Permanente og mobile løsninger for tining av stikkrenner, grøfter og bekkeløp

Abstract

Åpne linjegrøfter, stikkrenner og bekkeløp er essensielt for å ha et sikkert og velfungerende veg- og jernbanenett. Det vises at iskjøving er et av hovedproblemene som gjør at vannet fryser til is i nærheten til infrastrukturen og man får driftsforstyrrelser i form at is som enten har falt ned på vegbanen, eller fryser ut i skjæringene og gir reduksjon av profilet som jernbanens materiell krever for å komme frem. Denne oppgaven ser på de problemer, årsaker og nødvendige korrektive tiltak mot at linjegrøfter, stikkrenner og bekkeløp skal fryse igjen langs veg- og jernbanenettet i Norge. Hensikten er å finne gode tekniske løsninger som kan videreutvikles og bli et godt verktøy for drift av veg- og jernbanenettet. Det meste av forståelse og kunnskap for utfordringene er innhentet gjennom studie av litteratur og andre oppgaver som har hatt tilsvarende tematikk. Statens Vegvesen og Bane NOR sine håndbøker og tekniske regelverk har vært sentrale i studiet. Det har også vært gjennomført ei befaring langs Ofotbanen som har gitt noen praktiske erfaringer. Befaringene var gjennomført for å se på noen problemområder som er under prosjektering av Bane NOR og skal til utførelse i løpet av sommeren 2022. Masteroppgaven går overfladisk gjennom det som har vist seg å være den største årsaken til utfordringene, de klimatiske påvirkninger som nedbør vind og temperatur gir. Disse faktorene er med på å skape et naturfenomen som også er beskrevet i overfladisk, iskjøving. Siden iskjøvingen er det som gjør at linjegrøfter, stikkrenner og bekkeløp fryser igjen. Oppgaven går litt mer inn på hvilke tiltak man kan gjøre for å redusere effekten av iskjøving, siden det finnes tiltak som kan være mer effektive enn å tine is. Her kan det være mulig å gjøre noe med grøfteutforming, sikre at det er stikkrenner på kritiske punkter hvor det vil få store konsekvenser om det oppstår fyllingsbrudd. Men det som er vesentlig for å sikre at vannet renner der man ønsker er å påse at det er tilstrekkelig drenering av sideterrenget og man har kontroll på overflatevann som stikker seg ned i nærheten tilt infrastrukturen. For å gjøre korrekt tiltak, så må dette baseres på hvor det konkrete problemområdet er og hva som er den utslagsgivende årsaken. Da kan man enten direkte fjerne problemet, eller man kan gjøre rett tiltak som gir størst mulig effekt. Oppgaven har som hensikt å vise noen løsninger som kan være et supplement for drift av veg- og jernbanenettet der man ikke kan utføre de tiltakene som er ønskelig for å ha kontroll på overflatevann, vann i linjegrøfter og stikkrenner som fryser. Her tar oppgaven for seg ulike systemer som kan brukes til å tine opp og sikre at frosten ikke får grepet om vannet og bidrar til iskjøving. Dette kan man gjøre ved at det benyttes gammel og teknologi som er driftssikker, men det kombineres videre med nyere teknologi som Internet of Things (IoT) slik at systemene kan settes ut på kritiske punkter og driftes fra en driftssentral eller at driftspersonell kan overvåke dette som en del av jobben sin. På bakgrunn av alt som man har sett over og hentet frem i løpet av oppgaven, har det også kommet opp en ide til en hybridløsning som er tiltenkt bygget på Ofotbanen i løpet av vedlikeholssesongen 2022, for vider utprøving under vinterdrift, slik at arbeidet blir prøvd ut i praksis for å se om løsningen gir ønsket effekt. Det gis innspill fra oppgaven hvor det er sett på som hensiktsmessig å dra i gang et FoU-prosjekt, hvor man benytter Ofotbanen eller Nordlandsbanen som laboratorium. Hvor det prosjekteres og kjøres fullskala forsøk på de mest utsatte områdene, med ulike systemer. Det som viser seg å være gjennomgående ved studering av litteratur til de ulike systemene er at væskebårne systemer er de som gir best virkningsgrad ved tining av is i tilknytning til veg- og jernbane. Dette er også de systemene som hittil er mest mobile også. De øvrige systemene er permanente og man er i stor grad avhengig av strøm på de permanente systemene, eller annen form for energibærer som vil være lite driftsvennlig med tanke på mobilitet.