6.1 Af hverju er þörf fyrir afrennslisgreiningu
Varanleg aflögun og margar aðrar gerður vegskemmda verða yfirleitt ekki nema að of mikið vatn sé í veghloti eða jarðvegi. Niðurstöður ROADEX verkefnisins sýna að það er mjög ábatasamt að halda afrennsliskerfi vega í góðu ásigkomulagi.
View:
Roadex II “Drainage on Low Traffic Volume Roads” and ROADEX III “Developing Drainage Guidelines for Maintenance Contracts”.
Til þess að viðhald sé skilvirkt er þörf fyrir afrennslisgreiningu. Heildstæða greiningu á afrennsli ætti helst að framkvæma við lok hvers viðhaldssamnings, eða með að hámarki 6-8 ára millibili. Slík greining á að upplýsa um kafla sem búa við afrennslisvandamál og hverslags lausnir eru mögulegar til úrbóta. Eftir að kaflar er búa við vandamál hafa verið greindir ætti að athuga ástand þeirra á hverju ári. Niðurstöður afrennslisgreinignar ætti að vista í gagngrunn þannig að upplýsingarnar liggi fyrir.
Skipta má góðu eftirliti og hönnun lausna í þrjú stig:
Stig 1. Kortleggja veghluta þar sem afrennsli er ófullnægjandi
Stig 2. Útbúa grunngreiningu á þeim stöðum þar sem afrennsli er að valda vandamálum
Stig 3. Skilgreina lausnir fyrir þá staði sem búa við vandamál
Sjónræna aðferðin er enn algengasta eftirlitsaðferðin til þess að meta afrennslisástand, þrátt fyrir að byggja á huglægu mati. Sjónrænt eftirlit með skurðum og ræsum ásamt myndbandsupptökum, viðtölum við veghaldara og viðhaldsverktaka, saga hjólfaramyndunar og hrýfi með jarðsjárgögnum mynda góðan grunn fyrir greiningu á afrennsli. Geislaskönnun er nýleg tækni sem mælt er með fyrir afrennslisgreiningu. Einnig er sífellt meira um að hitamyndavélar séu notaðar.
6.2 Hlutar afrennslisgreiningar
6.2.1 Almennt
Í ROADEX verkefninu er mælt með að þrjú atriði séu flokkuð í afrennslisgreiningu, aðallega vegna þess að hægt er framkvæma slíka flokkun úr farartæki á ferð þar sem myndbandsupptaka og ljósmyndun er notuð. Atriðin eru:
– Þversnið vegar
– Afrennslis flokkun
– Frárennslisskurðir
6.2.2 Þversnið
Flokka ætti þversnið vegar til þess að unnt sé að greina hvort að afrennslisvandamálin eigi við ákveðnar aðstæður, t.d. hvort að mestu vandamálin sé í skeringum? Staðsetning vegar í samhengi við nærliggjandi landslag (þ.e. þvernsnið vegar) getur haft mikil áhrif á val á endurbótaaðferð. Af þessari ástæðu ætti að flokka þversnið vegar í fyrstu afrennsliskönnun og einnig ætti að leggja drög að vali á afrennslislausn. Þversniðsflokkarnir sem notaðir eru í ROADEX afrennslisgreiningu eru eftirfarandi..
Vegurinn er í skeringu, þar sem botn veghlots er neðar en nærliggjandi land. Venjulega eru vegrásir beggja vegna vegar.
Vegurinn er í hliðarhalla þar sem land liggur hærra en vegbotn ofan vegar og lægra en vegbotn neðan vegar. Þegar vegur liggur í hliðarhalla leitast grunnvatn við að flæða undir eða í gegnum veghlotið.
Vegur liggur í 0 hæð þar sem vegbotninn er í svipaðri hæð og aðliggjandi land. Venjulega eru skurðir beggja vegna vegar.
Vegur er á fyllingu þegar vegyfirborð er greinilega (> 1m) hærra en aðliggjandi land. Það ræðst af aðstæðum hvort að skurðir er beggja vegna eða bara öðru megin.
