Bestemmelse af permeable befæstelsers infiltrationsevne

Tre teststeder ved Stiholmvej, Birkerød, er valgt, så de samlet set repræsenterer forskellige situationer med hensyn til trafikbelastning, fald på belægning og afstand til kilder hvorfra sedimenter kan komme.

American Society for Testing and Materials (ASTM) har udviklet en metode, der med få hjælpemidler giver et indtryk af en befæstelses infiltrationsevne. Metoden kan bruges til at teste kvaliteten af en nyanlagt befæstelse – eller til at give et øjebliksbillede af befæstelsens infiltrationsevne, f.eks. for at vurdere om der skal iværksættes vedligehold. Gennemførelsen forudsætter en tørvejrsperiode på 24 timer forud for testen for på den måde at minimere, at eksisterende vand/fugt i befæstelsen påvirker resultatet. Testen består af fire trin:

1) udvælgelse af teststeder,
2) den praktiske gennemførelse,
3) beregning,
4) vurdering af resultat.

De fire trin gennemgås i det følgende ved hjælp af et eksempel.

1) Udvælgelse af teststeder

For en befæstelse på op til 2.500 m² i størrelse kan man bestemme den gennemsnitlige infiltrationsevne ved at gennemføre tre tests jævnt fordelt på arealet. For større områder tilføjes endnu en test for hver ekstra 1.000 m². Stederne udvælges strategisk med tanke på, at resultater fra alle tests samlet set vil repræsentere arealets infiltrationsevne. Teststederne må ikke være tættere end 1 m fra hinanden. Ved udvælgelsen bør man inddrage observationer om trafikbelastning, belægningens kotering og tilstødende arealers beskaffenhed, og om regnvand derfra ledes til den permeable befæstelse.

2) Den praktiske gennemførelse

Infiltrationsringen (se faktaboks nedenfor) fastgøres til belægningens overflade ved hjælp af sanitetskit. Kittet presses maks. 10 mm ned i eventuelle fuger og maks. 10 mm ind på belægningen langs ringens inderside. I en spand opmåles 3,6 liter vand (+/- 0,05 l), og spandens indhold hældes på belægningen i ringen, ikke direkte i fugen, med en sådan hastighed, at der dannes en film af vand på 5-15 mm i højden. Med stopuret tages der tid, fra første dråbe rammer belægningen, til alt vandet er væk fra overfladen. Det gentages tre gange, hvor formålet med den første gang dels er at tjekke, at ringen er tæt, dels at opfugte befæstelsen og dermed neutralisere eksisterende fugt, der kan påvirke resultatet.

Resultatet fra den første test (A) indgår ikke i beregningen. Hvis vandet i den første test siver væk på mindre end 30 sekunder, øges vandmængden i de følgende to tests til 18 liter vand (+/- 0,05 l) for at opnå en større præcision. Infiltrationsevnen beregnes som gennemsnittet af de to sidste tests (B og C). Ved Stiholmvej infiltrerede vandet inden for 1 til 2 minutter. Resultatet ses i tabellen.

3) Beregning

Når testen er gennemført, beregnes infiltrationsevnen (I) ved brug af følgende formel: I = K*V/(d2*t), hvor konstanten K er 4.583.666.000, V er vandet, der er infiltreret (i liter), d er infiltrationsringens indre diameter (mm) og t er tiden (sekunder). Konstanten er sat, for at resultatet (I = infiltrationsevne) kan angi­ves som millimeter i timen (mm/t).

Beregningen for teststed 3 ved Stiholmvej er som følger:
Infiltrationsevne (I) = 4.583.666.000 * 3,6 / (2912 *123,15) = 1.582 mm/t

Hvis belægningen var udført med permeabel asfalt eller lignende materiale, ville infiltrationsevnen være 1.582 mm/t, da infiltrationsarealet inden for ringen er det samme som udenfor. Men belægningen ved Stiholmvej infiltrerer vand gennem fuger, og derfor skal resultatet justeres, for andelen af fuger i ringen kan være anderledes end for belægningen generelt. Det gøres ved at opmåle og udregne fugeandelen på belægningen (FAB). Det gøres ved at opmåle fugebredde og længder for et areal på 1,5 x 1,5 m et vilkårligt sted og fugeandelen i ringen (FAR) og justere med forholdstallet mellem de to.

Ved Stiholmvej opmåles det valgte område til at have fuger med en samlet længde på 938,5 cm, alle med en bredde på ca. 12 mm. Beregningen af FAB giver ((9,385 x 0,012)/(1,5 * 1,5)) * 100 = 5 %. Inden for infiltrationsringen opmåltes fugearealet til 59,9 cm2 = 0,00599 m2, og da den benyttede ring har en indvendig diameter på 291 mm kan FAR beregnes på følgende måde: FAR = (0,00599 /(π * (0,291/2)2 )* 100 = 9 %. Den målte infiltrationsevne skal justeres med f = (FAB/FAR) = 5/9 = 0,55. Den reelle infiltrationsevne for belægningen ved teststed 3 bliver derfor: Infiltra­tions­evne (I) = 1.480 * 0,55 = 878 mm/t.

4) Vurdering af resultatet

Testen giver et øjebliksbillede af den permeable befæstelses infiltrationsevne, der umiddelbart efter anlæg typisk er ganske høj, men hurtigt falder til et lavere, længerevarende niveau. Gentages testen på de samme steder med måneder ellers års mellemrum, kan udviklingen følges, og der kan om nødvendigt sættes ind med ekstra vedligeholdelse på særlige steder.

I Danmark er der ikke fastsat en nedre grænse for, hvornår man kan sige, at den permeable befæstelse ikke længere er permeabel, så det må afklares for det enkelte projekt. Er målet at håndtere en 10-minuttersregn med 5-års gentagelsesperiode (190 liter pr. sekund pr. ha) skal infiltrationsevnen være > 68,4 mm/t og hvis det er en 10-års regn (230 liter pr. sekund pr. ha) er det > 82,8 mm/t. Hvis der løber vand fra omkringliggende belægninger til den permeable befæstelse, skal der være en ekstra kapacitet. Hvis man dertil ønsker at tage højde for kraftigere nedbør i fremtiden, kan accept­niveauet forhøjes ved at gange en klimafaktor på, f.eks. 1,3. Ved Stiholmvej blev resultatet af tests ved teststederne 1-3 samlet set 717 mm/t der må betragtes som yderst tilfredsstillende 3,5 år efter anlæg.

Referencer:
ASTM, 2013. Standard Test Method for Surface Infiltration Rate of Permeable Unit Pavement Systems (No. C1781/1781M-13). American Society for Testing and Materials (ASTM).

Videnblad nr.: 09.00-39
Forfatter: Jan Støvring