Dränerande markstenskonstrukti oner för hantering av dagvatten i urban miljö
07_hellman_markstenskonstruktioner
07_hellman_markstenskonstruktioner
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>Dränerande</strong><br />
<strong>markstenskonstrukti</strong><br />
<strong>oner</strong> <strong>för</strong> <strong>hantering</strong><br />
<strong>av</strong> <strong>dagvatten</strong> i <strong>urban</strong><br />
<strong>miljö</strong><br />
Fredrik Hellman, VTI<br />
fredrik.hellman@vti.se<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Projektfakta<br />
Undersökningarna är del <strong>av</strong> ett Vinnova‐projekt:<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor<br />
Koordinator är: Björn Schouenborg, Direktnummer:<br />
0105166867, bjorn.schouenborg@cbi.se<br />
Forskningsut<strong>för</strong>are: CBI, SP, SLU, VTI<br />
Kommuner: Uppsala, Stockholm, Växjö, Göteborg, Helsingborg,<br />
Landskrona, Malmö, Lund<br />
Industri: NCC, Cementa, Starka, Benders, Stenforsk,<br />
Konsulter: SWECO, StormTac, Viös, CEC Design, Ramböll,<br />
Movium, Trädgårdsanläggarna<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt<br />
* Snart www.klimatsakradstad.se
Bakgrund<br />
• Urbaniseringen är en <strong>för</strong>utsättning <strong>för</strong> fortsatt<br />
ekonomisk tillväxt men kan leda till negativa<br />
konsekvenser, såsom:<br />
– ökade problem med översvämningar på grund<br />
dålig dränering,<br />
– träd dör på grund <strong>av</strong> dåliga levnads<strong>för</strong>hållanden<br />
– svårare att hitta utrymme <strong>för</strong> grönområden<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Urbant klimat<br />
Projektets idé är att mildra de<br />
negativa effekterna <strong>av</strong><br />
<strong>urban</strong>iseringen och erbjuda<br />
bra lösningar som ger:<br />
• mer attraktiv och en bra<br />
<strong>miljö</strong> i staden<br />
• <strong>för</strong>bättrad<br />
<strong>dagvatten</strong><strong>hantering</strong> som ger<br />
friska växter och träd<br />
• hållbara lösningar som<br />
minskar risken <strong>för</strong><br />
översvämning<br />
Friska träd<br />
God <strong>miljö</strong><br />
Hållbara<br />
lösningar<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Föredraget kommer behandla<br />
• Undersökning <strong>av</strong> hållbarheten hos olika dräneringslösningar<br />
– <strong>Dränerande</strong> <strong>markstenskonstrukti</strong><strong>oner</strong><br />
– Skelettjordkonstrukti<strong>oner</strong><br />
• Redovisning <strong>av</strong> fullskale<strong>för</strong>sök på VTI<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Olika typer <strong>av</strong> lösningar<br />
• <strong>Dränerande</strong> överbyggnad<br />
• Minskar belastning på<br />
<strong>dagvatten</strong>system<br />
• Minskar<br />
översvämningsrisken<br />
• Bibehåller naturlig<br />
grundvattennivå<br />
• Bättre <strong>för</strong> växter<br />
• Rening <strong>av</strong> vatten kan göras<br />
lokalt<br />
• Skelettjord<br />
• Förbättrar livsvillkoren<br />
<strong>för</strong> träden genom att ha<br />
stora hålrum under en<br />
normal tät överbyggnad<br />
• Biofilter/Regnbäddar<br />
• Kan hantera <strong>dagvatten</strong>, ej<br />
skyfallslösningar<br />
• Renar vatten<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Skelettjordskonstruktion<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Bygga skelettjordskonstruktion<br />
