Avvattning
Fallstudie av väg 818
Ante Boström Sandin
Samhällsbyggnad, högskoleexamen 2020
Luleå tekniska universitet
Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser
Förord
Denna rapport är mitt examensarbete, och sista del, i Samhällsbyggnadsutbildningen på Luleå tekniska universitet. Det skrevs under andra halvan av 2020 och inte i samband med praktiken på Tyréns på grund av rådande pandemi. Arbetet omfattar 7,5 högskolepoäng.
Tack till
Ett stort tack till väg/gata-avdelningen på Tyréns i Luleå, projektörerna som var inblandade i projektet och deras avdelningschef som hjälpte till att få en god förståelse över hur deras organisation funkar. De hjälpte till med att hitta det här arbetet och idén att skriva om just avvattning och har hjälpt mig med den information jag saknat. Mycket professionellt bemötande och väldigt hjälpsamma när jag har hört av mig i olika ärenden kring arbetet.
Vill även tacka min fästmö och sambo Linn som hjälpt mig att korrekturläsa och kvalitetskontrollerat arbetet.
Sammanfattning
I den här rapporten kommer jag undersöka ifall den nya vägen 818 mellan Kilvo och
Mukkavaara byggts enligt Trafikverkets standard gällande avvattning. Att inte säkerställa en god avvattning av vägen och på så sätt riskera att få vatten i vägkroppen kan vara helt avgörande för vägens livslängd. I de här arbetet så har jag sammanställt information om vägen och den
tekniska beskrivningen som Trafikverket har skrivit och ifall Tyréns ritningar följer deras dokument. Enligt de kontrollberäkningar jag har gjort och kontrollerat dokumenten så följer alla diken och trummor de givna dimensioner som Trafikverket har satt och säkerställer att vägen ska klara den dimensionerade livslängden.
Innehållsförteckning
Inledning ... 1
Syfte ... 2
Teori ... 3
Översikt av den tekniska beskrivningen ... 3
1. Allmänt ... 3
A. Gemensamma krav ... 3
B. Verksamhet ... 3
C. Befintlig mark, miljö och konstruktion ... 3
D-U konstruktion i aktuell anläggning ... 3
V. Extern konstruktion... 3
X. Dokumentation ... 3
Trafikverkets råd- och kravdokument... 4
Trafikverkets tekniska krav för avvattning ... 4
Trafikverkets tekniska råd för avvattning ... 5
Avvattningsteknisk dimensionering och utformning – MB 310 ... 6
Metod och material ... 8
Resultat ... 9
Tekniska beskrivningen ... 9
Vägkonstruktion ... 9
Förutsättningar för projektet och nulägesbeskrivning ... 10
Dimensionerande flöde ... 11
Plasttrumma ... 11
Trumma gjord av betong ... 11
Dikeskonstruktion ... 12
Kontrollberäkning av dike ... 12
Avvattningstekniska lösningar ... 13
Vägdiken ... 13
Trummor för genomledning av vatten ... 13
Analys och diskussion ... 14
Referenser ... 16
Bilagor ... 17
1
Inledning
För att erlägga examen från programmet Samhällsbyggnad på Luleå Tekniska Universitet så är examensarbetet obligatoriskt. Kursen Examensarbete Samhällsbyggnad med kurskod Y0009B är till för att eleven ska visa på sina förvärvade kunskaper i ett avancerat utredningsarbete, eller mindre forskningsarbete, inom ett visst valt område.
I arbetet med att projektera och konstruera vägar så är frågan vart vattnet ska ta vägen central.
Det är väsentligt att konstruera vägen på ett sätt att vatten inte stannar i vägen för att säkerställa vägens kvalité under den dimensionerade livslängden.
Detta arbete uppkom efter samråd med personal på Tyréns då dom tycker att det ibland används för lite tid på att säkerställa vägens avvattning. Vi kom gemensamt fram till att uppgiften i detta arbete är att kolla hur de har löst avvattningen och ifall de hade kunnat göra någonting annorlunda och i sådant fall varför.
Vald avgränsning i detta arbete är att enbart studera vald projektering och inte jämföra den med andra projekteringar. Valt projekt passar examensarbetets omfattning och är en samlad väg utan korsningar.
2
Syfte
I det här examensarbetet ska jag titta på en vägprojektering med fokus på att förhindra uppkomsten av vatten i vägkroppen, dels med diken dels med vägtrummor och dess
dimensioner. Rapporten kommer att titta på hur man har gått till väga, vad som har gått bra samt om man hade kunnat göra det bättre. Vidare utreder rapporten hur projektören har tänkt utifrån vald frågeställning.
Frågeställning
• Vad säger den tekniska beskrivningen?
• Vilka krav och avgränsningar finns enligt den tekniska beskrivningen?
• Hur såg förutsättningarna ut för projektet?
• Vilka problem hade projektören i projektet?
• Följer man Trafikverkets råd och krav, ifall nej varför?
• Hur mycket tid lades på frågan om avvattning, behövdes mer?
• Vilka ändringar hade man velat göra på projektet, varför?
