Boligmarkedet og boligejernes økonomi
Juni 2011 Projekt Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Udført af Salem M. Ghaiby Student nr. s061412 Den 6. juni 2011 Vejleder Anders Stuhr Jørgensen - DTU Byg Annemarie Arnvig Hansen - COWI Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Side 1 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Forord Denne rapport er udført i forbindelse med et eksamensprojekt ved diplomuddannelsen på DTU Byg under Danmarks Tekniske Universitet. Eksamensprojektet er forløbet i foråret 2011. Formålet med denne rapport er at fremlægge et skitseprojekt af en omfartsvej mellem Bukkerupvej og Jernbanevej i Soderup. I projektet lægges der mest vægt på geometrisk vejprojektering, men forhold som områdets geologi, vejens befæstelse og afvanding er også belyst. I forbindelse med projektet vil jeg gerne takke følende personer for deres bidrag: Anders Stuhr Jørgensen, DTU Byg, Annemarie Arnvig Hansen, COWI, Mogens Løvendorf Holst, COWI, Mehdi P. Isfahani, COWI, Mevlüt Altuntas, COWI, Asmus Skar Christiansen, COWI og Adam Ryan Boyd, COWI. Salem M. Ghaiby S061412 6. juni 2011 Danmarks Tekniske Universitet - Byg Side 2 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Arbejdsmetode I projektet anvendes edb-programmer til de forskellige opgaver. Til rapportskrivning bruges Microsoft Word 2007 samt Excel 2007. DanKap anvendes til dimensionering af vejens kapacitet. Alle tegninger er lavet i CAD programmet MicroStation og projekteringsprogrammet InRoads. MMOPP-programmet bruges til dimensionering af belægninger. DanKap er et kapacitesberegningsprogram udviklet for at lette arbejdet med de mange beregningerpå samme måde, som anvist i vejregelhæfte for (Vejdirektoratet, 2008a). I projektet anvendes version 2.3. MicroStation er et CAD-program til projektering af veje. Arbejdet med programmet er omfattende og har fyldet meget tidsmæssigt i projekterings-forløbet. MicroStation og Inroads findes i forskellige versioner, hvor der i projektet anvendes MicroStation V8i og InRoads V8i. I forbindelse med projekteringen og arbejde med MicroStation samt InRoads er der navngivet følende filer i databasen: Arbejdsfiler, model, InRoadsfiler, skitser og tegninger osv. Således kan man se at en mappe kaldet ”tegning” ligger de endelige tegningsfiler, som skal udskrives. Disse tegninger danner også grundlag for den videre projektering. I de filer gemmes alle oplysninger om linjeføring, længdeprofil, tværsnit og vejmodel, der er udført i MicroStation V8i og InRoads vinduet. MMOPP (Mathematical Modelling Of Pavement Performance) er et danske dimensioneringsprogram, der er knyttet til vejreglerne for dimensionering og forstærkning af vejbefæstelser. Programmet er i stand til at dimensionere fleksible, halvstive og belægninger inklusive betonbelægninger under hensyn til trafik, materialer og klimaforhold. Programmet dimensionerer efter analytiske metoder, og foretager simulering af nedbrydningsforløbet for fleksible befæstelser. I projektet anvendes MMOPP version 2007. Side 3 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Resumé Projektet omfatter skitseprojektering af en ca. 2 km lang ny omfartsvej omkring Soderup by i åbent land, hvor det ønskes, at byen skal aflastes for gennemkørende trafik. Derudover ønskes antallet af uheld reduceret og støjniveauet ønskes sænket. Derfor projekteres i nærværende projekt et nyt tracé. Fokus vil være på vejens linjeføring, længdeprofil, tværprofil og sigtelængder. I projektet ønskes det at efterleve vejreglers krav og vejledninger. I projektet foretages en vurdering af vejtyper, herunder valg af vejklasser og -typer og beregning af kapacitet. Der udarbejdes to alternative linjeføringer samt tilhørende længdeprofiler, hvor det bedste alternativ udvælges ud fra sikkerhed, længdeprofilets gradient, økonomiske omkostninger mv. Efter fastlæggelsen af vejens tracé tages højde for krydset mellem omfartsvejen og Høbjærgvej, hvor det undersøges, hvilken krydsudformning der er mest hensigtsmæssig at etablere ved skæringen mellem de to veje. I projektet vurderes den underliggende jord og derefter udføres der en dimensionering af vejens befæstelser ud fra trafikmængden i området. Vejafvanding belyses kort og slutteligt laves en 3D - model af omfartsvejen i MicroStation og InRoads. Side 4 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Indhold Kapitel 1 Indledning ......................................................................................................................................... 10 1.1 Baggrund................................................................................................................................................ 10 1.1.1 Trafiksituationen i Soderup ............................................................................................................ 11 1.2 Problemformulering .............................................................................................................................. 13 Kapitel 2 Projektering af vejens geometri ....................................................................................................... 14 2.1 Projekteringsforudsætninger ................................................................................................................ 14 2.1.1 Vejklasser og hastighedsklasser ..................................................................................................... 14 2.1.2 Normaltværprofil ............................................................................................................................ 16 2.1.3 Kapaciteten og serviceniveau ......................................................................................................... 16 2.2 Linjeføring .............................................................................................................................................. 20 2.2.1 Projektering af linjeføring ............................................................................................................... 20 2.2.2 Sigtelængder ................................................................................................................................... 20 2.2.3 Horisontale kurver .......................................................................................................................... 22 2.2.4 Overgangskurve .............................................................................................................................. 23 Kapitel 3 alternative linjeføringer .................................................................................................................... 26 3.1 Alternativ A ............................................................................................................................................ 27 3.2 Alternativ B ............................................................................................................................................ 28 Kapitel 4 tværprofilselementer ....................................................................................................................... 30 4.1 Kørebaners sidehældning ...................................................................................................................... 30 4.2 Sideelementer ....................................................................................................................................... 30 4.3 Sikkerhedszone ...................................................................................................................................... 31 4.4 Autoværnet............................................................................................................................................ 32 5 Længdeprofil................................................................................................................................................. 34 5.1 Gradient ................................................................................................................................................. 34 5.2 Vertikalkurver ........................................................................................................................................ 34 5.3 Tunnel og dens fri højde ........................................................................................................................ 37 5.4 Længdeprofil i projektet ........................................................................................................................ 38 5.4.1 Længdeprofil for alternativ A ......................................................................................................... 38 2.4.2 Længdeprofil for alternativ B ......................................................................................................... 39 5.5 Tracering ................................................................................................................................................ 40 5.6 Valg af linjeføring/længdeprofil............................................................................................................. 40 Side 5 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Kapitel 6 Vejkryds ............................................................................................................................................ 41 6.1 Forsatte vejkryds ................................................................................................................................... 42 Kapitel 7 Geologi og geoteknik ........................................................................................................................ 45 7.1 Beskrivelse af geoteknisk boringer ........................................................................................................ 46 7.2 Geologiske forhold ................................................................................................................................ 47 7.3 Jordbunds- og vandspejlsforhold .......................................................................................................... 47 7.4 Omregning af vingestyrke til elasticitetsmodul (E-moduler) ................................................................ 49 Kapitel 8 Vejbefæstelse ................................................................................................................................... 51 8.1 Opbygning af befæstelse ....................................................................................................................... 51 8.1.1 Slidlag.............................................................................................................................................. 51 8.1.2 Bærelag ........................................................................................................................................... 52 8.1.3 Bundsikringslag ............................................................................................................................... 52 8.2 Dimensionering af vejbefæstelse .......................................................................................................... 53 8.2.1 Forudsætninger for dimensioneringen .......................................................................................... 53 8.2.2 Trafikbelastning .............................................................................................................................. 53 8.2.3 Underbund og befæstelsestykkelse ............................................................................................... 55 8.2.4 Vurdering af belægningen før og efter stabilisering ...................................................................... 59 8.2.5 Kontrol af tøjning og spændinger ................................................................................................... 59 Kapitel 9 Afvanding .......................................................................................................................................... 62 9.1 Dimensionering af vejvand .................................................................................................................... 62 9.1.1 Afstrømning .................................................................................................................................... 62 Kapitel 10 Vejmodel ........................................................................................................................................ 65 Kapitel 11. Konklusion ..................................................................................................................................... 