Waterdoorlatende bestratingen: een ecologische en duurzame verharding binnen het integraal waterbeleid

Studiedag VVSG « Water in transitie »

Waterdoorlatende bestratingen: een ecologische en duurzame verharding binnen het integraal waterbeleid

Dr.ir.Elia Boonen Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw Afdeling Betonwegen en bestratingen [email protected]

Dinsdag 22 oktober 2013 Studiedag integraal lokaal waterbeleid voor en door lokale besturen

Overzicht presentatie













Wettelijke bepalingen en waterdoorlatende bestratingen: wat mag en wat moet? Buffering en vertraagde lozing Waterdoorlatende bestratingen als bufferen infiltratiesysteem Ontwerpen van waterdoorlatende bestratingen – keuze materiaal en opbouw – toepassing Toepassingen in stedelijke omgevingen en verkavelingen: voorwaarden Controle van waterdoorlatende bestratingen

2


Uitvoeringsbesluit ruimtelijke ordening: besluit van de Vlaamse regering van 1 oktober 2004 (gew. 23/6/2006) houdende vaststelling van een gewestelijke stedenbouwkundige verordening inzake hemelwaterputten, infiltratie-voorzieningen, buffervoorzieningen en gescheiden lozing van afvalwater en hemelwater



Minimale voorschriften voor het lozen van niet-verontreinigd hemelwater, afkomstig van verharde oppervlakken:  Gebruik van hemelwater  Infiltratie en buffering  Afvoeren met een beperkt debiet



Eigen (strengere) regeling is mogelijk per gemeente/provincie (vb. Vlaams-Brabant)



Verhardingen aangelegd met waterdoorlatende klinkers vormen samen met fundering de infiltratie of buffervoorziening 3


Uitvoeringsbesluit voor ruimtelijke ordening:



Toepasbaar op 





Alle nieuwbouw of renovatie van gebouwen of structuren met een dakoppervlak groter dan 75 m² of bij een uitbreiding van meer dan 50 m² Uitvoering of renovatie van terreinen, indien het referentieoppervlak groter is dan 200 m²

Oplossingen: 1. 2. 3.

Gebruik van water via regenputten Infiltratie van water Vertraagde afvoer door een gelimiteerd debiet (in het geval van weinig doorlatende bodem (< 10-5 m/s) of hoge waterspiegel of ter plaatse van een waterwingebied)

4


De Watertoets



De watertoets is een beoordeling waarbij wordt nagegaan of een initiatief schadelijke effecten veroorzaakt als gevolg van een verandering in de toestand van het oppervlaktewater, het grondwater of de waterafhankelijke natuur. Het resultaat van de watertoets wordt als een waterparagraaf opgenomen in de vergunning of in de goedkeuring van het plan of het programma.



www.watertoets.be

5


Waarom afkoppelen, bufferen en infiltreren ?

Beperken van : -

afvoer van het hemelwater naar RWZI: daling van grondwater-

spiegel, vermindering van efficiëntie van zuivering op RWZI -

piekdebieten naar beken en waterlopen: in werking treden van overstorten, overstromingen

-

overstromingen bij extreme neerslag

6


Buffering en infiltratiesystemen: bronmaatregelen Ledigingsdebiet

groot

Afgeknepen doorvoer

klein

Doorlatende verharding

groot Infiltratievoorziening

Groen dak

Terugkeerperiode overloop

Hergebruik

klein Kwalitatieve indeling van de meest courante bronmaatregelen (Vaes & Berlamont, 2004) Waterdoorlatende bestratingen: een ecologische en duurzame verharding binnen het integraal waterbeleid

7

Types infiltratievoorzieningen

1.

Onmiddellijke infiltratie in de ondergrond

Algemeen : efficiënt en goedkoop 2. Open voorzieningen Ontwerp : - toepasbaar voor kleine en grote oppervlakten 3. Lijnvormigeverharde structuren - verkeersbelasting beperken omwille van poreuze structuur 4. Berging in gesloten ondergrondse voorzieningen

8


Onmiddellijke buffering en/of infiltratie via oppervlakteafwerking met of zonder grasgroei

