Vann og drenering. Kurs i drift og vedlikehold for ledere av driftskontrakter. Geir Berntsen, Statens vegvesen, Region Øst, Dekkeprosjektet

Transkript

1 Kurs i drift og vedlikehold for ledere av driftskontrakter Trondheim 12. mars 2019 Vann og drenering Kurs i drift og vedlikehold Geir Berntsen, Statens vegvesen, Region Øst, Dekkeprosjektet

2

3 Lærebok Innhold Innledning Krav og målsettinger for planleggingen Dimensjoneringsgrunnlag Håndtering av overvann Kulverter og stikkrenner Drenering av veg og jernbane Utarbeide planer for håndtering av overvannet

4

5 Håndbok R610 Standard for drift og vedlikehold av riksveger Avvannings- og dreneringssystem skal hindre vannansamling på vegbanen, på gang- og sykkelveg og fortau, i vegkropp og konstruksjoner Skal samle opp, eventuelt fordrøye, rense og lede vannet bort fra vegbane, gang- og sykkelveg og fortau, vegkropp, konstruksjoner og vegens sideområde til vedtatte resipienter.

6 forts. R610 Hensikt: opprettholde trafikksikkerhet og framkommelighet for alle trafikanter samt unngå vannsprut på fotgjengere-/syklister og eiendommer fra overflatevann på vegen unngå akselerert nedbryting av vegkropp og konstruksjoner samt erosjonsskader på vegens sideområde unngå forurensning av områder langs vegen og vassdrag Andre krav: Overflatevann skal renne uhindret bort fra trafikkerte arealer og sideområde. Vann skal renne ut av og bort fra vegkropp og konstruksjoner. Vann fra omkringliggende områder skal renne forbi eller gjennom vegområdet uten å medføre fare for trafikanter eller skade på vegkropp og konstruksjoner. Vann skal til en hver tid være sikret fritt avløp.

7 Drensplan Handbok N200, Vegbygging Kap. 4 Vannhåndtering 402 Dimensjoneringsgrunnlag og forutsetninger for overvann og drenering Vann som ledes fra eller gjennom vegområdet skal ikke slippes ut over tilstøtende eiendommer uten at det er ervervet rett til dette ved avtale eller ekspropriasjon. Ved utforming av vannveger og vannhåndteringstiltak tas det hensyn til arealer og installasjoner utenfor vegområdet som vil bli berørt. Avrenningsforhold tilpasses i størst mulig grad slik de var før tiltaket ble gjennomført

8 Åpen dr. Lukket drenering Dreneringselementer Avrenning Sluk, kummer/sandfang, fra vegoverflaten skal uansett overvannsledninger, fungere. Vann skal ikke drensledninger Grunn sidegrøft med bli stående i vegbanen, men kummer, sluk, lokk, skal ledes ned i drenssystemet. overvannledninger, drensledninger Dyp sidegrøft med erosjonsutsatte sideskråninger For korte skjæringer (<50 m) vil dypspregning gi tilstr. drenering

9 Anbefalt dreneringstype Andre forhold som må vurderes: Trafikksikkerhet Vanntilsig og behov for frostsikker avrenning Klimatiske forhold som nedbørsmengder, snø og snøsmelting Veg og områdetype Terrengforhold, avrenning Grunnforhold og geologiske forhold Anleggs-, drifts,- og vedlikeholdskostnader Estetikk og terrengtilpasning Rensing av overvann

10 Dreneringselementer (2) Terrenggrøft Nedløpsrenne Stikkrenne innløp utløp Sideskråninger Fyllingsskråninger

11 Funksjonskrav for drenssystemet beskytte vannforekomster mot forurensning fra veg vandringsmuligheter for fisk, amfibier og småvilt sikre avrenning fra kjørebane unngå reduksjon av bæreevnen (reduksjon av levetid og vegkap.) hindre oversvømmelse med påfølgende skader på vegnett og andres eiendom o sikre mot erosjon, ras og utglidning redusere problem med telehiv og iskjøving Avvannings- og drenssystemet skal være funksjonsdyktig under aktuelle vær- og klimaforhold året gjennom, og i hele veganleggets levetid.