66 12. Reference................................................................................................................................................... 68 Links ............................................................................................................................................................. 69 Side 6 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Bilagsliste 1. Tidsplan (bilag 1) 2. Kapaciteten (bilag 2.1) 3. Sigtelængder (bilag 2.2) 4. Horisontalkurver (bilag 2.3) 5. Klotoideparameter (bilag 2.3) 6. Konveks og konkav vertikalkurve (bilag 2.4) 7. Placeringen af de udførte boringer VB1-VB14 (bilag 3.1) 8. Sammenhæng mellem vingestyrke og E-modul (bilag 3.2) 9. NÆ10 belastningen (bilag 4.1) 10. Ækvivalent tykkelse (bilag 4.2) 11. De tilladelige tøjninger & spændinger (bilag 4.3) 12. Afstrømning fra opland (bilag 5.1) Tegningsliste 1. Normaltværsnit 2. Oversigtsplan 3. Længdeprofil med Alt. B 4. Længdeprofil med Alt. A 5.1 Geometriplan 5.2 Geometriplan 5.3 Geometriplan Side 7 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Figurliste Figur 1: Oversigtskort af overkørsler på strækningen Lejre-Vipperød. (Miljøredegørelse april 2007) ........... 10 Figur 2: Trafikmængder i Soderup (trafikanalysen, 2007). .............................................................................. 12 Figur 3: De funktionelle vejklasser i forhold til fremkommelighed og tilgængelighed. (Vejdirektoratet, 2008d).............................................................................................................................................................. 15 Figur 4: Hastighedsklasser. (Vejdirektoratet, 2008d) ...................................................................................... 15 Figur 5: Normaltværprofiler for vejtyper. (Vejdirektoratet, 2008d) ............................................................... 16 Figur 6: Belastningsgraden og middelrejsendehastighed for omfartvejen. .................................................... 19 Figur 7: Kurve uden og kurve med overgangskurve. (Vejdirektoratet, 2008c) ............................................... 23 Figur 8: Oversigtsplan ...................................................................................................................................... 26 Figur 9: Alternativ A med tunnel. .................................................................................................................... 27 Figur 10: Alternativ B uden tunnel. ................................................................................................................. 29 Figur 11: Sammenhæng mellem radius og sidehældning i en given kurve. (Vejdirektoratet, 2008c) ............ 30 Figur 12: Krav til bredden af sikkerhedszonen b på lige vej og i ydersiden af horisontalkurver i plant terræn. (Vejdirektoratet, 2008d) .................................................................................................................................. 31 Figur 13: Arbejdsbredden (W). (Vejdirektoratet, 2005) .................................................................................. 32 Figur 14: Formel til beregning af længde af funktionsdygtigt autoværn. (Vejdirektoratet, 2005) ................. 32 Figur 15: Længden af autoværn ved skråning og for fast genstand i sikkerhedszonen. (Vejdirektoratet, 2005) ......................................................................................................................................................................... 33 Figur 16: Oversigt i konvekse vertikalkurve til venstre og oversigt i konkav vertikalkurve beliggende i tunnel til højre (Vejdirektoratet, 2008b) .................................................................................................................... 34 Figur 17: Tværsnit med ensidigt fald i tunnel samt tunnelens frihøjder på 4,50 m med det generelle tillæg på 0,13 m. ............................................................................................................................................................. 37 Figur 18: Længdeprofil for alternativ A ........................................................................................................... 38 Figur 19: Længdeprofil for alternative B ......................................................................................................... 39 Figur 20: Konfliktmulighed i venstreforsat kryds.(Vejdirektoratet, 2008e) .................................................... 42 Figur 21: højreforsat vejkryds, principskitser (vejregler, 2008f) ..................................................................... 43 Figur 22: Decelerationsstrækningens længde Ld (m) (Vejdirektoratet, 2008f) .............................................. 43 Figur 23: Delstrækning 1 og 2 i Soderup ......................................................................................................... 45 Figur 24: Placering af geotekniske boringer i forhold til linjeføringen ............................................................ 46 Figur 25: geologiske kort over Soderup (Digitalt jordartskort, 2009) ............................................................. 47 Figur 26: Vejenslængdeprofil og placering af boringerne ............................................................................... 49 Figur 27: omskrivning af vingestyrke til E-modul (Christiansen, 2011) ........................................................... 49 Figur 28: E-modul for omfartsvejen ................................................................................................................ 50 Figur 29: En skitse af vejbefæstelse (Vejdirektoratet, 2004) .......................................................................... 51 Figur 30: MMOPP belægningsdimensionering med underbunds E- modul på 12 MPa.................................. 56 Figur 31: Belægningens forventede levetid..................................................................................................... 57 Figur 32: vejbefæstelsens opbygning samt asfaltens træktøjning samt trykspændinger på oversiden af ubundne lag og underbund ............................................................................................................................. 61 Figur 33: Vandstrømning på strækningen(der kommer ny figur) ................................................................... 64 Figur 34: Vejmodellen...................................................................................................................................... 65 Side 8 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Tabelliste Tabel 1: Mindst horisontalkurveradius............................................................................................................ 23 Tabel 2: Anbefalede klotoideparametre ......................................................................................................... 24 Tabel 3: Konvekse vertikalkurver på veje. ....................................................................................................... 35 Tabel 4: Konkav vertikalkurver på veje............................................................................................................ 36 Tabel 5: De fordeler og ulemper ved forsatte kryds, rundkørsel og signalregulerede vejkryds (Vejdirektoratet, 2008e) .................................................................................................................................. 41 Tabel 6: Underbunds type omkring Tadreløsning. (Vejdirektoratet, 2007) .................................................... 48 Tabel 7: Inddelingen af Trafikklasser efter NÆ10 -belastningen (Vejdirektoratet, 2007) .............................. 55 Tabel 8: belægningstykkelser under hensyn til frosthævningsrisiko (Vejdirektoratet, 2007) ........................ 56 Tabel 9: materialer i befæstelsen med disse tykkelser og E- moduler............................................................ 58 Tabel 10: sammensætning af lager ................................................................................................................. 59 Tabel 11: Belægningen uden og med kalkstabiliseredelag ............................................................................. 59 Tabel 12: aktuelle spændinger fra MMOPP-programmet ............................................................................... 60 Tabel 13: De enkelte lags aktuel normalspænding og de tilladte samt asfaltlags aktuel tøjning og tilladt. ... 61 Side 9 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Kapitel 1 Indledning 1.1 Baggrund I december 2004 fik transportministeren bemyndigelse til at projektere en udbygning af Nordvestbanen mellem Lejre og Vipperød, hvor der kun findes et spor. Dette medførte, at modkørende tog kun kunne passere hinanden på selve stationerne. Hensigten med loven bag var at udbygge Nordvestbanen med et ekstra spor på den ca. 20 km lange strækning mellem Lejre og Vipperød. Strækning fremgår af figur 1. Som del af projektet er det bestemt, at alle jernbaneoverkørslerne på strækningen skal nedlægges og erstattes med niveaufrie passager, hvilket betyder, at tog og øvrig trafik ikke skal krydse hinanden. Hensigten med udbygningen er at øge kapaciteten og rejsehastigheden på Nordvestbanen, så der skabes grundlag for flere togafgange, bedre køreplaner og reduceret rejsetid op til 6 minutter. De berørte overkørsler er: Overkørsel ved Bukkerupvej og Tadrevej i Soderup, overkørsel ved Kvarmløsevej/Tølløsevej i Tølløse og overkørsel ved Asmindrupvej i Vipperød. Placeringen fremgår af figur 1. Overkørsler i Soderup Figur 1: Oversigtskort af overkørsler på strækningen Lejre-Vipperød. (Miljøredegørelse april 2007) Når hastigheden øges fra 120 km/t til 160 km/t, er det ikke længere sikkerhedsmæssigt forsvarligt at bibeholde overkørsler på strækningen. Ved at nedlægge overkørslerne øges sikkerheden for vejtrafikken og togtrafikken, samtidig med at det undgås, at vejtrafikken skal afvente passage af Side 10 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 tog. Med nedlæggelse af en overkørsel fjernes en vejforbindelse og dermed afskæres personer og køretøjer fra at benytte denne vej. Det medfører en lang omvej, hvis der ikke i stedet etableres nye vej. I Soderup, som er et mindre bysamfund bestående af Soderup øst og Soderup vest, nedlægges to eksisterende overkørsler ved hhv. krydset ved Tadrevej i vest og krydset ved Bukkerupvej i øst. I den forbindelse er der givet et løsningsforslag (Tadreløsning) (Trafikstyrelsen, 2007). Figur 2 illustrerer Tadreløsningen. Løsningen går ud på, at overkørslerne på Bukkerupvej og Tadrevej nedlægges, og der i stedet anlægges en to-sporet omfartsvej syd for byen mellem Bukkerupvej og Høbjærgvej. Fra midten af omfartsvejen anlægges i et T-kryds en nordgående vej (ny Tadrevej), som i en tunnel føres under banen og tilsluttes Tadrevej. Høbjærgvej, som er en lille adgangsvej til nogle få huse og gårde, udvides et stykke i hver side af vejbanen på grund af den forøgende trafikmængde, der formodes at komme strømmende gennem byen. Dernæst føres trafikken videre fra Høbjergvej frem til Jernbanevej. 