Winter operations of permeable interlocking concrete pavement.

Abstract

Kombinasjonen av klimaforandringer og urbanisering har ført til problemer med å håndtere det økende volumet av overvann og at den maksimale vannføringen skjer tidligere. Tradisjonelt har overvann blitt ført til resipienten via ledninger, som ikke lengre har nødvendig kapasitet. En mindre tradisjonell måte å håndtere overvannet gjennom å utnytte infiltrasjons- og lagringskapasiteten til naturinspirerte, som regnbed, vadier, grønne tak og permeable dekker, har dermed økt i popularitet.

I Norge har bruken av permeabelt dekke vært liten, ofte grunnet usikkerheten knyttet til både den hydrauliske- og strukturelle funksjonaliteten i kaldt klima og med den normale vinterdriften av veier med strøsand, salt eller en kombinasjon, brukt for å øke friksjonen. Det er et kunnskapshull knyttet til hvordan bruken av strøsand påvirker infiltrasjonskapasiteten til belegningsstein med permeable fuger, og dette masteren vil bidra til å tette dette kunnskapshullet.

En kolonnetest utført på fugematerialet med forskjellige andeler knust stein med gradering 0-2 mm for å måle den mettede hydrauliske konduktiviteten, for å måle effekten av knust stein. Knust stein ble brukt som en erstatning brukt strøsand, siden det var umulig å skaffe brukt strøsand om høsten. Den største reduksjonen i den mettede hydrauliske konduktiviteten ble målt når fraksjonen av knust stein økte fra 25 % til 50 %, da den ble redusert med 93 % fra 2.97 mm/s til 0.21 mm/s.

Videre ble det konstruert et pilotforsøk med et permeabelt dekke for å se om resultatene fra kolonnetesten kunne observeres i større skala. Pilotforsøket ble utført i et klimarom, siden effekten av lav temperatur er interessant. Planen var å utføre en fallende hode-test for å måle den hydrauliske konduktiviteten til dekket. Den planlagte metoden var ikke mulig ås bruke, siden vannet ble infiltrert for raskt til å oppnå stående vann på belegningssteinen. Istedenfor ble vannføringen ut av dekket med 50 % knust stein i fugemassen sammenlignet med vannføringen ut av dekket med ren fugemasse. Her ble det ikke observert noen reduksjon i vannføringen for forsøket med 50 % knust stein i fugemassen.

The combination of climate change and urbanization leads to problems with handling the increasing stormwater volumes and faster peak flows. The traditional way of handling stormwater through pipelines to the recipient does not have sufficient capacity. Therefore, a less traditional way of handling stormwater utilizing the infiltration and storage capacity of semi-natural devices, like raingardens, swales, green roofs and permeable pavement increases in popularity.

In Norway there have been little use of permeable pavement, often due to uncertainty related to both the hydraulic and structural functionality in cold climate and with normal winter operations of roads with sand, salt or a combination used as a friction agent. There is a knowledge gap related to how the use of gritting sand influences the infiltration capacity of permeable interlocking concrete pavement which this master thesis will contribute to filling this gap.

A column test was performed on joint material containing different fractions of crushed rock grading 0-2 mm to measure the saturated hydraulic conductivity to measure the effect of the crushed rock. Crushed rock was used as a substitution of used gritting sand due to it being impossible to obtain used gritting sand during the fall. The biggest decrease in the saturated hydraulic conductivity was observed when the fraction of crushed rock increases from 25 % to 50 %, resulting in a decrease of 93 % from 2.97 mm/s to 0.21 mm/s.

Further a small-scale pilot of a permeable interlocking concrete was constructed, to see if the results from the column test could be observed on a larger scale. The pilot was performed in a climate room since the effect of cold temperature is interesting. The plan was to perform a falling head test to measure the hydraulic conductivity of the pavement. Using the planed method that was not possible, due to water to fast to gain an initial water level. Instead the outflow rate from a pilot with pure joint material, and a pilot with 50 % crushed rock in the joint material was compared. Here no reduction in outflow rate was observed for the one with 50 % crushed rock.