6.2.3 Afrennslisflokkun
Vegi með bundnu slitlagi er hægt að flokka í þrjá flokka miðað við afrennsli: Flokkur 1 er fyrir gott og skilvirkt afrennsli, flokkur 2 er fyrir miðlungsgott afrennsli og flokkur 3 fyrir lélegt afrennsli. Þegar flokkun er framkvæmd er mikilvægt að skýra ástæður þess að ákveðinn hluti vegar fellur í valinn flokk, t.d. ef um grasbrún er að ræða við slitlagsbrún, eða þar sem um er að ræða óstöðugan hliðarhalla o.s.frv. Í ROADEX verkefninu hefur verið útbúin sérstök flokkun fyrir grasbrúnir: Flokkur 0 er fyrir engar grasbrúnir, flokkur 1 fyrir grasbrúnir sem ekki valda afvötnunarvandamálum og flokkur 2 þar sem grasbrúnir hindra afvötnun vegyfirborðs og valda skemmdum á slitlagi. Á Norðurlöndunum er aðeins um tvo flokka að ræða þegar kemur að grasbrúnum þar sem þær eru óvelkomnar og verða til vegna lélags viðhalds. Á Írlandi og Skotlandi eru brúnirnar hönnuð mannvirki sem enn er verið að útbúa sumstaðar. Flokkur 1 á Norðurlöndunum nær yfir þá hluta vegarins þar sem ekki er um neina brún að ræða og vatn flæðir auðveldlega af yfirborði vegar. Flokkur 2 (brún til staðar) tekur yfir þá hluta vegar þar sem um brún er að ræða. Hæð brúna getur verið breytileg, frá lágum brúnum sem hafa einungis lítil áhrif á afvötnun, til hærri brúna sem valda greinilegum afvötnunarvandamálum.
Á malarvegum má flokka afrennslisástand í þrjá flokka: Flokkur 1 fyrir gott og skilvirkt afrennsli, flokkur 2 er fyrir miðlungsgott afrennsli og flokkur 3 fyrir lélegt afrennsli, eða þar sem ekki er um að ræða nein afrennslismannvirki og þörf er fyrir þau.
HDM4 kerfi Alþjóðabankans mælir með að fimm afrennslisflokkum en ROADEX mælir með þremur þar sem það hentar vel á Norðurlöndum.
6.2.4 Frárennslisskurðir
Þriðja atriðið í afrennslisflokkun er að athuga ástand afrennslisskurða. Annaðhvort virkar frárennslisskurður eða ekki, þannig að sú flokkun er einfalt 0/1 kerfi þar sem skurðurinn er opinn eða stíflaður. Að athuga ástand frárennslisskurða er vandkvæðum háð þegar greining er unnin úr bíl á ferð og mælt er með að notuð sé þriðja myndavélin sem komið er fyrir í 90°stefnu út frá vegi sé notuð.
6.2.5 Ræsi
Auk afrennslisathugunar með bifreið ætti einnig að athuga ástand ræsa, að minnsta kosti áður en að ráðist er í meiriháttar endurbætur eða áður en nýjir viðhaldssamningar eru útbúnir. Eftirlit með ræsum kostar mikinn tíma og peninga og því er slíkt ekki eftirlit framkvæmt innan afrennslisgreiningar. Framkvæma ætti greiningu á ástandi ræsa sjónrænt og ágalla ætti að festa á filmu. Hnitsetja ætti ræsin. Staðsetningu ræsa má kortleggja áður en farið er í greiningu með því að nota 400 MHz jarðsjá.
Ástand ræsa má athuga á ýmsa vegu. Eftirfarandi gátlisti er fengin úr sænskum leiðbeiningum sem hafa gagnast vel við ástandsgreiningu ræsa:
- Heimild: Bakgrundsdokument till handledning för identifiering av behov av avvattningsåtgärder
- gerð (aðal / ræsi undir tengingar)
- efni (steypt, plast, stál o.s.frv.)
- stærð (innra þvermál)
- aldur (líftími ræsis)
- rýmd (Er rýmd ræsis fullnægjandi? Er ræsið of lítið)
- undirstaða (Er um sig að ræða, þ.e. er ræsið beint?)
- frostnæmi (Frjósa endar ræsisins?)
- rof (Hefur vatn valdið rofvandamálum? Eru bakkar við ræsi stöðugir?)
- hæð (Er ræsið of hátt?)
- burðarþol (Er um aflögun, skemmdir, holur að ræða vegna lágs burðarþols?)
- vatn (Er eitthvað athugavert við straumhraða, efnasamsetningu?)
- staðsetning (Er ræsið rétt staðsett, í réttri hæð og er lengdin rétt?)
- Frárennslisskurður (Er hann til staðar, ef þörf er á?)
- Hæð fyllingar (Eru nægjanlega þykk veghlotslög fyrir ofan ræsið?)
- Umhverfi (Er eitthvað athugavert við straumhraða, halla og botn ræsis? Flæðir vatnið frjálst? Eru einhverjar stíflur?
- Umferðaröryggi (er hætta á að ökutæki geti lent á endum ræsis?)