1.1.1 Trafiksituationen i Soderup Trafikmængde er en af de vigtigste faktorer ved dimensioneringen af veje. Trafikmængden i en given trafikstrøm udtrykkes bl.a. ved årsdøgntrafik (ÅDT). ÅDT bestemmes som 1/365 af den samlede årstrafik i begge retninger. ÅDT kan bruges til at bestemme vejtype, tværsnit, belægningsopbygning osv. Ud fra trafikdata, der er givet i (trafikanalysen, 2007), dannes et overblik over trafikfordelingen på omfartsvejen og de omkringliggende vejstrækninger i Soderup. Det forventes, at omfartsvejen vil blive brugt af op til 1400 biler i døgnet, heraf ca. 65 lastbiler. Den nye Tadrevej vil få ca. 900 biler i døgnet, heraf ca. 30 lastbiler. Trafikken på Høbjærgvej forventes at øges fra få biler til omtrent 1250 biler. Figur 2 viser en inddeling i ÅDT for vejstrækninger i Soderup. Side 11 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Figur 2: Trafikmængder i Soderup (trafikanalysen, 2007). Med Tadreløsningen i Soderup vest må der forventes en stor mængde gennemkørende trafik, her i blandt en del tunge køretøjer. Dette medfører en række gener for beboerne som eksempelvis højere støjniveau, en forøget risiko for uheld etc. Det vurderes derfor ikke som særligt ideelt, at føre gennemkørende trafik igennem en lille by, hvor der er bløde trafikanter. En aflastning af Soderup vest kan principielt etableres ved at føre vejforbindelsen uden om byen, hvilket giver flere fordele, blandt andet undgår man at skulle nedsætte hastigheden. Dette vil bidrage med et mere jævnt flow i trafikken. Derudover får man adskilt de bløde trafikanter fra den tunge trafik. Dette vil formentlig sænke antallet af uheld og støjniveau vil ligeledes reduceres. Ud fra disse indledende overvejelser arbejdes der i dette projekt med en ny vejforbindelse (omfartsvej) uden om byen mellem Bukkerupvej, Høbjærgvej og Jernbanevej. Side 12 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 1.2 Problemformulering Projektet omfatter skitseprojektering af en ca. 2 km lang omfartsvej mellem Jernbanevej og Bukkerupvej i åbent land. Med udgangspunkt i den tidligere beskrevne trafikproblematik i Soderup-området og mulighederne for et nyt vejanlæg i området, der nedbringer disse problemer, vil projektet koncentrere sig om vejens linjeføring, længdeprofil, tværprofil og sigtelængder. Underbundens styrke vurderes med henblik på bæreevne. Vejbefæstelsen fastlægges ved undersøgelse af trafikbelastningen. Side 13 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Kapitel 2 Projektering af vejens geometri I forbindelse med projektering af omfartvejen anvendes vejregler for åbent land i (vejsektoren.dk). Vejreglen beskriver blandt andet hvordan linjeføring og længdeprofil bør projekteres ud fra den ønskede hastighed og oversigtsforhold. 2.1 Projekteringsforudsætninger Til fastlæggelse af den geometriske udformning er det nødvendigt at fastlægge to grundlæggende forudsætninger: - Vejklasse Hastighedsklasse 2.1.1 Vejklasser og hastighedsklasser I forbindelse med projektering af en vej er der en række krav og forudsætninger, som vejnettet skal tilpasses. Formålet med de forskellige krav til vejsystemet er blandt andet, at der skal tages hensyn til trafikanterne, fremkommelighed, tilgængelighed, kapacitet og serviceniveau osv. (Vejdirektoratet, 2008d) Fremkommelighed udtrykker, hvor godt trafikken afvikles på en vej. God fremkommelighed medfører en høj rejsehastighed, sikkerhed, tryghed, komfort og kørselsøkonomi. Hvis der ønskes en vej med høj rejsehastighed og samtidig god trafiksikkerhed, skal vejen opfylde følgende krav: - Begrænse eller udelukke langsomme køretøjer Reducere antallet af vejtilslutninger Reducere antallet af krydsninger Tilgængelighed beskrives, hvor let det er for trafikanterne at få adgang til veje fra ejendomme eller andre veje. Veje med god tilgængelighed har bl.a.: (Vejdirektoratet, 2008d) - Blandet trafik Mange vejtilslutninger Vejreglen opdeler veje i åbent land med tre funktionelle vejklasser – gennemfartsveje, fordelingsveje og lokalveje i forhold til fremkommelighed og tilgængelighed. Figur 3 viser sammenhængen mellem fremkommelighed/tilgængelighed og de tre vejklasser. (Vejdirektoratet, 2008d) Side 14 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Figur 3: De funktionelle vejklasser i forhold til fremkommelighed og tilgængelighed. (Vejdirektoratet, 2008d) Gennemfartsveje forbinder landsdele og byer, mens lokalveje sørger for, at trafikanterne kan bevæge sig mellem ejendommene og vejnettet. Fordelingsveje forbinder lokalvejene med gennemfartsvej. (Vejdirektoratet, 2008d) For hver vejklasse er der afgrænset et sæt ønskede hastigheder. Fastlæggelsen af hastigheden er første skridt i forbindelse med planlægningen af veje. Hastigheden er afgørende for vejens horisontale og vertikale kurver og dermed hele vejens tracé. Figur 4 fremviser sammenhængen mellem hastighedsklasser og vejklasser. Figur 4: Hastighedsklasser. (Vejdirektoratet, 2008d) Ved at se på sammenhængen mellem vejklasse og hastighedsklasse vurderes det, at omfartsvejen er en fordelingsvej. Den ønskede hastighed for omfartsvejen bør normalt ligge mellem 60-80 km/h, da den er beliggende i åbent land og fordi den eksisterende vej (Bukkerupvej), som er omfartsvejens tilslutning fra øst, har en hastighed 80 km/h. Hastigheden i nærværende projekt vælges til 60 km/h af to årsager: For det først kommer tilslutningerne på omfartsvejen til at ligge med 500-600 meters mellemrum, hvilket er meget tæt. Hvis vejen skal have høje hastighed, vil det Side 15 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 være vanskeligt for biltrafikken på sekundærvejene at bedømme om de kan køre frem. For det andet vælges denne hastighed for at opretholde en god tilgængelighed. 2.1.2 Normaltværprofil Normaltværprofil for omfartsvejen er valgt ud fra en ønsket hastighed på 60 km/h ved brug af vejtypekatalog (Vejdirektoratet, 2008d), som er en model til valg af vejtype. Der vælges en 2-sporet vej, type nr. 14, der fremgår af figur 5, mellem Bukkerupvej og Jernbanevej. Vejen består af et kørespor i hver retning samt en yderrabat i hver side. Der er desuden kantbaner mellem kørespor og yderrabat. Disse elementers vejledende bredde minimumbredder fremgår af figur 5. Tværprofilet er også valgt, fordi der opnås samme vejbredde, som den nuværende landevej har i tilslutningspunkterne. Figur 5: Normaltværprofiler for vejtyper. (Vejdirektoratet, 2008d) Normaltværsnit for vejen er optegnet i tegning 1. Tværprofilselementer beskrivelses i kapitel 4. 2.1.3 Kapaciteten og serviceniveau Serviceniveauet beskriver kvalitet af trafikafvikling. Dette er karakteriseret ved belastningsgraden og middelhastigheden, og er et udtryk for, hvor god kørselskomforten er på den pågældende vej. For at finde strækningens serviceniveau, skal kapaciteten for vejen først beregnes. Kapaciteten Kapaciteten af vejen findes ud fra årsdøgntrafikken, som er den forventede trafik. En stræknings kapacitet angives som det maksimale antal køretøjer, der kan passere på en time, samt af hvilke Side 16 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 biltyper der kører på strækningen (hastighed osv.). I nuværende projekt skønnes det, at trafikken er ligeligt fordelt på begge retninger. Kapaciteten beregnes ud fra (Vejdirektoratet, 2008a): Hvor: N er kapacitet for den aktuelle strækning [pe/time/retning] Nideal er vejtypens idealkapacitet og den kan aflæses i tabel 3.1 i Kapacitet og serviceniveau for en 2-sporet vej på 2000 [pe/time/retning] (Vejdirektoratet, 2008a) er korrektionsfaktor for køresporsbredde og begrænsning i fri sidebredde i vejside og midterrabat [-] er korrektionsfaktor for andelen af store køretøjer og betydningen af stigninger for store køretøjers belastning af vejen [-] er korrektionsfaktor for modkørende trafik og manglende overhalingsmulighed på 2 sporede veje [-] er korrektionsfaktor for indflydelsen på 2-sporede veje af langsomme køretøjer på strækningen [-] b s r c Korrektionsfaktoren s beregnes: Hvor: Pa Pb Ea Eb er den procentvise andel af køretøjstype a, dvs. typisk store køretøjer der er kortere end 12,5 meter [-] er den procentvise andel af køretøjstype b, dvs. typisk store køretøjer der er længere end 12,5 meter [-] er den fundne personbilsækvivalent for køretøjstype a [-] er den fundne personbilsækvivalent for køretøjstype b [-] De resterende korrektionsfaktorer findes ved tabelopslag i vejregler (vejdirektoratet, 2008a). Faktoren c sættes til værdien 0,98, da det skønnes at mængden af langsomme køretøjer ligger mellem 0-5 i timen. Beregningen af kapaciteten fremgår af bilag 2.1. Kapacitet (N) beregnes for omfartsvejen til 1115 pe/time/retning. Derefter findes vejensbelastningsgraden og middelrejsehastigheden. Belastningsgraden angiver hvor ”presset” vejen er af trafik i forhold til vejens ydeevne. Belastningsgraden udtrykker også Side 17 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 påvirkningen af øvrig trafik, som den enkelte trafikant vil opleve ved et givet omfang af trafik på vejen. (Vejdirektoratet, 2008a): Hvor: B I N er belastningsgrad [%] er trafikintensiteten [biler/retning] er kapaciteten [pe/time/retning] I forbindelse med en kapacitetsberegning bestemmes en dimensionerende trafikintensitet (I) efter den time i løbet af året, hvor den største trafikintensitet forekommer. Derfor er det almindeligt at anvende årets 30. eller 100. største time ud af årets 8760 timer. (Vejdirektoratet, 2008a). Timetrafikken i årets 30. største time på en vejstrækning findes ved formlen: (Vejdirektoratet, 2008a) Hvor I30 er trafikintensiteten i 30. største time [biler/retning] ÅDT er ÅDT(begge retninger tilsammen) [biler] p(t) er trafikintensiteten i en retning i årets 30. største time, som udgør 13,8 (Vejdirektoratet, 2008a) Beregningen af belastningsgraden, som er fundet til 9 %, fremgår af bilag 2.1. Med udgangspunkt i belastningsgraden bestemmes middelrejsehastigheden. Middelrejsehastigheden aflæses i tabel i (Vejdirektoratet, 2008a) for omfartsvejen til 57 km/h, hvor vejens ønskede hastighed (Vø) er 60 km/h. Herefter kontrolleres også belastningsgraden og middelrejsehastigheden for omfartsvejen ved hjælp af Dankap, som er beskrevet i arbejdsmetode, om der forekommer kapacitets-problemer ved 30. største time. Udregninger af DanKap ses i figur 6. Side 18 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Figur 6: Belastningsgraden og middelrejsendehastighed for omfartvejen. Resultaterne i DanKap programmet viser, at omfartsvejens belastningsgrad og middelrejsehastighed er henholdsvis 8 % og 57 km/h. Disse værdier er næsten den samme som tidlig fundet. Det kan konkluderes, at da belastningsgraden for vejen er meget lav, vil der ikke forekomme kapacitetsproblem. Desuden har vejen høj middelrejsehastighed, hvilke betyder god fremkommelighed. I kapacitetsberegning er der dog ikke taget højde for tilslutningerne fra sekundærvejene i Tingerupvej, Tadrevej, Høbjergvej og Jernbanevej. Disse vejes krydsning med omfartsvejen vil forringe kapacitet og serviceniveauet af omfartsvejen. Side 19 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 2.2 Linjeføring De typiske elementer i linjeføringen er: En ret linje Cirkelbuer Fordelen ved rette linjer er høj sigtbarhed og kort vej mellem to givne punkter. Ulempen er, at en lang ret linje øger uheldsrisikoen, da den har en sløvende virkning på trafikkanter. Derfor anbefales det, at længden af en retlinjet vejstrækning bør ligge mellem 0,5 og 2,0 km. Til gengæld giver en for kort retlinjet strækning mellem kurver en æstetisk uheldig linjeføring. I stedet anbefales en lang kurve eller en klotoide, som er en spiral. Det er kun den første del af klotoiden, der anvendes som overgangskurve. (Vejdirektoratet, 2008c). Overgangskurven beskrives i afsnit 2.2.4. En cirkelbues radius udformes ud fra sikkerheds- og komfortkrav. Af hensyn til sikkerheden bør der kurveradier i et linjeforløb ikke ændres for brat, dvs. fra store radier til små eller omvendt. En cirkelbues radius skal være mindst halvt så stor som nabokurvens.(Thagesen, 2006) Den rette linje og cirkelbuen kan forbindes med en overgangskurve f.eks. en klotoide, der ændrer krumningen jævnt. Dette giver komfort- og sikkerhedsmæssige fordele. 2.2.1 Projektering af linjeføring Linjeføring kan projekteres på forskellige måder. Der indgår en række faktorer i projekteringsfasen, f.eks. vejtype, hastighed, sigtelængder etc. Efter at kravene til minimumsradier er opstillet for sigtelængder, kan en egentlig linjeføring tegnes. 2.2.2 Sigtelængder Ved sigtelængde forstås den afstand, trafikkanten visuelt kan se foran sig i et givet øjeblik. Sigtelængden har en stor betydning for trafikafvikling, idet sikkerheden og trafikafviklingen øges ved gode sigteforhold. Sigtelængden er afhængig af vejtypen og fysiske forhold i landskabet. Begrebet ”nødvendig sigtelængde” anvendes ved beregning af stopsigt, mødesigt og overhalingssigt. (Thagesen, 2006) Stopsigtslængde Stopsigte er den sigtelængde, som en trafikant skal have for at stoppe i god tid, efter der er set en forhindring på vejen. Stopsigte består af et bidrag fra reaktionslængden og et bidrag fra bremselængden. Ved beregning af stopsigt og overhalingssigt benyttes dimensioneringshastigheden, som er den ønskede hastighed vø og et sikkerhedstillæg på 20 km/h. For biltrafik regnes ved stopsigt Side 20 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup med en øjnehøjde på 1,0 m og en genstandshøjde på 0,15 m. Stopsigtelængden beregnes for omfartsvejen. (Thagesen, 2006) Reaktionslængden er: Hvor: LR er reaktionslængde [m] tR er reaktionstid [s] Vd er dimensioneringshastighed [km/h] Bremselængden givet ved: Hvor: Lbr er bremselængde [m] Vd er dimensioneringshastighed [km/h] g er tyngdeacceleration [m/s2] μbr er bremsefriktionskoefficient [-] gv er minimum længdefald / gradient Mht. af afvanding *5 ‰+ (Vejdirektoratet, 2008c) Stopsigtelængden er beregnet til 124 m, se bilag 2.2. Mødesigtslængde Mødesigtelængde er den afstand, som det tager to biler, der kører mod hinanden i det samme kørespor, at standse inden de mødes. På 2-sporede veje uden midterrabat, hvor overhaling kan forekomme, skal kravet til mødesigt opfyldes. Hvor dette krav ikke kan opfyldes, skal overhaling forbydes. (Thagesen, 2006) Mødesigtelængden beregnes ud fra følgende formel: 1 Mødesigtelængden er beregnet til 157 m, se bilag 2.2. 