Burkolt felület drén tervezési segédlet

Burkolt felület drén tervezési segédlet

A felszín alatti vízelvezető rendszert a víz visszatartására használják, mielőtt az beszivárogna a burkolt felület alá, illetve a területen a felesleges víz elszállítására használják. A vízzel telített altalaj instabillá válik, és már nem nyújt megbízható alapot a burkolt felület számára. A vízelvezetés fontosságát egy nemrégiben készült FHWA (Amerikai Egyesült Államok Közlekedési Hivatal) felmérés is dokumentálja, amely szoros összefüggést tár fel a vízelvezetés minősége és a burkolt felület várható élettartama között:

A felmérésben meghatározták az osztályozási szempontokat, valamint a rendszer felszíni befolyóinak elhelyezését, helyét. Jelen leírás csak a felszín alatti vízelvezető rendszerrel foglalkozik. A felszín alatti vízelvezető rendszer két elemből áll:

 

  1. Gyűjtőrendszer

A gyűjtők olyan mintázatban vannak a felszín alatt elrendezve, hogy összegyűjtsék a vizet a burkolat alatti telített talajból. Ebben a segédletben a burkolt felület alá fektetett gyűjtőrendszer alatt a Multi-Flow drénrendszert értjük.

  1. A szállítórendszer

Amint a víz összegyűjtésre került, a szállítórendszerbe kerül. A szállítórendszernek az a célja és funkciója, hogy a vizet a kifolyási pontokra szállítsa.

I.Terv

A. Kapacitás

  1. A teljesítmény meghatározása
  • Egyetlen kifolyó található egy meghatározott helyen?
  • Korlátozott a kifolyó kapacitása?
  • Mekkora ez a kapacitás?

Ideális esetben, nincs megszorítás a vízmennyiségben, amely elszállításra kerül és a szállítás sebességére vonatkozóan sem, bár a leggyakrabban nem erről van szó. Következésképpen alapvető a kifolyási kapacitást megtudni, mielőtt megtervezzük a rendszert. Ez a szám jelentősen meghatározza a gyűjtőrendszer kialakítását.

Határozzuk meg a víz mennyiségét, amelyet el kell vezetni az adott területről.

Az adott területet a víz eredete és mennyisége szempontjából meg kell vizsgálni. Az alapban és az alap alatti területen felhalmozódott víz a következő három forrás valamelyikéből származik: beszivárgás, beömlés és vízszint emelkedés.

 

a) Beszivárgás

A felszínről meglepő mennyiségű víz szivárog a talajba.

30-50%-os beszivárgással tervezünk. Próbáljunk meg minden felesleges felszín alatti vizet a csapadék lehullása utáni 12 órán belül elszállítani.

b) Beömlés

A talajban felhalmozódó víz második forrása a víz oldalirányú mozgásából következik. Ez akkor következik be, ha a burkolt felület szomszédos egy magasabban található vízzáró réteggel, amely megakadályozza a víz természetesen lefelé irányuló mozgását. Bizonyos körülmények között, a víz hosszú távolságot is megtehet így. Furatok segítségével meghatározhatjuk az oldalirányban mozgó víz mennyiségét.

c) Vízszint megemelkedés

A drénrendszer tervezésénél figyelembe kell venni azt, hogy a víz alulról is érkezhet. A talaj szerkezete és a csapadék mennyisége fogja meghatározni azt a sebességet, amivel a talajvízszint megemelkedik.

B. Szállítórendszer

  1. Tervezzünk olyan szállítórendszert, amely képes a Multi-Flow drénrendszerből elszállítani a vizet a kifolyási ponthoz. A szállítórendszer kapacitása a kifolyónál a következő:
  • kevesebb vagy egyenlő a kifolyónál mért kapacitással,
  • amennyiben lehetséges, ugyanakkora vagy nagyobb kapacitásra van szükség, mint a gyűjtőrendszerben.

       2. A legtöbb esetben az USA-ban SCH # 40 PVC csövet terveznek be gyűjtővezetékként, de  bizonyos feltételek mellett, SN4-es PVC csatornacső, vagy kettős falú HDPE cső ezzel egyenértékű lehet megfelelő tervezés esetén. Minden esetben a szállítórendszernek hasonló vagy nagyobb kapacitással kell rendelkeznie, mint a gyűjtőrendszernek.

  1. A szállítórendszernek legalább 0,5%-os lejtéssel kell rendelkeznie.
  1. A szállítórendszer megfelelő méretű PVC cső méretének kiszámolásához először meg kell határozni a névleges áramlási teljesítményt.

A névleges teljesítmény nem veszi figyelembe a fejnyomás hatását, amely jelentős lehet. A fejnyomás a csapadék mennyiségétől, és a szállítórendszernek a gyűjtőrendszertől számított relatív mélységétől függően változik.

