordt dat in dit levensduurmodel de holle ruimte van het materiaal een belangrijke parameter is. De samenstelling van het materiaal kan bijvoorbeeld worden bepaald volgens het vooronderzoek zoals beschreven in proef 54 van [2]. In proef 54 tot 58 is per mengseltype een uitgebreide beschrijving gegeven in [2]. Zodra het mengselontwerp gereed is kunnen proefstukken worden vervaardigd die kunnen worden gebruikt om de materiaaleigenschappen zoals buigtreksterkte, vermoeiingssterkte en elasticiteitsmodulus te bepalen. Opgemerkt wordt dat de vereiste materiaaleigenschappen tijdens het ontwerp moeten worden gerealiseerd bij aanleg. Testmethoden tijdens/ direct na aanleg De volgende testmethoden kunnen worden gebruikt tijdens of direct na aanleg: De dichtheid van waterbouwasfaltbeton en gepenetreerde breuksteen kan worden bepaald met proef 82 volgens de Standaard RAW bepalingen [2]; De gevoeligheid voor aantasting kan worden bepaald met een laboratoriumproef (Indirect Tensile Strength Retained) volgens NEN-EN [18]; De buigtreksterkte kan bepaald worden volgens het proefvoorschrift voor waterbouwasfaltbeton [19]; De elasticiteitsmodulus van het materiaal kan bepaald worden volgens het proefvoorschrift voor waterbouwasfaltbeton [20]; De vermoeiingssterkte van het materiaal kan bepaald worden volgens het proefvoorschrift voor waterbouwasfaltbeton [21]; De verwachte afname van de buigtreksterkte van waterbouwasfaltbeton in de tijd kan bepaald worden volgens het model zoals beschreven in en Deze testmethoden kunnen worden gebruikt tijdens het vooronderzoek om vast te stellen of het beoogde materiaal/ mengsel aan de gestelde functionele eisen voldoet. Op het niveau van materialen is de Los Angeles proef beschikbaar die relevant is voor erosiegevoeligheid van dichte bekledingen. De proef geeft een beeld van het vermogen om golfklappen en stromend water over de bekleding te weerstaan. De erosiegevoeligheid wordt vastgesteld door een schijf van het materiaal in een trommel te leggen. Wanneer de trommel gaat roteren valt de schijf naar beneden. Door van het grootste afgebleven deel de massa te bepalen wordt het verlies per aantal rotaties vastgesteld. Normaliter wordt het massaverlies bij 100, 200 en 300 omwentelingen bepaald. Bij dichte bekledingen worden ballen in de trommel toegevoegd om het erosieproces te versnellen. e pagina 22 van 42

23 Testmethode tijdens oplevering Tijdens de oplevering kunnen de methoden genoemd onder testmethoden voor de constructieeisen gebruikt worden om te vast te stellen of aan de materiaal-eisen voldaan is en of het gerealiseerde werk in overeenstemming is met de uitgangspunten in het ontwerp. Hiervoor kunnen bijvoorbeeld valgewichtdeflectiemetingen worden gebruikt. Ook kunnen de testmethode genoemd voor tijdens/ direct na aanleg worden gebruikt bij de oplevering Testmethoden voor bouwstofeisen Voor de bouwstoffen kunnen de volgende testmethoden worden gebruikt: Voor het vaststelling van de hechting kan de Queensland test worden gebruikt [22]; Korrelverdeling (zeefproef), RAW proef 11.0 [2]; Bitumengehalte (soxhletextractie), RAW proef 80.1 [2]; Er zijn verschillende proeven om vast te stellen of de bouwstof aan de Regeling Bodemkwaliteit voldoen. De testmethoden zijn ook beschreven in deze regeling. Verder kan worden vastgesteld welk type materialen gebruikt worden (bindmiddel en aggregaat) en de hoeveelheid van de materialen. Vervolgens kan tijdens de uitvoering gecontroleerd worden of deze materialen werkelijk gebruikt worden. Een andere beschikbare methode is beschreven in een norm (NEN-EN Bepaling van de affiniteit van toeslagmateriaal voor bitumen [23]). Met deze methode zijn (nog) geen ervaringen opgedaan in de waterbouw. e pagina 23 van 42

