ODVODNĚNÍ POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ
Michal Radimský
SOUVISEJÍCÍ NORMY A PŘEDPISY • • • • • • • • •
ČSN 75 6101 - Stokové sítě a kanalizační přípojky ČSN 73 6101 - Projektování silnic a dálnic ČSN 73 6102 - Projektování křižovatek na pk ČSN 73 6110 - Projektování místních komunikací ČSN 73 6201 - Projektování mostních objektů TP 83 - Odvodnění pozemních komunikací TKP 3 - Odvodnění a chráničky pro inženýrské sítě VL 2 - Silniční těleso VL 2.2 - Odvodnění
ODVODNĚNÍ PK •
•
•
•
•
těleso pozemní komunikace (zejména aktivní zóna a podloží) a okolní pozemky musí být zabezpečeny!!! proti škodlivému působení povrchových i podzemních vod odvodnění PK je tedy odstranění vody z konstrukce, zemního tělesa a z podloží konstrukce; jedná se o základní předpoklad bezpečné a bezporuchové funkce komunikace z hlediska původu můžeme rozlišit vodu na povrchovou a podzemní: – povrchové jsou srážky, vodoteče, atd. – podzemní je např. voda průlinová, puklinová a kapilární rychlé odvedení srážkové vody z povrchu komunikace je nutné z důvodu zachování dobrých podmínek pro bezpečnou jízdu vozidel a omezení průsaku vody do konstrukčních vrstev, zpevnění a na zemní pláň účinné odvodnění pláně musí zabezpečit podkladní vrstvy vozovky a aktivní zónu proti nepříznivým účinkům vody
ODVODNĚNÍ PK •
škodlivé působení vody je významně spojené se střídáním záporných a kladných teplot; tento stav je nebezpečnější než konstantní záporná teplota; při střídavých cyklech dochází k opětovnému rozmrznutí a zmrznutí vody; dostane-li se tato voda do spár, trhlin pórů apod. začne při zmrznutí zvětšovat svůj objem a tím vyvíjet tlak na stěny spár, atd. tlak je natolik velký, že dojde k postupnému rozevírání spár, trhlin, pórů, atd.
ODVODNĚNÍ PK •
•
• •
návrh odvodňovacího zařízení musí být vyřešen se zřetelem na svedení vody do přilehlého terénu, nebo do kanalizační sítě s uvážením všech navazujících vodohospodářských objektů; při návrhu je účelné zohledňovat ekonomické hledisko (nižší zábor zemědělské půdy, snížené nároky na údržbu atd.) hlavním krokem pro odvedení povrchových vod je volba příčného a podélného sklonu vozovky jízdních, přídatných a přidružených pruhů a nezpevněné krajnice základní hodnota příčného sklonu jízdních pásů je 2,5% a pro nezpevněné krajnice 8% minimální podélný sklon by měl být 0,5%; v odůvodněných případech je možné použít sklon menší, avšak musí být splněna podmínka minimálního výsledného sklonu a zajištění odvedení povrchových vod
ODVODNĚNÍ PK •
pro odvedení vody z povrchu je určující výsledný sklon, který musí být nejméně 0,5%
m = s2 + p2 – m…výsledný sklon [%] – p…příčný sklon [%] – s…podélný sklon [%]
•
návrh konstrukce vozovky má vyloučit v návrhovém období nerovnosti, které by bránily odtoku vody z povrchu vozovky !!!
ODVODNĚNÍ PK •
minimální výsledný sklon musí být dodržen zejména v kritických místech: – vrcholové zakružovací oblouky a s tím související sklon sestupnice/vzestupnice – údolnicové zakružovací oblouky a s tím související sklon sestupnice/vzestupnice – inflexní řešení směrového motivu – napojení křižovatkových větví – parkoviště, náměstí aj.
