Vad är en tillfällig byggväg?
Tillfälliga byggvägar krävs ofta på byggarbetsplatser. De kallas också för tillfälliga transportvägar och ger tillgång för tunga byggfordon som transporterar material och utrustning som behövs för att slutföra projektet.
Eftersom oasfalterade vägar endast krävs temporärt, byggs de vanligtvis av en krossad fyllning eller ballast som placeras på den befintliga marken. Den krossade fyllningen eller ballast fungerar som vägbanan själv.
Tillfälliga byggvägar kan vara så korta som några tiotals meter eller tillräckligt långa för att sträcka sig flera kilometer (till exempel för att möjliggöra tillgång för byggandet av vindkraftverk).
Design och byggmetoder för tillfälliga vägar
Även om en byggväg kanske bara behövs under en kort period — säg sex månader — bör den utformas utifrån den förväntade trafikbelastning den kommer att hantera under sin driftstid.
En bedömning av byggvägens design tar hänsyn till flera faktorer för den aktuella platsen:
• Befintlig markbärförmåga — vanligtvis uttryckt som ett California Bearing Ratio (CBR), odränerad skjuvhållfasthet eller styvhetsmodul
• Förväntad trafikbelastning — uttryckt som antal fordonsbesök av olika typer och konfigurationer (t.ex. betongblandare, leveransfordon för stål) från vilket ett antal motsvarande standardaxellaster (ESAL) kan beräknas*
• Fyllmassornas gradering — Detta avser kvaliteten på de typer av massor som används för att bygga vägen och skulle typiskt klassificeras med hjälp av en siktkurva
• Maximalt tillåtna spårdjup — Ett underhållningskrav för vägbanan efter trafikering
*Det är viktigt att förstå att innan vägen trafikeras kommer fordon som levererar fyllmassorna för att bygga vägen också att behöva använda dem. Detta innebär att den kritiska tiden för att bygga en byggväg är själva byggfasen, där fordonen som levererar fyllmassorna kör på delen närmast terrassen.
Designproceduren för tillfälliga byggvägar fastställer vilken tjocklek av överbyggnad som behövs för att klara trafikbelastningen. Trafikbelastningen baseras på en tolerans för spårdjup som fastställs med en beräkningsmetod härledd från empiriska data.
I Storbritannien designas den obundna överbyggnaden för en belagd väg separat från asfaltlagret som läggs ovanpå. De metoder som används återfinns i Transport Road Research Laboratory (TRRL) och UK Highways Agency. (Figur 1)
Överväganden för byggplatsåtkomst med dåliga markförhållanden
Tillfälliga byggvägar används ofta i områden med dåliga markförhållanden och lös jord. Den svaga eller varierande marken gör att traditionella metoder för vägbyggnad inte alltid är möjliga. Dåliga markförhållanden utgör inte bara en betydande risk för själva vägen, de innebär också säkerhetsrisker för arbetare och maskiner under hela byggtiden. Nedan nämns några exempel på överväganden som behöver beaktas vid bedömning av markens lämplighet.
Differentiella sättningar
Det uppstår differentiella sättningar när spänningarna i jordmaterialet förändras. Detta kan inträffa när jordens vattenmättnadsgrad förändras eller som en följd av ökad belastning som överskrider markens bärförmåga.
Svaga och sättningsbenägna material
De typer av jord som finns på platsen avgör kvaliteten på markförhållandena. Olika jordar reagerar olika på vissa förhållanden. Till exempel kan kraftig nederbörd och översvämningar göra att jorden mjuknar, medan lera kan dra sig ihop när nederbörden minskar.
Extrema väderförhållanden
Ogynnsamma väderförhållanden under ett byggprojekt kan ha en negativ påverkan på markförhållandena. Olika jordtyper kan påverka dräneringen och leda till potentiella översvämningar på platsen. Detta kan utgöra en risk både för konstruktionen när den väl är byggd och för entreprenörerna och maskinerna under byggprocessen.
Historisk användning av platsen
Tidigare arbete och befintliga konstruktioner som gruvor kan påverka de nuvarande markförhållandena. Till exempel kan avvecklade gruvor utgöra en hög risk för sjunkhål och dessa håligheter riskerar att kollapsa vid pålastning.
Design av tillfälliga transportvägar är i grunden empirisk
Design och byggmetoder för tillfälliga vägar kommer alltid att vara empiriska: innan denna typ av väg byggs, utförs designen experimentellt för att observera hur den kommer att prestera med hänsyn till markförhållanden som råder på den plats där den ska byggas. Genom att analysera resultaten från prestandatestning på testvägar kan de vara säkra på att de föreslagna byggmetoderna för den tillfälliga vägen är lämpliga för miljön och att de kommer att klara den förväntade trafikbelastningen utan problem.
Figur 1: Bekräftelse från UK Highways att vägdesign är empirisk
Vilka är fördelarna med att använda geonät i tillfälliga vägar?
Många tillfälliga vägar behövs där de befintliga markförhållandena är dåliga samt varierande. Ofta innebär detta att om man använder "traditionella metoder" kan dessa vägar kräva betydande tjocklekar av kross för att klara av den förväntade trafikbelastningen och de behöver ofta regelbundet underhåll för att åtgärda ojämnheter och spårbildning.