Skelettjord består <strong>av</strong><br />
grov sten utan<br />
finmaterial.<br />
Den byggs i skikt:<br />
1. Sten läggs ut och<br />
kompakteras<br />
2. Jord sköljs ner<br />
3. En gång till<br />
Brunnar hanterar vatten<br />
och gasutbyte<br />
Avgörande att de byggs<br />
rätt om god bärighet<br />
skall uppnås!<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Fungerar det?<br />
Träden på Hornsgatan<br />
växer 40‐50 cm/år<br />
Rötterna blir många<br />
och tunna vilket<br />
minskar risken <strong>för</strong><br />
rotinträngning<br />
Nedre bilden visar ett<br />
100 år gammalt träd<br />
till vänster och ett 6 år<br />
gammalt träd till<br />
höger<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
<strong>Dränerande</strong> konstrukti<strong>oner</strong><br />
Vatten<br />
• Vatten dräneras igenom<br />
fogen 2/5 mm<br />
• Obundna lagren är<br />
dränerande<br />
– Finmaterial saknas<br />
• Kornkurvan viktig så att<br />
omlagring undviks<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Exempel på dränerande ytor<br />
• Parkeringsytor<br />
• Gång‐ och<br />
cykelbanor<br />
• Gator med lite<br />
trafik och låg<br />
hastighet<br />
• Motverkar<br />
översvämning på<br />
utsatta platser<br />
• Fördröjningsmaga<br />
sin <strong>för</strong> att minska<br />
toppbelastning i<br />
dräneringssystem<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Det finns stor potential i marken -<br />
Vattenvideo<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Fullskale<strong>för</strong>sök visar vägen<br />
• HVS (He<strong>av</strong>y Vehicle Simulator)<br />
används <strong>för</strong> att verifiera<br />
dränerande hårdgjorda ytors<br />
bär<strong>för</strong>måga samt<br />
vatten<strong>hantering</strong>s<strong>för</strong>måga<br />
• Fältundersökningar ger validering i<br />
stads<strong>miljö</strong><br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Fullskale<strong>för</strong>sök hos VTI<br />
Bärighet, dynamiska laster<br />
• HVS belastning med olika<br />
trafiklaster<br />
• Vi har succesivt ökat lasten till<br />
60 kN (12 tons axeltryck)<br />
• Standardytorna upp till 80<br />
kN (16 tons axeltryck)<br />
• Grundvatten 30 cm under<br />
terrass<br />
• Mäter spårdjupsutveckling<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Åtta testade kombinati<strong>oner</strong><br />
• Två dränerande konstrukti<strong>oner</strong> med tvättat obundet<br />
D min 4 mm (olika stenar)<br />
• Två skelettjordskonstrukti<strong>oner</strong> var<strong>av</strong> en med asfalt<br />
• Två standardkonstrukti<strong>oner</strong>, en med betongmarksten<br />
och en med naturstenshällar<br />
• Två dränerande med optimerad obundet D min 2 mm.<br />
En med asfalt<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Testytornas uppbyggnad<br />
• I testhall inomhus<br />
• Testytorna har byggts<br />
upp likt verkliga ytor<br />
• 8 olika överbyggnader<br />
totalt vid 4 <strong>för</strong>sök<br />
– 2 testas samtidigt<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Preparering <strong>av</strong> fullskale<strong>för</strong>sök på VTI<br />
Preparering <strong>av</strong> terrass<br />
Kontroll <strong>av</strong> packning (statisk<br />
plattbelastning)<br />
Packning med padda<br />
Sättsand<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Skelettjord, NCC bygger<br />
Jorden läggs ut<br />
Spolning <strong>av</strong> jord<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