24 7 Weerstand tegen klimatologische belasting 7.1 Inleiding Scheurvorming door temperatuurswisselingen komen alleen voor bij waterbouwasfaltbetonbekledingen. Doordat het materiaal minder flexibel wordt door veroudering kunnen de temperatuurswisselingen niet meer worden opgevangen. Hierdoor ontstaan scheuren. Om scheurvorming te voorkomen kunnen bij oudere bekledingen dilatatievoegen aangebracht worden. Dit zal echter pas plaatsvinden wanneer de bekleding een hoge leeftijd heeft bereikt. Als voorbeeld is in het verleden bij een oude waterbouwasfaltbetonbekleding de scheur volledig weg gefreesd en gevuld met een flexibel waterbouwasfaltbeton. Een andere belasting is die van water dat uitzet door bevriezing. Wanneer een bekleding voldoende open is om water toe te laten, maar niet open genoeg om het uitzetten van het water toe te staan ontstaan spanningen in de bekleding. Dit kan leiden tot schade aan de bekleding. Hierbij kan ook gedacht worden aan minuscule haarscheurtjes aan het oppervlak van de bekleding waar vocht in kan trekken. In de volgende paragraaf is een beschrijving gegeven van de parameters die van invloed zijn op het materiaaltransport en de mogelijke oplossingen. 7.2 Voorkomen materiaaltransport door temperatuurscheuren De constructie als geheel moet materiaaltransport voorkomen. De volgende parameters zijn van invloed op materiaaltransport: grote van de opening in de bekleding (afhankelijk van de temperatuur). aanwezigheid van een waterstroom grote van de uitspoelende losse delen van onder de bekleding; cohesie van het onderliggende materiaal; De belasting op het materiaal bestaat uit een waterstroom welke materiaal mee kan voeren. Er moet daarom, of voorkomen worden dat temperatuurscheuren ontstaan, of voorkomen worden dat een waterstroom kan ontstaan, of dat materiaal meegenomen kan worden. Oplossingen op het gebied van constructies zijn: toepassen van een voldoende dichte bekleding; toepassen van een voldoende dichte onderlaag en/of onderliggend vlies; waterstroom voorkomen. Voorbeelden van dichte waterbouwasfaltbekledingen zijn waterbouwasfaltbeton en gepenetreerde breuksteen. Dit laatste bekledingtype is echter niet gevoelig voor klimatologische belasting. Voorbeelden van (voldoende) dichte onderlagen zijn: zandasfalt, klei, asfaltgranulaat, menggranulaat, betongranulaat en geotextiel. Aan elk van deze materialen moeten eisen worden gesteld om materiaaltransport te voorkomen (zie 7.4). Om te borgen dat tijdens de levensduur materiaaltransport wordt voorkomen, is het aan te bevelen een dichte bekleding te combineren met een voldoende dichte onderlaag. Dit kan bereikt worden door de constructie in één of meerdere lagen uit te voeren. Naast dat e pagina 24 van 42

25 temperatuurscheuren ontstaan kunnen ook scheuren ontstaan door het bezwijken door golfklappen of een stijgende grondwaterstand in het dijklichaam. Door een onderlaag aan te leggen (bijvoorbeeld een funderingsmateriaal) wordt het risico op materiaaltransport uit de constructie verkleind. Wanneer een onderlaag bestaat uit loskorrelig materiaal moet worden bereikt dat deze geometrisch gesloten is. Dit betekent dat de gradering van het mengsel zo is dat de korrels worden ingesloten door grotere korrels. Het principe van een geometrisch gesloten filter is weergegeven in Figuur 6. Figuur 6 Principe van een geometrisch gesloten filter [24] D staat in deze figuur voor korreldiameter, F voor filter en B voor base waarmee het basismateriaal/ onderlaag wordt bedoeld. Figuur 7 Voorbeeld zeefkromme en afleiding filter gradering [24] Voor geotextielen wordt de opening gedefinieerd met de parameter O 90. De grootte van de opening moet worden afgestemd om de aanwezige ondergrond. Opgemerkt wordt dat wanneer een geotextiel wordt toegepast onder een asfaltbekleding deze temperaturen van 190 C moet kunnen weerstaan. In 7.4 is verder op ingegaan op de eis die gesteld kan worden. Wanneer gekozen wordt om een onderlaag toe te passen onder een waterbouwasfaltbekleding maakt deze laag onderdeel uit van de bekleding zodat bij het opstellen van de eisen ook rekening wordt gehouden met deze onderlaag. e pagina 25 van 42

26 7.3 Constructie-eisen De volgende constructie-eis kan worden opgesteld: De constructie moet bestand zijn tegen klimatologische belasting (zowel tegen krimpen en uitzetten als ook tegen optreden van vorst) Voorbeelden van oplossingen op het niveau van constructies zijn bijvoorbeeld: Aanbrengen voldoende dichte bekleding om waterindringing en wateruittreden te voorkomen (bijvoorbeeld waterbouwasfaltbeton); Aanbrengen van een oppervlak behandeling om indringing van vocht en dus thermische schade te voorkomen; Aanbrengen voldoende open bekleding om bevriezing van water mogelijk te maken zonder dat schade optreedt (waarbij tevens een filter moet worden toegepast)(bijvoorbeeld open steenasfalt); Aanbrengen voldoende flexibele bekleding om temperatuurscheuren te voorkomen; Aanbrengen van een bekleding waarbij de uitzettingscoëfficiënt zo laag mogelijk wordt gehouden. Wanneer niet voldaan kan worden aan de eis om de bekleding flexibel te houden tijdens de levensduur zodat temperatuurscheuren worden verwacht, is de oplossing om een geometrisch gesloten onderlaag aan te brengen 7.4 Materiaaleisen De materiaaleis die kan worden opgesteld voor de toplaag is de volgende: Het materiaal moet bestand zijn tegen klimatologische belasting Voorbeelden van oplossingen voor de toplaag zijn: Of; voldoende verdichting van het materiaal mogelijk maken en; voldoende lage holle ruimte in het materiaal mogelijk maken om waterindringing te voorkomen; Of; voldoende holle ruimte in het materiaal verkrijgen; Het materiaal voldoende flexibel maken; Het materiaal zo maken dat het een lage uitzettingscoëfficiënt heeft Er zijn drie materiaaleisen die gelden voor een eventuele onderlaag: Bij een granulair materiaal moet het materiaal geometrisch gesloten zijn. Om een materiaal geometrisch gesloten te houden (bij groot verhang) geldt de volgende eis: D 60 < 10 D 10 Waarin: D 60 = Korreldiameter waarbij 60% van alle korrels kleiner is D 10 = Korreldiameter waarbij 10% van alle korrels kleiner is Bij de toepassing van een geotextiel moet de parameter O 90 (openingsgrootte in het geotextiel) afgestemd worden op de onderlaag. Het materiaal mag de samenhang niet verliezen tijdens de levensduur; Het materiaal moet bestand zijn tegen belastingen uit boven- of onderlagen. Meer uitleg over deze eisen is gegeven in onderstaande tekst. e pagina 26 van 42