• Vilka dimensioner är det på de gamla och de nya vägtrummorna?
Avgränsningar
För att begränsa arbetets storlek så har jag valt att fokusera på hur avvattningen har utformats på vald projektering, det kommer inte jämföras med andra projekteringar och berör därför bara en väg. Arbetet kommer inte att titta på hur väglinjen är dragen eller hur vägutformningen är gjord. Dimensionering av vägar/trummor/flöden kommer inte att utredas, informationen kommer utgå från givna förutsättningar gällande dimensionering.
3
Teori
Översikt av den tekniska beskrivningen
Den tekniska beskrivningen (TB) är ett dokument som beskriver hur vägen och dess
omgivning ser ut initialt. Den beskriver även vilka krav- och råddokument som ska användas för att uppnå önskat resultat. Relevant information för den här rapporten har sammanfattats i nästkommande kapitel Resultat. Innehållet i TB utreds översiktligt nedan.
1. Allmänt
Här beskrivs hur TB är uppbyggd samt hur man läser den. Det anges även hur den är disponerad och hur de olika kravtexterna gäller gentemot varandra.
A. Gemensamma krav
I detta kapitel läser man om vilka gemensamma krav som gäller för samtliga avsnitt.
B. Verksamhet
Visar den verksamhet, till exempel trafikmängder, som används som grund för vilka krav som ställs på de olika delarna i anläggningen.
C. Befintlig mark, miljö och konstruktion
Den anslutande marken till det anspråkstagna området får ej påverkas i något led av
byggnationen. Mark och miljö får ej heller påverkas i funktion eller kvalité. Detta är något som ska kontrolleras och dokumenteras före, under och efter byggtiden se avsnitt 1.1 i
(Trafikverket, 2017).
D-U konstruktion i aktuell anläggning
I den tekniska beskrivningens D-flik, konstruktion i aktuell anläggning, beskriver beställaren hur vägen ska utformas och vilka funktioner den ska uppfylla. Den nya vägens funktion kräver att all vägutforming ska utgå från ett trafiksäkerhetstänkande. Trafikmiljön ska ha en förlåtande utformning och att de oskyddade trafikanters behov ska beaktas.
De krav som ställs på den tekniska livslängden gällande vägens konstruktioner, anordningar och system förutsätter att all typ av normal drift- och underhållsarbete ska kunna utföras. Arbetena ska utföras utan att den dimensionerade livslängden ska påverkas negativt eller att vägens ingående funktioner försämras.
V. Extern konstruktion
Detta avsnitt behandlar de krav och förutsättningar som finns för de delar som inte finns med i fliken D-U konstruktion i aktuell anläggning. VA-nät och energibrunn är de delar som ingår i den externa konstruktionen.
X. Dokumentation
Här beskrivs det hur entreprenören ska föra dokumentation i syftet att Trafikverket samt andra myndigheter ska kunna säkerställa att ställda krav är tillfredsställda.
För att kunna läsa ut vilka krav som gäller detaljspecifikt så måste man ha ingående förståelse och kunskap om avsnitten med allmänna krav. Man behöver även läsa det avslutande avsnittet för att veta att man dokumenterar på rätt sätt så att mottagaren kan läsa ut relevant information.
4 Trafikverkets råd- och kravdokument
Den tekniska beskrivningen tas fram med hjälp av Trafikverkets styrande och stödjande dokument. De som berör avvattning är:
- Trafikverkets tekniska krav för avvattning – TK Avvattning TDOK 2014:0045 - Avvattningsteknisk dimensionering och utformning – MB 310. TDOK 2014:0051 - Trafikverkets tekniska råd för avvattning – TR Avvattning TDOK 2014:0046
Trafikverkets tekniska krav för avvattning
Tekniska krav avvattning (TK Av.) är ett s.k. kravdokument och tillhör Trafikverkets anläggningsstyrning. Trafikverket definierar avvattning som uppsamling och avledning av dagvatten och dränvatten från väg-/bankroppen och dess omgivning. Dokumentet innehåller de tekniska krav som Trafikverket ställer på dimensionering och utformning av
avvattningssystem för väg och järnväg. Det ska användas när Trafikverket är beställare och förvaltare av nya de vägar som ska byggas eller underhållas.
Livslängden på ledningar och trummor i en vägkonstruktion ska dimensioneras till minst 40 år.
Vägkroppens bärighet och tjältålighet ska säkerställas så att under den dimensionerade
livslängden inte ändras i funktion. Dräneringen i överbyggnaden ska gå till terassnivån (Figur 1 Benämningar av ban-och vägkonstruktionens olika delar.) och diken eller annan typ av
dränering ska ha god hydraulisk kontakt med överbyggnaden.
