Projektering af vej i Grønland med Novapoint

Transkript

1 Projektering af vej i Grønland med Novapoint Center for Arktisk Teknologi, DTU Februar 2003 Udarbejdet af Maja Schultz-Hansen

2 FORORD... 3 INDLEDNING... 4 FORMÅL... 5 VEJPROJEKTET... 6 KLASSIFICERING... 6 HASTIGHEDSKLASSIFICERING... 6 BESKRIVELSE AF NOVAPOINT... 8 NOVAPOINT (7)... 8 NOVAPOINT VEJ STANDARD... 8 PROGRAMSTRUKTUR (5)... 9 SKALA... 9 PROJEKTERINGSGRUNDLAG DATA MODEL LINIEFØRING LÆNGDEPROFIL ALTERNATIVT LÆNGDEPROFIL VEJMODELLERING GRØFTER MÆNGDEBEREGNING ALTERNATIV VEJ VEJENS OMGIVELSER DISKUSSION KONKLUSION LITTERATUR BILAG 1: BILAG 2: BILAG 3: BILAG 4: BILAG 5: VEJ.TIT NY.TIT VEJ1_c2.txt VEJ2_c2.txt VEJ3_c2.txt

3 Forord Denne rapport er udarbejdet i forbindelse med kurset Arktisk teknologi på åben uddannelse. Kurset udbydes af Danmarks Tekniske Universitet ved Center for Arktisk Teknologi. Kurset forløb over 2 semestre i år 2002 og bestod af følgende 2 dele: 2 ugers undervisning på DTU i Lyngby i januar måned, og 10 dages kursus med feltarbejde i Sisimiut, Grønland i juli-august måned. I Sisimiut bestod feltarbejdet i at indsamle data til forundersøgelser for et planlagt vejanlæg. Forundersøgelserne blev foretaget sammen med en gruppe studerende fra Danmarks Tekniske Universitet. De indsamlede data har gruppen efterfølgende behandlet og beskrevet i rapporten Vej mellem Sisimiut og Kangerlussuaq. Jeg vil gerne rose de studerene for deres engagement og ihærdighed under feltarbejdet og for en gennemarbejdet rapport. Den rapport som jeg har valg at afslutte kurset med omhandler ovennævnte vejprojekt. Til brug i en dimensionering af vejanlægget har jeg benyttet vejdesignprogrammet NovaPoint. Jeg vil gerne takke en række personer uden hvis hjælp projektet ikke kunne realiseres. Først og fremmest Niels Brock, civilingeniør ved Vetsjællands Amt, for at have skaffet en nøgle til vejdesignprogrammet NovaPoint. Dernæst Anders Dalgaard fra ASIAQ som har udlånt digitale kortdata. Leif Sønderskov fra ViaSys takkes for en særdeles behjælpelig vejledning under arbejdet med programmet, og Boas Kreutzmann, IT-ansvarlig i Maniitsoq Kommune, takkes for at have installeret NovaPoint på pc. 3

4 Indledning Denne rapport omhandler den vejstrækning mellem Sisimiut by og Kangerlussuaq som Sisimiut Kommune overvejer at anlægge. Planerne om at etablere en vej mellem kystbyen og Kangerlussuaq opstod allerede i 60 erne da amerikanerne havde base i Kangerlussuaq. Amerikanerne udarbejdede dengang et forslag til vejens linieføring. Med amerikanernes linieføring som udgangspunkt fik Sisimiut Kommune i 1968 udarbejdet en rapport Vejanlæg Holseinsborg Søndre Strømfjord hvori vejens dimensioner, materialer og sideanlæg er beskrevet. Projektet lå derefter stille i en årrække først og fremmest af økonomiske årsager. Da Kangerlussuaq, som indtil da havde været uden for kommunal inddeling, i 2002 blev lagt ind under Sisimiut Kommune vækkedes imidlertid ønsket om en vej mellem de to byer. Kommunen arbejder på nuværende tidspunkt (primo 2003) på at finde midler til finansiering at projektet. 4

5 Formål Ved brug af vejdesignprogrammet NovaPoint projekteres en lille strækning af den vej som planlægges anlagt mellem Sisimiut og Kangerlussuaq. Hovedformålet med opgaven er at arbejde med NovaPoint og derved få kendskab til programmet og dets muligheder, og samtidig behandle nogen af de tekniske forhold der gør sig gældende ved vejbygning i arktiske områder. 5