27 Deze verhouding genoemd in de eis kan worden bepaald door een zeefkromme van het materiaal vast te stellen. Een voorbeeld van een zeefkromme is weergegeven in Figuur Bouwstofeisen De volgende algemene bouwstofeis kan worden opgesteld: De bouwstoffen moeten voldoen aan de maximale samenstellings- en emissiewaarden van bijlage A behorende bij 3.3 van de Regeling bodemkwaliteit [16]. De volgende bouwstofeisen kunnen worden opgesteld voor de bouwstoffen voor asfalt: De bouwstoffen moeten voldoende hechting hebben en houden om vochtindringing te voorkomen; De bouwstoffen moeten goed gemengd kunnen worden; De samenstelling zo moet zijn dat het materiaal voldoende te verdichten is; Het bindmiddel voldoende flexibel moet zijn om het materiaal voldoende flexibel te maken. De volgende bouwstofeisen kunnen worden opgesteld voor de bouwstof geotextiel: Het geotextiel moet temperaturen van 190 C kunnen weerstaan 7.6 Testmethoden Testmethoden voor de constructie-eisen Testmethoden tijdens ontwerp Het effect van een flexibele constructie (lage elasticiteitsmodulus toplaag) kan worden berekend met het programma GOLFKLAP. Ook het effect van een granulaire onderlaag op de constructiestijfheid kan worden verdisconteerd. Testmethoden tijdens/ direct na aanleg en bij oplevering De constructie-eisen kunnen worden geverifieerd met de volgende methoden: boren van kernen voor de bepaling van aanwezigheid van materialen; visuele inspectie van de dichtheid van het oppervlak (walsscheuren etc.) de flexibiliteit van de constructie kan worden getest met het uitvoeren van valgewichtdeflectiemetingen Testmethoden voor de materiaaleisen Testmethoden tijdens ontwerp Het programma GOLFKLAP kan worden gebruikt om het effect van een materiaaleis op de constructie-eis vast te stellen. De samenstelling van het materiaal kan worden bepaald volgens het vooronderzoek zoals beschreven in proef 54 van [2]. In proef 54 tot 58 is per mengseltype een uitgebreide beschrijving gegeven in [2]. Zodra het mengselontwerp gereed is, kunnen proefstukken worden vervaardigd die kunnen worden gebruikt om de materiaaleigenschappen zoals buigtreksterkte, vermoeiingssterkte en elasticiteitsmodulus te bepalen.. Testmethoden tijdens/ direct na aanleg en bij oplevering e pagina 27 van 42

28 de dichtheid van waterbouwasfaltbeton kan worden bepaald met proef 83.0 volgens de Standaard RAW bepalingen [2]; de temperatuurgevoeligheid van het mengsel kan worden vastgesteld door de elasticiteitsmodulus bij verschillende temperaturen te bepalen (zie [20]); Voor een granulaire onderlaag kunnen de volgende proeven worden gebruikt: Korrelverdeling (zeefproef), RAW proef 11.0 [2] Voor het bepalen van de openingsmaat van geotextiel kan de volgende norm worden gebruikt: ISO Geotextiel en aan geotextiel verwante producten - Bepaling van de karakteristieke openingsmaat [25] Testmethode voor de bouwstofeisen Testmethoden tijdens ontwerp en bij aanleg Voor de bouwstoffen kunnen de volgende testmethoden worden gebruikt: Voor het vaststelling van de hechting kan de Queensland test worden gebruikt; Voor het vaststellen van de flexibiliteit van het bindmiddel kunnen de volgende proeven worden gebruikt: De penetratie-index kan worden vastgesteld met NEN-EN 1426 [26]; Het verwekingspunt van het bindmiddel kan worden vastgesteld met NEN-EN 1427 [27]; De optimale dichtheid van het mengsel kan worden vastgesteld met proef 90 uit [2]; Testmethoden direct na aanleg en bij oplevering De terugwinning van de bouwstoffen kan uitgevoerd worden door kernen te boren en vervolgens de bitumen te extraheren volgens proef 65.2 uit [2]. Vervolgens kunnen de methoden worden toegepast zoals bij ontwerp en bij aanleg. e pagina 28 van 42