Undergrunden ska dräneras i de fall som det är dåliga dräneringslägen och inverkar på
tillståndet eller skadeutvecklingen i vägen. Den nya dräneringsgraden som ska uppnås då man utför underhåll eller förbättringar är dräneringsgrad 1, man kan läsa om de olika
dräneringsgraderna i TRVK Väg (Trafikverket, 2011), eller så ska nödvändigt
förstärkningsbehov korrigeras. När dimensionering av grundläggning för trummor och ledningar ska beräknas så görs det med Trafikverkets tekniska krav för geokonstruktioner (Trafikverket, 2016). Dränvatten, dagvatten, genomledning av flöde, diken och
dagvattenledningar ska alla dimensioneras enligt MB 310 Avvattningsteknisk dimensionering
Figur 1 Benämningar av ban-och vägkonstruktionens olika delar.
5 och utformning (Trafikverket, 2008). Konsekvensklass för nyanläggning av trummor ska
bestämmas enligt avsnitt 4.4.3.1. i TK Av (Trafikverket 1, 2017).
Nya trummor ska utformas med en minsta innerdiameter enligt Tabell 1 Minsta innerdiameter för trummor. Om man däremot gör bedömningen att kapaciteten är bristande hos en befintlig trumma så ska man göra en grov flödesberäkning med hjälp av MB 310 Avvattningsteknisk dimensionering och utformning (Trafikverket, 2008). Därefter bestämma vilken innerdiameter som är lämplig för det nya beräknade flödet.
Trafikverkets tekniska råd för avvattning
I Tekniska råd avvattning (TR Av) finns tekniska råd för dimensionering och utformning av avvattningssystem för vägar och järnvägar. Trafikverkets Tekniska krav Avvattning innehåller de kraven till de råd som anges i TR Av. TR Av är ett råddokument och är en del av
Trafikverkets anläggningsstyrning.
Ett mål när man ritar nya vägen är att göra så få ingrepp som möjligt i det naturliga
hydrologiska kretsloppet och det rådande hydrologiska tillståndet. När man höjdsätter en ny väg ska höjdsättningen bestämmas så avvattningsanläggningar är systematiskt och att det är en acceptabel driftsäkerhet och inverkan på omgivningen.
Varför man sätter en bruksnivå över konstruktionsnivån är för att ha möjlighet att använda diken eller ytor inom området för magasinering eller infiltration. Man vill också kunna bygga väg i delar där havets nivå är över terrassens nivå. Man kan behöva definiera bruks- och konstruktionsnivån för varje anläggningsdel eller vissa punkter.
En god hydraulisk kontakt kan anses tillfredsställd gentemot överbyggnaden om det finns goda dräneringsförhållanden eller en väl dränerad undergrund. Det anses också vara uppfyllt om det ordnas ett öppet, eventuellt stenfyllt dike eller dräneringsledning.
De allmänna dimensioneringsförutsättningarna utgår från tätbebyggda områden och dessa områdens bebyggelsers sårbarhet. Funktionskrav och flödesberäkningar enligt Svenskt Vatten P110 Avledning av dag-, drän- och spillvatten (Svenskt Vatten, 2016) med dess krav och anvisningar är inte allmänt lämpliga för vägar och dess anläggningar.
Tabell 1 Minsta innerdiameter för trummor.
6 Olika faktorer när man beräknar konsekvensklass är till exempel topografi, geologi,
bankmaterial, ÅDT med mera Om det finns eventuella osäkerheter kring vilken konsekvensklass man beräknat bör dimensioneringen göras för den högre klassen.
När de olika beräkningarna görs för trummor så måste alltid klimatzoner tas i beaktande och de olika klimatzonerna framgår b.la. av AMA Anläggning eller TRVK Väg, Kapitel 4.2
(Trafikverket, 2011). Om det finns risk för eventuell svallisbildning eller dämning av trummor när det är islossning så kan trumdimensioner behöva ökas.
Avvattningsteknisk dimensionering och utformning – MB 310
MB 310 Avvattningsteknisk dimensionering och utformning (MB 310) är ett dokument från Trafikverket och är ett s.k. råddokument. Dokumentet innehåller råd avseende dimensionering och utformning av avvattningsanläggningar. MB 310 ansluter till Tekniska krav avvattning (Trafikverket 1, 2017) och Tekniska råd avvattning (Trafikverket 2, 2017). I MB 310 beskrivs en metodik för beräkning av dimensionering av Trafikverkets avvattningsanläggningar.
Metodiken används för att nå upp till kravnivåer enligt TK avvattning. Dokumentet ska även klargöra, från dräneringsförhållanden, vilka principer avvattning kan hanteras.
Det är förhållandevis lätt att upptäcka områden med uppenbart ogynnsamma eller gynnsamma dräneringsförhållanden. Vid snösmältning och tjällossning är det en god idé att göra en
kartering i fält för då kan man tydligare se platser med mindre gynnsamma förhållanden på grund av den då relativt höga vattenhalterna i marken. För att kunna göra en bra kartering behövs god hydrologisk kompetens hos personalen som gör den. Några platser som är typiska för ogynnsamma dränförhållanden kan vara: lokala lågpunkter, lågområden, vid jordarter med hög andel finkorniga fraktioner med mera
För väganläggningar som är befintliga kan dräneringsbehovet bedömas från historik av vägen och gjorda erfarenheter. Tecken på platser där eventuella dräneringsåtgärder kan behövas är till exempel sättnings eller beläggningsskador men även vattenälskande växter kan vara en värdefull visare.
