Drenaż francuski szansą na skuteczne odwodnienie drogi?

Drogownictwo to skomplikowana sztuka budowy, a drogi to konstrukcje, które odpowiadają za bezpieczeństwo milionów codziennie podróżujących użytkowników. Dlatego też muszą być dobrze projektowane, wykonywane, a także właściwie eksploatowane.

Ulewy z ostatnich lat pokazały, że stan odwodnienia naszych dróg wymaga natychmiastowych zmian. Drogi podczas deszczy stają się rwącymi rzekami, a okolice są podtapiane. Nie trzeba nikogo przekonywać, że właściwie dobrane odwodnienie drogi to niezwykle ważny element projektu wpływający na jakość dróg, a przede wszystkim na bezpieczeństwo ich użytkowników. Źle działające odwodnienie, czyli m.in. woda w warstwach konstrukcyjnych nawierzchni drogowej, stanowi duże zagrożenie dla jej stabilności, szczególnie w strefi e przejścia między nawierzchnią a górną warstwą podbudowy, co prowadzi do uszkodzenia nawierzchni drogi, m.in. spękań, wysadzin, przełomów, dziur i kolein. Prawidłowo funkcjonujący system urządzeń odwadniających ma zapewnić szybkie odprowadzenie wody z obrębu pasa drogowego (§ 101.1). Jest to podstawa prawna, którą należy stosować, aby uzyskać trwałość komunikacyjnych.

Skutecznie rozwiązane odprowadzenie wody deszczowej musi:

• sprawnie odebrać wody spływające z odwadnianej powierzchni,
• posiadać pojemność pozwalającą przejąć spływ wody,
• zapewnić odpowiednio dużą powierzchnię do rozsączania wody.

Drenaż francuski – co to jest?

Do odwodnień dróg stosuje się najczęściej urządzenia w rodzaju: rowy, ścieki czy drenaże. Stosowane przez lata tradycyjne systemy drenarskie z rurą perforowaną okazały się mało skuteczne, ponieważ dość szybko pojawiał się problem z ich „uszczelnieniem”. Do rury perforowanej woda napływa z dużą energią, powodując zamulenie i zatkanie otworów gruntem, co sprawia, że system bardzo szybko przestaje działać. Szukając rozwiązania tego problemu, wymyślono drenaż francuski.

Drenaż francuski to dren kamienny znany od stuleci, uzupełniony o materiał fi ltracyjny – geowłókninę pełniącą funkcję separacyjną dla cząstek gruntu. Nazwa wywodzi się z określenia „trench drein” (dosłowne tłumaczenie „dren rowowy”), które poprzez grę słów trench-french doprowadziła do powstania polskiej nazwy – drenaż francuski. W inżynierii komunikacyjnej często nazywany jest podłużnym lub poziomym.

Drenaż francuski jest stosunkowo tani i prosty do wykonania. W rozwiązaniu tym zakłada się bowiem, że rury drenarskie nie są potrzebne. Drenaż francuski składa się z sączka wykonanego z materiału mineralnego – kruszywa, tłucznia otoczonego materiałem geotekstylnym, który uniemożliwia przedostawanie się drobnych cząstek gruntu do wnętrza sączka. Rodzaj geowłókniny oraz wymiar drenu powinien być dobierany zależnie od warunków, miejsca oraz wymagań projektowych. Pole przekroju poprzecznego drenu dobiera się uwzględniając jego uziarnienie. Najważniejszym parametrem jest parametr geowłókniny, który musi się charakteryzować odpowiednimi właściwościami hydraulicznymi.

Drenaż francuski stanowi rozwiązanie „mieszane” i może pełnić rolę również odwodnienia powierzchniowego. Wymiarowany jest on na spływ powierzchniowy (deszcz ze zlewni), jak i jako sączek, ponieważ może równocześnie odbierać wodę z warstw nawierzchni drogi. Drenaż francuski zapewnia dobry transport wody do odbiornika, pozwala znacznie zmniejszyć koszty budowy i eksploatacji oraz wydłużyć okres bezawaryjnej pracy, głównie dzięki eliminacji zamulania gruntem, w porównaniu z drenażem wykonywanym technologią tradycyjną.

Jak działa dren francuski?

Zasada działania drenażu francuskiego polega na zmniejszeniu prędkości wody poprzez jej przepływ przez bardzo dużą ilość porów na powierzchni geowłókniny. Zmniejsza się przez to energia przesączanej wody, co z kolei uniemożliwia przedostawanie się cząstek gruntu do wnętrza drenu. Istotne jest także to, że wystarczy minimalny spadek podłużny (np. 0,1%), aby zapewnić sprawne funkcjonowanie drenażu francuskiego.

Do wykonania drenu francuskiego potrzeba zastosowania:

• kruszywa mineralnego o frakcji nie mniejszej niż 8 – najkorzystniej ø 16/63;
• geowłókniny igłowanej, nietkanej, gwarantującej drenaż niezawodny i długowieczny.

Technologia wykonywania geowłóknin igłowanych polega na przebijaniu warstw włókien polipropylenowych mikroskopijnymi igłami zaopatrzonymi w haczyki. W wyniku tego procesu w materiałach powstają pory pozwalające na swobodny przepływ wody i powietrza, co jest niemożliwe w przypadku materiałów prasowanych. Geowłókniny, dzięki swojej igłowanej strukturze, pełnią rolę filtra, co zapobiega migracji drobnych cząstek gruntu i nie dopuszcza do zamulenia drenu. Woda sączy się wówczas przez bardzo dużą ilość mikroporów w geowłókninie, co sumarycznie daje większą, w porównaniu z rurą perforowaną, ilość transportowanej wody.

Etapy wykonania drenażu francuskiego

Prace należy rozpocząć od najniższego miejsca i prowadzić ku wzniesieniu. Wykonujemy wykop wąskoprzestrzenny o szerokości równej szerokości projektowanego drenu. Wykładamy wykop geowłókniną (zakładka min. 15-20 cm), a w celu zabezpieczenia jej przed przesunięciem przytwierdzamy ją „szpilkami” (pręty w kształcie litery U). Wypełniamy wykop kruszywem wg zaleceń projektowych o frakcji nie mniejszej niż 8 mm (najkorzystniejsza frakcja to 16/63 mm).

Po wypełnieniu drenu kruszywem zawijamy od