29 8 Voorkomen wateroverdrukken 8.1 Inleiding Als functie-eis voor het subsysteem dijk is gesteld dat deze water moet keren. De dijk moet zo geconstrueerd zijn dat dit keren van water in alle omstandigheden mogelijk is. Dus voor een storm, na een storm en tijdens de gewenste levensduur. De dijk kan deze functie alleen uitvoeren wanneer materiaaltransport van het basismateriaal wordt voorkomen door de bekleding. Wanneer een waterbouwasfaltbetonbekleding of gepenetreerde breuksteen als constructielaag is toegepast hebben wateroverdrukken invloed op deze functie. Open bekledingen zoals open steenasfalt en zandasfalt worden niet beïnvloed door wateroverdrukken. In dit hoofdstuk zijn daarom de constructie-eisen, materiaaleisen en bouwstofeisen beschreven voor een waterbouwasfaltbetonbekledingen een bekleding van vol en zat gepenetreerde breuksteen. In 8.2 zijn de constructie-eisen beschreven. In 8.3 en 8.4 zijn respectievelijk de eisen voor materialen en bouwstoffen beschreven. 8.2 Constructie-eisen Het bezwijkmechanisme wateroverdrukken is beschreven in de toetsregels binnen het wettelijk toetsinstrumentarium [28] en [6]. Het bezwijkmechanisme wateroverdrukken is alleen van toepassing op een dichte bekledingsconstructies. Het mechanisme is niet van toepassing voor open steenasfalt en zandasfalt aangezien dit beide open bekledingsconstructies zijn, waardoor er geen druk onder de bekleding kan ontstaan. Daarbij wordt specifiek als eis gesteld dat deze open bekledingen gedurende hun levensduur open moeten blijven fungeren. Dat geldt dan zowel voor de asfaltbekleding zelf, als ook voor de onderliggende constructielagen. Bij waterbouwasfaltbeton en vol en zat gepenetreerde breuksteen is sprake van een gesloten bekledingstype. Als het dijklichaam verzadigd is met water ontstaat een druk op de bekleding vanuit het dijklichaam. Wanneer van buiten het dijklichaam geen druk wordt uitgeoefend of de bekleding niet zwaar genoeg is, zal de bekleding opgedrukt worden. Het gevolg van opdrukken kan zijn dat een scheur in de bekleding ontstaat waardoor materiaaltransport kan ontstaan. Wanneer dit materiaaltransport plaats gaat vinden kan de dijk de functie waterkeren niet meer uitvoeren zodat dit moet worden voorkomen. De eisen die gesteld worden voor het voorkomen van wateroverdrukken zijn dus ondergeschikt aan die van voorkomen materiaaltransport. Opgemerkt wordt dat wanneer een scheur in de bekleding ontstaat het water kan uittreden waardoor de overdruk verdwijnt. Dit mechanisme treedt alleen op wanneer de maatgevende storm ten einde is. Wanneer deze schade optreedt zal er dus de mogelijkheid zijn de schade te repareren. De kosten hiervoor kunnen echter hoog zijn zodat deze schade moet worden voorkomen. Een ander bezwijkmechanisme dat plaatsvindt bij een verzadigd grondlichaam is verweking van de ondergrond. Bij verweking van de ondergrond is zoveel water tussen de grondkorrels aanwezig dat deze geen contact meer met elkaar hebben, de grondspanningen vallen weg. Dit kan optreden bij een verzadigd grondlichaam waarbij golven inslaan op het talud. De e pagina 29 van 42

30 draagkracht van de ondergrond is weg waardoor de spanningen in de asfaltbekleding toenemen. Er zijn geen rekenregels beschikbaar om dit bezwijkmechanisme te kwantificeren. In het verleden is geadviseerd een minimale proctordichtheid van 95% te hanteren als grens [29]. Omdat de constructie bestand moet zijn tegen wateroverdrukken onder alle omstandigheden en voor een bepaalde levensduur is het van belang om een maatgevende situatie te definiëren waarvoor de constructie-eisen worden opgesteld. Deze maatgevende situatie is gedefinieerd in [6]. Er zijn twee methoden om schade ten gevolge van wateroverdrukken te voorkomen; Voorkomen van druk onder de bekleding; Voldoende gewicht van de bekleding. Wanneer het dijklichaam voldoende ondoorlatend is, kunnen ook geen wateroverdrukken optreden. Dit is bijvoorbeeld het geval wanneer het dijklichaam uit klei bestaat of in zijn geheel is ingepakt in klei. Wanneer het dijklichaam uit een verzadigbaar materiaal bestaat, moet het gewicht van de bekleding voldoende zijn om de wateroverdruk te weerstaan. Ook kunnen ondoorlatende lagen direct onder de bekleding aanwezig zijn. Deze hebben ook gewicht en mogen daarom meegerekend worden als tegengewicht bij wateroverdrukken. De details van de rekenregels zijn weergegeven in [6] en worden in dit rapport niet herhaald. Samengevat worden de volgende constructie-eisen gesteld: het dijklichaam moet voldoende ondoorlatend zijn, of; de asfaltbekleding moet eventueel samen met ondoorlatende onderlagen voldoende gewicht hebben om de wateroverdrukken te weerstaan, of; wateroverdrukken moeten worden voorkomen (eventueel met een filter o.i.d.). Daarnaast kan worden geëist dat verweking van de ondergrond tijdens de storm moet worden voorkomen. In het verleden is hiervoor een verdichtingseis van 95% van de proctordichtheid aangehouden. De aspecten waar rekening mee moet worden gehouden wanneer aangetoond moet worden dat deze eisen voor de levensduur van de bekleding blijven gelden zijn: de maatgevende hydraulische randvoorwaarden tijdens de gehele levensduur van de bekleding moeten worden gehanteerd; het gewicht van de bekleding moet tijdens de levensduur van de bekleding voldoende blijven; de maatregelen die genomen zijn om wateroverdrukken te voorkomen moeten werkzaam blijven tijdens de levensduur van de bekleding. De materiaaleisen die hieruit voorkomen zijn van toepassing op het behouden van het gewicht tijdens de levensduur. Deze zijn beschreven in Materiaaleisen Er moeten eisen aan het materiaal worden gesteld die voorkomen dat de laagdikte en/of het gewicht tijdens de levensduur afneemt. De laagdikte kan afnemen doordat de bekleding erodeert. Dit kan doordat materialen over de bekleding schuren of doordat het materiaal zelf desintegreert. De eisen die aan het materiaal gesteld worden zijn: e pagina 30 van 42

