NOWOCZESNE ROZWIĄZANIA W ZAKRESIE ODWODNIEŃ KOMUNIKACYJNYCH. Dr inż. Roman Edel Urząd Miasta Kilonia (Kiel / Niemcy)

Transkrypt

1 NOWOCZESNE ROZWIĄZANIA W ZAKRESIE ODWODNIEŃ KOMUNIKACYJNYCH Dr inż. Roman Edel Urząd Miasta Kilonia (Kiel / Niemcy)

2 Spis treści 1. Nowoczesne nawierzchnie drogowe 1.1 Nawierzchnie porowate 1.2 Nawierzchnie czynne chemicznie 2. Wpusty deszczowe jako rozwiązania podstawowe odwodnień komunikacyjnych 2.1 Wpusty deszczowe z elementów betonowych 2.2 Wpusty deszczowe z elementów z tworzyw sztucznych (PP) 2.3 Porównanie wpustów betonowych i z tworzyw sztucznych (PP) 2.4 Montaż wpustów z tworzyw sztucznych (PP) 3. Elementy odwodnień liniowych w odwodnieniach komunikacyjnych 3.1 Krawężniki ze zintegrowanym odwodnieniem 3.2 Drenaż skrzynkowy - przykład odwodnienia liniowego 3.3 Drenaż rynnowy szczelinowy z funkcją retencyjną 3.4 Drenaż rynnowy szczelinowy elementy składowe 4. Prefabrykowane urządzenia retencyjne w odwodnieniach komunikacyjnych 4.1 Urządzenia retencyjne do odwodnień komunikacyjnych 4.2 Przykłady urządzeń retencyjnch 4.3 Wykonanie urządzeń chłonnych i retencyjnch

3 1.1 NAWIERZCHNIE POROWATE Nawierzchnie porowate dzielimy na: nawierzchnie z betonu cementowego - nawierzchnie betonowe nawierzchnie z mieszanki bitumicznej - nawierzchnie asfaltow (z betonu asfaltowego) Specyfika nawierzchni porowatych

4 1.1.1 SCHEMAT BUDOWY I FUNKCJI NAWIERZCHNI POROWATYCH Schemat nawierzchni w obszarze niezabudowanym (tj. bez krawężnika) Typy nawierzchni: - jednowarstwowe - dwuwarstwowe

5 1.1.2 PODSTAWY PROJEKTOWE NAWIERZCHNI POROWATYCH Różnice w strukturze uziarnienia nawierzchni asfaltowych BA beton asfaltowy SMA beton żwirowomastyksowy Nawierzchnia porowata

6 1.1.3 ELEMENTY ODWODNIENIE NAWIERZCHNI POROWATYCH Przykłady materiałów stosowanych przy odwodnieniu nawierzchni porowatych

7 1.1.4 ZALETY I WADY NAWIERZCHNI POROWATYCH Efekt praktyczny stosowania nawierzchni porowatych Zalety: - wzrost komfortu i bezpieczeństwa jazdy w czasie deszczu - niwelacja mgły wodnej - redukcja hałasu Wady: wyższy koszt budowy krótsza żywotność nawierzchni utrata właściwości z upływem czasu konieczność stosowania specjalnych elementów do odwodnienia wysokie wymagania technologiczne trudne do naprawy po wypadkach drogowych

8 1.2 NAWIERZCHNIE CZYNNE CHEMICZNIE Zanieczyszczenie powietrza pochodzące ze spalin stanowi obecnie duży problem w ochronie środowiska. Jednym ze składników spalin samochodowych są tlenki azotu. W latach 90-tych XX wieku opracowano technologie powierzchni aktywnych a następnie nawierzchni aktywnie wspomagających reakcję redukcji tlenków azotu, głównie NO 2 i NO (określane w skrócie NO x ), na powierzchni nawierzchni drogowej. Wykorzystuje się do tego dwutlenku tytanu (TiO 2 ) jako katalizatora. Może być on stosowany zarówno w nawierzchniach asfaltowych (patent firmy Eurovia) jak i w betonowych. Proces ten przebiega w reakcji fotokatalitycznej, w której TiO 2 pod wpływem nasłonecznienia powierzchni nawierzchni drogi wzbogaconej tym katalizatorem uwalnia wolne i aktywne cząsteczki tlenu z powietrza. W reakcji wolnego tlenu z powietrza i tlenków azotu ze spalin powstają azotany, które są w stanie stałym i osiadają na powierzchni nawierzchni. W trakcie opadów zostają one usunięte albo do kanalizacji albo na teren przyległy do jezdni drogowej.