Reference:
Bakgrundsdokument till handledning för identifiering av behov av avvattningsåtgärder
Flokka má ræsi í þrjá flokka
Flokkur 1: Ræsi virka vel; ekki er þörf á viðhaldi
• Frjálst flæði vatns, engar athugasemdir
Flokkur 2: Miðlungs virkni; þarf að hreinsa ræsi/skola út
• 25% eða meira af þvermáli ræsis er fullt af aðskotahlutum
• Steinar eða greinar hamla vatnsflæði
• Gróður við enda ræsis hamlar vatnsflæði
Flokkur 3: Illa virkt ræsi, þörf á frekari athugun og einhverjum viðhaldsaðgerðum
• Sprungur í ræsi, ræsið er brotið
• Sprungur í ræsi, ræsið er brotið
• Vandamál vegna stöðugleika
• Þörf er á ræsi en ekkert er til staðar
6.3 Aðferðir við afrennslisgreiningu
Tímasetning afrennslisgreiningar er mjög mikilvæg. Besti tíminn til þess að framkvæma slíka greiningu er að vori, strax eftir að snjóa leysir og áður en gróður fer að byrgja sýn að skurðbotnum. Á þessu tíma má greinilega sjá ágalla á afrennsliskerfi vegna magns vatns sem liggur í skurðum. Hefja má gagnasöfnun um leið og snjór hefur bráðnað úr skurðum og úr skuggsælum stöðum við vegi, og ljúka ætti greiningu áður en gróður fer að vaxa í skurðbotnum. Einnig má framkvæma afrennslisgreiningu að hausti. Þá er hægt að hefja gagnasöfnun um leið og lauf hafa fallið af trjám og ljúka ætti vinnu áður en snjór fer að hylja grund. Haustið er ekki eins góður tími og vor fyrir afrennslisgreiningu vegna minni dagsbirtu og meiri gróðurs.
Samanburðar afrennslisgreining var framkvæmd að vori og að hausti á sama vegakerfinu í ROADEX afrennslis prufuverkefninu í Umeå Södra svæðinu í Svíþjóð. Miðað við þær niðurstöður var mestur hluti, (næstum 70%), skurða flokkaður í sama flokk bæði að vori og að hausti. Aðeins um lítið brot af skurðum (0.5%) voru flokkaðir sem mun betri eða mun verri að vori. 18.1% af skurðum voru aðeins betri að vori og 11,6% aðeins verri.
Nokkrar ástæður voru fyrir mismuninum. Aðallega voru ástæðurnar gegndræpur jarðvegur eða vatn í skurði. Í sama verkefni voru gerða samanburðarathuganir á frárennslisskurðum að vori og hausti. Aðeins 45% frárennslisskurða voru skoðaðir bæði að vori og hausti.
RODEX skýrslan “Summary of Drainage Analysis in the Umeå Area, Sweden, Seasonal Tests and Tools for Outlet Ditch Inventory”
6.3.1 Athugunartæki og gagnasöfnun
6.3.1.1 Almennt
Í ROADEX verkefninu er mælt með að athugunartæki samanstandi af bifreið sem er nógu há til að útsýni sé gott, útbúin lengdarmæli (DMI), 2-3 stafrænum upptökuvélum eða myndavélum, GPS tækjum og fartölvu, með öllum viðeigandi forritum. Bifreiðin ætti að sjálfsögðu að vera búin öllum viðeigandi öryggistækjum. Þörf er á tveggja manna teymi, bílstjóra og athuganda, til þess að framkvæma athugunina.
6.3.1.2 Upptökuvélar og myndavélar
Fyrri ROADEX prófanir og aðrar afrennslisgreiningar sýndu fram á að sjónrænt mat úr bifreið á ferð, án allrar gagnasöfnunar um afrennsli, var ekki nógu áreiðanleg aðferð eða nægjanlega endurtakanleg. Auk þessa var ekki hægt að athuga gögn síðar ef ágreiningur reis upp. Af þessum ástæðum er mælt með að notast að minnsta kosti við tvær upptökuvélar, eða myndavélar, sem komið er fyrir á þaki bifreiðar í að minnsta kosti 2 m hæð frá vegyfirborði. Ein myndavél ætti að vísa að vegöxl og hliðarskurði á meðan hin ætti að vísa beint fram til að hægt sé að meta ástand slitlags. Forritin sem notuð eru til gagnasöfnunar ættu að bjóða upp á möguleikann að taka upp hljóð á meðan á athugun stendur.
Best er að notast við þrjár myndavélar, þar sem þriðju vélinni er komið fyrir hornrétt á stefnu bifreiðar til að taka upp ástand þeirra frárennslisskurða sem ekið er framhjá. Nota má hornréttu myndirnar til þess að flokka ástand frárennslisskurða. Upplausn upptöku/mynda ætti að vera nógu há til þess að hægt sé að greina þá þætti sem leitað er eftir með upplausn að minnsta kosti 640×480 pixla. Allar myndavélar ættu að fókusa í 10 – 15 m fjarlægð frá bifreið og shutter hraði þarf að vera nógu mikill til þess að myndir séu skarpar.