Den dimensionerande dagvattenlasten avgörs av den dimensionerande nederbörden och vilka flöden de aktuella vägytorna kommer att generera. I dessa sammanhang behöver bland annat dränförhållanden, avvattnade ytors lutning och längden på flödesvägar tas i beaktande.
När de dimensionerande flödena ska beräknas så ska den rationella metoden nyttjas, som återfinns i MB 310, kapitel 2.4.3. (Trafikverket, 2008), med modifieringen att de icke
hårdgjorda ytorna inom vägområdet har en infiltrationskapacitet och en magasineringskapacitet.
Efter att vattnet magasinerats så kommer det antingen infiltreras vidare till grundvattnet eller leds bort av de utförda åtgärder man gjort kring dränering. Man kan anta att den stora del porvolym som finns i den omättade zonen av en ett vägområde inte kommer att passeras vid den dimensionerande nederbörden.
När man beräknar det dimensionerande flödet så ska överskottet av vatten vid varje
delavrinningsområde som inte kan infiltrera beräknas enligt formeln som specificeras i MB 310 kapitel 2.2.1 Dimensionerande flöde (Trafikverket, 2008).
7 Genomledning av naturflöde.
När de olika naturflöden ska ledas förbi väganläggning så ska hänsyn tas till eventuella
potentiella skador på den aktuella anläggningen som exempelvis den kringliggande marken och miljön. Detta omsätts i praktiken till de olika kravnivåerna som finns, beroende på
konsekvenserna vid större vattenlaster än vad beräknad Genomledning är utformad och dimensionerad för ändå ska kunna hanteras. Man måste alltid undersöka ifall berörda naturflöden är reglerat på något sätt eller om det på något annat vis kan påverkas så
flödesdynamiken påverkas. I de fall naturflödena är opåverkade bestäms den dimensionerande vattenlasten enligt anvisningar som finns under punkt 2.4.2 (Trafikverket, 2008)
När trummor ska dimensioneras finns det minimidimensioner som är utgår från trumlängden, se avsnitt 5.3.2 i Tekniska krav Avvattning (Trafikverket 1, 2017). Vattendrag som är mindre i storleken kan det vara lämpligt ifall det dimensionerande flödet förväntas behöva större
trumdimensioner än minimidimensionerna.
När genomledning av flöden ska dimensioneras så har den huvudsakliga tanken varit att skapa ett nog stort hål för att leda igenom 𝐻𝑄𝑇, högsta förväntade vattenföring [𝑚3/𝑠]. En stor anledning har varit att man vill förhindra fördämningar och i förlängningen inte skapa översvämning på marker som ligger uppströms. Det är inte självklart att konstruktioner idag behöver ha kapacitet att kunna leda förbi allt vatten vid 𝐻𝑄𝑇 då det finns tydligare
utgångspunkter viad de konsekvenser som kan följa vid höga flöden och då välja åtgärder som kan reducera de värsta av det.
8
Metod och material
Arbetet är komponerat av ritningar, inmätningar och bilagor som tillhandahållits av Tyréns Luleåkontor. Utöver det tilldelade materialet har även Trafikverkets egna publikationer använts som är tillgängliga på deras hemsida, bland annat TRVK Väg (Trafikverket, 2011), TK
Avvattning (Trafikverket 1, 2017), MB 310 (Trafikverket, 2008).
Intervjuer har genomförts med personal på Tyréns som var inblandad i referensprojektet för att kunna samla in nödvändig information. Utöver dessa intervjuer så har det även förekommit kontinuerlig kontakt med projektörer på Tyréns under tiden examensarbetet skrivits. På så vis har det funnits möjlighet att ställa frågor som uppkommit men även utreda hur fråga hur de tänkt kring olika delar i hur projekteringen har utförts.
Indata som varit väsentligt för den specifika vägsträckan och dess avvattningstekniska lösning har sammanfattats. Informationen har delats upp i kapitlen geoteknik, hydrogeologi, vägens konstruktion och konstruktion i aktuell anläggning.