•
nezpevněné střední dělící pásy jsou odvodňovány samostatně
PŘÍKOPY •
•
•
příkopy se zřizují podél okraje silniční koruny, u paty svahu, podél temena zářezového svahu a případně mimo silniční těleso; jejich tvar závisí na jejich vlivu na bezpečnost silničního provozu, kapacitních požadavcích, sklonech přilehlých svahů silničního tělesa a terénu a geotechnických podmínkách území základním typem je příkop trojúhelníkový se sklony svahů nejvíce 1:2,5; dno příkopu musí být minimálně 0,20 m pod vyústěním zemní pláně; nejmenší dovolená hloubka příkopu je 0,30 m; důsledkem hlubokého příkopu a malého sklonu je velká šířka zemního tělesa
PŘÍKOPY •
dalším typem je lichoběžníkový příkop se šířkou dna nejméně 0,30 m a sklony svahů nejvíce 1:2,5 (obr. je ilustrační); příkop se sklonem svahů větším než 1:2,5 se navrhne, jestliže je příkop oddělen od koruny silničního nebo dálničního tělesa (záchytný příkop, příkop za záchytným bezpečnostním zařízením) a na úsecích silnic s nejvyšší dovolenou rychlostí do 60 km/h
PŘÍKOPY •
•
•
příkopy jejichž dno leží nad úrovní pláně zemního tělesa, musí být vždy zpevněny a doplněny podélnou drenáží (trativodem); tím se dosáhne úspory z hlediska šířky tělesa PK a zároveň je zajištěno odvodnění zemní pláně pro zajištění toku vody v příkopu musí být minimální podélný sklon větší nebo alespoň roven 0,5 %, u zpevněného dna nejméně 0,3 %; v případě sklonů větších než 3 % musí být dno příkopu zpevněno a tím zabráněno jeho případné erozi posouzení dna příkopu se tedy provádí v závislosti na podélném sklonu a na hydrotechnických poměrech
PŘÍKOPY
PŘÍKOPY
RIGOLY • • •
rigoly patří mezi otevřená odvodňovací zařízení s největší hloubkou 0,30 m nejmenší dovolený podélný sklon je 0,5 %, v obtížných podmínkách 0,3 % voda z rigolů je obvykle odváděna např. pomocí dešťových vpustí do kanalizace nebo jsou vyústěny jednotlivě do svahu silničního tělesa a pomocí skluzů do přilehlých příkopů.
RIGOLY •
•
rigoly se navrhují: – v místech velkých zářezů, v místech drahých či stísněných pozemků za hranou koruny silniční komunikace v běžných případech na úkor nezpevněné části krajnice ve stísněných poměrech – v nezpevněné části středního dělícího pásu podél vnitřního vodícího proužku – na dopravních plochách obslužných dopravních zařízení, které nelze odvodnit příkopy rigoly jsou vždy doplněny podélnou drenáží
RIGOLY
RIGOLY •
monolitický rigol „curbking“
RIGOLY •
příklad vyústění rigolu do kanalizace prostřednictvím uliční vpusti
RIGOLY •
příklad vyústění monolitického rigolu curbking do přilehlého rigolu
PŘÍKOP vs. RIGOL
ODVODŇOVACÍ PROUŽKY • •
•
za odvodňovací proužky se označuje část vozovky nebo krajnice zpravidla podél obrubníků, která slouží k odvedení vody tuto funkci plní např. přejízdný obrubník (betonový nebo asfaltový), osazený za zpevněnou částí krajnice, ve kterém jsou vynechány mezery ve vzdálenostech podle výpočtu odtokového množství, tak aby voda nezasahovala do pojížděné části vozovky; v těchto mezerách navazují na obrubník skluzy, kterými je voda odváděna do podélných příkopů tento způsob odvodnění se používá tam, kde se má zabránit vsakování znečištěných vod do okolního terénu; je vhodný především z ekonomického hlediska (úspora kanalizace i dešťových vpustí a tam kde je nutno zabránit erozi svahu) a použije se tam, kde je dostatek prostoru pro kapacitní podélný příkop pod svahem silničního tělesa
ŽLABY • • •