9 1.2.1 REAKCJE CHEMICZNE WYKORZYSTYWANE W NAWIERZCHNIACH CZYNNYCH Wartość graniczna zanieczyszczenia tlenkami azot została ustalona przez EU (Wytyczna 2008/50/EG) w wysokości 40 mikrogram/m 3 powietrza i jest mierzona na wysokości 3 m ponad powierzchnią. W technologii nawierzchni asfaltowych dodawany jest tlenek tytanu do zaprawy cementowej wprowadzanej do górnej warstwy nawierzchni bitumicznej wykonanej jako nawierzchnia porowata. Proces jej uszczelnienia następuje przez ręczne wcieranie tej zaprawy o płynnej konsystecji z dodatkiem tlenku tytanu TiO 2. Przy korzystnych warunkach atmosferycznych możliwa jest redukcja do 4 mg tlenków azotu na 1 m 2 powierzchni nawierzchni drogowej. TiO 2

10 1.2.2 REAKCJE CHEMICZNE WYKORZYSTYWANE W NAWIERZCHNIACH CZYNNYCH BITUMICZNYCH Reakcja fotokatalityczna przekształcenie gazowych tlenków azotu w stałe nitraty i ich spłukiwanie wraz z opadem deszczu Poprzez wpływ promieniowania UV na dwutlenek tytanu powstaje aktywny tlen Reakcja zwiazków azotu ze spalin z aktywnym tlenem Powstawanie azotanów w postaci stałej i osadzanie na powierzchni drogi Spłukiwanie i spływ azotanów podczas opadów z powierzchni drogi Technologia NOxer opracowana została przez firmę EUROVIA

11 1.2.2 WYKONANIE NAWIERZCHNI CZYNNYCH BITUMICZNYCH

12 1.2.3 REAKCJE CHEMICZNE WYKORZYSTYWANE W NAWIERZCHNIACH CZYNNYCH BETONOWYCH W przypadku nawierzchni betonowych technologia wykonania nawierzchni jest prostsza. Beton może być mieszany z dodatkiem tlenku tytanu w procesie prefabrykacji. Sama reakcja redukcji przebiega w taki sam sposób. Wygląd nawierzchni betonowej z dodatkiem tlenku tytanu nie różni się niczym od zwykłego betonu.

13 1.2.4 SKUTECZNOŚĆ DZIAŁANIA NAWIERZCHNI CZYNNYCH Producent cementu Heidelberger Cement opracował produkt o nazwie TioCem, który ma właściwości fotokatalityczne i jest stosowany do redukcji zanieczyszczeń tlenków azotu (NOx) z powietrza. Gwarancja właściwości fotokatalitycznych potwierdzona jest znakiem TX Active. Testy długookresowe wykazały, że na wysokości 3 m i przy średnim nasłonecznieniu (tzn. 30% poniżej średniej rocznej w danym regionie) oraz przy zmiennych warunkach wiatrowych, współczynniki redukcji wynosiły dla NO 2 około 18%, a dla NO około 29%. Bez wiatru wskaźniki redukcji NO 2 sięgały nawet do 70%. Biorąc pod uwagę warunki atmosferyczne panujące na terenie Europy środkowej, możliwe jest osiągnięcie rocznej stopy redukcji dla NO 2 w wysokości około 25% przy średnim nasłonecznieniu panującym w tym rejonie.

14 2. WPUSTY DESZCZOWE JAKO PODSTAWOWE ROZWIĄZANIA DLA ODWODNIEŃ KOMUNIKACYJNYCH Podział wpustów z uwagi na ich budowę: z osadnikiem bez osadnika W wersji tradycyjnej wykonane są z elementów betonowych

15 2.1 WPUSTY DESZCZOWE Z ELEMENTÓW BETONOWYCH Elementy składowe wpustów betonowych Przykłady wpustów betonowych

16 2.2 WPUSTY DESZCZOWE Z ELEMENTÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH (PP) Elementy składowe wpustów z tworzyw sztucznych (PP) na przykładzie produktów firmy ACO

17 2.2 WPUSTY DESZCZOWE Z ELEMENTÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH (PP) Przykłady wpustów z tworzyw sztucznych (PP) firmy ACO

18 2.2 WPUSTY DESZCZOWE Z ELEMENTÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH (PP) Monolityczne wpusty deszczowe z tworzyw sztucznych

19 2.3 PORÓWNANIE WPUSTÓW BETONOWYCH I Z TWORZYW SZTUCZNYCH (PP) Elementy wpustów z betonu Elementy wpustów z tworzyw sztucznych (PP)