C. Gyűjtőrendszer

Mielőtt kialakítjuk a drénrendszer méretét és helyét, a terület használatára vonatkozó tervekkel és /vagy a területtel szemben támasztott teherbírással még számolni kell.  Az is alapvetően fontos, hogy meghatározzuk azokat a területeket, amelyeknek nagyobb víztároló képességük van. Ezért két tényezővel kell számolni:

  • hidrológiai tulajdonságok;
  • fizikai adottságok.

Míg megállapítjuk azokat a tényezőket, amelyek a gyűjtőrendszer tervezéséhez tartoznak, vegyük figyelembe ezt a két kategóriát:

  1. Hidrológiai tulajdonságok

A hidrológiai jellemzők közé tartozik a víz jelenléte, helye, mennyisége, forrása és mozgása. Példákkal:

Burkolt felület alatti vízmozgás

  • A burkolt felület alatti vízmozgás egy magasabb területről nagy lejtéssel jár, pl. domboldal
  • Vízbeömlés erősen csapadékos területen, pl. autóúton vagy szigeten
  • A víz a burkolat alatt a magas talajvízszint vagy a földalatti forrás miatt van jelen.
  • A rendszer elkerüli a jövőbeni meghibásodásokat és elzáródásokat
  • A burkolat és / vagy az aljzat „tálszerűen” lejt, amely a vizet a burkolt felület alá koncentrálja egy adott területen.
  • A víz a burkolat alatt a magas vízszint vagy a földalatti forrás miatt van jelen.
  • Elkerüli-e a rendszer a jövőbeni meghibásodásokat és elzáródásokat?
  • A burkolat és / vagy az aljzat tálszerűen lejt, amely a vizet a burkolt felület alá koncentrálja egy adott területen.

A Multi-Flow rendszer képes kezelni ezeket a problémákat, a következők miatt:

  1. alacsony profil;
  2. nagy teljesítményű mintázat;
  3. hatékony szűrő.

Mindegyik probléma egyedi megoldást kíván:

  • Ahol a víz a területen oldalirányban mozog, össze lehet gyűjteni.
  • Ha a víz korlátozott területekre koncentrálódik, ezeket a pontokat intenzív vízelvezetéssel lehet megcélozni.
  • Ha nagyobb területet áraszt el a víz, szisztematikusabb, átfogó megközelítésre lehet szükség.
  1. Fizikai tényezők
  • A fizikai tényezők magukban foglalják a burkolat rendeltetésszerű használatát és teherbírását is. Mindkét tényező hozzájárul a drénrendszer tervezésével kapcsolatos döntésekhez. A telített alapok és az altalajok drámaian lecsökkent terhelhetőséggel bírnak és nem nyújtanak megfelelő alapot a burkolat számára.

A fizikai tényezőket két részre lehet osztani: a) használati tényezők és b) szerkezeti tényezők.

  • Ezenkívül nem kell árkot ásni, egyszerűen le kell fektetni az aljzatra olyan mélységben, ahol a lyukfúrók nem érik el (Lásd: Alkalmazási lehetőségek: Golfpályák)

a. Használati tényezők A burkolt felületek használata a könnyű gyalogos forgalomtól kezdve egészen a nehéz teherautó forgalomig terjedhet. Minél nagyobb a várható terhelés, annál közelebb kell egymáshoz helyezni a drén-vezetékeket.

b. Szerkezeti tényezők A burkolat, az alap, és az altalaj állapota és felépítése a drén-kialakítást is meghatározza. Talán a legfontosabb tényező az aljzat hidraulikai vezetőképessége. Sűrű, tömör agyag esetén sűrűbb drén-távolságra van szükség, mint a jó vízvezetőképességű talajoknál.

  1. Vonalvezetési irányelvek

Általában a hatékonynak tekinthető sortávolság 3m – 15 m között mozog. Az adott terület megfelelő drén-távolságának kiszámításakor elengedhetetlen a fizikai tényezők mindkét kategóriájának figyelembe vétele. A hidrológiai jellemzők kevésbé lesznek hatással a sortávolságra. Nagyobb valószínűséggel befolyásolják a mintázatot, a pozicionálást és a termékméret kiválasztását. A kis terhelésű, kitűnő szerkezetű burkolt felületet 14 m-res sortávval megfelelően lehet drénezni. Egy erősen használt, rossz szerkezetű burkolathoz 3 m-es távolságra lehet szükség. A mellékelt táblázatok példákat mutatnak a javasolt távolságokra kisebb és nagyobb vízmennyiség esetén.

A hidrológiai, és fizikai tényezők figyelembevételével a vízelvezető gyűjtővezetékek ott helyezhetők el, ahol a leginkább szükség van rájuk, a megfelelő sűrűséggel. Ez megfizethető és hatékony vízelvezetést biztosít.

Ha a főgyűjtő kapacitása nem elegendő a gyors vízelvezetéshez, akkor a dréncsövek sortávolságának és mélységének növelése kiszélesíti a leszívási gradienst és lelassítja a kiszárítási folyamatot.

  1. Elrendezési mintázat

A vízelvezetési mintázatot a felületi profil fogja meghatározni.

  • A viszonylag sík felületeket a rácsminta segítségével lehet a leghatékonyabban elvezetni.

