Exempel 2

Parkeringsplats – Regnenveloper, översiktlig beräkning

Samma parkeringsplats som i exempel 1. Dock har förnyade grundundersökningar reviderat klassificeringen av terrassmaterial till Siltig sandig morän (SiSaMn) med hydraulisk konduktivitet K_t = 5,0 x 10^-7 m/s. Terrassmaterialet bedöms dock fortfarande tillhöra materialtyp 2, det vill säga bärighetsberäkningen och krav till tjocklek på förstärkningslager förblir oförändrat (min 263 mm) jämfört med beräkning enligt exempel 1.

Man önskar även utföra trädplantering centralt i ytan och vill därför öppna upp förstärkningslagret ytterligare. Som förstärkningslager används 16/90 istället för som tidigare planerat 4/90. Nya mätningar på hydraulisk konduktivitet på förstärkningslager ger hydraulisk konduktivitet Kf = 5,0 x10^-3 m/s. Den förnyade grundundersökningen visar på relativt låg infiltrationskapacitet i terrassen så konstruktion med partiell infiltration (DO(P)) antas. Antag initialt 12 m avstånd mellan dräneringsrör och 2 procent lutning på terrass.

Uppgift: Kontrollera fördröjningsmöjlighet och tömningstider för olika åtkomsttider exempelvis Å = 2, 10, 50 och 100 år.

 

Förenklad arbetsgång – bärighetsberäkning:

Jämfört med exempel 1, har inga förändringar gjorts som påverkar bärighetsberäkningen. Enligt tabell 7.8 fås följande konstruktion för trafikklass 2 på terras av materialtyp 2: Dränerande marksten (80 mm), sättmaterial (30 mm krossat 2/5), bärlager (80 mm krossat 4/32), förstärkningslager (263 mm krossat 16/90).

 

Förenklad arbetsgång – översiktlig hydraulisk analys:

Konstruera i lämpligt kalkylark kumulativt regndjup (d_r) för olika regnvaraktigheter, enligt Dahlström (2010), ekvation enligt tabell 12.1 [52]. Ur ekvation enligt tabell 12.1 fås regnintensitet (l/s, ha eller mm/h) som funktion av varaktighet (minuter) och återkomsttid (år) enligt figur 12.3. Figur 12.3 kan sedan konverteras till kumulativt regndjup (d_r) som funktion av varaktigheterna 2, 10 och 100 år (figur 12.5).

 

Figur 12.5 kan ytterligare konverteras genom att dividera y-axelns värden (kumulativt regndjup) med förstärkningslagrets porositet. På detta sätt fås kumulativ höjd för vattenfyllda zonen i förstärkningslagret. Genom att sedan lägga in kurvan för summan av avvattningskapaciteten från avtappning till dräneringsrör (enligt ekvation i tabell 8.5) och terrass (enligt ekvation i tabell 8.4), fås erforderlig förstärkningslagertjocklek som största skillnad mellan kurvorna.

Totala avvattningskapaciteten ges av (beräknas i lämpligt kalkylark):

 

 

Notera att i ekvation 1 har d (vattenfyllda zonens höjd) satts till d = 0,08 m (för porositeten 0,25 motsvarar detta 20 mm nederbörd). Initialt är den vattenfyllda zonens höjd (d v s minimum magasinhöjd) i detta exempel inte känt, men kan för översiktlig beräkning antas som rimligt startvärde.

Om ekvationen på föregående sida ritas in i figur 12.5 fås resultatet enligt figur 12.6.

 

 

Ur figuren (eller enklast ur kalkylarket) fås erforderlig förstärkningslagertjocklek som största skillnad mellan regnenveloperna (2-, 10-, 50- och 100-årsregn) och kurvan för avvattning av förstärkningslagret. Skalning ger erfoderlig förstärkningslagertjocklek på ca 60, 115, 225 och 295 mm för respektive 2-, 10- , 50- och 100-årsregn. Jämförs tjocklek från bärighetsberäkningen (min 263 mm) fås att överbyggnaden skulle klara ett 50-årsregn (min 225 mm).

Notera att eftersom att i ekvation 1 har d (vattenfyllda zonens höjd) satts till d = 0,08 (för porositeten 0,25 motsvarar detta 20 mm nederbörd). Detta är dock en förenklad ansats eftersom zonens höjd (det vill säga minimum magasintjocklek) för 10-, 50- och 100-årsregnet kommer vara betydligt högre. Den vattenfyllda zonens höjd (och därmed den drivande kraften som åstadkommer avvattning av överbyggnaden) underskattas om d = 0,08. Detta är dock ett konservativt antagande (som ger resultat på säkra sidan). Om erforderlig tjocklek från bärighetsberäkningen är utslagsgivande är det inte nödvändig med fördjupad analys (exempelvis i detta fall för 2- och 10-årsregn). Om tjocklek från bärighetsberäkning och hydraulisk analys ligger nära varandra (exempelvis i detta fall för 50- och 100-årsregn) bör fördjupas analys utföras, se vidare avsnitt "Exempel 3".

Tömningstiderna (vid uppehåll) under givna förutsättningar för erforderlig förstärkningslagertjocklek på ca 60, 115, 225 och 295 mm för respektive 2-, 10-, 50- och 100-årsregn, illustreras i figur 12.7.

 

 

Skalning i figur 12.7 (eller lämpligast beräkning i kalkylblad) ger tömningstider på ca 7, 13.5, 26 och 34 timmar för 2-, 10-, 50- respektive 100-årsregn. Jämförs tjocklek från bärighetsberäkning trafikklass 2 på terrass av materialtyp 2 (263 mm) med beräknad tjocklek från hydraulisk analys fås att överbyggnaden klarar ett 50-årsregn med tömningstid på ca 26 timmar under givna förutsättningar.

Notera att eftersom ekvation 1 har d (vattenfyllda zonens höjd) satts till d = 0,08 (för porositeten 0,25 motsvarar detta 20 mm nederbörd). Detta är dock en förenklad ansats som för de längre återkomsttiderna (10-, 50- och 100-årsregn) underskattar den drivande kraften som åstadkommer avvattning av överbyggnaden. Om d antas betydligt lägre än faktiskt behov av magasintjocklek (t ex 292 mm för 100-årsregn) överskattas tömningstiden (d v s längre tömningstid) än verklig tömningstid. Om beräknad tömningstiden är ligger över eller nära uppställda krav på tömningstid, bör fördjupas analys utföras, se vidare  "Exempel 3".