|
BVFF nummer:
|
|
2018:2-19
|
 |
|
Projekttitel
|
|
Kulverts inverkan på tjälinträngning i väg- och järnvägsbankar
|
|
|
Projektledare/Kontaktperson
|
|
Sven Knutsson
|
|
|
Telefon
|
|
0706300486
|
|
|
Utförarorganisation
|
LTU
|
|
|
Medutförare
|
|
Trafikverket
|
|
|
Bakgrund
|
För såväl väg- som järnvägsbankar är en vanlig skadeorsak ojämna tjälrörelser kring korsande kulvertar, rörledningar och trummor. Problemet är att inträngande kyla orsakar frysning i jorden kring kulverten/ledningen. Problemet finns observerat inte bara från väg- och järnvägsbyggnade utan även från dammbyggnad, där problemen ibland uppstår vid genomföringar.
För att begränsa problemet tillämpas ofta åtgärder som t ex gardiner/jalusier i trumändarna för att hindra luftinträngning och därigenom tillförsel av kyla. Konstruktionsmässigt bör material som är inre stablit väljas kring trummor för att undvika inre erosion. Materialet ska ha en stor gradering. Porerna ska vara välfyllda, vilket avviker från det material vi vill ha för att få tjälfrihet.
Kunskaperna kring utformning av genomförning (area, luting, kringfyllning) är idag begränsade. Inverkan av ev vatten i trumman är även dåligt känd och behöver klarläggas. Temperaturfördelningen längs trummans längd är dåligt utrett och därmed kommer en tjäldjupsberäkning för att bestämma form av utspetsning eller likande att bli mycket osäker. Än mindre är kunskapen om optimalt kringfyllnadsmaterial i fall med tjäle. För uppdraget att utforma dimensioneringkrav för höghastighetsbanor har problematiken belysts genom översiktliga studier, men fördjupade analyser krävs.
Målsättningen med FOI-uppdraget är att höja kunskapsnivån för att undvika kostsamma byggskador och att utföra mer kostnadseffektiva lösningar.
|
|
|
Sammanfattning
|
|
I väg- och järnvägsbankar behövs genomföringar av kulvertar och rör. I många fall ligger de på eller nära terassen. Den kalla uteluften kan tränga in i röret och tjäldjupet under och invid detta blir då större än där röret inte finns. Materialet under och vid rörens ändor måste skiftas ut. För att dimensionera utspetsningarna behövs kännedom om temperaturen i röret. Denna varierar med många faktorer och projektet klarlägger dessa och hur de påverkar temperaturen. Metodik och guidelines för beräkning av köldmängd längs rör ska utformas liksom metodik för tjäldjups- och tjällyftningsberäkningar under och invid genomföringar. Metod för hur utspetsningar ska designas. En licentiatsavhandling produceras och vetenskapliga artiklar.
|
|
|
Förväntat resultat
|
Projektet resulterar i en metodik för att beräkna köldmängder och temperaturer i och kring kulvertar och rör belägna i väg- och järnvägsöverbyggnader. Metodiken täcker in olika rörutformningar, längd, klimatsituationer, lutningar etc. och eventuellt vatten i röret. Med detta som grund utformas en metodik för beräkning av tjäldjup och tillhörande tjällyftning invid och under rör och kulvertar. Med metodiken som grund genomförs ett antal beräkningar för att finna den optimala designen för utspetsningar vid in- och utlopp av kulvert/rör. Material runt kulvertar och rör studeras med hänsyn till den termiska situationen och dess tjällyftande egenskaper.
Resultaten resulterar i minst två vetenskapliga artiklar och konferensbidrag samt en licentiatsuppsats. Guidelines för utformning av genomföringar utarbetas i samverkan med TrV. Detta säkerställer en säker och robust utformning av genomföringar i väg- och järnvägsöverbyggnader i områden med vinterförhållanden och signifikant vinter.
|
|
|
Plan för resultatspridning och implementering
|
|
Resultat sprids via minst två vetenskapliga uppsatser och en licentiatsuppsats. Presentationer på konferenser. Medverkan i utformning av guidelines för hur genomföringar ska utformas i väg- och järnvägsbankar med hänsyn till tjäle och tjällyftningar. Konkreta råd i samband med utbyggnaden av snabbtågsjärnväg. Huvudsakliga målgrupper är konsulter som arbetar med design av vägar och järnvägar samt TrVs personal som arbetar med snabbtågsutbyggnaden. Resultaten implementeras successivt i samband med design av snabbtågsjärnvägen och dess överbyggnad.
|
|
|
Tidsramar
|
Start: 2018-09-01
Slut: 2020-12-31
|
|
|