9


Doorlatende verhardingen 









Doorlatende verhardingen - infiltratie bij voldoende doorlatende ondergrond en lage grondwaterstand Opletten voor een voldoende doorlatendheid van onderbouw, niet enkel de bestrating is van belang Kan ook worden gecombineerd met onderliggende drainagekoffer en/of met onderliggende drainageleidingen bij minder doorlatende ondergrond of te hoge grondwaterstand Meestal nog vrij grote piekafvoer te verwachten, hoewel dit bij goede dimensionering en aanleg niet zo hoeft te zijn Bestand tegen verkeer: door verbrijzeling mogelijk dichtslibben en plasvorming (cfr. steenslagverharding met zachter gesteente)

10


Voor infiltratie geschikte oppervlakteafwerking

Zonder gras

Met gras

Steenslagverharding

Polyethyleen grasdallen

Dolomietverharding

Grasbetondallen

Drainerend asfalt

Gras gemengd met kiezel

Waterdoorlatende bestratingen

11


Waterdoorlatende bestratingen

12


Doel waterdoorlatende bestratingen

 



Voorkomen hemelwaterafvoer via rioleringssystemen Voorkomen van afstroming: sterk verminderen van kans op overstroming in lager gelegen gebieden Grondwaterpeil op niveau



Waterafvoer  Economischer  Milieuvriendelijker



Berijdbaar door verkeer



CONCEPTWIJZIGING: water IN de structuur – maar geen continue verzadiging 13


Waterbeheer 

 

Afname piek uitstroom Vertragen van uitstroom Afname in totale hoeveelheid af te voeren water

Volume of water

Rain Outflow

Time Waterdoorlatende bestratingen: een ecologische en duurzame verharding binnen het integraal waterbeleid

14

Hoe werkt het? De straatstenen op zich voldoen niet!

1 2 3

6 7

4

5

15


Algemeen concept

1

2

3

Doorlatende bestratingen + fundering (weerstand tegen verkeer) + onderfundering (buffering) + doorlatende grond (in geval van infiltratie) + drainagesysteem (vertraagde afvoer)

4

18

4 10

1%

5

22 - 34

! Concept en uitvoering! 6

Compromis doorlatendheid en draagkracht 3%

CRR-OCW 22142

1. 2. 3.

Doorlatende straatstenen Voegvullingsmateriaal: zand 0/2 Straatlaag: porfier 0/6,3

9

Controle van materialen (bij aanleg) en tijdens en na uitvoering

8

4.

5. 6.

Geotextiel (uitzonderlijk) Porfier 2/20 Kalksteen 6,3/32


16

Werkingsmechanisme 



 







Straatstenen: doorlatend om oppervlaktewater naar fundering en onderfundering te laten stromen Fundering: draagkracht – doorgeven van water naar de onderfundering of grond Onderfundering: buffering van water Draineringssysteem: vertraagde afvoer van water indien de doorlatendheid van de grond niet voldoende is GEEN slokkers nodig – beter veiligheid voorzien door lager gelegen groenzones GEEN helling noodzakelijk (0,5 % wenselijk – max. 5% werken met terrassen) GEEN extra buffering nodig: beperkte uitstroom bepaalt de bufferingsduur in de structuur 17


Nieuw concept Referentie 

voor het opstellen van de eisen voor infiltratie:

Berging en infiltratie / vertraagde afvoer van een regen van 270 l/s/ha gedurende 10’ (terugkeerperiode : 30 jaar)



Doorlatendheidscoëfficiënt : 2,7.10-5 m/s



Veiligheidsfactor = 2

Minimale

doorlatendheidscoëfficiënt: 5,4.10-5 m/s

Doorlatende

structuur (fundering, straatlaag, straatstenen) 

k > 5,4.10-5 m/s

Grond

: k bij voorkeur 5,4.10-5

m/s Kan

mogelijk iets lager zijn mits er tijdelijke buffering in structuur mogelijk is


18

Welke keuzes moeten gemaakt worden?

Geen infiltratie 1 2 1

13

2

8

6 7

6 8 7

3

2 34

4

4 5 5

Klei

Leem

5

Zand


19


20


Verkeersintensiteit 

Verharding met klassieke straatstenen Categorie I Zware voertuigen < 400 per dag Lichte voertuigen < 5 000 per dag