6.3.1.3 Önnur tæki sem nota má við afrennslisgreiningu
Hitamyndavél
Hitamyndavél, innrauð myndavél, mælir geislun úr umhverfi á innrauða tíðnibilinu. Myndvélin býr til mynd úr geisluninni sem svipar til hefðbundinnar myndupptöku. „Hefðbundnar“ myndvélar byggja á ljósi, og mæla venjulega tíðni sýnilegs ljóss á bilinu 450-750 nm. Innrauð myndavél getur aftur á mót mælt tíðnir upp í 14 000 nm
Skipta má hitamyndavélum í mismunandi flokka miðað við hvaða geislunarnema þær notast við. Tveir meginflokkar eru til staðar, myndavélar þar sem neminn er kældur með fljótandi köfnunarefni (BST-nemi) og þar sem neminn er ekki kældur (microbolometer-detector). Verð á hitamyndavélum hefur verið hátt vegna þess hversu ný tæknin er og í hversu litlu magni þær eru framleiddar. Nú kosta vélar um 5000 €. Verð á hágæða myndvélum getur farið yfir 30,000€. Slíka hágæðavélar geta verið nytsamlega til þess að greina væntanlegar slitlagsskemmdir.
Í afrennslisgreiningu ætti hitamyndavélin að vera á þaki bíls á sama hátt og stafræna myndavélin. „Venjuleg“ myndbandsupptaka ætti að fara fram samhliða hitamyndatökunni. Beina ætti hitamyndavélinni að skurði en hafa veginn samt sem áður innan myndar. Hraði bifreiðar ætti ekki að vera hærri en 30 km/klst á meðan á athugun stendur.
Besti tíminn til þess að framkvæma afrennslisgreiningu er í maí eða í byrjun júní. Besti tími dagsins fyrir athugun er snemma morguns, þar sem hitageislun sólar hefur engin áhrif á þessum tíma. Hitageislun getur hitað yfirborðið mjög.
Hægt er skipta hitamyndum upp í fimm flokka miðað við hita í botni skurðar. Hitaflokkunin er:
– Flokkur 1: Mjög hár hlutfallslegur hiti
– Flokkur 2: Hár hlutfallslegur hiti
– Flokkur 3: Meðalhiti
– Flokkur 4: Lágur hlutfallslegur hiti
– Flokkur 5: Mjög lágur hlutfallslegur hiti
Geislaskannar
Vinsældir geislaskanna í vegathugunum hafa aukist mikið síðustu ár og það er víst að tæknin verður staðalbúnaður við undirbúning viðhaldsaðgerða í framtíðinni. Geislaskönnun er aðferð þar sem ferðatími geisla er mældur frá skanna að því sem skanna á og aftur til baka. Þegar horn geislans er þekkt, og geislar eru sendur út í mismunandi áttir frá farartæki á ferð er mögulegt að útbúa þrívíddar (3D) yfirborðsmynd, punktský, þar sem hver punktur hefur x,y og z hnit og mismunandi endurvarps og útgeislunar gildi.
Geislaskanni samanstendur af þremur hlutum: Geislabyssu, skanna og nema. Geislabyssan framkallar geisla, skanninn varpar þeim út og neminn mælir enduvarp og skilgreinir lengd að hlut sem mældur er. Lengdarmælingin byggir á ferðatíma ljóss, eða fasaskiptum, eða samtvinnun beggja.
Gæði og verð hreyfanlegra geislaskanna er hægt að flokka gróft í tvo flokka. a) hágæða kerfi með mikilli nákvæmi, nefnast einnig „LIDAR“ og b) ódýrari „verkamanna“ geislaskanna sem eru með takmarkaðra lengdarsvið og nákvæmni.
Geislaskannamælingar má nota á ýmsan hátt í til athuguna á fáförnum vegum. Mæling á þversniði vegar getur gefið góðar upplýsingar um form hjólfara, og hvort að brúnir séu að hindra afvötnun vegyfirborðs. Hægt er að útbúa kort sem sýnir litakóðaðar yfirborðshæðir úr slíkum mælingum og getur það aðstoðað við að finna staði þar sem skurðir og ræsi eru stífluð. Breytingar á vegbreidd má einnig auðveldlega greina af slíkum kortum. Þegar önnur gögn er samtengd við geislaskönnunargögn er það mjög góður grunnur til þess að meta hvort að lélegt afrennsli sé ástæðan fyrir varanlegri aflögun og frostskemmdum.