1 I forbindelse med kørebaneafmærkning er VØ = tilladt hastighed (Vejdirektoratet, 2008 b) Side 21 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Overhalingssigtslængde Overhalingssigte er den strækning, som en trafikkant skal bruge for at kunne overhale en anden trafikkant uden at der sker en kollision med en modkørende bil. Der bør tilstræbes overhalingssigte på hovedparten af en nyanlagt vej. (Thagesen, 2006) Hvor: Hvor: er længde til overhalende køretøj [m] er længde til modkørende køretøj[m] er sikkerhedsafstand [m] er 85 % -fraktilen af overhalingens varighed i sekunder. Den er uafhængig af hastighed og ligger omkring 9 s. Overhalingssigtelængden er beregnet til 546 m, se bilag 2.2. 2.2.3 Horisontale kurver Sigtforholdet på en vej har stor betydning for trafiksikkerheden. Derfor er det vigtigt, at de valgte horisontalradier sikrer god kørselskomfort for bilisterne. Den mindste horisontalkurveradius bestemmes for de 3 sigtelængder. Afstand d er fundet ved addition af afstanden fra centrum af kørespor til kantbane, kantbanens bredde, yderrabattens bredde og grøftebredde. Den mindste horisontalkurveradius kan beregnes for omfartsvejen ud fra. (Vejdirektoratet, 2008c) Hvor: er mindst horisontalkurveradius [m] L er stopsigtslængde, mødesigtslængde, overhalingslængde[m] Side 22 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup d er afstanden fra føreren til nærmeste sigthæmmende genstand [m] Udregning af horisontalkurver fremgår af bilag 2.3 Mindste horisontale kurveradier for stop- møde- og overhalingssigt på omfartsvejen fremgår af tabel 1. Sigtlængde Stopsigtlængde Mødesigtslængde Overhalingslængde Mindst horisontalkurveradius Rmin [m] 249 395 4812 Tabel 1: Mindst horisontalkurveradius 2.2.4 Overgangskurve Overgangskurven benyttes i åbnet land til at forbinde retlinjede strækninger med cirkelkurver eller forbinde cirkelkurver med forskellige radier. Overgangskurver virker også æstetisk godt på linjeføringen, idet den medfører en blød overgang mellem elementerne ved en gradvis ændring af sideacceleration, hvilket er illustreret i følgende figur 7. Figur 7: Kurve uden og kurve med overgangskurve. (Vejdirektoratet, 2008c) Som overgangskurve benyttes typisk klotoiden. Klotoiden er karakteriseret ved en sammenhæng mellem dens længde, cirkelbuens radius og klotoideparameteren: (Thagesen, 2006) Hvor: L er overgangskurvens længde [m] R er cirklens radius[m] A er klotoideparameteren [-] Side 23 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Klotoiden skal opfylde nogle krav for kørselsdynamik og æstetik. Til at opfylde kravene til æstetikken bør klotoideparameteren have en vis størrelse i forhold til cirkelbuens radius. Vejreglerne angiver vejledende værdier for klotoideparameteren A i forhold til overgangskurvens længde L, se tabel 2: (Thagesen 2006) Radius R i horisontalkurve R < 300 – 400 m 300 – 400 m < R < 4000 – 5000 m R > 4000 – 5000 m Klotoideparametre A 1/2 R < A < 2/3 R 1/3 R < A < 1/2 R 1/5 R < A < 1/3 R Tabel 2: Anbefalede klotoideparametre Ved valg af klotoideparameter bør der tages hensyn til klotoidens vinkeldrejning, stigningsforskellen mellem to kørebanekanter i overgangskurven samt størrelsen af det såkaldte ryk (ændring i sideacceleration). (Thagesen 2006) Klotoiden bør have en vinkeldrejning på mindst 3°. Hvor: R er mindst horisontalkurveradius [m] Overhøjden i kurven bør kunne tilvejebringes gennem overgangskurven med en stigningsforskel mellem de to kørebanekanter på højst 6 ‰: (Thagesen 2006) Hvor: vd er dimensioneringshastigheden [m/s] R er mindst horisontalkurveradius [m] L er overgangskurvens længde [m] b er kørebanens bredde [m] g er tyndeacceleration 9,81 [m/s2] Rykket defineres som den hastighed, hvormed sideaccelerationen vokser. Rykket bør af komforthensyn ikke overstige 0,5 m/s3: (Thagesen 2006) Side 24 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Hvor: vd er dimensioneringshastigheden [m/s] Beregninger ved valg af klotoideparameter fremgår af bilag 2.3. Der findes, at klotoideparameteren bestemmes ud fra rykket, og at minimumsværdien er 148 m. Side 25 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Kapitel 3 alternative linjeføringer I dette afsnit udarbejdes to alternative linjeføringer, der forbinder Bukkerupvej til Jernbanevej ved hjælp af programmet Microstation. Formålet med dette er dels at kunne vise væsentlige forskelle mellem to linjeføringer og dels at få et grundlag for udvælgelse af den bedste geometriske løsning. De to linjeføringer ses af figur 8. I det følgende afsnit vil den røde linjeføring, der føres i en tunnel under Høng-Tølløsebanen i en spids vinkel blive kaldt alternativ A, mens den blå linjeføring (alternativ B) tilsluttes Jernbanevej øst for Høng-Tølløsebanen. Figur 8: Oversigtsplan Alternativ A Alternativ B Det vælges, at linjeføringen A føres i en tunnel under Høng-Tølløsebanen, som er en lokal jernbane med ét spor. (Chritensen, Kaas, 2007). Herved skal jernbaneoverkørslen i Jernbanevej nedlægges. Ved at nedlægge overkørslen øges sikkerheden for vejtrafikken og togtrafikken, samtidig med at Side 26 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup det undgås, at vejtrafikken skal afvente passage af tog. Banen har passager antal på op til 600.000 pr. år. (Chritensen, Kaas, 2007) Der undersøges, om det kan dette betale sig, at jernbaneoverkørslen ved Jernbanevej nedlægges og erstattes med niveaufrie passage. 3.1 Alternativ A Af figur 9 ses, at alternativ A fastlægges ud fra den eksisterende geometri i den vestlige side ved Jernbanevej. Figur 9: Alternativ A med tunnel. Alternativ A Tilslutninger Et par meter herefter påbegyndes et venstresving. Omkring station 160 m tilsluttes Lidtgodtvej, som er en sidevej. Derefter føres vejen i en tunnel under Høng-Tølløsebanen. Tunnelen får en samlet frihøjde på 4,6 m, så lastbiler kan passere. Frihøjden beskrivelses nærmere i afsnit 5.3. Side 27 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Placering af alternativ A medfører, at den eksisterende del af Jernbanevej fra Soderup by afskæres fra Høng-Tølløsebanen. I stedet etableres en forbindelsesvej med et prioriteret T-kryds fra Jernbanevej til alternativet i station 500. Herefter forsætter vejen ligeud gennem marker. I station 1030 skærer vejen Høbjærgvej. Ved Høbjærgvej, som er en mindre vej, skal der etableres enten et kryds eller rundkørsel af hensyn til trafiksikkerheden. Krydsningen analyseres nærmere i kapitel 6. I station 1437 etableres et T-kryds i nordgående retning. Tilslutning til eksisterende Tadrevej, som føres under banen i en tunnel og tilsluttes Tadrevej. Vejen forsætter efter det sidste højresving med en blød kurve. Inden alternativet rettes ud, tilsluttes Tingerupvej, som er forlænget et par meter, med et T- kryds i stationen 1820 m. Endeligt rettes vejen atter ud, så den skærer den nuværende Bukkerupvej i station 1950m. Vejen består af fire rette linjer, seks overgangskurver i form af klotoider og tre cirkelbuer, hvilket fremgår af figur 10. Cirkelbuerne anvendes med radius på 300, 450 og 900m. Hermed er der sikret stopsigt på hele strækningen. De valgte klotoideparametre er på 150 og 300 m, hvilket efterlever vejledningerne i (Vejdirektoratet, 2008c) 3.2 Alternativ B Ud fra figur 10 ses, at alternativet B starter fra Jernbanevej øst for Høng-Tølløsebanen. Alt. B skærer, i modsætning til alternativ A, ikke Høng-Tølløsebanen. Af hensyn til trafiksikkerheden lukkes Jernbanevejen for trafikkanter, der kommer fra Soderup by, hvor omfartsvejen krydser Jernbanevejen i station ca. 100. I stedet tilsluttes Jernbanevejen fra Soderup med et prioriteret Tkryds til omfartsvejen i station 300. Vejen begynder med en ret linje. Derefter forsættes vejen til station 505 med en blød højresvingskurve. Derefter forløber vejen omtrent på samme måde som linjeføring A. Små forskelle skyldes, at alternativerne er tegnet uafhængigt af hinanden. Alternativ B består desuden af fire rette linjer, seks klotoider og tre cirkelbuer (figur 10). Cirkelbuerne anvendes med radius på 300 og 750 m. Hermed er der sikret stopsigt på hele strækningen. Klotoideparametrene er på 150, 237 og 387 m, hvilket efterlever vejledningerne i (Vejdirektoratet, 2008c) Side 28 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Figur 10: Alternativ B uden tunnel. Alternativ B Tilslutninger Figur 9 og 10 viser, at begge linjeføringer kan etableres med tilfredsstillende radier, der overholder kravene til stopsigt. Den endelige linjeføring vælges, når der et projekteret tilhørende længdeprofil, som sikrer tilstrækkelige sigtelængde og et trafiksikkert vejforløb. Side 29 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Kapitel 4 tværprofilselementer I dette afsnit fastlægges tværprofilselementer for omfartsvejen. Dette omfatter bestemmelse af elementerne inden for kronen ud fra den fastlagte vejtype. Derudover bestemmes sikkerhedszone og afvanding, der udgør tværprofilelementerne uden for kronen. Der fastlægges også vejens sidehældning. 4.1 Kørebaners sidehældning Omfartsvejen er opbygget med et tagformet tværprofil med en sidehældning på 25 ‰ for lige strækninger. Sidehældning anvendes af sikkerhedsmæssige årsager for at lede vandet bort fra vejens overflade til afvandingskonstruktioner. I kurver benyttes ensidig hældning for at reducere sidekraften, kørselsdynamisk og af afvandingsmæssige årsagere. Sidehældningen i kurve kan findes ved et diagram, der viser sammenhæng mellem radius og sidehældning, hvilke fremgår af figur 11. (Vejdirektoratet, 2008c) Figur 11: Sammenhæng mellem radius og sidehældning i en given kurve. (Vejdirektoratet, 2008c) På diagrammet i figur 11 aflæses vejens sidehældning ud fra mindste horisontalradius på 300 m og en ønsket hastighed på 60 km/h. Det viser, at diagrammet ikke har plads til overnævnet værdier. Ifølge vejreglen kan vejens sidehældning ikke være tagformet, da vejen så skal have en horisontalradius på mindst 2500 m. (Vejdirektoratet, 2008c) Derfor projekteres vejen med ensidig hældning på 25 ‰ i kurverne. 4.2 Sideelementer Vejen anlægges normalt med skråninger og grøft eller et trug udenfor kronkanten. Skråninger kategoriseres som påfyldnings- eller afgravningsskråninger alt efter om færdigvejsoverfladen ligger Side 30 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 over eller under terræn. Skråninger karakteriseres desuden ved deres hældning a, også kaldet skråningsanlæg. Der etableres en grøft eller et trug til at opsamle og bortlede det regnvand, der falder på vejen og skråningerne. I påfyldning lægges typisk en grøft langs foden af skråningen. I afgravning benyttes trug. Et trug er mindre farligt ved ulykker end og beskrives bedst som en bred rende langs vejen. Vedrørende afvanding henvises til kapitel 9. 4.3 Sikkerhedszone Ved sikkerhedszonen forstås et areal uden for køresporet, som giver trafikanterne mulighed for at genvinde kontrollen over deres køretøj, så de ikke vælter. Vejreglen (Vejdirektoratet, 2008d) sætter krav til fastlæggelse af sikkerhedszonens bredde. Denne zone afhænger af den ønskede hastighed samt størrelsen af horisontalradierne for linjeføringen. Krav til bredden af sikkerhedszonen b på lige vej og i ydersiden af horisontalkurver i plant terræn kan ses i figur 12. Figur 12: Krav til bredden af sikkerhedszonen b på lige vej og i ydersiden af horisontalkurver i plant terræn. (Vejdirektoratet, 2008d) I terræn afhænger kravet til bredden af sikkerhedszonen også af sideområdets hældning. For vejen med ønsket hastighed på 60 km/h og en radius på 300 m skal sikkerhedszones bredde være 6,4 meter ved R=300 m. De steder, hvor minimumskrave ikke kan opfyldes, skal der enten opstilles autoværn eller benyttes stort skråningsanlæg, dvs. i afgravning skal skråningen mindst have anlæg a ≥ 2 og i påfyldning skal skråningen have anlæg a ≥ 5 for at kunne medregnes som en del af sikkerhedszonens bredde. Det ønskes desuden at kunne medregne afvandingsanlæggene Side 31 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup som en del af sikkerhedszonen. Dette kræver, at anlæggene ikke anses som påkørselsfarlige genstande. Derfor anvendes trug som afvandingsanlæg frem for kantede grøfter. 