Betydning av drenering for bæreevne på veg. Geir Berntsen, Statens vegvesen Region øst, Dekkeprosjektet

Transkript

1 Betydning av drenering for bæreevne på veg Geir Berntsen, Statens vegvesen Region øst, Dekkeprosjektet

2 Definisjoner Bæreevne: Bæreevne den aksellast vegen kan belastes med i dimensjoneringsperioden uten at vegen brytes ned mer enn et til et gitt nivå. Drenering: Tiltak for å ta hånd om vann i vegområdet. I denne sammenhengen tiltak for å redusere mengden vann i og under en vegkonstruksjon. Hvordan påvirker vann i veg bæreevnen?

3 Skader som følge av manglende drenering Deformasjon Spordeformasjon Ujevn deformasjon i lengdeprofilet Kantdeformasjon Sprekker Krakeleringer (små og store ruter) Langsgående sprekker i hjulspor Kantsprekker Alle andre skadetyper som skyldes dårlig bæreevne

4 Friksjon som følge av økt kontakttrykk mellom mineralkornene Redusert kontakttrykk pga. trykk i vannfasen => mindre friksjon Ref: «Permanent deformation.» ROADEX II-project. Dawson/Kolisoja

5 Elastisitetsmodul Trykk Trykk def 1 def 2 w 2 w 1 høyde w 2 >w 1 tøyning 1 def1 = tøyning høyde 2 = def 2 høyde trykk E = 1 tøyning E trykk 2 = 1 tøyning2 E > E 1 2

6 E-modul for granulære materialer som funksjon av vanninnhold

7 Strekkedannelse Krakelering/sprekkedannelse er avhengig av størrelsen på strekktøyningene i asfalten Størrelsen på strekktøyningene er avhengig av stivheten for lagene i og under vegfundamentet Mykere lag gir større tøyninger => sprekker/krak.

8 Ref: «Permanent deformation.» ROADEX II-project. Dawson/Kolisoja

9 Permanent deformasjon som funksjon av vanninnhold

10 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

11 Eksempel på dreneringsproblem

12

13 Drenering i skrånende terreng Spor- og jevnhetsproblem Høy grunnvannstand

14 Kumulativ fordeling av spordybdeforholdet mellom indre og ytre spor Spor 2 Spor 1 Spor 1 / Spor 2

15 Sverige PMS Objekt/ATB väg Dreneringsklasse 1 Ikke mer enn 1 uke sammenhengende vann over 0.8 m under skulderkant Dreneringsklasse 2 Ikke mer enn 1 måned sammenhengende vann over 0.8 m under skulderkant Dreneringsklasse 3

16 Effekt av dårlig drenering på vegdekkets funksjon Teoretiske beregninger Eksempel 1 basert på ATB VÄG (PMS Objekt) Konstruksjon 110 mm bitumenbundet slitelag 120 mm bitumenbundet bærlag 800 mm gammelt forsterkningslag Undergrunn: silt Forbedring av drenering fra klasse 3 til klasse 1 Standard axles Fatigue cracking Deformation subgrade Økning av levetiden med en faktor på ~ 2,2. 0 Drainage class 1 Drainage class 2 Drainage class 3

17 Effekt av dårlig drenering på vegdekkets funksjon Teoretiske beregninger Eksempel 2 basert på ATB VÄG (PMS Objekt) 40 mm bituminøst slitelag 120 mm bærelag 500 mm gammelt forsterkningslagsmateriale Undergrunn: morene Forbedring av drenering fra klasse 3 til klasse 1 Standard axles Fatigue cracking Deformation subgrade Økning av levetiden med en faktor på ~ 2,6. 0 Drainage class 1 Drainage class 2 Drainage class 3

18

19

20

21 Hvor mye kan en forbedring av dreneringen øke vegdekkets levetid i ulike dreneringsklasser (1 bra, 3 dårlig) ROADEX-prosjektet Faktor -> endring av levetid ved utbed. av drenssystem

22 Oppsummering 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 Ved forsterkning prioriter drenering. Utfør denne minimum 1-2 år for forsterkningstiltak.

23 Takk for oppmerksomheten!