<strong>Dränerande</strong> Dmin 4 mm<br />
Standard<br />
100 mm<br />
88 mm<br />
Uni‐Coloc<br />
0/4 bedding sand<br />
80 mm<br />
108 mm<br />
Natural stone<br />
0/4 bedding sand<br />
205 mm Crushed rock base 0/32<br />
205 mm<br />
Crushed rock base 0/32<br />
666 mm<br />
Crushed rock subbase 0/90<br />
666 mm<br />
Crushed rock subbase 0/90<br />
Underground sand<br />
Underground sand<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Skelettjord<br />
100 mm<br />
30 mm<br />
118 mm<br />
Uni‐Ecoloc<br />
0/4 bedding sand<br />
Crushed rock base 0/32<br />
100 mm<br />
35 mm<br />
79 mm<br />
Uni‐Ecoloc<br />
0/4 bedding sand<br />
Asphalt concrete<br />
155 mm<br />
Geotextile<br />
Crushed rock subbase 32/64<br />
188 mm<br />
Geotextile<br />
Crushed rock subbase 32/64<br />
576 mm<br />
Skeletal soil 100/150<br />
576 mm<br />
Skeletal soil 100/150<br />
Underground sand<br />
Underground sand<br />
<strong>Dränerande</strong> Dmin 2mm<br />
100 mm<br />
30 mm<br />
Uni‐Ecoloc<br />
Crushed 2/5 permeable bedding sand<br />
100 mm<br />
30 mm<br />
80 mm<br />
Crushed 2/32<br />
permeable base<br />
80 mm<br />
30 mm<br />
200 mm<br />
200 mm<br />
Uni‐Ecoloc<br />
Crushed 2/5 permeable bedding sand<br />
Permeable asphalt<br />
Crushed 2/32 bedding layer<br />
840 mm<br />
EMU coil<br />
200 mm<br />
810 mm<br />
200 mm<br />
SPC<br />
EMU coil<br />
Crushed 2/90 permeable subbase SPC<br />
150 mm Underground sand<br />
150 mm<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt<br />
Crushed 2/90 permeable subbase<br />
Underground sand
Normaliserade HVS <strong>för</strong>sök<br />
0<br />
Mean ruth depth<br />
0 100 000 200 000 300 000 400 000 500 000 600 000<br />
2<br />
4<br />
Skelettjord<br />
Standard<br />
<strong>Dränerande</strong> D min 2mm<br />
MEAN RUT DEPTH, MM<br />
6<br />
8<br />
10<br />
12<br />
<strong>Dränerande</strong> 14 D min 4mm<br />
16<br />
18<br />
20<br />
Starka coloc, std. ‐0 mtrl<br />
Naturstenshällar, std.‐0 matrl<br />
Ecoloc (10 %, joint) ‐ 4 mtrl<br />
Siena Eco (20%, joint) ‐ 4 matrl<br />
Coloc, structural soils<br />
Coloc, AG, structural soils<br />
Ecoloc (10% joint)+asphalt drain base ‐ 2 mtrl Ecoloc (10% joint), unbound base, ‐ 2 matrl<br />
STD. AXEL LOAD (100 KN)<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Resulat HVS<br />
• Initialt stor efterpackning<br />
• Skelettjord med asfalt AG motsvarar ungefär standard<br />
konstrukti<strong>oner</strong>na<br />
• Skelettjord utan asfalt blir sämre<br />
• <strong>Dränerande</strong> med D min 4mm störst spårdjupsutveckling<br />
(omlagring)<br />
• <strong>Dränerande</strong> med D min 2mm som standard<br />
• <strong>Dränerande</strong> D min 2 mm med asfalt ger mycket lägre<br />
spårdjupsutveckling<br />
• Klarade körning med vatten i halva konstruktionen bra<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Spårbildning<br />
<strong>Dränerande</strong> markstenar, STARKA<br />
Dränering genom hål<br />
Dränering genom bred fog<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Resultat standardytor<br />
Natur- och Betongmarksten<br />
Spårbildning i betongstenen<br />
Sättning i hällarna<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Allmänt dränerande konstrukti<strong>oner</strong><br />
• Är dom tjälfarliga?<br />
– <strong>Dränerande</strong> obundna material är inte tjällyftande! Tvärtom!<br />
– Terrassen kan bestå <strong>av</strong> material som tjälfarliga<br />