6.3.1.4 Staðsetningartæki
Afrennslisathuganir ætti að hanna þannig að hægt sé að merkja allar upptökur, myndir og niðurstöður afrennslisflokkunar og tengja við landfræðileg hnit (GPS) og vegaramma. Til að tryggja slíka samtengingu ætti að nota leiðrétt GPS hnit eða önnur tæki með slíka nákvæmni (DGPS -> FAQ). Einnig er mælt með að vegalengdarmæling (DMI) fari fram samhliða GPS mælingu á meðan á gagnsöfnun stendur. Almennt mælir GPS z-hnit og þrátt fyrir að nákvæmni slíkra mælinga sé ekki mjög mikil er a.m.k. hægt að nota það til þess að finna hæsta og lægsta punkt á veginum.
6.3.1.5 Starfsfólk
Starfsfólk sem tekur að sér athugun afrennslis, sérstaklega athugunarstjórinn, ætti að vera nægjanlega vel þjálfaður til þess að hann/hún geti á áreiðanlegan hátt greint afrennsli í flokka sem settir eru fram í leiðbeiningum um afrennslisgreiningu. Bílstjórinn ætti einnig að þekkja til flokkunarinnar ef gert er ráð fyrir að hann/hún taki þátt í athuguninni. Allir starfsmenn ættu að vera þjálfaðir í að vinna á vegum úti og vera vel upplýstir um öryggismál.
Starfmenn ættu að sitja eins dags þjálfunarnámskeið áður en tímabilið hefst, þar sem hægt er að þjálfa upp öll álitamál varðandi athugunina. Fara ætti í athugunarferð þennan dag þar sem hægt er að framkvæma þjálfunarathugun á vegkafla. Síðar er hægt að bera saman mismunandi niðurstöður og ræða um mismuninn í kennslustofu.
6.3.2 Gagnasöfnun
Framkvæma ætti afrennslisgreiningu á einum vegkafla í einu, og meta ætti hverja akrein fyrir sig. Ef að vegur er mjórri en 5.5 m má þó framkvæma greininguna aðeins í aðra átt.
Takmarka ætti hraða athugunarbifreiðar við 20-30 km/klst og bifreið ætti að aka nálægt brún slitlags svo að myndavélarnar fái sem besta útsýn yfir skurð og fláa. Athugunarstjóri ætti að skrá þann afrennslisflokk sem hann telur að hliðarskurðir og frárennslisskurðir falli í beint í fartölvu með lyklaborði og jafnframt því taka upp athugasemdir um athugunina ásamt stafrænni myndupptöku. Í athugasemdum ætti almennt að koma fram:
• flokkun afrennslisástands;
• flokkun vegsniðs;
• allar leiðréttingar eða misritanir sem þarf að laga síðar;
• allar leiðréttingar eða misritanir sem þarf að laga síðar; any observations on grass verges or pavement distresses restricting the water flow to the ditch;
• allar athugasemdir um jarðvegshrun af innri eða ytri bökkum skurðar, sem stífla flæði í skurðbotni.
Slíkar athugsemdir hafa sýnt sig að vera mjög verðmætar upplýsingar til þess að tryggja gæði og endurtakanleika athugunar.
6.3.3 Vistun gagna
Öll gögn sem safnað er á vettvangi ætti að vista daglega inn á fartölvu og utanáliggjandi harðan disk. Auk þess ætti greiningargögn sem verða til í úrvinnslu greiningar að vera öryggisvistuð reglulega. Hægt er að breyta stafrænum myndupptökum í ljósmyndir til þess að spara diskapláss áður en niðurstöður afrennslisgreiningar eru færðar veghaldara.
6.4 Greining gagna
6.4.1 Almennt
Fyrsta skrefið í ferlinu er að tengja saman öll gögn sem safnað er fyrir hvern veghluta. Samtenginguna er t.d. hægt að vinna í forriti líkt og Road Doctor Designer ® eða sambærilegu forriti, þar sem hægt er að tengja þversniðsgögn, stafræna upptöku og ljósmyndir við landfræðileg gögn. Yfirborðsgögn s.s. hrýfi og hjólfaramyndun ætti einnig að tengja inn í greininguna, helst gögn fyrir síðustu finm ár. Almennt er hægt að nálgast slík gögn í gagngrunni veghaldara eða búa til ný gögn með mælingum. Að því loknu ætti að framkvæma aðal afrennslisgreininguna og ræðst nákvæmni hennar af þéttleika yfirborðsmælinga. Annað hvort ætti að notast við 10 eða 20 metra bil milli þversniða. Meðaltalsgögn yfir 100 metra eru of ónákvæm til þess að framkvæma áreiðanlega afrennslisgreiningu. Skrá ætti samhengið milli skemmda í malbiki og afrennslisástands á þessum tímapunkti.