Stabiliserande geonät kan ge projektörer och användare betydande fördelar när det gäller att minska tjockleken på de fyllmassor som behövs för att bygga vägen. Detta leder till:
- minskade byggkostnader
- minskad byggtid
- minskad miljöpåverkan
Tensars engagemang i byggnation av tillfälliga vägar
Tensars geonät har använts i design och byggnation av tillfälliga byggvägar i över 35 år. Dessa prestationsbaserade produkter har utvecklats och tillämpats på tusentals byggda kilometrar över många olika markförhållanden med många olika belastningar.
Det är dock viktigt att förstå att användning av ett geonät i en vägfyllning inte alltid medför en mätbar besparing.
De mätbara fördelarna med att användning geonät i tillfälliga byggvägar kan inte identifieras enbart genom att bedöma deras lämplighet baserat på parametrar i ett produktspecifikationsblad.
Som nämnts tidigare baseras designen av byggvägar vanligtvis på empiriska data från tester och forskning. Detta är också det mest effektiva sättet att kvantifiera fördelarna med ett geonät i en vägöverbyggnad.
För detta ändamål har Tensar International i Storbritannien genomfört ett program med nio fullskaliga trafikkapacitetstester vid Transport Research Laboratory (TRL), tidigare TRRL, under en period av 30 år och har visat följande:
• Ingen enskild geonätsparameter har identifierats som en bra indikator för förväntad prestanda
• Geonätets maximala draghållfasthet är en dålig indikator för förväntad trafikprestanda.
• Det är effekten av geonätet i kombination med den stenmaterialet som ger den största fördelen för vägen. Denna effekt kallas för "stabilisering"..
• Geonätsspecifika "stabiliseringsfaktorer" kan härledas för att möjliggöra modellering av geonätets effekt i bedömningen av designen för tillfälliga byggvägar.
Att inkludera ett stabiliserande geonät i en vägöverbyggnad bildar det som kallas ett mekaniskt stabiliserad lager (MSL). Interaktionen mellan de stenmaterialet och den styva geonätsstrukturen är avgörande (Figur 2 och 3).
Figur 2: krossmaterialets partiklar förkilade inom de styva geonätets öppningar
.jpg)
Figur 3: Ett Tensar mekaniskt stabiliserat lager bestående av Tensar InterAx geonät och stenmaterial
Hur kan vi kvantifiera fördelarna med geonät för tillfälliga vägar?
Att arbete på svag eller variabel mark medför vanligtvis betydande utmaningar, därför är det avgörande att designa ett säkert mekaniskt stabiliserat lager innan byggnation påbörjas. Genom att använda Tensar+ subgrade stabiliseringsmodul i vår geotekniska programvara kan mekaniskt stabiliserade lager designas före byggnation, vilket ytterligare skyddar terrassen och förbättrar bärförmågan. Tensars metoder och lösningar för stabilisering är allmänt accepterade och används världen över.
Figur 4: Tensar+ stabiliseringsmodul som jämför en icke-stabiliserad sektion till höger med ett mekaniskt stabiliserat lager till vänster.
Med hjälp av denna programvara kan designen av tillfälliga byggvägar med och utan stabiliseringsgeonät jämföras och utvärderas – och besparingar kan sedan kvantifieras. Att inkludera ett stabiliseringsgeonät i en vägöverbyggnad kommer att minska det erforderliga icke-stabiliserade lagrets tjocklek med upp till 50 %.
Även om andra mekanismer finns tillgängliga, förlitar de sig på draghållfasthet. Detta innebär betydande deformationer och ojämnheter, inte bara på ytan utan även hela vägkonstruktionen.
Ett stabiliseringsgeonät deformeras däremot inte som en "hammock", utan förblir jämnt som en del av det mekaniskt stabiliserade lagret (MSL). Detta skyddar terrassen från permanent deformation (Figur 5).
Figur 5: Skillnaden mellan stabiliserings- och förstärkningsmekanismer med geonät.
Hur passar geonät projektets förhållanden?
• Befintliga markförhållanden
• Förväntad trafikbelastning
• Fyllmaterialets kornfördelning som ska användas i byggvägen
• Vägens tillfälliga natur
De olika kvaliteterna av stabiliseringsgeonät baseras inte på varierande styrkenivåer, utan på olika maskor och olika styvheter för att passa specifika projektförhållanden. Detta innebär att ett brett spektrum av fyllnadsmaterial kan användas för att bilda det mekaniskt stabiliserade lagret (MSL), från grovt fyllmaterial till ett sandigt material (Figur 6). Geonäten kan även användas på ett brett utbud av terrasser för att stabilisera tillfälliga byggvägar till byggarbetsplatser.
Besök vår geonätsida för att lära dig mer.
Great Eppleton Vindkraftpark, Storbritannien
Bilderna här visar geonätet som installeras över mark med låg bärighet (bilden nedan) och den färdiga byggvägen när det fyllmaterialet har lagts ut och packats ovanpå geonätet (bilden till vänster).
Entreprenören bekräftade att användandet av stabiliseringsgeonätet "… gjorde att tjockleken (på byggvägarna) kunde minskas betydligt och vår installation var snabb och enkel."
Whitelee Vindkraftpark, Storbritannien
Cirka 45 km byggvägar krävdes för att bygga en stor vindkraftpark strax utanför Glasgow i Skottland. Markförhållandena på hela platsen bestod av svag och varierande jord, och den initiala trafiken på byggplatsen skulle ha en total vikt på ca 50 ton.
Stabiliseringsgeonät integrerades i stenmaterialet, och det resulterande mekaniskt stabiliserade lagret (MSL) dimensionerades att klara av aktuell byggtrafik som visas på ovanstående fotografi. Byggvägarnas minskade tjocklek sparade både tid och pengar för entreprenören.