31 Hoog soortelijk gewicht van het materiaal voldoende sterkte om de erosiebelasting te weerstaan; Op het niveau van materialen kunnen hiervoor de volgende maatregelen worden genomen: glad afwerken van het materiaal om aangrijping van de erosiebelasting te voorkomen; extra (over)hoogte om zelfs bij erosie voldoende gewicht over te houden 8.4 Bouwstofeisen Op het niveau van bouwstoffen worden de volgende eisen gesteld om de erosiebelasting te weerstaan en voldoende weerstand tegen desintegratie te hebben. Deze zijn: Hoog soortelijk gewicht van de bouwstoffen de hechting tussen de onderlinge bouwstoffen moet voldoende zijn. Hiervoor moet niet alleen de hechting voldoende zijn, maar het materiaal ook voldoende gemengd zijn; de hechting tussen de onderlinge bouwstoffen moet blijvend zijn; de bouwstoffen moeten voldoen aan het besluit bodemkwaliteit [16]. 8.5 Testmethoden Testmethode voor de constructie-eisen Testmethoden tijdens ontwerp Tijdens ontwerp kunnen de rekenregels uit [6] worden gebruikt om vast te stellen of wateroverdrukken van de constructie op kunnen treden. Deze methode is echter beperkt. Meer informatie wordt verkregen wanneer grondwaterstromingsberekeningen worden uitgevoerd. Met sonderingen en/of grondboringen kan vastgesteld worden of de kern van de dijk bestaat uit een water(on)doorlatend materiaal. Testmethoden tijdens/ na aanleg en bij oplevering Bepalen van de dichtheid van het mengsel om vast te stellen of de bekleding voldoende gewicht heeft (in combinatie met de laagdikte) om de overdrukken te weerstaan. Van de constructie kan vastgesteld worden of voldoende laagdikte van de toplaag en eventuele onderlagen aanwezig is. Voor het vaststellen of voldoende gewicht aanwezig is, zijn de volgende methoden bekend: vanuit opleveringscontroles bij aanleg; o door het boren van kernen uit de bekleding en vaststellen van de kernhoogte en het soortelijk gewicht van het asfalt; metingen met grond penetrerende radar (in combinatie met kernboringen); metingen met passieve microgolven radarmetrie (in combinatie met kernboringen). In het verleden is een ingegoten basalt bekleding getest op wateroverdrukken [30]. Hierbij was een filter onder de bekleding aanwezig welke vol is gepomp met water. Dit is een praktijkproef die op de hele constructie is uitgevoerd met de bijzonderheid dat onder het filter een ondoorlatende laag aanwezig was. Dergelijke proeven kunnen worden uitgevoerd bij nieuwe bekledingsmaterialen waarvan de weerstand tegen wateroverdrukken nog onbekend is Testmethoden voor de materiaaleisen Testmethoden tijdens ontwerp e pagina 31 van 42

32 Tijdens ontwerp kunnen de rekenregels uit [6] worden gebruikt om vast te stellen of wateroverdrukken van de materialen op kunnen treden. Tijdens het ontwerp kunnen de materiaaleigenschappen (dichtheid, laagdikte) zo gekozen worden dat aan de materiaaleisen wordt voldaan. De samenstelling van het materiaal kan worden bepaald volgens het vooronderzoek zoals beschreven in proef 54 van [2]. In proef 54 tot 58 is per mengseltype een uitgebreide beschrijving gegeven in [2]. Zodra het mengselontwerp gereed is, kunnen proefstukken worden vervaardigd die kunnen worden gebruikt om de materiaaleigenschappen zoals buigtreksterkte, vermoeiingssterkte en elasticiteitsmodulus te bepalen. Testmethoden tijdens/ na aanleg en bij oplevering Op het niveau van materialen is de Los Angeles proef beschikbaar die relevant is voor erosiegevoeligheid van dichte bekledingen. De proef geeft een beeld van het vermogen om golfklappen en stromend water over de bekleding te weerstaan. De erosiegevoeligheid wordt vastgesteld door een schijf van het materiaal in een trommel te leggen. Wanneer de trommel gaat roteren valt de schijf naar beneden. Door van het grootste afgebleven deel de massa te bepalen wordt het verlies per aantal rotaties vastgesteld. Normaliter wordt het massaverlies bij 100, 200 en 300 omwentelingen bepaald. Bij dichte bekledingen worden ballen in de trommel toegevoegd om het erosieproces te versnellen. Een indirecte indicatie van de erosiegevoeligheid kan worden verkregen door het materiaal in de driepuntsbuigproef [19] te beproeven. In deze proef wordt een balk belast door buiging. Hierdoor ontstaat een spanning in de uiterste vezel van de balk. Hoe hoger de maximale spanning is hoe minder erosiegevoelig het materiaal is. De balkafmetingen zijn in de meeste proefomschrijvingen afhankelijk van de steendiameter. Een directe koppeling met weerstand tegen erosie is in het verleden nooit gemaakt zodat de proefresultaten slechts relatief zijn ten opzichte van bekende waarden. De buigtreksterkte van gepenetreerde breuksteen is nooit bepaald Testmethoden voor de bouwstofeisen Testmethoden tijdens ontwerp Voor de bouwstofeisen zijn geen testmethoden voor tijdens het ontwerp beschikbaar. De dichtheid van de diverse bouwstoffen geeft uiteraard wel informatie over de te bereiken dichtheid van het mengsel dat als dijkbekleding toegepast zal worden. Testmethoden tijdens/ direct na aanleg en bij oplevering De dichtheid van de bouwstoffen vast stellen (om te bepalen of de bekleding voldoende gewicht heeft om overdrukken te weerstaan) Om voldoende hechting vast te kunnen stellen is het mogelijk de Queensland-hechtingproef te gebruiken. Deze methode wordt gebruikt om de hechting tussen stenen en bitumen te testen. De details van de proef zijn weergegeven in [22]. De hechting wordt vastgesteld door de stenen in de bitumen te drukken. Vervolgens worden de stenen uit de bitumen getrokken en wordt vastgesteld of de bitumen aan de stenen hecht. e pagina 32 van 42