Þegar um malarvegi er að ræða ætti að bera afrennslisgreininguna saman við niðurstöður úr athugunum á veginum í þáatíð og greina jafnframt ástand yfirborðs af upptöku eða myndum. Mjög gott er að bera saman, ef mælingar eru til staðar, burðarþolsgildi (BCI) sem reiknað er út frá falllóðsmælingum (FWD).
Samanburður á frostlyftingu og afrennsli má einnig eiga sér stað á þessum tíma, t.d. með því að nota hrýfimælingar yfir vetrartíma, eða hæðargögn úr jarðsjá. Þetta eru mjög góðar aðferðir til þess að staðsetja staði sem líklegir eru til að valda vandamálum í framtíðinni.
6.4.2 Afrennslisflokkun á vegum með bundnu slitlagi
Afrennslisflokkun ROADEX fyrir vegi með bundnu slitlagi er eftirfarandi:
Flokkur 1: Gott afrennslisástand
Lýsing: Gallalaust afrennsli. Vegurinn heldur vel lögun og vatn flæðir af slitlagi og niður í rás eða skurð án vandræða. Óheft flæði vatns í skurðum
Flokkur 2: Ásættanlegt afrennslisástand
Lýsing: Litlar breytingar á formi geta átt sér stað. Finna má lágar brúnir eða gróður á vegöxl sem hindrar gott streymi að rás. Gróður í skurðum hamlar flæði og veldur stíflumyndun. Jarðvegur skríður að litlu leyti niður í skurð og hækkar botn hans, hægir á vatnsflæði og hækkar grunnvatnsyfirborð.
Class 3: Lélegt afrennslisástand
Lýsing: Aflögun og skemmdir eru greinilegar í þversniði vegar. Háar brúnir og/eða þéttur gróður getur verið á vegöxl sem veldur pollamyndun á akbraut eða á öxl. Gróður í skurði hamlar vatnsflæði og skurður stíflast. Óstöðugur jarðvegur fellur úr skurðbökkum og stíflar skurðinn. Stífluð ræsi eða frárennslisskurðir hindra vatnsflæði í skurði. Ekkert afrennsliskerfi er til staðar.
Þegar afrennslisgreining á vegum með bundnu slitlagi fer fram, ætti að kanna samhengið milli niðurbrots vegarins og afrennslisástands. Hægt er að gera þetta með nokkrum aðferðum:
A. Þegar yfirborðsmælingargögn nokkura síðustu ára eru til staðar Í fyrstu aðferðinni er meðaltalsaukning hjólfaramyndunar reiknuð út frá línulegu aðhvarfslíkani. Slíkur útreikningur krefst þess að yfirborðsmælingar fyrir nokkur ár liggi fyrir. Þegar slitlag hefur nýlega verið endurnýjað, án viðamikilla breytinga á öðrum lögum (styrking), má notast við gögn fyrir yfirlögn.
Hraði hjólfaramyndunar telst eðlilegur ef að hún er minni en 0,8-1,0 mm/ár þar sem umferð (ADU) < 5000 ökutæki á dag, og <1,4 mm/ári þar sem umferð er meiri en 5000 ökutæki á dag. Ef að hjólfaramyndun er meiri en 2mm á ári er það of mikið og getur valdið miklum vandræðum. Erfitt er að skilgreina svipuð gildi fyrir hrýfmælingar og því er venjulega ekki þörf á kortlagningu á auknu hrýfi.
B. Þegar yfirborðsgögn er aðeins til frá einu ári Ef aðeins eru til ein yfirborðsmæling og vitað er um hvenær vegur var yfirlagður er hægt að nota aðra aðferð. Þá er hjólfaramyndun reiknuð út frá línulegu líkani, þar sem lína er skilgreind milli tveggja þekktra punkta: hjólfaradýpt yfirlagnarárs og síðustu gögn um hjólfaradýpt frá yfirborðsmæli. Fyrir yfirlagnarár er hægt að nota 2mm.
C. Meðaltals hjólfaramyndun og hrýfigögn í mismunandi afrennslisflokkum Auk þess sem nefnt hefur verið áður er hægt að reikna meðaltals hjólfaramyndun og hrýfi fyrir hvern veghluta og flokka afrennsli byggt á nýjustu gögnum. Þar sem afrennslisástand beggja vegna vegar hefur verið greint, ætti að nota slakara ástandið til tölfræðilegra útreikna á hrýfi og hjólfaramyndun. Bera má þessi gildi saman við gildin í flokki 1. Ef, byggt á þessum útreikningum, meðaltals hjólfaramyndunargildin fyrir afrennslisflokk 2 og 3 eru meira en 5% hærri en í afrennslisflokki 1, má gera að því skóna að lélegt afrennslis sé að hraða niðurbroti vegarins. Hægt er nota þessar upplýsingar til að ákvarða hvaða kaflar þurfa sérstakra afrennslisaðgerða við.