En teoretisk jämförelseanalys gjordes mellan det beräknade dimensionerande flödet och den hydrauliska kapaciteten. Detta gjordes för att kontrollera att den valda dimensionen av de nya trummorna till vägen är korrekt. Beräkningen av flödet gjordes med hjälp av Prandtl-
Nikuradse-Colebrooks formel:
𝑞𝑃𝑁𝐶 = 𝜋√2∗𝑔∗𝑑5∗𝐼
2 ∗ 𝑙𝑜𝑔10( 𝑘𝑒
𝑐𝑃𝑁𝐶∗𝑑+ 2,51∗𝑣
√2∗𝑔∗𝑑3∗𝐼) 𝑞𝑃𝑁𝐶= 𝐹𝑙ö𝑑𝑒 [𝑚3]
𝜋 = 𝑀𝑎𝑡𝑒𝑚𝑎𝑡𝑖𝑠𝑘 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡 [−]
𝑔 = 𝑇𝑦𝑛𝑔𝑑𝑎𝑐𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 [m/𝑠2] 𝑑 = 𝑖𝑛𝑛𝑒𝑟𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 [𝑚]
𝐼 = 𝑓𝑎𝑙𝑙 (𝑀𝑎𝑛𝑛𝑖𝑛𝑔𝑠 𝑡𝑎𝑙) [𝑚1/3/𝑠]
𝑘𝑒 = 𝑒𝑘𝑣𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡 𝑠𝑎𝑛𝑑𝑟åℎ𝑒𝑡 [𝑚]
𝑣 = 𝐾𝑖𝑛𝑒𝑚𝑎𝑡𝑖𝑠𝑘 𝑣𝑖𝑠𝑘𝑜𝑠𝑖𝑡𝑒𝑡 [𝑚2] 𝑐𝑃𝑁𝐶 = 𝐸𝑚𝑝𝑖𝑟𝑖𝑠𝑘 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡 [−]
9
Resultat
Tekniska beskrivningen
Information nedan har extraherats från TB och jag anser att det varit väsentlig för arbetet.
Geoteknik
I den geotekniska beskrivningen står det att marken runt den aktuella vägsträckan består av växlande myr och skogsmark och en del inslag av odlingsmark. De jordarter som finns i störst utsträckning är morän och torv. Fastmarksområdena består av moränjordar samt tunna silt-, sand- och grussediment ovan morän
Hydrogeologi
Vattenmyndigheten har gjort en sammanställning på vattenförekomster i området och
registrerat att det finns grundvattenförekomst i området kring E10 vid Mukkavaara. Den är av god kvantitativ status och av god kemisk grundvattenstatus. Det finns ett flertal utloppsdiken som idag ansluter till vägens diken och enligt den tekniska beskrivningen så ska funktionen för markavvattning, naturdiken mm bibehållas och förbättras om så behövs.
Vägens konstruktion
Den befintliga vägens konstruktion är kontrollerat och visar att slitlagren är bitumenbundna lager av oljegrus. Slitlagrets lagertjocklek är 60–80 mm och det finns på kortare sträckor platser som har slitlager uppemot 200 mm. Luktprov (Svenska kommunförbundet och Vägverket, 2003) har utförts för att se om man kan hitta stenkolstjära men dessa prov visade inte på något sådant. Den tekniska lösningen för slitlagren är att bitumenbundna slitlager rivs och inbyggda beläggningar rivs. Kvalitén på de beläggningsmassor som ska återanvändas ska testas genom provtagning.
Vägkonstruktion
Väganläggningen ska utformas så att vägarnas konstruktion och utformning är enligt de krav som ställs i dessa dokument:
- Vägutrustning 94 - TRVÖK VGU - TRVK VGU
10 Förutsättningar för projektet och nulägesbeskrivning
Det finns skogsbruk, jordbruk och rennäring i området eller nära anslutning. Vägen E10 är av riksintresse för kommunikationer (Trafikverket, 2020). Det förekommer sand och grus i närheten av E10 där avrinningsområdet Skrövån ingår, sträckningen km 21+800 till 22+450 längs väg 818. I Palohuornas förekommer morän i området km 18+950 till 19+350, den sträckan berör då även vattenskyddsområdet (Se Figur 2 Karta Palohuornas
Vattenskyddsområde nedan).
Det finns ett antal sjöar längs efter sträckningen varav en där vägen går särskilt nära sjön, km 16+000, men i det området kommer endast vägens beläggning bytas och är därför inte ett problem.
När jag intervjuade projektören på Tyréns, tekniskt ansvarig för projektet, så tycker inte han att det har varit några problem som uppkommit i projektet (W.Tjärdalen, personlig
kommunikation, maj 2020). De ändringar som projektörerna hade velat göra i projektet gällande avvattning var att någon av dom hade gärna åkt med ut på platsbesök i ett tidigt skede för att kunna delta i diskussionerna kring frågan och på sätt kunna påverka i den utsträckning dom känner att det behövs.
För de tre projektörer som har arbetat med att ritat och konstruerat vägen så bedömer dom att de har lagts ned ungefär en arbetsdag totalt för deras del för att kunna säkerställa avvattningen.
Om man tittar på den totala mängden arbete som har gjorts från dagvatteningenjörer med mera så har de lagts ungefär 80 timmar på att kontrollera platsen och skriva dokument.
Dimensionerna på de nya trummorna är generellt sett större då de är flertalet trummor som gått upp i diameterstorlek. Dimensionerna på de gamla trummorna är mellan 500 mm – 1800 mm.
De nya trummorna är 500 mm -1200 mm (Se Bilaga 1 Trummor och avrinningsområden).
