1

Høgskolen i Ålesund5. september 2011

Geir BerntsenStatens vegvesen

Region øst

2

Håndbok 111 Standard for drift og vedlikehold

3

Hensikt med dreneringHensikt 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

Dreneringselementer Dreneringselementer som har behov for D&Vsom har behov for D&V

Sluk, kummer/sandfang, overvannsledninger, drensledningerGrunn sidegrøft med kummer, sluk, lokk, overvannledninger, drensledninger

Dyp sidegrøft med erosjonsutsatte sideskråninger

Avrenning fra vegoverflaten skal også fungere. Vann skal ikke bli stående i vegbanen, men skal ledes ned i drenssystemet.

4

Elementer som har behov for D&VElementer som har behov for D&V

TerrenggrøftNedløpsrenneStikkrenne � innløp� utløp

SideskråningerFyllingsskråninger

Hensikt med dreneringHensikt 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

5

Vann i vegbanenVann 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:

NEDSATT SIKT SOM FØLGE AV VANN PÅ NEDSATT SIKT SOM FØLGE AV VANN PÅ KJØREBANENKJØREBANEN

6

CCM - Color Changing Method

SMA - 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

SIKRE AVRENNING FRA KJØREBANESIKRE 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:

7

Fjerning av torvkantFjerning av torvkant

Veiskulder

Fjerning av smeltevannFjerning av smeltevann

8

Fjerning av smelteFjerning av smelte--/overflatevann/overflatevann

Hensikt med dreneringHensikt 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

9

Reduksjon av bæreevnenReduksjon av bæreevnen

ØKT VANNINNHOLD

REDUSERT BÆREEVNE OGDERMED REDUSERT LEVETID

ØKTE PERMANENTE DEFORMASJONER

REDUSERT STIVHET/ELASTISITETSMODUL

FOR MATERIALENE

REDUKSJON AV VEGKAPITAL

ElastisitetsmodulElastisitetsmodul

høyde

def1 def2

TrykkTrykk

tøyningdef

høyde11= tøyning

def

høyde22=

Etrykk

tøyning11

= Etrykk

tøyning22

=

E E1 2>

10

EE--modul for granulære materialer som modul for granulære materialer som funksjon av vanninnholdfunksjon av vanninnhold

Deformasjon Deformasjon som funksjonsom funksjonav vanninnholdav vanninnhold

11

Vannivå 30 cm under overflaten

2500-5000 belast. ved 30 mm deformasjon

Vannivå 70 cm under overflaten

Ved 25000 belast. er deformasjon < 30 mm

Deformasjon som funksjon av Deformasjon som funksjon av grunnvannsnivågrunnvannsnivå

Senkning av grunnvannsnivå

Grunn-vannsnivå

Betydning av redusert Betydning av redusert grunnvannstandgrunnvannstand

∆∆∆∆HSenket grunn-vannstand

Tett overflate

Poresugs-kurve

�wIV

�wIII

12

VanninnholdVanninnhold i i tretre forskjelligeforskjellige dybderdybder i i vegkonstruksjonenvegkonstruksjonen påpå ThingvallavegurThingvallavegur, ,

Island.Island.

Variasjon av bæreevnen over åretVariasjon av bæreevnen over året

13

Sverige Sverige –– PMS Objekt/ATB PMS Objekt/ATB vägväg

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

Effekt av drenering Effekt av drenering -- teoretiske beregningerteoretiske beregninger

0

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

3000000

3500000

4000000

Drainage class 1 Drainage class 2 Drainage class 3

Sta

ndar

d ax

les

Fatigue cracking

Deformation subgrade

0

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

3000000

3500000

4000000

Drainage class 1 Drainage class 2 Drainage class 3

Sta

ndar

d ax

les

Fatigue cracking

Deformation 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)

14

Eksempel 2Eksempel 2

0

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

Drainage class 1 Drainage class 2 Drainage class 3

Sta

ndar

d ax

les

Fatigue cracking

Deformation subgrade

0

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

Drainage class 1 Drainage class 2 Drainage class 3

Sta

ndar

d ax

les

Fatigue cracking

Deformation subgrade

40 mm bituminøst slitelag40 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.

Drenering i skrånende terrengDrenering i skrånende terreng

Høy grunnvannstand

Spor og jevnhetsproblem

15

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 depth2

IRI1/IRI2

Senja

16

KumulativKumulativ fordelingfordeling avav spordybdespordybde--forholdetforholdet mellommellom indreindre ogog ytreytre sporspor

Spor 1Spor 2

Spor 1 / Spor 2

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-snittliglevetid 13,7 år

Gjennom-snittliglevetid19,1 år

Effekt av drenering på vegdekkets funksjonEffekt av drenering på vegdekkets funksjon

17

GrøfterenskGrøfterensk

Åpen drenering Åpen drenering -- grøfterenskgrøfterensk

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

18

HBHB--111. Lukket drens111. Lukket drens-- og overvannsanleggog overvannsanlegg

Maksimalt tillatt oppslamming for kummer er 10 cm under avløpetRørsystemet skal gi tilstrekkelig avløp for vannI tunneler er maksimal tillatt oppslamming for kummer 20 cm under avløpet og for basseng og forkammer til pumpesump 50 cm under overløpet.

Grunn grøftGrunn grøft

Grøfta renskes når:- 1/3-del av grøftedybden er oppslammet- eller når grøftedybden er mindre enn 20 cm

Uansett oppslammingsgrad skal det til en hver tid være fritt løp til og ned i sluk i grøfta.

19

Hensikt med dreneringHensikt 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

Hindre oversvømmelseHindre oversvømmelse

rensk av stikkrenner, innløp og utløpvedlikeholde stikkrennertining av stikkrenner om vinterenvedlikeholde overvannsgrøfter og sidegrøfterfjerne slam etc. i lukket drenssystem

20

Oversvømmelse Oversvømmelse -- skaderskader

Rensk av inntaksristRensk av inntaksrist

21

OppslammingOppslamming kum/kum/stikkrennestikkrenne

FeiebilFeiebil -- slamsugingslamsuging

22

Vedlikehold av stikkrennerVedlikehold av stikkrenner

Stikkrenner Stikkrenner -- rehabiliteringrehabilitering

23

Rehabilitering av rørRehabilitering av rør

24

Rehabilitering av stikkrennerørRehabilitering av stikkrennerør

Vanligste Vanligste reparasjonsmetodereparasjonsmetode

Skifte ut stikkrennen med ny renne.

Foreta nødvendig utkiling for å unngå telehiv.

25

Hensikt med dreneringHensikt 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

Erosjon

26

Sikre mot erosjon, ras og utglidningSikre 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.

Utbedring Utbedring -- skråningsstabilitetskråningsstabilitet

27

Hensikt med dreneringHensikt 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

IskjøvingIskjøving

28

Telehiv

Dannelse av telehiv forutsetter tilgang til vannRedusert grunnvannsnivå reduserer oppsuget av grunnvann til frysefronten

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

29

KonklusjonerKonklusjoner

• 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 vegholdersom også gir et holdbart og økonomisk vegvedlikeholdssystem

• Effektivt dreneringsvedlikehold bør derfor prioriteres framfor andre vedlikeholdstiltak

Fra ROADEX III – prosjektet:

30

31

32

Takk for oppmerksomheten!