Líftíma slitlags er einnig hægt að reikna með tölfræðilegri greiningu. Líftímagildi lýsir hvaða áhrif lélegt afrennsli hefur á slitlag. Líftímagildið er reiknað með því að reikna hjólfaramyndun verstu 10% veghluta, og meðtals hrýfi, og bera þær niðurstöður saman við meðaltals hjólafaradýpt afrennslisflokks 1. Ef að meira en 10% veghluta eru í afrennslisflokki 3, er notað hlutfallið milli þriðja og fyrsta afrennslisflokks, líftíminn reiknaður sem hluti af vegum í flokki 3 og flokki 2. Þar sem 10% eða minna fellur í flokk 3, er líftímagildið reiknað sem hlutfall vega í flokki 3 og 2.
6.4.3 Afrennslisflokkun malarvega
ROADEX flokkun malarvega eða skógarvega í afrennslisflokka er eftirfarandi:
Flokkur 1: Gott afrennslisástand
Lýsing: Gallalaust afrennsli. Vegurinn heldur formi sínu vel og vatn flæðir af slitlagi og niður í rás eða skurð án vandræða. Óheft flæði vatns í skurðum
Flokkur 2: Ásættanlegt afrennslisástand
Lýsing: Litlar breytingar á formi geta átt sér stað. Finna má lágar brúnir eða gróður á vegöxl sem hindrar gott streymi að rás. Gróður í skurðum hamlar flæði og veldur stíflumyndun. Jarðvegur skríður að litlu leyti niður í skurð og hækkar botn hans, hægir á vatnsflæði og hækkar grunnvatnsyfirborð.
Flokkur 3: Lélegt afrennslisástand
Lýsing: Aflögun og skemmdir eru greinilegar í þversniði vegar. Háar brúnir og/eða þéttur gróður getur verið á vegöxl sem veldur pollamyndun á akbraut eða á öxl. Gróður í skurði hamlar vatnsflæði og skurður stíflast. Óstöðugur jarðvegur fellur úr skurðbökkum og stíflar skurðinn. Stífluð ræsi eða frárennslisskurðir hindra vatnsflæði í skurði. Ekkert afrennsliskerfi er til staðar.
Við skipulagningu á afrennslisgreiningu malarvegar er mikilvægt að greina þá hluta vegarins þar sem samhengi er á milli skemmda vegna frostlyftingar og afrennslisástands, m.ö.o. að átta sig á hvar lélegt afrennsli er aðalástæða fyrir skemmdum vegna frostlyftingar. Slíkt má gera með kortagreiningu og hönnunarforritum sem sýna staðsetningu og sögu veikingar í þáatíð, afrennslisflokka og upptökur og myndir af veginum. Ef ekki eru til staðar heimildir og gögn um skemmdir vegna frostlyftinga má notast við upptöku af veginum á meðan á þáatíð stendur. Einnig má nota hitamyndavél eða geislaskannamælingar til þess að greina frostlyftingu.
Afrennslisgreining á malarvegi þar sem frostlyfting er vandamál. Efsti ramminn sýnir niðurstöður afrennslisgreiningar, ramminn þar fyrir neðan frostlyftingarsögu frá 2001-2006. Þar fyrir neðan er niðurbeygjuskálar mældar með falllóði og neðsta röð sýnir niðurstöður hrýfimælingar að vetrarlagi. Þær má nota til þess að staðsetja formbreytingu sem orsakast af frostlyftingu.
Þegar þversnið malarvegar er skilgreint ætti að gæta sérstaklega að þeim hlutum vegarins sem liggja í halla og ástandi vegrásar ofan við veg. Frostlyftingar og skrið jarðvegs er venjulega bundið við þessa kafla.
Staðsetningu jarðvegsskriðs á innri og ytri fláa ætti að greina og taka tillit til í niðurstöðum afrennslisgreiningar. Ekki ætti að leyfa losun uppgraftar á þessum svæðum.
6.4.4 Frárennslisskurðir
Þegar niðurstöður afrennslisgreiningar eru kynntar er mælt með að staðsetning frárennslisskurða , sem þarf að halda við, sé sýnd á korti og í töflu. Taflan ætti að sýna auðkenni vega, staðsetningu skurða við veg (vinstri eða hægri) og stöð.