4.4 Autoværnet På en stejl og høj påfyldning er det nødvendigt at opsætte autoværn for bilistens sikkerhed. Autoværnets primære formål er at tilbageholde køretøjet på en kontrolleret måde. Dette betyder at køretøjet ved påkørsel fortsætter langs autoværnet og eventuelt tilbagekastes under en lille vinkel. Til opsætning af autoværn er der nogle krav, der skal opfyldes. Autoværn deformeres ved arbejdsbredden W under påkørsel, derfor skal der være plads bag autoværnet. Arbejdsbredden defineres som den vandrette afstand mellem autoværnets inderste kant (forsiden) og dets yderste kant efter deformation fra påkørsel, hvilke fremgår af figur 13. Figur 13: Arbejdsbredden (W). (Vejdirektoratet, 2005) Autoværnet skal have en længde, som sikrer, at et køretøj ikke kan forlade kørebanen og komme om bag autoværn. Autoværnet skal være fuldt funktionsdygtigt på hele autoværnslængden. Autoværnslængden M findes ved formlen, som fremgår af figur 14: (Vejdirektoratet, 2005) α fremgår i figur 15 Figur 14: Formel til beregning af længde af funktionsdygtigt autoværn. (Vejdirektoratet, 2005) I figur 15 kan ses længden af autoværn M ved skråning og for fast genstand i sikkerhedszonen. Side 32 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Figur 15: Længden af autoværn ved skråning og for fast genstand i sikkerhedszonen. (Vejdirektoratet, 2005) Autoværnet vælges til halvstiv klasse W3 og med en arbejdsbredde W 2005) . (Vejdirektoratet, Side 33 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup 5 Længdeprofil Længdeprofilet beskriver vejens vertikale forløb langs stationeringslinjen. Længdeprofilet for en vej er afhængigt af den valgte linjeføring og det terræn, vejen strækker sig igennem. Længdeprofilet består af rette linjestykker og cirkelbuer, som betegnes vertikalkurver. 5.1 Gradient Gradienten er et udtryk for faldet eller stigningen på strækningen og angives i promille. Stigninger har indflydelse på bilernes hastighed, idet specielt tunge køretøjers hastighed er følsom over for stejle stigninger. Stærkt fald giver tunge køretøjer problemer med at bremse og styre. Derfor stilles der krav til, at gradienten ikke må overstige 60 ‰ på nyanlagte veje, mens den resulterende hældning på kørebanen må ikke overstige 70 ‰. Dette skal sikres, at bilerne skal kunne manøvrere selv på isglatte veje med lav friktion. Minimumskravet til længdefaldet er af hensyn til afvandingen på 5 ‰. (Vejdirektoratet, 2008c) 5.2 Vertikalkurver Vertikalkurver opdeles i konvekse og konkave kurver, hvor radius dimensioneres ud fra sigteforhold på strækningen. Oversigtsproblemet er forskelligt i konvekse og i konkave vertikalkurver. Over en bakketop(konveks) er det selve vejen eller terrænet, der begrænser udsynet. I en konkav kurve kan det være en bro. I begge tilfælde spiller øjets højde over kørebanen en væsentlig rolle. Jo lavere føreren sidder, des ringere er udsyn over bakken og omvendt for broen. I konvekse kurver regnes der med en øjenhøjde på 1,0 m. I konkave kurver regnes der med en øjenhøjde på 2,5 m, svarende til en højt placeret lastbilchauffør. Oversigtsforholdene for både konvekse og konkave kurver fremgår af figur 16. Figur 16: Oversigt i konvekse vertikalkurve til venstre og oversigt i konkav vertikalkurve beliggende i tunnel til højre (Vejdirektoratet, 2008b) Side 34 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Den mindste radius for stopsigt, mødesigt og overhalingssigt i en konveks vertikalkurve beregnes af: Hvor: er sigtelængde[m] er øjenhøjde på 1,0 [m] er genstandshøjde 0,15 [m] ved stopsigt eller en modkørende bil 1,0 [m] ved mødesigt og overhalingssigt. Beregningen af radierne for de konvekse vertikalkurver i nærvende projekt fremgår af bilag 2.4. Mindste konvekse vertikalkurveradier for stop- møde- og overhalingssigt for omfartsvejen fremgår af tabel 3. Sigtelængde Mindsteradius for konvekse vertikalkurver Stopsigtlængde Mødesigtslængde Overhalingslængde Rmin [m] 4017 3064 37297 Tabel 3: Konvekse vertikalkurver på veje. I konkave vertikalkurver kan sigtlængden under en bro eller lignende hindring bestemmes på tilsvarende måde som for konvekse kurver. Den mindste radius beregnes af: (Vejdirektoratet, 2008c) Hvor: er sigtelængde[m] er øjenhøjde på 1,0 [m] er genstandshøjde på 0,15 [m] ved stopsigt eller en modkørende bil 1,0 [m] ved mødesigt og overhalingssigt. er fri højde på 2,5 [m] Side 35 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Beregningen af radier for de konkave vertikalkurver i nærvende projekt fremgår af bilag 2.4. Mindste konkave vertikalkurveradier for stop- møde- og overhalingssigt på omfartsvejen er vist i tabel 4. Sigtelængde Stopsigtlængde Mødesigtslængde Overhalingslængde Mindste radius for konkav vertikalkurver Rmin [m] 638 1157 13813 Tabel 4: Konkav vertikalkurver på veje. Hvis kørsel i vertikalkurver ikke skal føles ubehagelig, må centrifugalaccelerationen ikke overstige 2 0,5 m/s . Dette gælder, hvad enten der er tale om konvekse kurver eller konkave kurver. Betingelsen kan udtrykkes som: Hvor: er minimum radius [m] er ønskehastighed [m/s] Den mindste radius for vertikalkurve beregnes til at være 638 m, dermed opfylder kravet . Side 36 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup 5.3 Tunnel og dens fri højde Den fri højde fra kørebanen skal være mindst 4,50 m op til konstruktionens underside. For sne og fremtidig belægningsforøgelse tillægges 0,10 m. Der tilføjes også en udførelsestolerance på 0,03 m. Den samlede frihøjde over vejen bliver dermed 4,63 m. (Vejdirektoratet, 2008b) Der antages at broen har en konstruktionstykkelse på 0,8 m. Tunnelens frihøjde kan ses på i figur 17. Figur 17: Tværsnit med ensidigt fald i tunnel samt tunnelens frihøjder på 4,50 m med det generelle tillæg på 0,13 m. Fritrumsprofil Side 37 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 5.4 Længdeprofil i projektet I dette afsnit udarbejdes to længdeprofiler for henholdsvis linjeføringsalternativ A og B. Formålet er dels at kunne vise væsentlige forskelle og dels at få et sammenligningsgrundlag så den endelige linjeføringen kan udvælges. Længdeprofilerne består af rette linjer og kurver. Med hensyn til vejens gradient ønskes det at overholde anbefalingen om mindst 5 ‰ fald i vejens længderetning. Det ønskes også, at gradienten ikke må overstige 60 ‰ på vejen. 5.4.1 Længdeprofil for alternativ A I figur 18 fremgår længdeprofilet, der starter vest for Høng-Tølløsebanen i Jernbanevej i station 40. Længdeprofilet består af 4 konkave kurver med radius på henholdsvis 700, 1400 og 4000 m samt 4 konvekse kurver med radius på 4100, 6000 og 8000 m. Derudover består længdeprofilet en række rette linjer. Alle kurver på strækningen efterlever ønsket om stopsigt på hele strækningen. Lidtgodtvej tilslutter til alternativet i station 140 i kote 46 m, som er placeret 4 m høje end vejen, og befinder sig tæt på tunnelen, hvilke fremgår af figur 18. Derfor Lidtgodtvej skal flyttes mod vest, hvor vejen ikke ligges i stor så afgravning. Figur 18: Længdeprofil for alternativ A Høng Tølløse jernbanen er placeret i terrænkote 47,00 m og ved stationeringslinjen st. 150. Dette medfører, at vejen skal placeres i kote 41,57 meter for at sikre en frihøjde under broen. Denne kote svarer til 5,43 meter under terræn. Jernbanevej (fra Soderup), Ny Tadrevej og Tingerupvej antages at være placeret i terrænniveau i stationer på henholdsvis 500, 1450, og 1830, hvor disse sammenkobles med alternativet. Side 38 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Alternativet krydser Høbjærgsvej i terrænniveau i stationer 975 og 1090 m. Længdeprofilet udformes i disse punkter således, at vejen tangerer terrænniveau, og tilslutninger og krydsning placeres i en konveks kurve med radius 4100 meter, således at oversigtsforholdene ikke volder problemer ved tilslutningerne. Ved fastlæggelsen af længdeprofilet tages også hensyn til jordarbejdet, da dette ønskes minimeret. I projektet redegøres ikke yderligere for jordarbejde, men ud fra figur 19, der viser længdeprofilet for alternativ A, kan ses, at der skal afgraves fra station 60 til 500. Den største gradient for strækningen er 60 ‰, som knap overholder anbefaling i vejreglen. Længdeprofilet for alternativ A findes på tegning 4. 2.4.2 Længdeprofil for alternativ B Figur 19 viser længdeprofilet, der starter øst for Høng-Tølløsebanen i Jernbanevej i station 30, består af 3 konkave kurver med radius på 1400, 2350 og 4200 samt 3 konvekse kurver med radius på 4400, 4500 og 5500. Derudover består længdeprofilet en række rette linjer, hvilke fremgår af figur 20. Alle kurver på strækningen efterlever ønsket om stopsigt på strækningen. Den største gradient i alternativ B er 35 ‰, som overholder anbefaling i vejreglen. På nær Jernbanevej (fra Soderup), der er placeret ved skæring i station 400, forløber alternativet ligesom alternativ A. Figur 19: Længdeprofil for alternative B Længdeprofil for alternativ B findes på tegning 3. Side 39 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup 5.5 Tracering Vejens tracé er en betegnelse for kombinationen af en vejs linjeføring og længdeprofil. Vejreglerne anbefaler at vertikalkurver bør overlejres af horisontalkurver. Det anbefales også, at radius i vertikalkurver bør være så stor, at vertikalkurvens længde ikke er væsentlig mindre end længden af den horisontalkurve som vertikalkurven ligger indenfor. (Vejdirektoratet, 2008). Linjeføringens og længdeprofilets faser og faseskift skal være sammenfaldende. I projektet er alle vertikale kurver overlejret af horisontale kurver, hvilket ses i længdeprofilet i tegning 3. 5.6 Valg af linjeføring/længdeprofil Den mest væsentlige forskel mellem alternativ A og B forekommer ved skæringen med jernbanen, hvor alternativ A føres under jernbanen. Derfor skal der graves under terræn for at skabe den fornødne frihøjde. Dette medfører store økonomiske omkostninger ved afgravning, transport. Til gengæld bliver vejen mere sikre for tog og øvrig trafik ikke krydser hinanden. Den anden forskel ligger i gradienten, hvor alternativ A har største fald/stigning på 60 ‰, der knap opfylder kravet om største gradient. Alternativ B har største fald/stigning på 48 ‰. Stærkt fald giver tunge køretøjer problemer med at bremse og styre. Omvendt vil den tunge trafiks hastighed blive nedsat ved lange strækninger med stigning over 35 ‰. Ud fra denne kortlægning, vælges alternativ B som linjeføring, der behandles videre frem. Side 40 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Kapitel 6 Vejkryds I forbindelse med planlægningen af omfartsvejen vil det i dette afsnit blive undersøgt om, hvilken krydsudformning der er mest hensigtsmæssig at etablere ved omfartsvejens skæring med Høbjærgvej, som er en mindre vej. Når både omfartsvejen og Høbjærgvej er 2-sporede veje, anbefales det jf. vejreglerne at benytte følgende vejkrydser: Forsatte kryds, rundkørsel eller signalregulerede vejkryds (Vejdirektoratet, 2008e). Tabel 6 viser fordele og ulemper ved de nævnet vejkrydser. Forsatte kryds Fordeler giver ikke mulighed for egentlige krydsningsuheld er normalt den sikreste krydstype, især hvor der ikke er lette trafikanter giver god fartdæmpning af den gennemkørende trafik i sekundærretningen giver normalt god fremkommelighed for sekundærtrafik Er ca. 50 % sikrere end de tilsvarende firevejskryds kan give nedsat fremkommelighed for den gennemkørende trafik i tværretningen Ulemper Rundkørsler kan være arealkrævende medfører høje anlægsudgifter ved ombygning til/fra fx firevejskryds, rundkørsel eller signalanlæg. er hastighedsdæmpende, især for ligeudkørende og venstresvingende er mindre egnede i kryds, hvor der er meget stor trafikintensitet på de vigtigste vejgrene og meget lille trafik på de mindst betydende vejgrene har begrænset fremkommelighed for store, arealkrævende køretøjer kan ved store trafikmængder give utilsigtet kødannelse Signalregulerede vejkryds giver gode muligheder for at prioritere trafikstrømme og eventuelt tilgodese trafik fra mindre betydende vejgrene reducerer i forhold til almindelige kryds omfanget af krydsnings- og indsvingningsuheld mellem bilister er velegnede i kryds med relativt store gennemkørende trafikstrømme i begge retninger kan medføre generende ventetider i trafiksvage perioder indebærer risiko for, at trafikanter ikke respekterer rødt lys, især i trafiksvage perioder giver risiko for bagendekollisioner og uheld ved venstresving foran modkørende med mindre denne konflikt reguleres separat Tabel 5: De fordeler og ulemper ved forsatte kryds, rundkørsel og signalregulerede vejkryds (Vejdirektoratet, 2008e) Side 41 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Ud fra tabel 5 vælges det, at der skal etableres et forsat kryds, da der ikke ønskes krydsningsuheld som er stor risiko for ved at fire banet kryds, som ikke er signalreguleret og der ønskes gode fremkommelighedsforhold for primærvejen. Vejregler (Vejdirektoratet, 2008e) anbefaler signalregulering af vejkryds, når andre krydstyper ikke har tilstrækkelig kapacitet til at afvikle den forventede trafikintensitet. Rundkørsler vælges ikke for den er mindre egnede i kryds, hvor der er meget stor trafikintensitet på de vigtigste vejgrene og meget lille trafik på de mindst betydende vejgrene Der anbefales ved nyanlæg, hvor to mindre betydende veje ønskes tilsluttet en mere betydende vej, at et almindeligt firevejskryds undgås af hensyn til trafiksikkerheden. I stedet kan der anlægges et forsat kryds. (Vejdirektoratet, 2008e) Ud fra vurdering af de listede kryds vælges et forsat kryds. 