10 of 12

1

3

2

Categorie II Zware voertuigen < 100 per dag Lichte voertuigen < 5 000 per dag

8 of 10 3

8 of 10 3

1 2 3

3

Categorie III Zware voertuigen < 20 per dag Lichte voertuigen < 500 per dag

5

4

4

Categorie IV Geen zware voertuigen Occasioneel lichte voertuigen

1

6, 7 of 8 3

2 6

5

4

7

7

6

1 2 8

8

8 9

d=

20

d= d=

25 d=



9

9

9

15

20

20

25

15

15

15

20

15

15

25

35

Verharding met waterdoorlatende straatstenen 1. Betonstraatstenen 6. Hydraulisch gebonden steenslag Zware voertuigen < 100 per dag StraatlaagLichte voertuigen < 5 000 per dag Walsbeton Schraal beton 10 Drainerend schraal beton 3

Zware voertuigen < 20 per dag 7. Lichte Zandcement voertuigen < 500 per dag 8. Steenslag 9. Onderfundering 8 Dikte fundering (cm) 3d

1

Geen zware voertuigen Occasioneel lichte voertuigen

8

1

7

3

2

4

15

15

3

5

20

20

5

1

2

2

7

Weinig doorlatend

2. 3. 4. 5.

4

35

20

25

3

3

5

8

20 8

20

7

5 6

8

20

6

5

8

7

7

6

7 6

8 7 6

CRR-OCW21732

maten in cm 1. Betonstraatstenen 5. Steenslag Waterdoorlatende bestratingen: een ecologische en duurzame verharding het integraal waterbeleid 2. Straatlaag 6. binnen Ondergrond

21

Standaard structuren in functie van verkeer en doorlatendheid ondergrond

Meer verkeer

Hogere doorlatendheid 22



1ste optie 1 enkele regen van 10 minuten - Terugkeerperiode 30 jaar 270 l/s/ha 270 x 10 x 60 l/ha = 16 200 l/ha =

Dikteonderfundering 

H r  Fbuffering porositeit

16,2 mm

16.2 1.5 10  10.6 cm 23% 23



2de optie: opeenvolgende regens

24



DIKTE VAN DE LAGEN keuze [6, 8 of 10 cm] gekend (3 cm) gekend (keuze materiaal en verkeer)

Dof (vorst)  Zt   di i

Weerstation Middelkerke Moerbeke Geel Gorsem Ukkel Bevekom La Hestre Thirimont Ciney Rochefort Luik Thimister Hockay Mont-Rigi Stavelot Nadrin Libramont Aarlen

Provincie West-Vlaanderen Oost-Vlaanderen Antwerpen Limburg Brussel Waals-Brabant Henegouwen Henegouwen Namen Namen Luik Luik Luik Luik Luik Luxemburg Luxemburg Luxemburg

Zt (cm) 61 58 63 62 58 65 60 70 72 93 56 67 73 85 82 92 75 80

25


Hoogte grondwatertafel

Z (m) Waterdoorlatende struktuur

Zb Zwt

Zb : Hoogte koffer

Zwt : Maximale hoogte van de watertafel Januari

Zb – Zwt = d > 1 meter

Juni

Januari

Tijd (maand)

26


Filterstabiliteit D15OL

D85BL

Doorval

85%

15%

Zeefopening

D15OL Filterstabiliteit = D85BL

als

SF  5

8 mm SF   2.16  5 3.7 mm


27


28


Keuze in functie van de toepassing

Type straatsteen

Straat 50 km/uur

Zone 30 km/uur

Parking

Wandel pad

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

Fietspad

•

Straat in verkaveling

•

• 29


Eigenschappen materialen 

Fundering en onderfundering – ongebonden granulaten 0/32 – 2/32 :  





Fundering – gebonden materiaal 



Drainerend schraal beton

Straatlaag    



Fijn materiaal (<0.063 mm) < 3% Fractie < 2 mm < 25% Indien puingranulaten (betonpuin) gebruikt worden, geen granulaten kleiner dan 2 mm aanbevolen

Fijn materiaal (<0.063 mm) < 3% Maximale korrelafmeting: 5, 6,3 of 8 mm LA < 20 – MDW < 15: vermindering van risico op vorming van fijn materiaal Filter stabiliteit

Voegvullingsmateriaal  

0,5/2 zand voor poreuze betonstraatstenen 2/4 steenslag (porfier) voor stenen met verbrede voegen of drainageopeningen, mogelijk ook zelfde materiaal als straatlaag

STEEDS AFWEGING tussen MECHANISCHE STERKTE en DOORLATENDHEID 30


PARKING OCW

31


Proefproject op parking van OCW-Sterrebeek Fundering

0/32 met beperkte hoeveelheid fijn materiaal

Onderfundering Fundering

7/32

2/20

32


Buffercapaciteit – invloed van helling

80 70

Straatstenen

Fundering Straatlaag

90

Onderfundering (variabele dikte)

Meetopstelling in put

100

Hoeveelheid water in structuur [%]

Drainagesysteem

Helling 1 % - 10 m verder – 10 cm verschil in hoogte!