  • A lejtős felületek legjobb drénezési mintája, ha gyűjtőszálakat a lejtőhöz képest 450 szögben fektetik. Ezáltal a dréncsövek olyan helyzetbe kerülnek, hogy befogják a víz természetes áramlását és minimalizálják az árokmélység növelésének szükségességét az esés fenntartása érdekében.
  1. Termékméret

A termék méretét (15cm, 30cm, vagy 45 cm) három tényező fogja meghatározni:

Ha a kimeneti kapacitás elegendő, akkor érdemes a nagyobb méretű Multi-flow rendszert használni, amely hosszabban és mélyebben futtatható.

Tervezési céllal, a következőket foglalhatjuk össze:
Minden egyes 15 cm-es drénszalag vízszállító képessége 64,35 liter per perc

  • a 30 cm-es drénszalag vízszállító képessége 110 liter per perc
  • a 45 cm-es drénszalag vízszállító képessége 170 liter per perc

 

A rendszer teljes kapacitása

Válassza ki a termék méretét, amely összhangban van a rendszer teljes kimeneti kapacitásával. Ne juttassuk gyorsabban a vizet a főgyűjtőbe annak kapacitását meghaladó sebességgel.

Az eltávolítandó víz mennyisége

Bizonyos helyzetekben, ahol nagy mennyiségű vizet kell eltávolítani, nagyobb átmérőjű termék használata indokolt.

  1. Meg kell határoznunk, hogy milyen típusú drénezést alkalmazunk. Amennyiben a burkolat alá víz folyik a szomszédos lejtők felől, illetve várhatóan nagy mennyiségű víz kerül a talajba a burkolatból ez különösen fontos kérdés.

  2. Lejtés

A dréncsöveknek legalább 0,5% -os lejtést kell biztosítanunk, de előnyösebb az 1%.

  1. A töltőanyagnak tiszta, nagyon durva szemcséjű homoknak kell lennie. Főként a # 10-től a 30-ig terjedő szitaméret az optimális. (Lásd: A töltőanyag kiválasztása)

Az árkot nem kell kibélelnünk geotextíliával. Ezek a szövetek hajlamosak az eltömődésre. A Multi-Flow geotextíl borítását homokfeltöltés védi, de az árkokban használatos szövetek ki vannak téve a környező talaj hatásainak, mindenféle védelem nélkül.

D. Ábrázolja a drénrendszert, az elvezető rendszert és a kifolyásokat a helyszínrajzon. A meglévő burkolt felületre feltárási vonalakat kell festeni.

E. Az alábbi ábra számos tervezési szempontot mutat be. A drénvezetékeket három különböző távolságra helyeztük, három tervezett felhasználásnak megfelelően. A drént úgy fektetjük, hogy elfogják a víz áramlási irányát. A szalagdrént úgy helyezzük el, hogy felfogjuk a magasabb helyről beáramló, ill. a nagy víznyomású területekről behatoló vizet a felszín közelében. A gyűjtőcsövek összegyűjtik a vizet a drén-rendszerből és elvezetik a területről..

II. A telepítéssel kapcsolatos megfontolások

A. Árok kialakítása

Az árokkialakításnak úgy kell történnie, hogy tiszta, kontúros 10-15 cm széles árkot kapjunk. Az árok alját ki kell takarítanunk, és az összes kitermelt talajt el kell távolítanunk a területről.

B. A drénrendszer összekapcsolása a szállító rendszerrel

  1. Előnyben részesített módszer

Ha a kifolyások magassága lehetővé teszi, akkor a gyűjtőcsövek elhelyezése a drénrendszer alatt számos előnnyel jár. Ez a módszer növeli az áramlási teljesítményt és csökkenti az alacsonyan fekvő területek rehidratálásának kockázatát.

Ha a gyűjtőcsövek a drénrendszer alatt helyezkednek el, a Multi-Flow többcélú idomokat használjuk a Multi-Flow drén-vezetékek kiürítésére.

(A 09 és 0M jelzéssel végződő csatlakozókat használják leggyakrabban)

  1. Alternatív megoldás

Ha a helyszín mélységi korlátokat tartalmaz, akkor a szállítórendszer a drénrendszer aljával egy szintben helyezkedhet el.

Ha a szállítórendszer a gyűjtőrendszer aljával azonos szinten helyezkedik el, a Multi-Flow gyűjtők kivezetésére végidomokat vagy oldalidomokat használunk.

Ezt a módszert csak akkor használjuk, ha a korlátozott beépítési mélység szükségessé teszi.

C. Visszatöltés és tömörítés

  1. A visszatöltést szitált, mosott, nagyon durva szemcséjű homokkal kell elvégezni. A témával kapcsolatos további információkért lásd: A töltőanyag kiválasztása.
  2. Alapos és hatékony tömörítés szükséges.

D. A felület kialakítása

A burkolat cseréjét a tömörítés befejezése után kell elvégezni. A burkolatkitöltés vastagságának meg kell haladnia a környező burkolat vastagságát.