odvodňovací žlábky a štěrbinové žlaby jsou podélná odvodňovací zařízení krytá mřížemi nebo zakrytím s příčnými štěrbinami nebo podélnou štěrbinou otevřené žlaby se navrhují zpravidla za záchytným zařízením rozeznáváme: – otevřené žlaby – odvodňovací žlaby – štěrbinové žlaby
ŽLABY •
štěrbinový žlab s vyústěním do kanalizace a jeho detail
ŽLABY •
odvodňovací žlab
ŽLABY •
obrubníkový žlab KERB-DRAIN
SKLUZY, STUPNĚ, VÝVARY... • •
• •
do této skupiny patří: skluzy, stupně, prahy, kaskády a vývary skluzy, stupně, a kaskády se navrhují podle potřeby na otevřených odvodňovacích zařízeních jak vlastní silnice a dálnice, tak na zařízeních, přivádějících vodu s okolních pozemků a zařízeních, odvádějících vodu od silničního nebo dálničního tělesa doplňují se horskými vpustěmy, vývar apod. skluzy se zřizují pro svod vody po svazích zemního tělesa
SKLUZY, STUPNĚ, VÝVARY... •
příklady skluzů pro malé množství vody
SKLUZY, STUPNĚ, VÝVARY... •
příklady skluzů pro větší množství vody s vývarem
SKLUZY, STUPNĚ, VÝVARY... •
v případě velkého průtoku a velkého podélného spádu je nutné, z důvodu zpomalení toku, zřídit v příkopu stupně
VSAKOVACÍ JÁMY • •
jsou to odvodňovací zařízení, která odvádějí vodu průsakem do okolního terénu zpravidla pokud je požadavek, aby nebyly příslušné pozemky podmáčeny ani jinak znehodnoceny
VPUSTI A LAPAČE •
•
dělí se na: – uliční vpusti – horské vpusti – lapače splavenin dešťové vpusti jsou odvodňovací zařízení, sloužící k odvedení vody soustředěné na vozovkách a dopravních plochách, případně i přilehlých plochách; při vysoké rychlosti na vtoku se užívají horské vpusti
VPUSTI A LAPAČE •
příklad vyústění rigolu do kanalizace prostřednictvím uliční vpusti
VPUSTI A LAPAČE
VPUSTI A LAPAČE •
příklad horské vpusti
VPUSTI A LAPAČE
VPUSTI A LAPAČE •
příklad lapače splavenin
DRENÁŽE (TRATIVODY) •
•
trativody se umísťují v tělese pozemní komunikace tak, aby při jejich případné poruše nebylo nutno odstraňovat bezpečnostní zařízení a nedocházelo k poškození jednotlivých vrstev vozovky; drenáže musí zajišťovat odvodnění zemního tělesa i v průběhu výstavby PK. podélná drenáž se navrhne: – v zářezu – v násypu podél patních příkopů (dno příkopu leží nad úrovní zemní pláně) – v nezpevněné části středního dělícího pásu
DRENÁŽE (TRATIVODY) •
•
•
umístění drenáže v zářezu je koncipováno tak, že musí být zajištěno odvodnění i v průběhu úpravy zemní pláně a při zřizování jednotlivých vrstev; trativod je opatřen v pravidelných vzdálenostech kontrolními šachtami; voda z drenáže se odvádí mimo komunikaci nebo do kanalizace v zářezu se trativod umísťuje mezi dnem příkopu nebo rigolu a zpevněnou krajnicí nebo bezpečnostním zařízením tak, aby jeho poloha umožňovala povrchové odvodnění zemního tělesa i v průběhu úpravy zemních pláně a při zřizování jednotlivých vrstev vozovky; jeho poloha a uspořádání musí zároveň umožňovat prohlídku a údržbu po výstavbě při případné poruše, a to bez odstraňování bezpečnostního zařízení a bez vážnějšího porušování ukončení jednotlivých vrstev vozovky. pokud se trativod zřizuje v násypu, umísťuje se podél patních příkopů nebo rigolů tak, aby vzdálenost os příkopu nebo rigolu a trativodu byla alespoň 1,25 m; dno trativodu musí být nejméně 0,25 m pod úrovní rostlé pláně v zářezu nebo rostlého podloží (na patě násypového svahu); při výměně rostlé zeminy pod plání (zřízení upravené pláně) se provede dno podélného trativodu těsně (asi 0,1 m) pod úrovní této snížené pláně.