33 Een andere beschikbare methode is beschreven in een norm (NEN-EN Bepaling van de affiniteit van toeslagmateriaal voor bitumen [31]). Met deze methode zijn (nog) geen ervaringen opgedaan in de waterbouw. e pagina 33 van 42

34 9 Weerstand tegen bijzondere belastingen 9.1 Inleiding Tijdens de levensduur van een asfaltbekleding kunnen bijzondere belastingen voorkomen. Het gaat hierbij om bijzondere belastingen die van invloed zijn op de functie voorkomen materiaaltransport. Voorbeelden hiervan zijn kruiend ijs of een aanvaring door schepen. Er zijn praktijk voorbeelden van situaties waarbij deze bijzondere belastingen voorgekomen zijn. De dijk moet zo geconstrueerd zijn dat dit keren van water in alle omstandigheden mogelijk is. Dus voor een storm, na een storm en tijdens de gewenste levensduur. De bijzondere belastingen kunnen schade aan de bekleding veroorzaken waardoor scheuren optreden en materiaaltansport mogelijk wordt. Dit zal de kerende functie negatief beïnvloeden en moet dus voorkomen worden. Het kenmerk van bijzondere belastingen is dat de mate van voorkomen op voorhand moeilijk in te schatten is. Dit betreft de frequentie van voorkomen, maar ook de grootte van de mechanische krachten die hierbij optreden. De kans dat een bijzondere belasting voorkomt tijdens de levensduur van de asfaltbekleding wordt een factor 30 lager ingeschat dan de kans dat degradatie van het materiaal optreedt [14]. Dit geeft aan dat de eisen die gesteld worden voor de weerstand tegen bijzondere belastingen minder relevant zijn om te stellen dan de overige eisen. Ook is de kans dat deze bijzondere belastingen tijdens een maatgevende storm voorkomt een factor 10 lager ingeschat dan de kans dat deze tijdens de levensduur van de bekleding voorkomt. 9.2 Constructie-eisen, materiaaleisen en bouwstofeisen Wanneer een bijzondere belasting optreedt zal deze eerder gesignaleerd worden dan een belasting die dagelijks optreedt. Wanneer een bijzondere belasting opgetreden is, kan de constructie beschadigd zijn. Het dijklichaam als geheel zal echter niet in één keer bezwijken bij het optreden van een bijzondere belasting. Er is dus altijd enige reststerkte. Dat in combinatie met het zeer waarschijnlijk signaleren van de belasting en dus de schade, leidt tot de keuze om geen functionele eisen aan de constructie, materialen en bouwstoffen te stellen ten aanzien van deze bijzondere belastingen. e pagina 34 van 42

35 10 Samenvatting Voor het beschrijven van de functionele specificaties van asfaltdijkbekledingen kan worden afgedaald naar de constructie-eisen. Dit omdat dit type eisen op het niveau van asfaltdijkbekledingen gesteld kan worden, hogere niveau zijn van toepassing op de hele waterkering. Om de constructie-eisen vast te kunnen stellen zijn de bezwijkmechanismen van asfaltdijkbekledingen afgeleid uit de faalkansenboom opgesteld tijdens een faalkansworkshop. De constructie-eisen worden afgeleid uit de functie-eis waterkeren. De bezwijkmechanismen zijn van belang voor de functie-eis waterkeren zodat hiervoor constructie-eisen opgesteld kunnen worden. De constructie bestaat hierbij uit de asfaltbekleding met een eventuele onderlaag. De constructie-eisen zijn: Voorkomen degradatie constructie; Weerstand tegen klimatologische belasting van de constructie; Golfklap bestendige constructie; Wateroverdrukken bestendige constructie; Weerstand tegen bijzondere belastingen. Testmethoden op het niveau van de constructie zijn voornamelijk: Kernboringen ter controle van laagdikte en gebruikte materialen; Valgewichtdeflectiemetingen ter controle van de mechanische eigenschappen; Visuele inspectie van het oppervlak; Laboratoriumonderzoek voor het vaststellen van eigenschappen van de constructie; Vanuit de constructie-eisen zijn materiaaleisen opgesteld. De belangrijkste eisen aan het materiaal zijn: Weerstand tegen degradatie; Mechanische sterkte tegen golfbelastingen; Voorkomen erosie van het materiaal. De belangrijkste testmethoden zijn: Laboratoriumonderzoek voor het vaststellen van eigenschappen van het materiaal: o Bepaling holle ruimte; o Bepaling (vermoeiings)sterkte; o Bepaling erosiesterkte; o Bepaling watergevoeligheid. De bouwstofeisen zijn afgeleid uit de materiaal-eisen. De belangrijkste bouwstofeisen zijn: De bouwstoffen moeten voldoende hechting hebben en houden; De bouwstoffen moeten goed gemengd kunnen worden; De samenstelling zo moet zijn dat het materiaal voldoende te verdichten is; Korrelverdeling met de zeefproef Bitumengehalte met soxhletextractie De belangrijkste testmethoden op het gebied van bouwstoffen zijn: Queensland proef of affiniteitsproef; Bepaling bitumeneigenschappen; e pagina 35 van 42

