1

Drenering- Vannets betydning for bæreevnen- Grøfter og grøfteutforming

GEIR BERNTSEN, NCC ROADS AS

2

3

4

Håndbok 111 Standard for drift og vedlikehold

5

Hensikt med drenering

• sikre avrenning fra kjørebane• unngå reduksjon av bæreevnen (reduksjon av

levetid og vegkap.)• hindre oversvømmelse med påfølgende

skader på vegnett og andres eiendom• sikre mot erosjon, ras og utglidning• redusere problem med telehiv og iskjøving

6

Vann i vegbanen

• Reduserer trafikksikkerheten– vannplaning– vannsprut– våt vegbane gir dårligere friksjon– fryser til is i perioder med nattefrost

• Vann infiltreres inn i vegkonstruksjonen– bløter opp grusveger– reduserer bæreevnen

Uheldig fordi:

7

NEDSATT SIKT SOM FØLGE AV VANN PÅ KJØREBANEN

8

CCM - Color Changing MethodSMA - split mastic asphalt (Skjelettasfalt)PA - porous asphalt (Drensasfalt)

Referanse: Measurement of Visibility Loss due to Splash and Spray: the Comparison between Porous Asphalt, SMA, and Conventional Asphalt Pavements. TRB - paper no. 09-1913. Rungruangvirojn and Kanitpong

9

SIKRE AVRENNING FRA KJØREBANE

• tverrfall på vegen etter legging av nytt dekke• gammel veg – fjerne torvkanter og ujevnheter• under snøsmeltningen - fjerne smeltevann• sluker og kummer i vegbanen må fungere• drenering gjennom betongrekkverk må fungere

Det må tas hensyn i følgende situasjoner:

10

Fjerning av torvkant

Veiskulder

11

Fjerning av smeltevann

12

Fjerning av smelte-/overflatevann

13

Reduksjon av bæreevnen

ØKT VANNINNHOLD

REDUSERT BÆREEVNE OGDERMED REDUSERT LEVETID

ØKTE PERMANENTE DEFORMASJONER

REDUSERT STIVHET/ELASTISITETSMODUL

FOR MATERIALENE

REDUKSJON AV VEGKAPITAL

14

Elastisitetsmodul

høyde

def1 def2

TrykkTrykk

tøyningdefhøyde1

1 tøyning defhøyde2

2

E trykktøyning1

1

E trykktøyning2

2

E E1 2

15

E-modul for granulære materialer som funksjon av vanninnhold

16

Deformasjon somfunksjonav vanninnhold

17

Deformasjon som funksjon av grunnvannsnivå

Vannivå 30 cm under overflaten

2500-5000 belast. ved 30 mm deformasjon

Vannivå 70 cm under overflaten

Ved 25000 belast. er deformasjon < 30 mm

18

Senkning av grunnvannsnivå

Grunn-vannsnivå

Betydning av redusert grunnvannstand

DHSenket grunn-vannstand

Tett overflate

Poresugs-kurve

DwIV

DwIII

19

Vanninnhold i tre forskjellige dybder i vegkonstruksjonen på Thingvallavegur, Island.

20

Variasjon av bæreevnen over året

21

Sverige – PMS Objekt/ATB väg

Dreneringsklasse 1

Dreneringsklasse 2

Dreneringsklasse 3

Ikke mer enn 1 uke sammenhengende vann over 0.8 m under skulderkant

Ikke mer enn 1 måned sammenhengende vann over 0.8 m under skulderkant

22

Effekt av drenering - teoretiske beregninger:

0

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

3000000

3500000

4000000

Drainage class 1 Drainage class 2 Drainage class 3

Stan

dard

axl

es

Fatigue crackingDeformation subgrade

Konstruksjon110 mm bitumenbundet

slitelag120 mm bitumenbundet

bærlag800 mm gammelt

forsterkningslagUndergrunn: silt

Forbedring av drenering fra klasse 3 til klasse 1

Økning av livetiden med en faktor på ~ 2,2.

Eksempel basert på ATB VÄG (PMS Objekt)

23

Eksempel 2

0

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

Drainage class 1 Drainage class 2 Drainage class 3

Stan

dard

axl

es

Fatigue crackingDeformation subgrade

40 mm bituminøst slitelag120 mm bærelag500 mm gammelt

forsterkningslagsmateriale

morene

Bedring av drenering fra klasse 3 til klasse 1

Øker levetiden med en faktor på nesten 2,6.

24

Drenering i skrånende terreng

Høy grunnvannstand

Spor og jevnhetsproblem

25

26

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

Hp

1, K

m 0

-0.7

Hp

1, K

m 0

.7-2

.8

Hp

1, K

m 2

.8-4

Hp

1, K

m 4

-7.0

6

Hp

1, K

m 7

.06-

8.37

8

Hp

1, K

m 8

.378

-9.1

Hp

1, K

m 9

.1-9

.9

Hp

1, K

m 9

.9-1

0.15

Hp

1, K

m 1

0.15

-10.