Figur 2 Karta Palohuornas Vattenskyddsområde
11 Dimensionerande flöde
Flödet, qNPC, för två typer av trummor med olika diameter kontrollräknas med Prandtl- Nikuradse-Colebrooks formel. Mannings tal har satts till 0,01 m1/3/s efter dialog med geotekniker och vägprojektör på Tyréns (W.Tjärdalen och M.Sundvall, personlig
kommunikation, maj 2020). Kinematisk viskositet, v, är för vatten 1. Nedanstående konstanter har använts till uträkningarna, där gravitationsacceleration för Treriksröset valdes. Det har antagits att alla de nya trummorna konstruerats i samma material som de gamla trummorna, detta är dock något som ger en stor osäkerhet i beräkningarna och är något jag hade valt att arbetat vidare med ifall frågan hade behövts utredas noggrannare.
𝜋 = 3.14159265359 … [−]
𝑔 = 9,824 [m/𝑠2] 𝐼 = 0,01 [𝑚1/3/𝑠]
𝑣 = 1 [𝑚2]
Plasttrumma
Trumläget är km 0/988 (Bilaga 1 Trummor och avrinningsområden).
Nedanstående värden har valts:
𝑑 = 0.8 [𝑚]
𝑘𝑒 = 0,05 [𝑚]
𝑐𝑃𝑁𝐶 = 4,0 [−]
Insättning av värden:
𝑞𝑃𝑁𝐶 =3.14159265359 ∗ √2 ∗ 9,824 ∗ 0.85 ∗ 0,01 2
∗ 𝑙𝑜𝑔10( 0,05
4,0 ∗ 0.8+ 2,51 ∗ 1
√2 ∗ 9,824 ∗ 0. 83∗ 0,01) = 0.358408 … 𝑚3/𝑠
≈ 0.36 𝑚3/𝑠
Svar: Det dimensionerade flödet för en plasttrumma med diameter 0,8 meter är 𝑞𝑃𝑁𝐶 = 0.36 𝑚3/𝑠.
Trumma gjord av betong
Trumläget är km 0/012 (Bilaga 1 Trummor och avrinningsområden).
Nedanstående värden har valts:
𝑑 = 0.8 [𝑚]
𝑘𝑒 = 0,8 [𝑚]
𝑐𝑃𝑁𝐶 = 3,93 [-]
12 Insättning av värden:
𝑞𝑃𝑁𝐶= 3.14159265359 ∗ √2 ∗ 9,824 ∗ 0. 85∗ 0,01 2
∗ 𝑙𝑜𝑔10( 0,8
3,93 ∗ 0.8+ 2,51 ∗ 1
√2 ∗ 9,824 ∗ 0.83 ∗ 0,01) = 0.3635. .. 𝑚3/𝑠
≈ 0.15 𝑚3/𝑠
Svar: Det dimensionerade flödet för en plasttrumma med diameter 0,5 meter är 𝑞𝑃𝑁𝐶 = 0.36 𝑚3/𝑠.
Det beräknade dimensionerade flödena ovan stämmer överens med de flöden som Tyréns fått fram med hjälp av Colebrooks diagram (Bilaga 5 Colebrooks diagram). För att använda diagrammet krävs indata som generell lutning och delfyllnadsgrad, som var 0,5‰ respektive 85%. Lutning och delfyllnadsgrad kommer från Trafikverkets MB-310 (Trafikverket, 2008).
För alla de trummor som är i (Bilaga 1 Trummor och avrinningsområden) och har nog med information klarar samtliga av det aktuella flödet som det är dimensionerade för.
Dikeskonstruktion
När man tittar på hur Tyréns har ritat och konstruerat dikena, till exempel Figur 3 Slänt från Överbyggnadstyp 4, så uppfyller diket de krav som Trafikverket ställer genom MB-310 (Trafikverket, 2008). Om man jämför de siffror som finns i (Bilaga 1 Trummor och
avrinningsområden) och vilken lutning de bör vara i det diket enligt nanogrammet (Figur 4 Exempelberäkning för släntlutning) så ser man att det här projektet följer Trafikverkets dokument.
Figur 3 Slänt från Överbyggnadstyp 4
Kontrollberäkning av dike
Vid kontroll av trumman vid läge km 1/340 (Bilaga 1 Trummor och avrinningsområden) så är det dimensionerade vattenflödet 0.07 [m3/s] → 0.07*1000 = 70 [l/s]. Med ett vattenflöde på 70 l/s, Mannings tal satt till 40 (då det är ett nyligen belagt dike) samt en antagen bottenlutning på 0,5 ‰ får man ett vattendjup på 0,35 m och en släntlutning på 1:3, 1:2 (Figur 4
Exempelberäkning för släntlutning). Tittar man på ritning 101T0302 (Bilaga 2 Ritning 101T0302) som Tyréns levererade till projektet så är överbyggnaden på sträckan km 1/340 av typ 5. I normalsektionsritningen 101T0405 (Bilaga 3 Ritning 101T0405) så ser man att den
13 projekterade släntavrundningen för överbyggnadstyp 5 är 1:3, 1:2. Kontrollberäkningen styrker därför att dikeslutningen är rätt.