60 50 40 30 20 10 0 0

50

100

150

200

250

Hoogte [cm] Waterdoorlatende bestratingen: een ecologische en duurzame verharding binnen het integraal waterbeleid

33

Wat bij grotere hellingen?



Werken in terrassen



Aanbrengen van barrières

Barrière in schraal beton

34


Bepaling waterdoorlatendheid in situ Poreuze betonstraatstenen

Zingem, 2005 3,9*10-4 m/s

Puurs, 2004 7,5*10-5 m/s

Hoboken, 1999 7,2*10-5 m/s

Kerkbrugge, 2002 9,1*10-5 m/s 35


Bepaling waterdoorlatendheid in situ Betonstraatstenen met verbrede voegen

Paal

2004

3,0*10-4 m/s

36


Bepaling waterdoorlatendheid in situ Betonstraatstenen met drainageopeningen Ertvelde, Marktplein, 2004

Ertvelde, Guldensporenlaan, 2003

2,8*10-4 m/s

7,4*10-5 m/s

37


Overzicht doorlatendheid projecten in functie van de tijd 1,E-02

Doorlatendheid [m/s]

1,E-03

1,E-04

1,E-05

1,E-06 0

2

4

6

8

10

12

14

Leeftijd [jaar] 38


Toepassing WDB 

 



  

Type grond bepaalt of infiltratie mogelijk is, indien niet: gemengd systeem vertraagde afvoer en infiltratie, of enkel vertraagde afvoer. Buffering in de structuur wordt dan zeer belangrijk WEL: parking voor personenvoertuigen – beperkt zwaar verkeer WEL: wegen zone 30 in bv. Verkavelingen. Speciale aandacht dient gegeven te worden tegen het dichtrijden van de weg tijdens de aanbouw van de huizen. Mogelijke oplossing: voorlopige asfaltoverlaging, die nadien doorboord wordt Mogelijk ook in overstromingsgebieden tegen het ‘opduwen’ van de weg: “omgekeerde infiltratie” NIET in waterwingebieden NIET naast huizen: risico van waterindringing is zeer reëel Veiligheid inbouwen in geval leidingen in onderfundering aanwezig zijn: kans op verkeerd opvullen is reëel

39


Voordelen, samengevat

Onmiddellijke buffering van het regenwater  Vertraagde afvoer  Mogelijkheid tot infiltratie (afhankelijk van de ondergrond en van de hoogte van grondwaterspiegel)  Oppervlakteafstroming veel beperkter  Gereduceerde rioolafvoer  Visueel esthetische effecten 

40


Beperkingen 

Beperkte verkeersbelasting: voetpaden, fietspaden, autoparkings, pleinen en wandelstraten, zwak verkeer (beperkt aantal vrachtwagens per dag) 

 

 



Beperkte hoogte voor doorlatende straatstenen: 8 cm of 10 cm, open funderingen

Volledig doorlatende structuur is nodig: water moet weglopen uit de structuur binnen een bepaalde tijdsspanne Grondwaterstand voldoende laag Stabiliteit van structuur naar belasting, maar ook naar doorlatendheid: filterstabiliteit – keuze van opeenvolgende lagen Kwaliteit van straatlaag: sterk materiaal om vergruizing tegen te gaan Korrelverdelingen van groot belang: beperkt aantal fijne deeltjes; gebruik puinafval in straatlaag wordt afgeraden om vergruizen en afbrokkelen tegen te gaan, gebruik puinafval mogelijk in fundering mits rekening te houden met kleinere doorlatendheid

GEEN infiltratie in geval van beschermingszone 1 of 2 van drinkwaterwingebied Waterdoorlatende bestratingen: een ecologische en duurzame verharding binnen het integraal waterbeleid