52

Hp

1, K

m 1

0.52

-12.

5

Hp

1, K

m 1

2.5-

13.3

5

Hp

1, K

m 1

3.35

-13.

875

Hp

2, K

m 0

-2.2

Hp

2, K

m 2

.2-2

.81

Hp

2, K

m 2

.81-

4.31

Hp

2, K

m 4

.31-

5.28

Hp

2, K

m 5

.28-

6.35

Hp

2, K

m 6

.35-

7.47

Hp

2, K

m 7

.47-

7.78

Hp

2, K

m 7

.78-

8.17

Hp

2, K

m 8

.17-

8.55

Hp

2, K

m 8

.55-

10.8

66

Hp

2, K

m 1

0.86

6-16

.37

Hp

2, K

m 1

6.37

-19.

75

Hp

3, K

m 0

-4.9

25

section

IRI 1

/IRI 2

Rut depth1/Rut depth2IRI1/IRI2

Senja

Gis

unde

t

27

Kumulativ fordeling av spordybdeforholdet mellom indre og ytre spor

Spor 1Spor 2

Spor 1 / Spor 2

28

Spordannelse avhengig av tverrprofil – Eksempel fra Troms fylke

Ditch on both sides

Ditch on one side

Road on embankment

0 0.2 0.4 0.6 0.8

1 1.2 1.4 1.6 1.8

Ditch on both sides Ditch on one side Road on embankment

Rut

incr

ease

(mm

/yea

r)

Rut (average) Rut (90 % level)

Gjennom-snittlig levetid 13,7 år

Gjennom-snittlig levetid19,1 år

Effekt av drenering på vegdekkets funksjon

29

Grøfterensk

30

Åpen drenering - grøfterensk

HB-111. Grøfterensk av drensgrøft:- 1/3-del av den opprinnelige grøftedybden er oppslammet- eller når dybden av grøfta er mindre enn 40 cm

31

HB-111. Lukket drens- og overvannsanlegg

• Maksimalt tillatt oppslamming for kummer er 10 cm under avløpet

• Rørsystemet skal gi tilstrekkelig avløp for vann

• I tunneler er maksimal tillatt oppslamming for kummer 20 cm under avløpet og for basseng og forkammer til pumpesump 50 cm under overløpet.

32

Hindre oversvømmelse

• rensk av stikkrenner, innløp og utløp• vedlikeholde stikkrenner• tining av stikkrenner om vinteren• vedlikeholde overvannsgrøfter og sidegrøfter• fjerne slam etc. i lukket drenssystem

33

Oversvømmelse - skader

34

Erosjon

Sikre mot erosjon, ras og utglidningBør være ivaretatt under bygging av vegen, men det viser seg ofte vanskelig å forutsi alle steder der det kan forventes problemer.

Medfører at problemene kommer i ettertid og kan/vil bli en oppgave for vegvedlikeholdet.

36

Utbedring - skråningsstabilitet

37

Hvor mye kan en forbedring av dreneringen forbedre vegdekkets levetid i ulike dreneringsklasser (1=bra, 3=dårlig)

Tillstånd hos dräneringen Dränerings- klasser 1)

Faktor – förändring i livslängd genom förbättring av dräneringssystemet

Grupp 1 Dräneringssystemet fungerar inte alls (eller dräneringssystemet saknas). Vattenkänsliga jordar i vägkroppen och undergrunden. Mycket hög grundvattennivå. Låglänt mark och block som hindrar grundvattnets flöde.

>3 > 2,5

Goupp 2 Dräneringssystemet fungerar inte alls och jorden i vägkroppen och i undergrunden är mindre vattenkänsliga än i grupp 1. Dräneringssystemet fungerar dåligt på grund av bristande underhåll (diken och trummor är inte rensade) och vattenkänsliga jordar finns i vägkroppen och i undergrunden.

3 2-2,5

Grupp 3 Dräneringssystemet fungerar dåligt på grund av bristande underhåll (diken och trummor är inte rensade). Jorden i vägkroppen och i undergrunden är mindre vattenkänsliga.

2 1,5-2

Grupp 4 Dräneringssystemet fungerar otillfredsställande på grund av bristande underhåll eller att underhållsrutinerna är otillräckliga.

1-2 1-1,5

1) Tilsvarer drenerings-klassene i den svenske design guiden ATB-väg

38

Konklusjoner• Mangelfull drenering gir dårlig bæreevne og kort levetid • Det er mulig å øke levetiden med minst en faktor på 1,5-2

gjennom å forbedre dreneringen• Å vedlikeholde dreneringssystemet er kanskje det mest

lønnsomme vedlikeholdstiltak for vegholder som også gir et holdbart og økonomisk vegvedlikeholdssystem

• Effektivt dreneringsvedlikehold bør derfor prioriteres framfor andre vedlikeholdstiltak

39

Fra ROADEX III – prosjektet:

40

41

42

43

44

Takk for oppmerksomheten!