DRENÁŽE (TRATIVODY) •
• •
• • • •
trativody můžeme rozdělit na: – podélné - mělké – podélné - hloubkové – příčné podélné mělké trativody slouží zejména k odvodnění plošného odvodňovacího zařízení (podsypu) a pláně mělké podélné trativody se umísťují na okraj vozovky, a to při střechovitém sklonu po obou jejích stranách, u jednostranném sklonu pláně při její nižší straně; pro konstrukční uspořádání a rozměry mělkého podélného trativodu platí tyto hodnoty: maximální délka od vyústění 100 m, minimální světlost drenážních trubek do délky 50 m D = 0,1 m (u trubek perforovaných z plastů D = 0,08 m), minimální hloubka pod úroveň pláně v místech trativodu 0,25 m, minimální podélný sklon je 0,5 %
DRENÁŽE (TRATIVODY) • •
•
příčné mělké trativody se používají na odvodnění zjištěných lokálních pramenů pod vozovkou, popř. pod zemním tělesem rozměry příčných trativodů a jejich konstrukční úprava: – hloubka nejméně 0,50 m pod zemní pláň – šířka minimálně 0,40 m nebo 2/5 hloubky, – světlý průměr drenážní trubky – minimálně D 0,10 m v každém případě však musí dno drenáže ležet v nezámrzné hloubce; voda z podélného trativodu se vyvádí (přibližně po 150m) buď příčnými trativody do svahových sklonů na násypu, nebo do odvodňovacího potrubí; v místech odbočení příčného trativodu nebo ve směrových lomech se zřizují revizní šachty
DRENÁŽE (TRATIVODY) •
drenážní šachty DN 800 a DN1000
DRENÁŽE (TRATIVODY)
ODVODŇOVACÍ POTRUBÍ •
•
•
účelem odvodňovacího potrubí je spolehlivé, hospodárné a zdravotně nezávadné odvedení dešťových vod, které přitékají do odvodňovacího zařízení silnice z vozovky a z přilehlého terénu do stávající kanalizace nebo do recipientu; materiál potrubí musí být vodotěsný a odolný proti mechanickým, chemickým a biologickým vlivům a proti namáhání při čistění stok; nejvhodnější je použití trub z kameniny, betonu, železobetonu, plastů, sklolaminátu součástí odvodňovacího potrubí jsou objekty, které zajišťují správnou funkci a možnost kontroly, čištění a údržby a možnost zachycení znečištění v odtékajících vodách nejčastější objekty: – šachty a spadiště – dešťové vpusti – odvodňovací žlaby – odvodňovací štěrbinové žlaby – výústní objekty
ODVODŇOVACÍ POTRUBÍ •
příklad výústního objektu
ODVODŇOVACÍ POTRUBÍ •
příklady výústních objektů
ODVODNĚNÍ ZEMNÍ PLÁNĚ •
•
•
•
odvodnění zemní pláně se zajišťuje příčným sklonem, který se navrhuje základní hodnotou 3 % a překlápí se ve směrových obloucích skokem v délce do cca 10 m u některých konstrukcí (např. směrově rozdělené komunikace) se upravuje sklon zemní pláně, před zaústěním ochranné vrstvy do drenáže, do sklonu 6 %; touto úpravou je zajištěno také odvodnění středního dělícího pásu, jehož povrch je upraven do tvaru „V„ vsakováním se povrchová voda dostává do podélné drenáže, která se zaústí do kanalizačních šachet, nebo je (přes revizní šachtu) vyvedena samostatně drenážní výústí do svahu zemního tělesa a skluzem svedena do podélných příkopů v případě, že vrchní vrstva podloží vozovky (aktivní zóna) je navržena z propustné zeminy, pod kterou je nepropustná zemina, je nutné podélnou drenáž umístit min. 0,20 m pod spodní částí vrstvy z propustné zeminy, tzv. paraplání
KANALIZACE •
•