6.1 Forsatte vejkryds Et forsat vejkryds består af to prioriterede T-kryds forskudt fra hinanden og med sekundærvejene tilsluttet i hver sin side af primærvejen, hvilke fremgår af figur 21. I det prioriterede vejkryds har sekundærvejen ubetinget vigepligt for de øvrige trafikanter fra primærvejen. Der kan vælges mellem et højre eller et venstre forsat kryds. I venstreforsatte kryds kan der være fare for, at en sekundærtrafikant fra sekundærvej nr. 1 ikke opfatter om en trafikant fra sekundærvej nr. 2 er højresvingende i T-kryds nr. 1 eller ligeudkørende i T-kryds nr. 1, hvilke fremgår af figur 20. 2 1 Figur 20: Konfliktmulighed i venstreforsat kryds.(Vejdirektoratet, 2008e) I et højreforsat kryds på trafikveje anbefales, at der skal etableres venstresvingsspor. Venstresvingssporenes længde der bestemmer afstanden mellem de to kryds. Afstanden er afhængig af om venstresvingssporene placeres i forlængelse af hinanden eller ved siden af hinanden. (Vejdirektoratet, 2008df) I krydset mellem omfartsvejen og Høbjærgvej ønskes det at venstresvingssporene placeres i forlængelse af hinanden, da dette ikke er så arealkrævende som et venstresvingsspor ved siden af Side 42 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup hinanden er. I figur 21 illustrerer et højreforsat kryds med venstresvingsspor placeret i forlængelse af hinanden. Figur 21: højreforsat vejkryds, principskitser (vejregler, 2008f) Afstanden kan findes ved de udtryk, der fremgår af figur 22: Hvor: L kø er køstrækning med en længde svarende til 4 personbiler. Køstrækningen skal mindst være 24 [m] (Vejdirektoratet, 2008f) L er decelerationsstrækningslængde i [m], inkl. kilestrækningen med længden L [m] d ki I figur 23 findes decelerationsstrækningslængden som funktion af primærvejens gradient s og dens ønskede hastighed V . Ø Figur 22: Decelerationsstrækningens længde Ld (m) (Vejdirektoratet, 2008f) Ud fra figur 23 bliver decelerationsstrækningslængden L på venstreside af krydset omkring 39 m, d for vejen som det pågældende sted falder med 28 ‰. Decelerationsstrækningslængden L bliver d på højreside af krydset omkring 30 m, for vejen stiger med 28 ‰. Dermed bliver afstanden mellem de to kryds på: Side 43 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Når der etableres tilstrækkelig stor afstand mellem de to sekundærveje vil uheld mellem ligeudkørende trafikanter på tværs af hinanden forhindres. (Vejdirektoratet, 2008f) Udformning af forsat krydset ved skæring omfartsvejen og Høbjærgvej fremgår af tegning 4.2. Side 44 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Kapitel 7 Geologi og geoteknik Til dimensioneringen af en ny vej er det nødvendigt at have kendskab til styrkeegenskaberne af det pågældende underlag, idet jordens styrkeegenskaber har stor indflydelse på opbygningen af befæstelsen. I dette kapitel gennemgås den geotekniske undersøgelsesrapport erstatningsanlæg for Tadrevejs forbindelse (Banedanmark, 2010). Rapporten undersøges for at vurdere hvilke funderingsmæssige forhold, der må forventes ved etableringen af omfartsvejen. Rapporten dækker kun en del af omfartsvejen fra Bukkerupvej til Høbjærgvej (delstrækning 1). Derudover undersøges området, hvorigennem linjeføringen for delstrækning 2 mellem Høbjærgvej og Jernbanevej forløber ved hjælp af tilgængeligt kortmateriale, da den geotekniske undersøgelse ikke dækker hele området. Figur 23 viser omfartsvejens delstrækning 1 og 2 i Soderup. Delstrækning 2 Delstrækning 1 Figur 23: Delstrækning 1 og 2 i Soderup Side 45 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup 7.1 Beskrivelse af geoteknisk boringer I forbindelse med tadreløsning, som er beskrevet i kapitel 1, er der udført 14 geotekniske boringer af COWI A/S i august 2010. Prøveboringerne er udført fra 3 til 11m under terræn, hvor 9 af dem omfattes relevant for de både ligger tæt opad og parallelt med del strækning 1, hvilke fremgår af figur 25. Figur 24: Placering af geotekniske boringer i forhold til linjeføringen Geoteknisk boring Vejenslinjeføring Tadreløsning Placeringen af de udførte boringer VB1-VB14 ses i bilag 4.1. I forbindelse med boringerne er der udført en registrering af de trufne jordlag, bestemmelse af vandindhold i lagene og vandspejlets placering. Samtidigt er der også udført vingeforsøg til bestemmelse af jordens forskydningsstyrke. Side 46 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Vingeforsøg er en metode, der udføres i marken. Ved forsøg måles jorden in situ vingestyrke eller jordens udrænede forskydningsstyrke. Vingeforsøg anvendes mest i ler- og siltaflejringer. 7.2 Geologiske forhold Da den geotekniske undersøgelse ikke omfatter hele området, hvor igennem linjeføringen forløber, udarbejdes en geologisk oversigt for hele området ud fra tilgængeligt kortmateriale. Ifølge digitale kort over Danmarks jordarter (1:200.000) består terrænoverfladen ved Soderup og Tølløse mest af moræneler, som er aflejringer fra sidste istiden og indeholder silt, sand og grus i varierende mængder. Ud fra det geologisk jordartskort, antages, at jordforholdene i delstrækning 1 har de samme egenskaber som delstrækning 2. Nedenstående figur viser en nogenlunde placering af omfartsvejen, der er markeret med sort i geologisk jordartskort. Figur 25: geologiske kort over Soderup (Digitalt jordartskort, 2009) 7.3 Jordbunds- og vandspejlsforhold Delstrækning 1 løber gennem et landskab, hvor der er fundet leret og sandet muld øverst i boringerne. I boring VB1 findes moræneler direkte under muld. I de øvrige boringer, på nær VB3, findes postglaciale skredaflejringer af ler og sand mellem muld og moræneler. Boring VB3 ligger i den sydlige del af et område, der består af gytjeblandet ler og tørveholdigt gytje under muldfyld Side 47 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup og ovenpå moræneler. Enkelte prøver viser blødbundsområder af gytjeblandet ler og tørveholdigt gytje ovenpå skredjordaflejringer af sandet ler, hvor der derefter er truffet moræneler. Hertil kommer enkelte områder med smeltevandsand, som ofte har et højt indhold af organiske materialer. Grundvandet blev i boring VB3 og VB8 fundet til henholdsvis 0,7 og 1,11 meter under terræn. Grundvandsspejlet vurderes at være et sekundært grundvandsspejl, der vil variere med årstid og nedbør. Højere grundvandsspejl opbløder jord og medfører fald i bæreevne. Tabel 6 viser en oversigt over de forskellige typer af underbund for delstrækningen 1. Geoteknisk boringer 53020 - VB1 53020 - VB2 53020 - VB3 53020 - VB4 53020 - VB5 53020 - VB6 53020 - VB7 53020 - VB8 53020 - VB9 Kote 49,3 - 48,2 48,2 - 45,3 49,7 - 49,3 49,3 - 48,6 48,6 - 44,7 46,0 - 45,3 45,3 - 45,0 45,0 - 44,0 44,0 - 43,3 43,3 -43,0 47,5 - 47,3 47,3 - 46,5 46,5 - 42,5 48,6 - 47,8 47,8 - 43,5 49,7 - 49,5 48,6 - 44,9 49,6 - 49,4 49,4 - 48,4 48,4 - 44,6 47,5 - 46,6 46,6 - 45,7 45,7 – 44,0 49,9 - 48,8 48,8 - 47,2 47,2 - 46,0 Jordart Muld Moræneler Muld Skredjord2 Moræneler Fyld, muld Ferskvandsler Ferskvandsgytje Skredjord Moræneler Muld Skredjord Moræneler Muld Moræneler Muld Moræneler Muld Skredjord Moræneler Muld Skredjord Moræneler Muld Skredjord Moræneler Tabel 6: Underbunds type omkring Tadreløsning. (Vejdirektoratet, 2007) 2 (ler, sand, få gruskorn) eller senglacialt ler og sand Side 48 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup 7.4 Omregning af vingestyrke til elasticitetsmodul (E-moduler) I dette afsnit omregnes vingestyrken for de forskellige stationeringer til E-modul for at opnå en fælles værdi for underbundens bæreevne. Dermed undgås varierende koblingshøjde fra delstrækning til delstrækning langs tracéet. De anvendte værdier fra vingestyrke forsøgene tages moræneler, som befinder sig i en dybde på 1,0 til 1,5m under terræn. Figur 26 illustrerer indholdet af boringerne, som er placeret vinkelret under terræn og vejenslængdeprofil. Figur 26: Vejenslængdeprofil og placering af boringerne Længdeprofilen Muld Moræneler Skredjord Ferskvandsler Ferskvandsgytje Vingestyrkerne cv på delstrækning 1 kan omregnes til E-moduler ved: E = 50×cv for cv < 0,025 MPa E = 240×cv – 4,8 MPa for cv > 0,025 MPa Figur 27: omskrivning af vingestyrke til E-modul (Christiansen, 2011) Figur 28 viser E-moduler for de forskellige jordarter, hvor vejen pålægges. Beregningerne for sammenhæng mellem vingestyrke og E-modul findes i bilag 3.2. Side 49 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Underbundets E-modul 50 45 E-modul [ MPa] 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 200 400 600 800 1000 Stationering [m] Delstrækningen 1 Nedre 25%-fraktil Linear (Nedre 25%-fraktil) Figur 28: E-modul for omfartsvejen Til dimensionering af vejkassen anvendes nedre 25 % -fraktil for E-moduler af underbundet (dvs. at 75 % af E-modulerne er højere end de indtastede værdier) (Vejdirektoratet, 2007). Fraktilen vælges for at være på den sikre side. Underbundens E-værdi for delstrækning 1 bliver da ca. 12 MPa. Jordbundsforholdene omkring linjeføringen for delstrækning 1, hvor omfartsvejens linjeføring skal etableres, vurderes til at være blød og bæreevnen er meget lav. Side 50 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Kapitel 8 Vejbefæstelse 8.1 Opbygning af befæstelse En vejbefæstelse er en konstruktion, hvis vigtigste opgave er at optage trafikkens belastninger og fordele den til underliggende jord, så jorden under vejbefæstelsen ikke overbelastes. Befæstelse består af flere lag materiale, der ligger fra planum til slidlaget. Planum er skillefladen mellem underbunden og vejens overbygning. Figur 27 viser en opbygning af vej, hvor lagerne er beskrevet. Figur 29: En skitse af vejbefæstelse (Vejdirektoratet, 2004) Omfartsvejens vejkasse er bestemt til at opbygges af følgende lagene. Det øverste lag bliver et asfalt slidlag (AB), hvorunder der vil være et asfaltbærlag (GAB I) og et grusbærelag (SG). De vil ligge ovenpå et bundsikringslag, som er placeret på underbunden. 8.1.1 Slidlag Slidlag er den øverste lag på vejen, dette består af asfalt. Asfalt består af mere end 80 % stenmateriale med bitumen som bindemiddel.(Thagesen, 2006) Bitumen kan fås i forskellige hårdheder. Hårdheden udtrykkes ved den penetrationsdybde der opnås ved forsøg, hvor en belastet nål synker ned i bitumen. Jo større penetrationsdybde (højere tal) jo blødere er asfalten. Side 51 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Da vejen har meddel trafikbelastning, benyttes asfaltbeton (AB)160/220 som slidlag. Der er en række egenskaber til vejens slidlag som ønskes opfyldt: Beskytte bærelagene, dvs. at være vandtæt, hvor vand ikke trænger ned i bærelagene Overfladeegenskaber Lysreflektion Friktion Jævnhed Støj Ensartethed 8.1.2 Bærelag Bærelaget i en vejbefæstelse er det midterste lag. Dette lag skal overføre belastningen fra trafikken ned til de underliggende lag (bundsikringslag). Bærelagen skal have tilstrækkelig bæreevne for at kunne beskytte underlaget. Omfartsvejen er dimensioneret med både asfaltbærelag og grusbærelag. Asfaltbærelag fremstilles af stenmaterialer, der ofte er grovere end for asfaltslidlag. Som regel benyttes grusgravsmaterialer, deraf navnet grusasfaltbeton(GAB). Bitumenindholdet er generelt lidt mindre end i slidlag, og der anvendes en hård bitumen. Der benyttes GAB I(70/100) GAB I er et bærelag, der er placeret ovenpå de ubundne bærelag og kan benyttes til alle vejtyper. Grusbærelag (SG) er også et bærelag, der kan fordele og optage kræfter fra trafikken. 