Figur 4 Exempelberäkning för släntlutning
Avvattningstekniska lösningar Vägdiken
I plan- och profilritningar så kan man se att diken är utformade enligt rådande
Trafikverksstandard och klarar avvattning i vägkonstruktionen samt avledning av vatten. I vissa fall så har vägprofilen höjts, se Bilaga 4 Ritning 101T0303 som exempel, för att kunna
säkerställa fullgod vattenavrinning från vägytan.
Trummor för genomledning av vatten
Trummornas dimension visas i Bilaga 1 Trummor och avrinningsområden. I bilagan så redovisas delavrinningsområdenas storlek och de dimensionerande flödena.
Krav- och styrdokument har gåtts igenom och jämförts med färdigställt projekt och tillhörande ritningar. Även kontrollberäkningar (se avsnitt Dimensionerande flöde) har gjorts och ställts mot de siffor som projektdokumenten innehåller. Inga avvikelser från Trafikverkets råd och krav har hittats.
14
Analys och diskussion
I Bilaga 6 Kontrollberäkning av trummor så kan man se den sammanställda beräkningen av trummor i vägen. Samtliga trummor stämmer överens med det beräknade flödet som är satt.
En del trummor saknade ingående information, som man kan se i Bilaga 1 Trummor och avrinningsområden, och jag valde att ta bort de trummorna då jag ansåg att felmarginalen vart alldeles för stor. Mannings tal diskuterades fram tillsammans med vägprojektören och en geotekniker på Tyréns, de ansåg att det är en god generell siffra för hela sträckan som kan appliceras på samtliga rörtyper. Jag har inte kunnat hitta teoretiska belägg för den antagna siffran i Mannings tal som används i beräkningen och det är därför en stor osäkerhet i
beräkningen av flöden med Prandtl-Nikuradse-Colebrooks formel i den här rapporten. Det går inte heller att utläsa i tekniska beskrivningen eller bilagor vad de nya trummorna kommer vara i för material och jag har då antagit att de nya trummorna kommer att byggas i samma material som de tidigare trummorna och även detta är något som ger osäkerhet i beräkningen.
Om man använder Colebrooks diagram (Bilaga 5 Colebrooks diagram) och antar en
delfyllnadsgrad på 85% och generell lutning om 5‰ så stämmer alla trummors dimensionering i Bilaga 1 Trummor och avrinningsområden och klarar det dimensionerande flödet. När man använder diagrammet så tar de inte in materialtyp i beräkningen och det blir då en osäkerhet med resultatet. Gör man överslagskontroll på dimensioneringen för trummorna och tittar vilka dimensioner de har valt så har dom rördiameter som med stor säkerhet kommer klara det dimensionerande flödet och på så sätt kan man säga att risken för beräkningsfel är försumbar. På så sätt har de också säkerställt att vägen inte kommer bli belastat av vatten på grund av att trummorna inte klarar av oväntat stora flöden.
När man läser igenom de tekniska beskrivningar som ingår i det här projektet från Trafikverket så är informationen väldigt tydlig. Det lämnas inte utrymmer för egen tolkning av den
information dom lagt ut. Även om de tekniska råden till viss del går att tyda på olika sätt, så är det i huvudsak inom den teoretiska delen i förarbetet. Under projekteringens gång så bör man använda de råddokument som Trafikverket har, detta för att få en så god process som möjligt enligt deras standard.
Trafikverket skriver om att det behövs gedigen kompetens och ingående information för att kunna göra ett gott arbete i fråga om avvattning. När jag pratar med väg/gatas avdelningschef Norr på Tyréns (M.Edström, personlig kommunikation, maj 2020) så upplever han att det finns mycket god kunskap i företaget för att kunna säkerställa att vägens uppbyggnad blir i enlighet med Trafikverkets krav. Då avdelningen själv inte har dagvattenutredare så hämtar de personal och kompetens från Tyrénskontoret i Umeå, som även fick bistå med information i det här projektet.
När man går igenom det tekniska teoretiska underlaget som Trafikverket har så kan man i TR avvattning (Trafikverket 2, 2017) läsa om utredning kring avvattningstekniska frågor. De framhäver att det är viktigt att börja titta på den avvattningstekniska biten i ett tidigt skede för att på så sätt undvika onödigt stora kostnader. När jag intervjuade personal på Tyréns så tycker dom att det här är något som de tar upp i ett tidigt skede av planeringsprocessen men att det inte alltid är så att dom får följa med på bland annat platsbesök. Vid diskussion med en av vägprojektörerna (W.Tjärdalen, personlig kommunikation, maj 2020) som var tekniskt ansvarig på det här projektet så ser han flera fördelar då de också underlättar när man ska planera vägens konstruktion på olika sätt. Möjligheten att kunna få in så mycket data som
15 möjligt i ett tidigt skede gör också själva projekteringen av vägen snabbare och smidigare, på så sätt hålla nere kostnader.