41

Toepassing: parkeerstroken, voetpaden, fietspaden, parkings,…

42


43


Cursus 16 november BBG

2010 Waterdoorlatende bestratingen: een ecologische en duurzame verharding binnen het integraal waterbeleid

44

Toepassing in stedelijke omgeving: voorwaarden











Bij voorkeur toepassing op straat en parkeerzones, bij bestaande (oude) huizen bij voorkeur niet op voetpaden Water van voetpaden kan wel aflopen naar straat, geen slokkers nodig Helling kan heel beperkt gehouden worden, water zal in structuur indringen Ideaal voor plaatsen met beperkt verkeer: woonzones, zone 30 Bij verkavelingen dienen maatregelen genomen te worden tegen vervuiling: hetzij werken in twee fasen, hetzij een voldoende reiniging voorzien bij volledige voegvulling

45


46


Toepassing in stedelijke omgeving: voordelen

 



 



Geen slokkers noodzakelijk Geen regenwaterafvoer noodzakelijk, zeker interessant als huizen op eigen perceel infiltreren Geen extra bufferingssysteem en/of bufferingsvolume nodig voor de oppervlakte van de weg Beperkte helling kan toegepast worden Variaties in kleur en legpatroon kunnen de zones voor de verschillende gebruikers zeer goed afbakenen en zo de veiligheid verhogen Geen plasvorming, zelfs niet bij hevige regen

47


Toepassing in stedelijke omgeving: nadelen





Vermijden dat water kan indringen in huizen: voetpaden niet in waterdoorlatende bestrating aanleggen, maar water wel laten aflopen op parkeerzone of weg Plaatsing van nutsleidingen: bij voorkeur onder voetpad met niet doorlatende verharding: herstellingen zijn moeilijk op te volgen en kunnen fundering ondoorlatend maken indien niet geopteerd wordt voor juiste materiaal

48


Controle in laboratorium en op werf: certificatie BENOR certificatie stenen: PTV 122 Waterdoorlatende betonstraatstenen en -tegels  Draineeropeningen en verbrede voegen: minstens 10% van (horizontaal) oppervlak  Waterdoorlatendheid poreuze stenen:  



5,0*10-5 m/s (individueel); 5,4*10-5 m/s (gemiddeld)

Onderscheid poreuze stenen en stenen met verbrede voegen en drainageopeningen

Controle bij ontwerp en uitvoering: PTV 827 Waterdoorlatende bestratingen − Systeem-, product- en plaatsingseisen (COPRO) 49


Testmethodes – fundering en onderfundering





Kolomtest in laboratorium – controle doorlatendheid voor plaatsing Kolomtest op kernen geboord uit drainerend schraal beton

50


Opmeten doorlatendheid: ondergrond - structuur 

Ondergrond: Open-end-test (US Bureau of Reclamation: Earth Manual)



Oppervlak: dubbele ring test

Fundering

51


NB: Poreuze betonbuizen – controle doorlatendheid PTV 104

52


Informatie in verband met waterdoorlatende bestratingen: www.brrc.be Dossier 5: handleiding

Database projecten in situ per provincie

Software voor de dimensionering en materiaalkeuze voor waterdoorlatende bestratingen

http://www.brrc.be/ocw/n15/n15_03a_b1.php 53


Besluiten 







 

WDB kunnen toegepast worden zowel voor infiltreren als voor bufferen van regenwater. Bij goed ontwerp en aanleg is geen extra bufferings voor het aangelegde oppervlak te voorzien. Opbouw is zeer gelijkaardig aan wegstructuren met klassieke betonstraatstenen, wel bijkomende eisen naar materiaal om doorlatendheid te bekomen (gehalte fijn, kwaliteit straatlaag). Fundering zorgt voor nodige draagkracht; onderfundering zorgt voor buffering. Bij ontwerp is meestal de vorstvrije diepte de bepalende parameter voor de dikte van de onderfundering. Toepassing in verkaveling (voorafgaandelijk aan bouw van woningen) is mogelijk door tweelaags te werken of door een voldoende reiniging te voorzien. Controle is mogelijk voorafgaandelijk, tijdens en na de werken. Onderhoud is beperkt – verstopping kan verwijderd worden door een oppervlaktereiniging, 54


Contact: Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw (OCW) Afdeling betonwegen en bestratingen Anne Beeldens  02 766 03 46 [email protected] Elia Boonen  02 766 03 41 [email protected] Marijn Lybaert  02 766 04 12 [email protected] Waterdoorlatende bestratingen: een ecologische en duurzame verharding binnen het integraal waterbeleid

55

Waterdoorlatende bestratingen: een ecologische en duurzame verharding binnen het integraal waterbeleid

Recommend Documents