8.1.3 Bundsikringslag Bundsikringslaget er ofte opbygget af sand. Den fungerer som et fladedræn. Hvis vand siver ned gennem utætheder i befæstelsen, ledes det ud til vejens grøfter eller til dræn. Bundsikringslagets tykkelse er blandt andet afhængig af, hvor frostfarlig underbunden er. Når jord betegnes frostfarlig, kan opfrysning af underbunden begrænses ved at øge tykkelsen af bundsikringslaget og den samlede befæstelse. Bundsikringslaget optager også trafikkens belastninger, så underbundes e ikke overbelastes. Side 52 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 8.2 Dimensionering af vejbefæstelse I dette kapitel dimensioneres vejbefæstelsen for omfartsvejen ud fra vejreglerne, hvor der benyttes MMOPP programmet. Dimensioneringen bygger på den forudsatte ÅDT for omfartsvejen. Vejen antages at være ensartet belastet. Derfor benyttes samme opbygning på hele omfartsvejen. 8.2.1 Forudsætninger for dimensioneringen Til dimensionering af en vej angiver vejreglen forskellige dimensioneringsmetoder, der kan anvendes afhængig af vejens betydning og størrelse. Derfor opdeles vejanlæg i følgende grupper: (Vejdirektoratet, 2007) o Større anlæg o Mellemstore anlæg o Mindre og mindre betydende anlæg Omfartsvejen vurderes at være i gruppen mellemstørre anlæg. Anlægget kan dimensioneres efter den analytiske - empiriske metode eller simulationsmetoden. Vejens befæstelse dimensioneres med nogle faktorer, der har indflydelse på vejbefæstelsen opbygning og dens nødvendige tykkelse. Disse faktorer er: o Trafikbelastning o Jordbund og befæstelsestykkelse o Kontrol af tøjninger og spændinger 8.2.2 Trafikbelastning Ækvivalente akseltryk (Æ10) En vejs trafikbelastning beskrives ved antallet og størrelsen af de trykpåvirkninger, som vejen vil blive udsat for i sin levetid (Thagesen, 2006). Det er også beskrevet, at nedbrydningen af vejens belægning er afhængig af køretøjernes akseltryk. Der anvendes normalt i Danmark 10 tons aksel, som repræsenteres ved 2 tvillinghjul, med et center - center afstand på 35 mm. Denne belastning kaldes Ækvivalent 10-tons aksel, eller Æ10-aksel. Til dimensionering af omfartsvejens befæstelse beregnes trafikbelastning fra de givende køretøjer til ækvivalente ti tons akseltryk (NÆ10) pr. kørespor i dimensioneringsperioden. Udregningen af NÆ10 belastningen fremgår af bilag 4.1. NÆ10 beregnes ved følgende formel: (Vejdirektoratet, 2007) Side 53 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Hvor: er trafikbelastningen i antal ækvivalente standardaksler i ét spor i én retning [-] P er en vækstfaktor, der tager højde for trafikstigningen gennem dimensioneringsperioden [-] KF er en korrektionsfaktor, der tager højde for lastbilernes fordeling på vejen. For 2porede veje sættes denne til 0,5[-] KK er en korrektionsfaktor, der tager højde for kanalisering af trafikken. For en vej med normal køresporsbredde sættes denne lig med 1,0[-] KR er en korrektionsfaktor, som tager højde for rundkørsler. For en lige vej sættes denne værdi til 1,0[-] FSS er en korrektionsfaktor for super singledæk. Denne sættes til 1,3 for hovedlandeveje og landeveje[-] FÆ10 lastbilens længde er uden opdeling 0,75. [-] L er antallet af lastbiler i begge retninger pr. år[-] Beregning af vækstfaktoren P er afhængig af, om der er stigende procent tilvækst af forrige års trafik eller konstant tilvækst. Vækstfaktoren P beregnes vha. nedenstående formel: (Vejdirektoratet, 2007) α α Hvor: α er den gennemsnitlige årlige stigning af køretøjer, som sættes til 0,02 [-] n er dimensioneringsperioden i dette tilfælde 20 år [-] Antallet af de lastbiler, som vil benytte den nye vej pr. år, beregnes ved:(Vejdirektoratet, 2007) Hvor: Side 54 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 ÅDT for omfartsvejen er 1400 køretøjer herunder 65 lastbiler, som er svarende til 4,6 % af samlede (Banedanmark, 2010) [-] 0,86 står for en korrektionsfaktor for mindre lastbiltrafik om aften og i weekend [-] Herved bliver dimensioneringstrafikken i et spor gennem hele perioden til NÆ10 = 241678 Æ10 aksler. MMOPP-programmet kan ikke regne med stigende vækst. Derfor fordeles trafikken jævnt ud over de 20 år med en vækst på 0 % pr år, altså: På baggrund af den beregnede – belastning, kan trafikklassen bestemmes. Ud fra tabel 7 ligger den gennemsnitlige NÆ10 belastning mellem vejklasse T2 og T3 for omfartsvejen, men for at være på den sikre side vælges at dimensionere vejen ud fra vejklasse T3. Tabel 7: Inddelingen af Trafikklasser efter NÆ10 -belastningen (Vejdirektoratet, 2007) 8.2.3 Underbund og befæstelsestykkelse Vejens samlede tykkelse fastlægges ud fra hensynet til frosthævningsrisiko i kombination med trafikklassen. Vejreglen angiver nogle standardværdier for underbundsbetegnelserne ”Frostsikker”, ”Frosttvivlsom” og ”Frostfarlig” med E - moduler på henholdsvis 100 MPa, 40 MPa og 20 MPa, hvilke anvendes i MMOPP-programmet. (Vejdirektoratet, 2007) Tabel 8 viser belægningstykkelser m.h.t. frosthævningsrisiko: Side 55 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Tabel 8: belægningstykkelser under hensyn til frosthævningsrisiko (Vejdirektoratet, 2007) Underbunden for omfartsvejen er behandlet i kapital 3, hvor det er vist, at underbunden er meget blød med et gennemsnitligt E-modul på 12 MPa. I MMOPP-programmets inputvindue vælges trafikklassen T3 og frostfarlig underbund. Det øverste lag vælges et slidlag bestående af 25 mm AB (AsfaltBeton), hvorunder der vil være et asfaltbærlag (GAB I) og SG (StabilGrus), som ubundet bærelag. Bundsikringslag vil placere på undergrunden. E-værdien ændres for underbunden til er 12 MPa og ikke standardværdien 20 MPa. Dermed får vejen en samlet tykkelse på 881 mm, hvilket fremgår af figur 30. Figur 30: MMOPP belægningsdimensionering med underbunds E- modul på 12 MPa Side 56 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Belægningens forventede levetid fremgår af figur 31. Figur 31: Belægningens forventede levetid. Koblingshøjden kan reduceres ved enten at foretage en blødbundsudskiftning eller stabilisering af strækningens råjord med kalk, således at der opnås en højere bæreevne for underbunden. Blødbundsudskiftning betyder, at den bløde underbund fjernes og udskiftes med sand, men det medfører store økonomiske omkostninger. Der er følgende opgaver forbundet med blødbundsudskiftning: Afgravning, transport og deponering af blødbund Udgravning, transport og indbygning af sand Ved kalkstabilisering forstås, at kalk blandes op med fugtigjord. Der sker en kemisk reaktion i lerjord, hvor jordens plasticitet reduceres. Jorden får struktur og bliver mere kornet dvs. flere mindre lerpartikler klumper sig sammen til større partikler. Den kemiske reaktion udløser også varme, der reducerer jordens vandindhold med 4 -7 %. Reducering af vandindhold er afhængig af kalkart, kalkmængde, luftfugtighed, temperatur osv. Når jorden optager mindre vand, øges sikkerheden mod frost- og tøbrudsskader. (Jens ApS, 1992) Ved kalkstabilisering findes en referenceartikel (Andersen & Jensen, 2006), der er baseret på forsøg, hvor ændring af en given stræknings bæreevne beskrives før og efter råjords stabilisering med kalk. Forsøget er udført af vejdirektoratet i samarbejde med COWI. I forsøget blev planum stabiliseret i 40 cm’s dybde med 2 % brændt kalk på en strækning mellem Ønslev og Sakskøbing, hvor strækningens underbund består af moræneler med en bæreevne på under 10 MPa. Efter stabilisering var bæreevnen steget fra under 10 MPa til et niveau mellem 50 og 250 MPa (Andersen & Jensen, 2006). Omfartsvejen ønskes stabiliseret med 2 % kalk i en dybde af 35 cm. Det stabiliserede lag regnes for et separat lag under vejkassen med et E-modul på 70 MPa. E-modulet vælges, for at være på sikre side af nedre 10 % -fraktiler af 50 og 250 MPa (dvs. at 90 % af E-modulerne er højere end de indtastede værdier). Side 57 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Lagtykkelser og E-moduler for asfaltlaget, grusbærelaget og bundsikring er uændret, men det stabiliserede lag er tilføget. De forskellige lags tykkelser og deres E-modul ses på tabel 9. Lagtype Asfalt (slidlag +bærelag ) Stabilt grus Bundsikringslag Kalkstabiliserede lag Tykkelse [mm] 122 180 579 350 E-modul [MPa] 1904 300 100 70 Tabel 9: materialer i befæstelsen med disse tykkelser og E- moduler. Den givne belægning kan ikke modelleres i MMOPP-programmet, fordi programmet ikke har plads i sine input til det ekstra lag, der opstår ved kalkstabilisering. Derfor anvendes ækvivalente tykkelsers-metode, hvor nogle af lagene slå sammen. Ækvivalent tykkelses-metoden er Odemarks metode, der er baseret på, at spændinger og tøjninger under et lag alene afhænger af lagets stivhed. Dette betyder, hvis tykkelsen, E-værdien og/eller poisson-forholdet for laget ændres, men stivheden forbliver den samme, vil spændinger og tøjninger under laget også være (relativt) uændret. Et lags stivhed udtrykkes ved: (Ullidtz, 1998) Hvor: h er tykkelse [mm] E er E-modul [MPa] er Poissons forhold [-] Dette kan for to lag, 1 og 2, udtrykkes ved følgende ligning: (Ullidtz, 1998) Herved kan lag 1’s ækvivalente tykkelse findes i forhold til lag 2, med E-vædien E2 og Poissonfoholdet . Poissons-forholdet antages for de to lag at have samme værdi. (Ullidtz, 1998) Dermed udtrykkes formlen. Side 58 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup I tabel 10 kan ses de gule mærker, hvor de lag slår sammen i MMOPP-programmet. Lagtype Asfaltbeton og Grusasfaltbeton (AB & GABI) Stabilt grus (SG) Bundsikringslag (BL) Kalkstabiliserede lag (Kalkstab.) 1 (AB & GABI)+ SG BL Kalkstab. 2 (AB & GABI) SG + BL Kalkstab. 3 (AB & GABI) SG BL + Kalkstab. Tabel 10: sammensætning af lager Ved sammensætning af: asfalt (AB & GABI) og SG tjekkes levetid for BL og kalkstabiliserede lag. : SG og BL tjekkes levetid for asfalt (AB & GABI) og kalkstabiliserede lag. : BL + Kalkstab. tjekkes levetid for asfalt (AB & GABI) og SG. Beregningen af ækvivalente tykkelse fremgår i bilag 4.2 8.2.4 Vurdering af belægningen før og efter stabilisering Resultaterne ved optimering af belægningen viser i tabel 11, at råstof til bundsikringen kan spares omkring 254 mm. Der spares også på at afgrave og transportere råjord. Ved kalkstabilisering får vejen generelt længere levetid, hvilke fremgår i tabel 11. Lagtype AB GAB I SG BL Kalkstab. Underbund Uden kalkstabilisering Tykkelse E-modul Levetid [mm] [MPa] Min. Med kalkstabilisering Tykkelse E-modul Levetid [mm] [MPa] Min. 122 1904 24,4 122 1904 24,8 180 579 - 300 100 12 20,7 21,9 20,5 180 325 350 - 300 100 70 12 20,5 29,0 365,5 20,6 Tabel 11: Belægningen uden og med kalkstabiliseredelag Derefter undersøges opbygningen om denne har tilstrækkelig bæreevne ved at kontrol af tøjning og spændinger. 8.2.5 Kontrol af tøjning og spændinger Træktøjning i undersiden af det samlede asfalt lag tjekkes om den holder sig indenfor det tilladelige niveau. De aktuelle normalspændinger kontrolleres for, at de ikke er større end de tilladelige i top af hvert lag. Side 59 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup De aktuelle tøjning og spændinger er fundet ved modellering i MMOPP-programmet. Tabel 12 viser den aktuel træktøjning for asfalt og de aktuelle normalspændingerne for SG, BL, Kalkstabiliserede lag og underbund. Materialer Asfalt (slidlag +bærelag) Stabilt grus Bundsikringslag Kalkstabiliserede lag Underbund Aktuel tøjning og aktuelle spændinger [-]/[MPa] 315 10-6 0,237 0,023 0,025 0,008 Tabel 12: aktuelle spændinger fra MMOPP-programmet De maksimalt tilladelige spændinger for stabilgruslag, bundsikringslag og råjorden(underbund) udregnes ud fra følende formel: (Vejdirektoratet, 2007) Hvor er maksimalt tilladelig spænding [MPa] er lodret er E-modul af det givne materiale [MPa] er samlet antal tilladelige 10-tons aksler [ ] Den maksimalt tilladelige tøjning for asfalt udregnes efter følende formel: (Vejdirektoratet, 2007) Hvor er tilladelige tøjninger [-] er vandret er samlet antal tilladelige 10-tons aksler [ ] Beregningerne for de tilladelige tøjninger og spændinger findes i bilag 4.3 Resultatet af beregningerne viser, at den aktuelle træktøjning for asfaltlagets underside er lavere end den tilladte tøjning. Dette giver en mindre normalspænding mellem asfaltlaget og grusbærelaget. Spændingerne er også indenfor de tilladte niveauer for stabilgruslag, bundsikringslag, kalkstabiliseredelag og underbund. Resultaterne ses i tabel 13. Side 60 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Materialer Asfalt (slidlag +bærelag) Stabilt grus Bundsikringslag Kalkstabiliserede lag Råjorden Aktuelle spændinger [MPa] 0,237 0,023 0,025 0,008 Tilladelige spændinger [MPa] 0,239 0,075 0,051 0,014 Aktuel træktøjning [-] Tilladelig træktøjning [-] - - Tabel 13: De enkelte lags aktuel normalspænding og de tilladte samt asfaltlags aktuel tøjning og tilladt. Idet alle spændinger og tøjninger holder sig indenfor de tilladelige grænser, kan der konkluderes, at den dimensionerede vejbefæstelse har en tilstrækkelig tykkelse og bæreevne. Figur 32 viser, hvordan belastningen fra et hjul påvirker vejbelægningens lag, og hvordan der skabes kraftoverførsel til underlaget. Figuren viser også karakteristiske områder for spændinger og tøjninger. 