36 Eisen besluit bodemkwaliteit Juiste hoeveelheden Voldoende hechtend aggregaat Voldoende hechtend bindmiddel Eisen voor additieven Goede menging Voldoende verdichtbaar Goede hechting Lage holle ruimte bekleding Aanbrengen oppervlak behandeling Verwijderen schadelijke begroeiing Oversterkte toepassen Gesloten toplaag Lage holle ruimte toplaag Voldoende open toplaag Geometrisch gesloten onderlaag Voldoende laagdikte Vermoeiingssterkte Buigtreksterkte Voldoende ondoorlatend dijklichaam Voldoende gewicht toplaag Voorkomen wateroverdrukken Korrelverdeling met de zeefproef. In Figuur 8 is een overzicht weergegeven van de eisen (blauw) en mogelijke oplossingen (groen). Voorkomen materiaaltransport Voorkomen degradatie constructie Weerstand tegen thermische belasting constructie Golfklapbestendige constructie Wateroverdrukbestendige constructie Weerstand tegen bijzondere belastingen Voorkomen degradatie materiaal Voldoende sterkte materiaal Erosie van materiaal voorkomen Figuur 8 Overzicht eisen en mogelijke oplossingen e pagina 36 van 42

37 11 Conclusies en aanbevelingen 11.1 Conclusies Vanuit de piramide waarin de niveaus zijn weergegeven is duidelijk dat een bovenliggende eis invloed heeft op de onderliggende eisen. Doordat in de eerste fase is gefocust op een waterbouwasfaltbetonbekleding zijn op het niveau van gebruikers en functies enkele of geen eisen geformuleerd. Tijdens het opstellen van dit rapport kwam de vraag naar voren of de stabiliteit van een vol en zat gepenetreerde breuksteen op het niveau van voorkomen van wateroverdrukken geëist moet worden. De stabiliteit van de bekleding is naast waterkeren ook van toepassing op functies zoals bereikbaarheid, recreatie etc. Hieruit blijkt dat het nodig is om ook op deze hogere niveaus eisen te formuleren om van daaruit de eisen op onderliggende niveaus af te leiden. Wanneer die niet wordt gedaan, wordt het risico gelopen dat bepaalde eisen worden vergeten. De relevante constructie-eisen zijn in de dit rapport gekoppeld aan de bekende bezwijkmechanismen van asfaltdijkbekledingen. Mogelijk dat in de toekomst andere bezwijkmechanismen worden ontdekt. Dit heeft invloed op de functionele eisen die gesteld gaan worden bij het construeren van een asfaltdijkbekleding. Bij het vaststellen van de meest geschikte testmethode moeten die testmethoden worden gekozen die het meest functioneel zijn. Bij het kiezen van testmethoden voor bouwstoffen is dit echter bijna niet mogelijk. Dit omdat de functionele eisen op bouwstofniveau te ver vanaf de constructieve eisen liggen. Het is daarom de vraag of op bouwstofniveau nog functionele eisen gesteld kunnen worden zonder daarbij terug te vallen op de RAW systematiek. Dit laatste is echter niet gewenst zodat hiervoor een oplossing gevonden moeten worden Aanbevelingen Aanbevolen wordt om in het verdere verloop van dit project in het jaar 2015 te focussen op drie functionele materiaaleisen voor waterbouwasfaltbekledingen namelijk: 1. Voorkomen degradatie van het materiaal; 2. Verkrijgen van voldoende sterkte van het materiaal; 3. Voorkomen van erosie van het materiaal. Voor deze drie materiaaleisen moeten specifieke testmethode worden gezocht die kunnen worden gebruikt in de volgende fasen: Ontwerp; Aanleg; Oplevering. De testmethoden die tijdens het ontwerp worden gebruikt zijn gericht op de ontwikkeling van het asfaltmengsel. De testmethoden voor de aanleg fase kunnen worden gebruikt om controle op het proces te houden en om eventueel bij te sturen. De testmethoden voor bij de oplevering zijn bedoeld om een verrekening van de kosten te kunnen maken. Deze laatste moeten het meest gericht zijn op de functionele materiaal- en constructie-eisen die vooraf in het contract gesteld zijn. e pagina 37 van 42

38 Naast het opstellen van specifieke test- of toetsmethoden moeten toetswaarden worden opgesteld waaraan voldaan kan worden. In dit rapport zijn de beschikbare modellen beschreven waarvan het levensduurmodel het meest bruikbare is. Vanuit de klankbordgroep asfaltdijkbekledingen is aanbevolen om de modellen eventueel met engineering judgement op te stellen om ten einde van het project praktische handvatten te hebben die gebruikt kunnen worden in de contracten. e pagina 38 van 42