– I Norra Amerika (AquaP<strong>av</strong>ing) har man inte haft tjälproblem (miljontals m 2 med<br />
dränerande ytor)<br />
• Minskar dränerings<strong>för</strong>mågan med tiden?<br />
– Fogen behöver underhållas regelbundet som alla markstenar<br />
– Underliggande obundna lagers drän<strong>för</strong>måga kommer gradvis minska, hur snabbt beror på<br />
mängden smuts<br />
• Hur halkbekämpar man?<br />
– Man ska undvika sand med finmaterial, <strong>för</strong>slagsvis sandar man med 2/5 material eller<br />
grövre (samma som fogmaterialet)<br />
• Hur är stabiliteten?<br />
– Triaxial<strong>för</strong>sök visar att stabiliteten på ett 2/32 material motsvarar ett 0/32<br />
– <strong>Dränerande</strong> material är mindre känsliga <strong>för</strong> fukt än konventionella<br />
• Kostnaden blir väl hög?<br />
– Dyrare materialkostnad, men man sparar dock in genom mindre <strong>av</strong>ancerad VA anläggning<br />
– Man minskar risken <strong>för</strong> översvämning<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Slutsatser<br />
<strong>Dränerande</strong> ytor och Skelettjord<br />
<strong>Dränerande</strong> ytor<br />
• Ytorna uppvisade bra egenskaper speciellt med asfalt<br />
– Kan användas <strong>för</strong> trafikerade ytor<br />
• Viss omlagring inträffade<br />
– Kan motverkas genom att välja D min till 2 mm istället <strong>för</strong> 4<br />
mm i bär‐ och <strong>för</strong>stärkningslager. Då uppnås samma<br />
egenskaper som standardkonstrukti<strong>oner</strong><br />
• Dränerings<strong>för</strong>mågan är mycket bra<br />
Skelettjord<br />
• Ungefär som dränerande ytor<br />
– Med asfalt <strong>för</strong>bättras egenskaperna<br />
• Fältmätningar visar på att konstrukti<strong>oner</strong>na har hög styvhet i<br />
de flesta fall<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Avslutningsord<br />
• Träden i städerna dör långsamt!<br />
– Omkring 8000 <strong>av</strong> 12000 träd i Stockholm är i dåligt skick! Malmö<br />
har över 60000 träd!<br />
– Detta projekt undersöker möjligheten att använda nya lösningar<br />
t.ex. skelettjord och dränerande ytor<br />
• Vägkonstrukti<strong>oner</strong> <strong>av</strong> betongmarksten och natursten<br />
– Förbättrad funktion och design <strong>för</strong> träd och trafik<br />
– Mer behagligt klimat och <strong>miljö</strong> i staden<br />
– Minskade kostnader <strong>för</strong> reparation och underhåll<br />
• Dräneringsproblem finns i de flesta städer<br />
– Klimat<strong>för</strong>ändringarna ökar problemen med översvämningar och<br />
<strong>för</strong>oreningar<br />
– Dagvatten överbelastar dräneringssystem, inklusive<br />
<strong>av</strong>loppsvatten i stället <strong>för</strong> att naturligt filtreras genom sand och<br />
grus genom belagda ytor.<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Slutsatser<br />
Marksten och natursten<br />
Generellt <strong>markstenskonstrukti</strong><strong>oner</strong>:<br />
• Mycket <strong>av</strong> efterpackningen sker i sättsanden<br />
– Sättsandslagret bör hållas så tunt som möjligt<br />
• Mycket viktigt att bärlagerytan är jämn och bra packad<br />
– Man bör ställa kr<strong>av</strong> på detta (plattbelastning)<br />
• Standardkonstrukti<strong>oner</strong>na klarar mer än trafikklass 1<br />
Klimatsäkrade systemlösningar <strong>för</strong> <strong>urban</strong>a ytor: Ett VINNOVA‐projekt
Change language