20 2.4 MONTAŻ WPUSTÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH (PP)

21 2.4 MONTAŻ WPUSTÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH (PP)

22 2.4 MONTAŻ WPUSTÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH (PP)

23 3. ELEMENTY ODWODNIEŃ LINIOWYCH W ODWODNIENIACH KOMUNIKACYJNYCH Materiałem stosowanym bardzo często do produkcji elementów prefabrykowanych odwodnień liniowych jest beton polimerowy. Jest to podyktowane właściwościami fizycznymi betonu polimerowego w porównaniu z betonem cementowym i włóknistym. Przede wszystkim wyższa wytrzymałość na ściskanie i zginanie, mniejsza chropowatość i znikoma nasiąkliwość predystynują ten materiał do produkcji prefabrykatów stosowanych do odwodnień drogowych. Wytrzymałość na ściskanie Wytrzymałość na zginanie Głębokość wsiąkanie wody Szorstkość

24 3.1 KRAWĘŻNIKI ZE ZINTEGROWANYM ODWODNIENIEM System krawężników stosowany do powierzchni o niewielkich spadkach oraz na przystankach autobusowych Przykłady z asortymentu firmy ACO

25 3.2 DRENAŻ SKRZYNKOWY - PRZYKŁAD ODWODNIENIA LINIOWEGO Przykłady rynien skrzynkowych Profil V Rynna skrzynkowa z metalowym rusztem Profil U Rynna skrzynkowa monolityczna

26 3.3 DRENAŻ RYNNOWY SZCZELINOWY Z FUNKCJĄ RETENCYJNĄ Innowacyjne połączenie odwadnienia liniowego, kanału deszczowego i retencji przedstawia rynna szczelinowa ACO Qmax. Jako materiał stosowany jest tu polietylen o średniej gęstości (MDPE). Jest stosowana jako kanał deszczowy z wlotem liniowym szczelinowym zarówno w strefach dla ruchu pieszego jak też do odwadniania dużych powierzchni o dużym natężeniu ruchu. Rynny plastikowe są łatwe i szybkie w montażu ze względu na niski ciężar gotowych części. Geometria profilu jajowego może być optymalnie dopasowana do różnych sytuacji hydraulicznych. Rynny szczelinowe firmy ACO

27 3.4 DRENAŻ RYNNOWY SZCZELINOWY ELEMENTY SKŁADOWE W skład systemu retencyjnej rynny szczelinowej ACO Qmax wchodzą wszystkie potrzebne do montażu części składowe: ochrona szczeliny wlotowej, studnia końcowa, studnia z wpustem deszczowym oraz nasadą ocynkowaną, elementy łączące, adaptery, elementy rewizyjne, wielofunkcyjna ścianka końcowa. System rynien szczelinowych ACO Qmax

28 4. PREFABRYKOWANE URZĄDZENIA RETENCYJNE W ODWODNIENIACH KOMUNIKACYJNYCH Do retencjonowania wód opadowych dostępne są na rynku różnego rodzaju skrzynki i komory retencyjne. Wykonane są one z betonu (podziemne zbiorniki retencyjne) lub z tworzyw sztucznych (skrzynki, komory, zbiorniki chłonne lub retencyjne). Skrzynka retencyjna Komora drenażowa Betonowy zbiornik retencyjny

29 4.1 URZĄDZENIA RETENCYJNE DO ODWODNIEŃ KOMUNIKACYJNYCH Dobór urządzeń retencyjnych lub chłonnych uzależniony jest od ilości wód do magazynowania, obciążenia na powierzchni terenu (teren zielony, parking, droga itp.), wielkości terenu do wykorzystania na te urządzenia. Ważną rolę odgrywają też warunki gruntowo-wodne. Schemat ideowy zbiornika retencyjnego Schemat ideowy zbiornika chłonnego

30 4.2 PRZYKŁADY URZĄDZEŃ CHŁONNYCH I RETENCYJNCH Skrzynki retencyjne pod parkingiem MOP Komory retencyjne pod płytą boiska

31 4.2 PRZYKŁADY URZĄDZEŃ CHŁONNYCH I RETENCYJNCH

32 4.3 WYKONANIE URZĄDZEŃ CHŁONNYCH I RETENCYJNCH Wykonanie skrzynek retencyjnych

33 4.3 WYKONANIE URZĄDZEŃ CHŁONNYCH I RETENCYJNCH Wykonanie komór retencyjnych

34 Dziękuję Państwu za uwagę