39 12 Referenties [1] KPP BOO Waterkeren, Projectplan 2014 asfaltdijkbekledingen, rapport GEO- 0010, Deltares, 2014 [2] Standaard RAW bepalingen 2010, CROW, Ede [3] Plan van aanpak; Functioneel specificeren Asfaltdijkbekledingen, Fase 2 definitieve studie, 5 februari 2013, Ing. C.C. Montauban [4] Functioneel Specificeren van Asfaltdijkbekledingen, Verkennende studie, Definitief rapport, Rapportnr , Ir. M.F.C. van de Ven en Ing. C.C. Montauban, mei 2013 [5] Uitbreiding verkennende studie, Functioneel Specificeren asfaltdijkbekledingen (rapport e ), KOAC NPC, 2014 [6] Technisch Rapport Dijkbekledingen - Deel 2: Asfalt Conceptrapport, 25 maart 2013 [7] Voorspellingsmodel voor breuksterkte, afhankelijk van leeftijd en holle ruimte, Jan Telman, Q-Consult, december 2013 [8] Ontwikkeling levensduurmodel waterbouwasfaltbeton fase III (rapport e ), KOAC NPC, juli 2014 [9] Relatie tussen sterkte en stijfheid in de context van de inspectiemethode meerjarig onderzoek asfaltdijkbekledingen, rapport , KOAC NPC, februari 2008 [10] Niet destructieve meetmethoden, notitie , KOAC NPC, april 2014 [11] Voorspelling van de levensduur 10log(Nf), analyse van oude en nieuwe meetgegevens, TNO, november 2008 [12] Werkwijzebeschrijving voor het uitvoeren van een gedetailleerde toetsing op golfklappen op een bekleding van waterbouwasfaltbeton, rapport e , KOAC NPC, januari 2011 [13] Handreiking continue inzicht asfaltdijkbekledingen, rapport , KOAC NPC, 2014 [14] Verslag 2 e faalkansworkshop, project , Deltares, 1 oktober 2008 [15] Dichte bekleding op filter, wateraccumulatie onder bekleding bij een storm, rapport CO /27, Geodelft, maart 1998 [16] Besluit van 22 november 2007, houdende regels inzake de kwaliteit van de bodem (Besluit bodemkwaliteit), Uitgegeven de derde december 2007, De Minister van Justitie, E. M. H. Hirsch Ballin [17] Gebruikershandleiding GOLFKLAP 1.3, april 2009 [18] NEN-EN Bitumineuze mengsels - Beproevingsmethoden voor warm bereid asfalt - Deel 12: Bepaling van de watergevoeligheid van bitumineuze proefstukken [19] Proefvoorschrift waterbouwasfaltbeton, Waterbouwasfaltbeton - Beproevingsmethoden voor waterbouwasfaltbeton - Deel 2: Bepaling van de buigtreksterkte van waterbouwasfaltbeton, KOAC NPC, januari 2011 [20] Proefvoorschrift waterbouwasfaltbeton, Waterbouwasfaltbeton - Beproevingsmethoden voor waterbouwasfaltbeton - Deel 3: Bepaling van de dynamische elasticiteitsmodulus van waterbouwasfaltbeton, KOAC NPC, januari 2011 [21] Proefvoorschrift waterbouwasfaltbeton, Waterbouwasfaltbeton - Beproevingsmethoden voor waterbouwasfaltbeton - Deel 1: Bepaling van de vermoeiingseigenschap van waterbouwasfaltbeton, KOAC NPC, januari 2011 [22] State of the art rapport open steenasfalt, rapport e , KOAC NPC, juni 2014 e pagina 39 van 42

40 [23] NEN-EN Bitumineuze mengsels - Beproevingsmethoden voor warm bereid asfalt - Deel 11: Bepaling van de affiniteit van toeslagmateriaal voor bitumen, Delft, mei 2012 [24] The Rock Manual, The use of rock in hydraulic engineering (2nd edition), CIRIA, CUR, CETMEF, 2007, C683, CIRIA, London [25] ISO , Geotextiel en aan geotextiel verwante producten - Bepaling van de karakteristieke openingsmaat, april 2010 [26] NEN-EN 1426 Bitumen en bitumineuze bindmiddelen - Bepaling van de naaldpenetratie; Nederlands Normalisatie Instituut, Delft, maart 2007 [27] NEN-EN 1427 Bitumen en bitumineuze bindmiddelen - Bepaling van het verwekingspunt - Ring- en kogelmethode; Nederlands Normalisatie Instituut, Delft, maart 2007 [28] Voorschrift toetsen op veiligheid primaire waterkeringen, Ministerie van verkeer en waterstaat, 2007 [29] Parameterbepalingen voor het zand en de asfaltbekleding van het TAW A4 dijkmodel in de Deltagoot, rapport CO /7, Geodelft, september 1991 [30] Stabiliteit ingegoten basalt en afschuiving ondergrond, onderzoeksprogramma kennisleemtes steenbekleding, rapport H4635, WL Delft Hydraulics, augustus 2007 [31] NEN-EN Bitumineuze mengsels - Beproevingsmethoden voor warm bereid asfalt - Deel 11: Bepaling van de affiniteit van toeslagmateriaal voor bitumen, Delft, mei 2012 e pagina 40 van 42

41 Bijlage 1 Overzicht bezwijkmechanismen en kansen [14]