325 mm Bundsikring 350 mm Kalkstabiliseredelag Figur 32: vejbefæstelsens opbygning samt asfaltens træktøjning samt trykspændinger på oversiden af ubundne lag og underbund Side 61 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Kapitel 9 Afvanding I dette kapitel undersøges vejens afvandingssystem fra en del af vejen, fordi det forudsættes, at afvanding fra resten af vejen forgår på samme måde. Afvanding betyder samling og bortledning af drænvand og overfladevand fra skråninger og vejarealer. Dræning af vejen forhindrer vandopsamling i vejkassen og på den måde sikres vejkassen mod nedbrydning. Ved dårlig afvanding af en vej vil der være vand på vejoverfladen og det medfører bl.a. følgende konsekvenser: - Reduktion af trafiksikkerhed Nedsættelse af befæstelsens styrke Nedsivning af vand medfører frostsprængninger Regnvand og smeltevand skal ledes hurtigt væk fra vejen. Dette gøres ved, at længdeprofilet for en vej skal etableres med mindste 5 ‰ længdefald for at sikre tilstrækkelig længdeafvanding af vejen. Vejen skal have et tværfald på kørebane større end 25 ‰ og for ydrerabat mellem 50 ‰ og 100 ‰ (Vejdirektoratet 2008d). Der skal etableres ensidigt tværfald på planum. Derved kan vandet ledes bort fra vejkassen til enten grøft eller trug. Ved et trug forstås et ubefæstet rabatareal, hvor overfladevand opsamles og bortledes. Trugets dybde er normalt 0,1–0,2 m og har en bredde på 2–3 m. Geometrien gør, at det udover at fungere som afvandingsanlæg også kan bruges til rabatareal (Vejdirektoratet 2009). I forhold til trug er grøfter smallere og dybere. Bunden af en grøft lægges normalt 0,5 m under terræn med en bundbredde på mindst 0,35 m. Denne smalle trapezudformning gør, at grøfter i forhold til trug kan aflede mere vand. Der er derfor et krav om et minimumslængdefald på mindst 1 ‰. (Vejdirektoratet 2009). Grøfter etableres normalt på vejstrækninger, der ligger i påfyldninger, men kan også anlægges i en afgravning, hvor der ellers bruges trug. I projektet ønskes det at etablere afvanding ved hjælp af grøfter, da vejen har et meget stejlt opland, der bidrager med betydelige mængder vand til afvandingssystemet. Vejens vertikal udformning ses i tegning 3. 9.1 Dimensionering af vejvand Til dimensionering af vejvand er det nødvendig at fastlægge de hydrologiske forudsætninger til at kunne vurdere omfanget af de vandmængder, der skal ledes bort. Det dimensionsgivende overfladevand afhænger af nedbørs-områdernes størrelse, nedbørens intensitet og varighed etc. 9.1.1 Afstrømning Afstrømningen fra en vej beregnes ud fra den formel (Thagesen, 2006): Side 62 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Hvor: Q er afstrømningen fra oplandet [l/s]. er afløbskoefficienten (belagte arealer med afledning til grøft 0,1-1,0). (Vejdirektoratet 2009) er regnintensiteten[l/m2 ]. A er oplandets areal [m2]. Afløbskoefficienten er en faktor, der udtrykker, hvor stor en del af regnen, der bliver ledt til afløbssystemet. Den resterende del nedsiver eller bliver tilbageholdt i overfladen. Afløbskoefficienten har for belagte arealer, med afledning til grøft, værdier på 0,1-1,0. (Vejdirektoratet 2009). Koefficienten sættes til 0,5 til beregningen af afstrømning. Regnintensiteten findes ud fra årsmiddelnedbør fordeling i Danmark baseret på nedbørsnormaler (Vejdirektoratet 2009). Den dimensionsgivende regnintensitet er for området 128 l/s/ha for 10 minutters regn og for en gentagelsesperiode på 2 år. Det er kun gældende i den tid det tager en regndråbe at bevæge sig den længst mulige afstand i oplandet og hen til punktet hvori vandstrømningen ønskes. Oplandets areal omfatter det areal, hvorfra der sker en afstrømning, hvilket inkluderer både vejens areal, rabatter, grøfter og skråninger. I beregningerne ses kun på den mængde vand, der ledes bort fra vejen, inklusiv grøfter. Længdeprofilet kan ses i tegning 3 og vejens tværsnit ses i tegning 1 med grøfter og rabatter. Ud fra disse bestemmes arealet, hvorfra der sker en afstrømning. Hvor: A er afstrømningsarealet [m2] L er længde af vej [m] B er bredde af vej inkl. grøfter og rabatter [m] Strømningen beregnes i strækningen fra 300 til 900, hvor strækningens laveste punkt er i station 650, som vandstrømningen ønskes, hvilket fremgår af figur 33. Side 63 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Figur 33: Vandstrømning på strækningen(der kommer ny figur) Ud fra disse overvejelser beregnes den samlede afstrømning (bilag 5.1), hvilket giver: Når vandet gennemløber grøften ledes via et rør til enten den eksisterende regnvandsledning for området eller anlægge et bassin på hvert side af vejen. Det er afhængigt af placering af vejen kotemæssigt. Valg af rørdiameter og ledningsfald bygger på de resultater der er fundet for systemets maksimale vandføring. Røret vælges med en ledningsdiameter på 300 mm og en ledningsfald på 5 ‰, som er selv rensende (Jensen, 2005). Side 64 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Kapitel 10 Vejmodel I forbindelse med afslutning af projektet opbygges en vejmodel i MicroStation og InRoads. Vejmodellen fastlægges ud fra linjeføringen og længdeprofilet. Tværsnitselementer opbygges manuelt i en funktion (Create template). I projektet anvendes grøfter med hensyn til afvanding, hvor skråninger og skråningsanlæg bestemmes at være varierende. Vejmodellen ses i figur 34 og tegning 5.1- 5.3. Figur 34: Vejmodellen Vejtilslutninger Side 65 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Kapitel 11. Konklusion I nærværende projekt er der arbejdet med at projektere en ny omfartsvej omkring Soderup by. Byen skal aflastes for gennemkørende trafik og uheld, og støjniveauet skal sænkes. Der er derfor projekteret et nyt tracé, der efterlever vejreglers krav og vejledninger. I projektet er der foretaget en vurdering af vejtyper, herunder valg af vejklasser og -typer og beregning af kapacitet. I forbindelse med fastlæggelse af linjeføringen er der udarbejdet to alternative linjeføringer samt tilhørende længdeprofiler ved hjælp af programmet MicroStation og InRoads. Formålet med dette har været dels at vise væsentlige forskelle mellem to linjeføringer og dels at få et sammenligningsgrundlag så den endelige linjeføringen kan udvælges. Under sigtelængder blev det konkluderet, at begge linjeføringer kan anlægges, så reglerne for stopsigte overholdes på hele strækningen. Den mest væsentlige forskel mellem alternativ A og B forekommer ved skæringen med jernbanen, hvor alternativ A føres under jernbanen. Derfor skal der graves under terræn for at skabe den fornødne frihøjde. Dette medfører store økonomiske omkostninger ved afgravning og transport af jord. Til gengæld bliver vejen mere sikrer for tog og øvrig trafik der krydser hinanden niveaufri. Den anden forskel ligger i gradienten, hvor alternativ A har største fald/stigning på 60 ‰, der knap opfylder kravet om største gradient. Alternativ B har største fald/stigning på 48 ‰. Stærkt fald giver tunge køretøjer problemer med at bremse og styre. Omvendt vil den tunge trafiks hastighed blive nedsat ved lange strækninger med stigningen over 35 ‰. Ud fra denne kortlægning blev alternativ B valgt som linjeføring, der blev behandlet videre. Tværprofilet er udformet med fokus på sikkerhedskrav, hvor der er etableret sikkerhedszoner. Efter den endelige fastlæggelse af vejens trace og valg af tværprofil, blev vejbelægningen dimensioneret. Til dimensioneringen af belægningen med MMOPP-programmet har det været nødvendigt at have kendskab til styrkeegenskaberne for det pågældende underlag, idet jordens styrkeegenskaber har stor indflydelse på opbygningen af befæstelsen. Underbundens bæreevne er vurderet ud fra geotekniske undersøgelsesrapporter, der er udført i forbindelse med Tadreløsning (Banedanmark, 2010) og geologisk oversigt for hele området. Underbundens bæreevne er vurderet til at være meget lav med en E-modul på 12 MPa. Ved dimensionering af vejbefæstelsen fås en koblingshøjde på 881 mm. I projektet er det ønsket, at koblingshøjden reduceres. Derfor er underbunden stabiliseret med 2 % kalk i en dybde af 35 cm. Det stabiliserede lag er betragtet for et separat lag under vejkassen med en E-modul på 70 MPa. Den givne belægning kan ikke dimensioneres med MMOPP, fordi programmet ikke har plads til det ekstra lag i sine input, som er opstået ved kalkstabilisering. Derfor er der anvendt ækvivalentetykkelses-metoden, hvor nogle af lagene slås sammen. Side 66 af 69 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Juni 2011 Resultaterne ved optimering af belægningen er at der kan spares omkring 254 mm bundsikring, og at vejen får generelt længere levetid. Efter fastlæggelsen af vejens forløb er der taget højde for krydset mellem omfartsvejen og Høbjærgvej, hvor det er undersøgt, hvilken krydsudformning der er mest hensigtsmæssig at etablere ved skæringen mellem de to veje. Der etableres et forsat kryds, da der ikke ønskes krydsningsuheld, som er stor risiko for ved et fire benet kryds. Der ønskes ligeledes gode fremkommelighedsforhold for omfartsvejen, hvor der er meget større trafikintensitet end på Høbjærgvej. Vejens afvandingssystem er undersøgt på en del af vejen, fordi det forudsættes, at afvanding fra resten af vejen forgår på samme måde. Det er undersøgt, hvor meget regnvand der vil komme fra området. Til afvanding af vejen er der anvendt grøft. Til sidst laves en 3D - model af omfartsvejen i MicroStation og InRoads. Side 67 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup 12. Reference Andersen, T. K. & Jensen, A. B., 2006, Spar råstoffer og penge og få mere holdbare veje, Artikel Vejforum 2006 Thagesen, B., 2006, VEJE OG STIER, Polyteknisk Forlag, 1. udgave, 3. oplag 2006, ISBN 10 87-502-0804-7 Banedanmark, 2010, Udbygning af Nordvestbanen mellem Lejre og Vipperød, Opdatering af programfase, Erstatningsanlæg, Soderup - Tadrevejs forbindelse, Geotekniske undersøgelsesrapport, Dokumentnr. 1010730-46-001, Banedanmark oktober 2010 Christiansen, A. S., 2011, vejingeniør, COWI, Lyngby Christensen, J & Kaas, A. H., 2007, Lokalbanernes fremtid og udviklinger, Johnny Christensen, [email protected], Atkins Danmark A/S, Anders Hunæus Kaas, [email protected], Atkins Danmark A/S, Trafikdage på Aalborg Universitet 2007 Jensen, 2005, Hans Thorkild Jensen, Afløbsinstallationer, Undervisningsnotat, BYG DTU U-057, 2005, ISSN 1601 - 8605 Phønix, 1992, Vejbygning, Materiale Befæstelser Belægninger, 3. reviderede udgave, Cpopyright © 1992, A/S Phønix Contractors og leverandørerne af billedmateriale, ISBN 87-9842000-3 Vejdirektoratet, 2004, Vej- og trafikteknisk ordbog, Vejdirektoratet – Vejregelrådet april 2004 ISSN: 1600-006X, ISBN: 87-7923-395-3 Vejdirektoratet, (Re.) 2005, Vejregler for opsætning af vejautoværn og påkørselsdæmpere i åbent land, Vejdirektoratet – Vejregelrådet Vejdirektoratet, 2007, Vejregel. VEJE, DIMENSIONERING AF BEFÆSTELSER OG FORSTÆRKNINGSBELÆGNINGER, ISSN: 1600-006X, ISBN: 87-7923-930-5, Vejregelrådet, Vejdirektoratet Trafikstyrelsen, 2007, Udbygning af Nordvestbanen, Miljøredegørelse, ISBN 978-87-91726-16-6, Trafikstyelsen for jernbane og færger, april 2007 Vejdirektoratet, 2008a, VEJREGELFORSLAG - Kapacitet og serviceniveau, Vejregelrådet, Vejdirektoratet, maj 2008s Vejdirektoratet, 2008b, VEJREGEL. TRAFIKAREALER, LAND, Hæfte 1, Forudsætninger for den geometriske udformning, UDKAST, Vejregelrådet, Vejdirektoratet, september 2008 Vejdirektoratet, 2008c, VEJREGEL. TRAFIKAREALER, LAND, HÆFTE 2 Tracering, UDKAST, Vejregelrådet, Vejdirektoratet, september 2008 Side 68 af 69 Juni 2011 Skitseprojektering af ny omfartsvej i Soderup Vejdirektoratet, 2008d, VEJREGLER. TRAFIKAREALER, LAND, HÆFTE 3, Tværprofiler, UDKAST Vejregelrådet, Vejdirektoratet, september 2008 Vejdirektoratet, 2008e, VEJREGEL. TRAFIKAREALER, LAND, HÆFTE 4.0, Planlægning af vejkryds, UDKAST, Vejregelrådet, Vejdirektoratet, september 2008 Vejdirektoratet, 2008f, VEJREGEL. TRAFIKAREALER, LAND, HÆFTE 4.1, Prioriterede vejkryds, UDKAST, Vejregelrådet, Vejdirektoratet, september 2008 Vejdirektoratet, 2009, VEJREGEL., VEJE. VEJKONSTRUKTIONER, Afvandingskonstruktioner, Vejregelrådet, Vejdirektoratet, december 2009 Ullidtz, P., 1998, Modelling Flexible Pavement Response and Performance, Polytekniske Forlag, Technical Universitet og Denmark Links Digitalt jordartskort, 2009, Digitalt kort over Danmarks jordarter 1:200.000, hjemmesiden www.geus.dk Side 69 af 69
© Copyright 2024