12 Funksjonskrav for drenssystemet beskytte vannforekomster mot forurensning fra veg vandringsmuligheter for fisk, amfibier og småvilt 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

13 Miljøtiltak Overvann fra veger er ofte forurenset. Varierer med: årstid trafikkbelastning saltingsrutiner type vegdekke piggdekkandel klimatiske forhold spesielt anleggsfasen er en utfordring! Rensetiltak Trinn 1 og trinn 2 bortledning av forurenset vann til større resipient sedimentasjon infiltrasjon/filterløsninger +++

14 Vandringsmuligheter for fisk, amfibier og småvilt Utforming beskrevet i N200, kap. 755 Dimensjonering av fiskepassasjer Fiskepassasjer se 459

15 Funksjonskrav for drenssystemet beskytte vannforekomster mot forurensning fra veg vandringsmuligheter for fisk, amfibier og småvilt 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

16 Vann i vegbanen Uheldig fordi: Reduserer trafikksikkerheten vannplaning våt vegbane gir dårligere friksjon vannsprut fryser til is i perioder med nattefrost Vann infiltreres inn i vegkonstruksjonen bløter opp grusveger reduserer bæreevnen Økt rullemotstand Erosjonsskade i vegbane og grøfteskråninger/fyllingsskråninger

17 Friksjon våt vegbane Tørr asfalt friksjonskoeffisient 0,7-0,9 Våt asfalt - friksjonskoeffisient 0,4-0,7 Vannplaning Våt vegbane øker sannsynligheten for trafikkulykker med 20 % på dagtid i forhold til tørr vegbane og 40 % om natten. (Kilde: Trafikksikkerhetshåndboken TØI)

18 Vann i vegbanen Uheldig fordi: Reduserer trafikksikkerheten vannplaning våt vegbane gir dårligere friksjon vannsprut fryser til is i perioder med nattefrost Vann infiltreres inn i vegkonstruksjonen bløter opp grusveger reduserer bæreevnen Økt rullemotstand Erosjonsskade i vegbane og grøfteskråninger/fyllingsskråninger

19 NEDSATT SIKT SOM FØLGE AV VANN PÅ KJØREBANEN

20 Vann i vegbanen Uheldig fordi: Reduserer trafikksikkerheten vannplaning våt vegbane gir dårligere friksjon vannsprut fryser til is i perioder med nattefrost Vann infiltreres inn i vegkonstruksjonen bløter opp grusveger reduserer bæreevnen Økt rullemotstand Erosjonsskade i vegbane og grøfteskråninger/fyllingsskråninger

21 Erosjon i vegoverflaten

22 SIKRE AVRENNING FRA KJØREBANE Det må tas hensyn i følgende situasjoner: resulterende fall (sum av fall i lengde- og tverretning) tverrfall også i horisontalt terreng gammel veg fjerne torvkanter og ujevnheter under snøsmeltningen - fjerne smeltevann sluker og kummer i vegbanen må fungere drenering gjennom betongrekkverk må fungere

23 Innfiltrering av vann fra overflaten

24 Funksjonskrav for drenssystemet beskytte vannforekomster mot forurensning fra veg vandringsmuligheter for fisk, amfibier og småvilt 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

25 Reduksjon av bæreevnen ØKT VANNINNHOLD REDUSERT STIVHET/ ELASTISITETSMODUL FOR MATERIALENE ØKTE PERMANENTE DEFORMASJONER REDUSERT BÆREEVNE OG DERMED REDUSERT LEVETID

26 E-modul for granulære materialer som funksjon av vanninnhold E=spenning/tøyning tøyning deformasjon i prosent E-modul redusert til 1/7-del gir 7 ganger større deformasjon!!