odpadní vody jsou podle svého původu rozděleny na vody: – splaškové (obsahující splašky z kuchyní, koupelen, atd.) – infekční (odpadní vody z nemocnic a jiných zařízení, které obsahují choroboplodné zárodky takového druhu a množství, že si vyžadují zvláštní způsob čištění před jejich vypouštěním do veřejné stokové sítě) – průmyslové vody (odpadní vody z nejrůznějších technologických procesů průmyslu a dále odpadní vody ze zemědělství) – vody z povrchových srážek (dešťové, sněhové) – ostatní, které se do stokové sítě dostaly v důsledku nepředvídatelných okolností pro obor dopravních staveb se jedná zejména o odvedení povrchových vod
KANALIZACE
RETENČNÍ NÁDRŽE (POLDRY) •
• •
•
plní funkci snížení znečištění dešťových vod odtékajících v vozovek komunikací, funkci retenční při odvádění dešťových vod do málo vodných toků, aby nedocházelo k negativnímu ovlivnění průtočného profilu toku a mají schopnost zachytit únik škodlivých látek způsobený havárií přepravujícího vozidla na komunikaci návrh velikosti dešťové nádrže se provádí pro každý konkrétní případ individuálně podle TP 83 podle konstrukce nádrže jsou: – nádrže betonové monolitické – nádrže betonové prefabrikované – nádrže zemní - navrhují se podle ČSN 73 6824 Malé vodní nádrže každá sedimentační nádrž musí mít příjezd pro obsluhu z důvodů pravidelné údržby podle provozního řádu.
RETENČNÍ NÁDRŽE (POLDRY)
RETENČNÍ NÁDRŽE (POLDRY)
ORL, NORNÉ STĚNY •
• •
•
povrchová voda z vozovky, která nemůže nebo nesmí přetékat rozptýlená přes svah násypového tělesa do okolního terénu, se musí zachytit odvodňovacím zařízením a odvést mimo těleso silnice a dálnice v pásmech ochrany vodních zdrojů se znečištěná dešťová voda zachytí v nepropustných odvodňovacích zařízeních a vyčistí se v čistících zařízeních pro čištění vod z pozemních komunikací se používají: – odlučovače ropných látek (ORL) – norné stěny odlučovače ropných látek a norné stěny jsou určeny k zachycení a odloučení volných ropných látek z povrchových vod znečištěných ropnými látkami
ORL
ORL •
příklad odlučovače ropných látek pro malé průtoky
ORL •
příklad odlučovače ropných látek pro velké průtoky
NORNÁ STĚNA
NORNÁ STĚNA •
příklad norné stěny bez osazených stavítek
VODNÍ REŽIM PODLOŽÍ • •
pro posouzení funkce silničního tělesa je důležitá veličina nazývaná vodní režim podloží vodní režim podloží je určen rozdělením vlhkosti zeminy v podloží a její změny v průběhu roku; závisí na druhu zeminy, úrovni hladiny podzemní vody, kapilární výšce a na hloubce promrznutí vozovky a podloží
•
jedná se o zatřídění podloží podle: – hladiny podzemní vody hpv – hloubky promrzání hpr – kapilární výšky hs
•
důležitým faktorem pro posuzování je hpv; porovnává se vzdálenost hladiny podzemní vody a hloubka promrzání; podle toho rozlišujeme tři typy vodního režimu: – difúzní (příznivý) – pendulární (nepříznivý) – kapilární (velmi nepříznivý)
VODNÍ REŽIM PODLOŽÍ •
difúzní (příznivý)
hpv ≥ hpr + 2*hs
•
pendulární (nepříznivý)
hpr + hs < hpv < hpr + 2*hs
VODNÍ REŽIM PODLOŽÍ •
kapilární (velmi nepříznivý)
•
z toho vyplývá, je-li úroveň kapilárně vystoupené vody dostatečně vzdálena od hloubky, do níž zemina zamrzne, je režim příznivý; v tomto případě převládá pohyb vody směrem k pláni jen ve formě vodních par; velmi nepříznivý je kapilární režim, při němž může být promrzající část podloží sycena vodou, která vystupuje od hladiny podzemní vody jestliže původní vodní režim, zejména hladina podzemní vody, nepříznivě ovlivňuje těleso silnice a dálnice, navrhne se potřebné odvodňovací zařízení, které vodní režim upraví
•
hpv ≤ hpr + hs
Děkuji za pozornost