Vandamál geta komið upp þegar skoða á greina og flokka ástand frárennslisskurða úr ökutæki á ferð með framvísandi myndavélar, og því er þessi aðferð ekki alltaf nægjanlega áreiðanleg. Því er mælt með að staðsetning skurðanna sé staðfest þegar unnið er að afrennslisgreiningunni með GPS gögnum og Z-hnitum sem safnað er þegar athugunin fer fram. Almennt er frárennslisskurður í hverri lægð sem vegurinn fer um. Ef verið er að taka ljósmyndir ætti að stöðva athugnarbifreið við hvern frárennslisskurð þannig að hægt sé að meta ástand hans.
Auk þess er mælt með, eins og áður var greint frá, að notast við þriðju myndavélina sem er beint hornrétt út frá stefnu athugunarbifreiðar til þess að hægt sé að meta ástand skurðarins af upptöku eða mynd.
6.5 Vandamálin staðsett
Val á köflum sem þurfa sérstaka afrennslisaðgerðir fyrir forgangsröðun og/eða viðhaldssamninga er venjulega framkvæmt með sérhæfðum hugbúnaði. Í þessari vinnu er settur saman gluggi þar sem birta má öll gögn á sama tíma: s.s. myndupptöku eða ljósmyndir af veginum, kort, gögn yfir hjólfaramyndun og hrýfi, árlega dýpkun hjólfara (ef mögulegt er að reikna það út), þversnið vegarins (Z-hnit) og niðurstöður afrennslisgreiningar.
Veghlutar sem falla í afrennslisflokka 2 og 3 ætti að setja í sérstakan viðhaldsflokk og þá hluta sem falla undir punktana hér fyrir neðan (Ath: þegar greiningin á hlutum og afrennsli fer fram ræðst meðatalsástand alltaf af versta hluta vegarins):
Malarkaflar sem eru í afrennslisflokki 2 og 3, og/eða frostlyfting er vandamál, að minnsta kosti á annari akrein vegar, ættu að falla í viðhaldsflokk. Auk þess ætti að huga að því að setja í viðhaldsflokk þá vegkafla sem búa við eftirfarandi aðstæður:
Efri vegrás er í hliðarhalla, vegur liggur um votlendi og/eða jarðvegur er rakur jökulruðningur eða silti.
Vegur sem staðsettur er í skeringu og jarðvegur er jökulruðningur og/eða silti.
Þar sem jarðvegur í undirstöðu er blautt silti og vegur hefur verið breikkaður og efni úr innri og ytri fláa hefur skriðið í vegrásir.
Þegar burðarþolsgildi (BCI) eru hærri en 80 (á ekki við það sem vegur er byggður um mýri).
Kaflar sem settir eru í viðhaldsflokk ættu að vera samhangandi einsleitir kaflar og þeim ber að ljúka við auðgreinanlega staði, svo sem við frárennslisskurði. Aðgreina ætti þá hluta sem falla í viðhaldsflokk sitt hvorum megin við miðju vegar. Þegar notast er við tölvu til þess að velja upphaf og enda kafla geta myndbandsupptökur eða myndir teknar með stuttu millibili leikið mikilvægt hlutverk. Með þeim er mögulegt að staðsetja viðhaldskafla í skynsamlegar lengdir, þar sem kafli getur alltaf endað við nothæfan frárennslisskurð eða svipaða innviði sem gera vatni kleift að flæða frá vegsvæði.
6.6 Framsetning niðurstaðna afrennslisgreiningar
Þegar afrennslisgreiningu hefur verið lokið og þeir kaflar sem falla í sérstakan viðhaldsflokk hafa verið ákvarðaðir er hægt að útbúa GIS-kort af hverjum veghluta. Slík kort ættu að sýna staðsetningu þeirra hluta vegarins þar sem lélegt afrennsli er að hafa áhrif á getu vegarins til þess að standa gegn varanlegri aflögun og þannig sýna staðsetningu hjólfaramyndunar og skemmda vegna frostlyftingar. Dæmigert niðurstöðukort sýnir miðlínu vegar, þversnið, ástandsflokk hliðarskurða og frárennslisskurða beggja vegna vegar, árlega aukningu í hjólfaramyndun (eða síðustu mældu dýpt), og valda þá hluta/eða staði sem falla í sérstakan viðhaldsflokk.
Auk korta, ættu öll stafræn gögn sem afrennslisgreiningin byggir á að vera vistuð stafrænt þannig að hægt sé að sækja greiningar og skipulag aftur í gagnagrunn síðar meir. Slíkt krefst þess að rétt hnit séu notuð á öllum stigum greiningar og birtingu niðurstaðna. Ekki er ásættanlegt að notast við pixlahnit þegar veglínur eru teknar af kortum. Lokaniðurstöður greiningar ætti að geyma svo að einfalt sé að nálgast þær, bæði á skrifstofu sem og úti í mörkinni, ásamt ljósmyndum með mismunandi birtingarforritum eða hönnunarforritum.
