Hydraulic performance, wave loading and response of PBA revetments and their foundations

Abstract

Polyurethane bonded aggregate (PBA) revetments are highly porous structures made of crushed stones durably and elastically bonded by polyurethane (PU). Despite their advantages compared with conventional revetments and the experience available from more than 25 pilot projects, design formulae to predict their hydraulic performance, wave loading and response are still lacking. Therefore, the paper addresses the analysis of large-scale tests performed in the Large Wave Flume (GWK) of Hanover/Germany. The study aims at improving the understanding of the processes involved in the interaction between wave, revetment and foundation and at developing the missing design formulae for a broad range of wave conditions. The analysis of an observed failure due to transient soil liquefaction under regular waves is also described.

Les revêtements PBA (polyurethane bonded aggregate) sont des structures très poreuses composées d‘agrégats liés durablement et élastiquement par du Polyurethane (PU). Malgré les avantages de ce type de revêtement et l’expérience de plus de 25 projets pilotes, il n’existe toujours pas des formules de dimensionnement pour le calcul de leur performance hydraulique, des efforts de houle ainsi que de leur réponse à ces efforts. C’est pourquoi cette étude est consacrée à l’analyse des essais à grande échelle dans le Grand Canal à Houle (GWK) de Hanovre/Allemagne. Ces essais visent à améliorer les connaissances relatives aux processus liés à l’interaction entre la houle, le revêtement et sa fondation et à développer les formules de dimensionnement pour une large gamme de conditions de houle. L’analyse d’un cas de rupture cause en houles régulières par une liquéfaction transiente est aussi inclue.

Keywords:

• PBA revetments
• wave reflection
• wave run-up/run-down
• breaking waves
• wave impact loads
• wave-induced pore pressure
• transient soil liquefaction

Mots-clés:

• Revêtement PBA
• réflexion de houle
• ascension de houle
• houles déferlantes
• effort d’impact de houle
• pression interstitielle
• liquéfaction de sol transiente

Acknowledgement

The financial support of this FZK study by BASF-Elastogran GmbH (since 2010 BASF-Polyurethanes GmbH) is gratefully acknowledged. The support for preparation and performance of the experiments by the GWK team of the Coastal Research Centre (FZK), particularly including Mr. Matthias Kudella and Dr. Stefan Schimmels is also acknowledged.