27 Deformasjon som funksjon av vanninnhold

28 Deformasjon som funksjon av grunnvannsnivå Vannivå 30 cm under overflaten belast. ved 30 mm deformasjon Vannivå 70 cm under overflaten Ved belast. er deformasjon < 30 mm

29 HVS-Nordic

30 30 cm Kurs i drift og vedlikehold

31 Drenering i skrånende terreng Spor og jevnhetsproblem Høy grunnvannstand

32

33 Kumulativ fordeling av spordybde-forholdet mellom indre og ytre spor Spor 2 Spor 1 Spor 1 / Spor 2

34 Funksjonskrav for drenssystemet beskytte vannforekomster mot forurensning fra veg vandringsmuligheter for fisk, amfibier og småvilt 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

35 Oversvømmelse - skader

36

37

38

39

40

41

42 Flomveger Med «flomveger» menes alle overflater i terrenget som leder vann ved flom. Dette omfatter både menneskeskapte tiltak og naturlige terrengformasjoner.

43 Hindre oversvømmelse tilstrekkelig kapasitet for stikkrenner/kulverter beregne avrenning og dimensjonere stikkrenner N200 oppgir 5 ulike metoder for beregning av avrenning den rasjonelle metoden ( 2 km 2 ) middelregnmetoden (for dim. av rensetiltak) regional flomfrekvensanalyse ( 50 km 2 ) lokal flomfrekvensanalyse (utgangspkt. i måleserier) PQEUT-metoden (1-200 km 2 ) rensk av stikkrenner, innløp og utløp vedlikeholde stikkrenner tining av stikkrenner om vinteren vedlikeholde overvannsgrøfter og sidegrøfter fjerne slam etc. i lukket drenssystem

44 Hydraulisk dimensjonering Forenklet dimensjonering, bruk av minimumsdimensjoner. 600 mm for H og S 400 mm for A og G/S 300 mm for avkjørsler Beregning av vannmengder og dimensjoner (gitt i N200) Spesielle beregninger kontakt NVE ved store, komplisert konstruksjoner og dersom konsekvensene ved feildimensjonering er store for kulverter i store bekker med sterkt varierende vannmengder Vannføringsmålinger kan øke sikkerheten i beregningene Store felt (>10 km 2 ) vanskelig ta kontakt med NVE

45 Rensk av inntak/inntaksrist

46 Oppslemming kum/stikkrenne Maks. 20 % av stikkrennens innvendige høyde Min. 80 % av stikkrennens innvendige høyde Oppslemming mindre enn 50% Min. 20 cm fra slam til utløp N610: Stikkrenner Slam eller annet materiale skal ikke fylle opp mer enn 20 % av stikkrennens innvendige høyde. Kum/sandfang Oppslamming av kummen skal være mindre enn 50 % av kummens sandfang, men maksimalt til 20 cm under utløpet.

47 Rehabilitering av rør

48

49 Funksjonskrav for drenssystemet beskytte vannforekomster mot forurensning fra veg vandringsmuligheter for fisk, amfibier og småvilt 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

50 Erosjonssikring i skråninger

51 Funksjonskrav for drenssystemet beskytte vannforekomster mot forurensning fra veg vandringsmuligheter for fisk, amfibier og småvilt 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

52 Iskjøving

53 Telehiv Dannelse av telehiv forutsetter tilgang til vann Redusert grunnvannsnivå reduserer oppsuget av grunnvann til frysefronten

54 Drenering for å forhindre telehiv Senke grunnvannet ved dyp drensgrøft (Forbedrer også bæreevnen!)

55 Oppsummering Avvannings og drenssystemet må utformes slik at det har tilstrekkelig kapasitet og er mulig å vedlikeholde Mangelfull drenering gir dårlig bæreevne og kort levetid Mangelfull drenering kan gi telehiv og iskjøving 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

56 Takk for oppmerksomheten!