Under tiden jag inhämtade information för det här arbetet så intervjuade jag projektörer på Tyréns som hade arbetat med det uttalade projektet. De kände att de själva saknade kompetens i frågan om avvattning men att det istället fanns kompetens inom företaget som säkerställde att den information dom tog emot var fullgod för att kunna skapa en ny väg. Dom tyckte däremot att dom hade haft lättare att kunna svara kunden kring frågor om avvattning i senare skeden om dom hade fått följa med på platsbesök när bland annat den avvattningstekniska frågan skulle tittas på och påbörja utredningen.
När analysen av de här arbetet gjordes så anser jag att det finns det goda belägg för hur vägen har utformats. Dimensioneringen av trummor är väl tilltagna och, som man kan se i plan- och profilritningarna, kommer funka året runt även vid is/tjäl-lossning. Detta är, såklart, något som är mycket viktigt för en vägs överlevnad genom den dimensionerande livslängden. Att en väg håller hög kvalité genom hela livslängden är något som kommer säkerställa bland annat transporter i området. Vare sig det gäller timmertransporter, som bidrar med ett mycket stort slitage på vägkroppen genom bland annat vibrationer, eller andra typer av transporter så är det av högsta prioritet för dom att vägarna håller förväntad standard. I ett fall där vägen inte
uppehåller standard och samlar vatten på vägens slitageyta eller i vägkroppen så kommer vägens livslängd kortas ner och man kommer behöva investera på nytt för att vägen ska fungera på ett tillfredställande sätt.
Slänterna är, även de, väl konstruerade för de givna parametrarna. Det finns tydliga underlag att använda för att nå fullgott resultat i frågan om avvattning. Även detta är något som visar på god kompetens inom Tyréns som företag, att få rätt ingångsvärden är helt avgörande för
vägprojektören för att kunna konstruera en väg som uppfyller kraven ställda av beställaren.
Inga projektspecifika problem har uppkommit under de intervjuer som hållits. Däremot så har det i diskussion med projektörerna på Tyréns påpekat att det är återkommande problem med inmätningar. Ibland innehåller inmätningarna inte har all den informationen de vill ha eller så har mätteknikern inte har tagit nog många mätpunkter, vilket resulterar i för få trianglar i 3D- modellen. Detta är också något som dom påtalat i andra projekt som en kostnadsdrivare, då man antingen måste göra antaganden när man projekterar eller be mätteknikern göra en ny inmätning med fler punkter. Ett problem som har uppstått i detta examensarbete är
inhämtningen av information av just inmätningar. Jag har inte kunnat få tag på inmätningsfilen utan har enbart fått jpg-filer som visar inmätningen, men inte ger någon riktig data.
Den samlade bilden jag har fått efter intervjuerna på Tyréns är att dom tycker det finns en god företagsstruktur. Strukturen ger dom möjlighet att få in den information och data i projekten dom behöver för att kunna följa Trafikverkets olika tekniska dokument. När projektskedet sedan kommer till det att dom ska börja rita och konstruera vägen och dess sträckning så finns det dokumenterat av till exempel dagvatteningenjör och miljöingenjör om hur vägen bör konstrueras och vilka begränsningar dom ser med vägens utbredning i området.
Dom bedömer att den sammanlagda tiden dom har behövt lägga på avvattning tillsammans, tre projektörer, är maximalt en arbetsdag. Detta visar på ett bra informationsflöde inom företaget som säkerställer kvalité mot kund och att varje avdelning ska kunna göra sin projektering av sträckan inom en godkänd tidsram.
16
Referenser
Svenska kommunförbundet och Vägverket. (2003). Stenkolstjära i asfaltsmassor. Hämtat från www.asfaltskolan.se: https://asfaltskolan.se/wp-
content/uploads/Dokument/stenkolstjraiasfalt_skllgesrapport0305.pdf Svenskt Vatten. (2016). Publikationer. Hämtat från Svenskt Vatten:
https://vattenbokhandeln.svensktvatten.se/produkt/p110-del-1-avledning-av-dag- dran-och-spillvatten/
Trafikverket 1. (2017). TK avvattning. Hämtat från www.trafikverket.se.
Trafikverket 2. (2017). TR Avvattning. Hämtat från www.trafikverket.se.
Trafikverket. (2008). MB 310 - Hydraulisk dimensionering. Hämtat från Trafikverket:
https://trafikverket.ineko.se/Files/sv-
SE/11208/RelatedFiles/2008_61_vvmb_310_hydraulisk_dimensionering.pdf Trafikverket. (2011). TRVK Väg. Hämtat från www.Trafikverket.se.
Trafikverket. (2016). TK Geo 13. Hämtat från www.trafikverket.se.
Trafikverket. (2017). Teknisk beskrivning väganläggning Väg 818.
17
Bilagor
Trummor och avrinningsområden.pdf Bilaga 1 Trummor och avrinningsområden
101T0302.pdf
Bilaga 2 Ritning 101T0302
101T0405.pdf
Bilaga 3 Ritning 101T0405
101T0303.pdf
Bilaga 4 Ritning 101T0303
Colebrook diagram.pdf Bilaga 5 Colebrooks diagram
Kontrollberäkning av trummor.pdf Bilaga 6 Kontrollberäkning av trummor
