Drenering Dagsseminar om vegteknologi med spesiell vekt på telehiv KLIF konferansesenter 8. desember 2011 Geir Berntsen, SVV Region øst
Funksjonskrav for drenssystemet 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 problemer med telehiv og iskjøving
Hvilke problemer medfører frysing og tining i vegsammenheng? Ved frysing: telehiv ujevnheter både langs etter og på tvers av vegen telesprekker sprekker i asfaltdekket Ved tining: redusert bæreevne og økt nedbrytning redusert fremkommelighet på grusveger
Telehiv
Tining - teleløsningen Teleløsning
Nedbrytningen av veger med fast dekke Fryse/tine-skader
Teleløsning grusveger
Tre forutsetninger for fryse- /teleproblem frost telefarlige jordarter vann
Drenering Drenering kan redusere tilgangen på vann til frysesonen og dermed redusere problemer forbundet med frysing og tining Forutsetningen for å lykkes er at grunnforhold (materialer og lagdeling) er kjent Må forstå hvordan dannelsen av telehiv skjer for å kunne forklare hvorfor drenering kan gi redusert telehiv
Eksempel på frysing i ikke-telefarlige og drenerende materialer Halve forsterkningslag fylt med vann. Hulrom 40 %. 1,4 m 0,7 m Hiv ved frysing: Maksimalt 9 % volumutvidelse av vannet: 70 cm * 40 % * 9 % = 2,5 cm Mest sannsynlig ved frysing vil vann presses bort under det frosne laget og hivet vil bli minimalt! NB! Andre konsekvenser ved manglende drenering.
Hiv ved frysing av vann Det er ikke frysing av fritt vann i telefrie materialer; dvs. volumøkningen av vann med 9 %, som medfører telehiv!
Frost i telefarlige materialer medfører at vann trekkes opp til frysefronten og danner islinser. Medfører at terrenget over løfter seg og vi får et telehiv-/teletrykk. Dannelse av islinser gir overskudd på vann i jordmaterialene når islinsene tiner og reduserer materialenes bæreevnen. Telemekanisme
Dannelse av islinse og telehiv
Dannelse av islinser (1) Nedsettelse av frysetemperaturen (Gibbs-Thomson)
Absorptivt bundet vann
Dannelse av islinser (2)
Is-linse Is-linse
Telehiv Det er kun vann fra undersiden av islinsen (dvs. under frostfronten) som forårsaker telehiv ikke vann fra oversiden! Dreneringstiltak for å redusere/hindre telehiv må derfor medføre at mengden kapillært vann som suges opp til frysefronten reduseres eller at vann som strømmer inn fra sideterreng inn under frysefronten blokkeres (vannførende lag).
Senking av grunnvannstand Senking av grunnvannstanden vil redusere størrelsen av telehivet, men ikke nødvendigvis forhindre det. Mye telefarlige materialer Lite eller ikke telefarlige materialer
Senkning av grunnvannstand Eksempel 1 - Silt Eksempel 2 - Leire Telehiv, mm/tomme Telehiv, mm/tomme Dybde grunnvannstand, fot Dybde grunnvannstand, fot
Senking av grunnvannstand Mye Lite eller telefarlige ikke materialer telefarlige materialer Lite Mye eller telefarlige ikke telefarlige materialer materialer Hva om? redusert vanninnhold i øverste lag reduserer frostmotstanden medfører større frostmengde på nederste lag gir større telehiv!
Hindre tilførsel av vann fra sideterreng (Kan medføre iskjøving)
Grunnvannstilsig i skrått terreng
Avskjæring av grunnvannstilsig NB! Undersøk lagdelingen nøye!
Blokkering av kapillært vann (I teorien mulig, men vanskelig i praksis) Frysefront Kapillært vann som suges opp til frysefronten Lag Tett med leire åpen vil pukk/grus redusere/blokkere vil kapillær bryte vann- kapillær Grunnvannsnivå vannstrøm ved at permeabiliteten reduseres
Drenering i teleløsningsperioden Snø Smeltevann Regnvann Sprekker i dekket Snø Vannstrømning Tele (tilnærmet tett) Tinedybde Tinedybde fra undersiden
Drenssystemets betydning for strekninger beskrevet i telehivsrapporten
E16 Wøyen - Isi Konklusjon: For aktuelle delstrekninger på dette prosjektet har ikke mangelfullt drensystem bidratt til telehivproblemer som er oppstått. Drenssystemer er i samsvar med retningslinjene (normalene) og vanlig praksis.50mm XPS regnes vanligvis som 50 cm jord. Dvs at der grøftene er 1,2m, blir reell dybde 1,7m. Ut fra dette synes det åpenbart at årsak til telehiv på E-16 har sin årsak i for tynn overbygning. E18 Krosby- Knapstad, Veg II Konklusjon: For den aktuelle delstrekninger på dette prosjektet anses at mangelfullt drenssystem kan ha bidratt til telehivproblemer som er oppstått ved pel 22240-22340 på høyre side. Dette er en strekning på 100 m som vil bli utbedret i sommer/ høst. Det er derfor stor sannsynlighet for at drenssystemet ikke har nådd full kapasitet ennå pga kort tid mellom ferdigstillelse og vinter. Drenssystemet har trolig ikke fått nok tid til å drenere grunnen tilstrekkelig før frosten kom. Rv 2 Kløfta - Nybakk Konklusjon: For aktuelle strekninger på dette prosjektet anses ikke drenssystemet mangelfullt og drenssystemet antas ut fra dette ikke å ha bidratt til telehivproblemer som er oppstått. Drenssystemer er i samsvar med retningslinjene (normalene) og vanlig praksis.
E18 Krosby- Knapstad Vegoverbygning Jord Fjell UTKILING IKKE DRENERT
Tre forutsetninger for fryse- /teleproblem frost telefarlige jordarter vann? For å forhindre telehiv: Sikrere og ofte enklere å fjerne frost eller telefarlige jordarter enn å fjerne vann! Men der vi er sikre på at drenering kan løse problemet; f.eks. ved vannførende lag, vil dette normalt være billigst.
Oppsummering Telehiv skyldes vann som suges opp til frysefronten og danner islinser Dreneringstiltak må redusere tilgangen på kapillært vann eller annen tilførsel av vann under frysefronten Materialer og lagtykkelser må være kjent Viktig med dreneringstiltak i teleløsning for å bli kvitt overskuddsvann tidligst mulig For strekningene beskrevet i telehivsrapporten synes det som om at mangelfull drenering ikke er hovedproblemet.