Exempel 3

Parkeringsplats – Regnenveloper, fördjupad beräkning

Samma parkeringsplats som i "Exempel 1" och "Exempel 2" med samma tekniska förutsättning som i exempel 12.3.2. Bärighetsberäkning, enligt "Exempel 1" , gav för trafikklass 2 och terrass av materialtyp 2 minsta förstärkningslagertjocklek på 263 mm.

Motsvarande gav översiktlig hydraulisk analys, enligt "Exempel 2" , minimum förstärkningslagertjocklek på ca 60, 115, 225 och 295 mm för respektive 2-, 10-, 50- och 100-årsregn. Tömningstiderna beräknades översiktligt till ca 7, 13.5, 26 och 34 timmar för de olika återkomsttiderna.

I den hydrauliska analysen enligt "Exempel 2" antogs den vattenfyllda zonens höjt till d = 0,08 m genom hela analysen. I praktiken motsvarar d (det vill säga vattenfyllda zonens höjd) minimum magasinhöjd/ förstärkningslagertjocklek för fördröjning av dagvatten. För de längre åtkomsttiderna kommer behovet av magasintjocklek den vattenfyllda zonens höjd (och därmed den drivande kraften som åstadkommer avvattning av överbyggnaden) överskattas om d = 0,08.

Uppgift: En fördjupad analys av minimum magasinhöjd/förstärkningslagertjocklek samt korresponderande tömningstider önskas genomfört för de längre återkomsttiderna (50- och 100-årsregn).

Arbetsgång – fördjupad hydraulisk analys:

Arbetsgången för beräkning av infiltrerande vattenmängd motsvarar "Exempel 2". 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 i kalkylarket 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 ekvation 1.

Lösningen söks enklast genom passningsräkning i lämpligt kalkylblad, där slutlig lösning konvergerar när beräknat minimum magasinhöjd/ förstärkningslagertjocklek motsvarar antagen höjd på vattenfylld zon (d) i ekvation 1.

Antag startvärde för den vattenfyllda zonens höjd (d) till 0,08 m. I "Exempel 2" gav d = 0,08 största skillnad mellan kurvorna (det vill säga minsta magasintjocklek/förstärkningslagertjocklek) på 0,295 m för 100-årsregnet. I steg två används d = 0,295 som startvärde för d. Resultatet från denna passning används sedan som startvärde i nästa, o s v. Proceduren upprepas sedan tills skillnaden mellan antaget värde på d och minsta magasintjocklek/förstärkningslagertjocklek överensstämmer. Observera att det enda som varierar är avvattningskapaciteten av överbyggnaden. Kumulativt regndjup (d_r) för olika regnvaraktigheter förblir den samma genom hela passningsräkningen. Resultaten från passningsräkning (utfört i kalkylark) ges i tabell 12.2.

Fördjupad analys ger minimum ca 0,186 respektive 0,232 m magasinhöjd för fördröjning av 50- och 100-årsregn. Dessa tjocklekar ska jämföras med minsta tjocklek med avseende på bärighet, det vill säga 0,263 m för trafikklass 2 på terrass av materialtyp 2. Jämförelsen ger att tjocklek med avseende på bärighet blir dimensionerande och att konstruktionen under givna förhållanden klarar att magasinera och fördröja ett 100-årsregn. Regnenveloper, avvattningskapacitet och minimum magasin- förstärkningslagertjocklek illustreras i figur 12.8.

Kontroll av tömningstid görs på samma sätt som i "Exempel 2" och illustreras i figur 12.9. I båda fallen är tömningstiden ca 12 timmar (vid uppehåll).

Avslutande kommentar: I exemplen ovan har ingen klimatfaktor beaktats. En översiktlig kontroll visar dock att för 50-årsregn och klimatfaktor 1,3 skulle tjocklek med avseende på bärighet fortfarande bli dimensionerande. För 100-årsregn går gränsen vid klimatfaktor ca 1,2. Däröver blir förstärkningslagrets tjocklek med avseende på magasinering dimensionerande.

I exemplen har eventuell avdunstning av nederbörden (och som därmed inte infiltrerar i konstruktionen) inte beaktats. Andel av nederbörd som avdunstar kan normal antas till ca 15–20 procent för denna typ av beläggning [57]. Att utelämna avdunstningen ger en konservativ beräkning.

I exemplen har heller ingen avrinningskoefficient för beläggningen beaktats, och all nederbörd som faller på ytan antas infiltrera. Beroende på nederbördens intensitet eller varaktighet samt hur väl ytan har underhållits kan man normalt räkna med att ca 0–15 procent avrinning på denna typ av konstruktion [58]. Att utelämna eventuell avrinning ger en konservativ beräkning. I exemplen ovan torde effekterna av utelämnad klimatfaktor, avdunstning och avrinning någorlunda balansera varandra.