6 Vejprojektet Vejen mellem kystbyen Sisimiut og lufthavnen i Kangerlussuaq har udgangspunkt ved vandværket i den østlige ende af Sisimiut. På den første strækning, frem til pumpehuset ved vandsøen, er der etableret en etsporet grusvej. Herfra snor vejen sig over en 155 km lang strækning over fjelde, elve og dale for til sidst at slutte sig til den eksisterende vej sydvest for havnen i Kangerlussuaq. Linieføring er nærmere beskrevet og behandlet i (2). Klassificering Som led i planlægning og som forudsætning for projekteringen foretages en klassificering af vejnettet. Først gennemføres en funktionel klassificering og derefter en hastighedsklassificering. Udgangspunktet for klassificeringen hentes i Grønlands Tekniske Organisations anvisninger. Bygge- og anlægsvirksomhed blev i Grønland i perioden fra 1950 til 1986 ledet af Grønlands Tekniske Organisation (GTO). GTO forestod den tekniske virksomhed, herunder anlæg af veje, som finansieredes af offentlige midler. Organisationen opnåede derved over 30 års erfaring indenfor det tekniske område i Grønland. GTO udgav i 1987 en anvisning i projektering og udførelse af veje i grønlandske byer (4). Da vejene i Grønland kun betjener lokaltrafik i byerne opdeltes vejene i fire klasser: Bydelsveje, kvarterveje, lokalveje og boligveje. Denne klassificering kan ikke umiddelbart overføres på den aktuelle vej idet denne forbinder to byer. Den vejklasse der ligner den aktuelle vej mest mht. trafikintensivitet (som forventes at blive lav til moderat) er lokalvejen. Med lokalvej forstås en vej, der forbinder de enkelte boliggrupper indenfor et kvarter. Vejen er præget af moderat trafik. Veje anlægges sædvanligvis med vejbredder på 4,0 til 5,0 meter, incl. evt. rabatter i bredde fra 0,5 til 0,75 meter. (4). Hastighedsklassificering Den højest tilladelige hastighed i Grønland er 40 km/timen, bortset fra vejstrækninger uden for byområder, hvor man må køre 60 km/timen. Grundlaget for GTO s vejledning for dimensionering af en lokalvej er en hastighedsfaktor på 30 km/timen. Der er imidlertid flere faktorer som gør det sikkerhedsmæssigt forsvarligt at sætte den dimensionsgivende hastighed højere end 30 km/timen: Den aktuelle vej ligger uden for byområde (ingen legende børn mm.) Der er ingen/begrænset facadeadgang Størstedelen af trafikken forventes at blive fjerntrafik. Ovennævnte gør det ønskeligt at hæve hastigheden til f.eks. 60 km/t. Med større hastighed stiger kravene til vejens udformning imidlertid mht. bredde, radius i kurver og afstand til faste genstande. Dette betyder at anlægsudgifterne alt andet lige bliver større. Ønsket om en høj fremkommelighed kan således ikke indfries uden en forøgelse af anlægsudgifterne. Fordyringen bliver endnu større fordi vejen ligger i et område hvor typografien begrænser mulighederne for at tilpasse tracéet uden at flytte store mængder materiale. Af (2) fremgår det, at vejen på nogle steder løber over store flade strækninger, som i dalen ved Maligiaq-bugten og ved Tasersuaqs vestlige ende, mens andre strækninger er kuperede som opkørslen ved vandsøen i Sisimiut. Landskabets uensartedhed og ønsket om en høj 6

7 fremkommelighed inden for en stram økonomisk ramme gør det nødvendigt, at opdele vejstrækningen i forskellige zoner. I zoner med kuperet terræn vil det økonomisk set være mest hensigtsmæssigt at dimensionere vejen for en lav hastighed, mens der i flade landskaber kan vælges en højere dimensionsgivende hastighed. Af hensyn til trafiksikkerhed bør der tilstræbes en nogenlunde ensartet ønsket hastighed for længere vejforløb. For vejstrækninger hvor hastigheden sættes til 40 km/t eller derunder kan GTO s anvisning benyttes. På strækninger hvor der ønskes højere hastigheder kan de danske vejregler benyttes. De danske vejregler benytter en overordner opdeling af veje i 2 klasser: Trafikveje og lokalveje, hvor trafikveje skal sikre fremkommeligheden og lokalvejene skal sikre tilgængeligheden. Ved hastighedsklassificering opdeles i områderne: åbent land og byområde. Det er den første kategori, åbent land, som der ikke opereres med i GTO s anvisninger. I de danske vejregler er der udviklet et typekatalog for nye veje i åbent land. For hver type er angivet den ønskede hastighed samt vejledende bredde og minimumbredde for de forskellige tværsnitselementer. Med en ønsket hastighed på km/t er vejtype nr. 14, 2-sporet vej uden midterrabat, et muligt udgangspunkt for den videre dimensionering af den aktuelle vej i zoner med forøget hastighed. En minimum kørebanebredde på 2,5 m og minimum yderrabat på 1,5 m kan benyttes for denne vejtype.(3) 7

8 Beskrivelse af NovaPoint NovaPoint (7) NovaPoint er et værktøj til løsning af opgaver indenfor arealplanlægning, kommunalteknik, terræn og trafikplanlægning. Programmet baserer sig på AutoCAD /AutoCAD MAP. NovaPoint er et grafisk projekteringssystem med komplette moduler for de forskellige planlægningsopgaver. De forskellige moduler indeholder værktøjer til løsning af opgaver indenfor vejprojektering, landskabsarkitektur, arealplanlægning, vand- og afløbsprojektering, geoteknik, trafikstøj, jernbaneprojektering og terrænbearbejdning. NovaPoint er udviklet af ViaNova AS og Statens Vegvesen, og er tilpasset danske forhold af RAMBØLL i samarbejde med danske brugere og ViaNova. NovaPoint Vej Standard Til denne opgave er modulet NovaPoint Vej Standard benyttet. NovaPoint Vej Standard er et CADværktøj til konstruktion og design af veje og gader på planniveau. Vej Standard" indeholder alle nødvendige funktioner til planlægning og projektering af mindre anlæg, dog uden de mere avancerede 3D funktioner, som findes i udgaven "Professionel". "Vej Standard" kan efter behov suppleres med NovaPoint produkterne: Jernbane, Bro og Støjmodulet. Disse benyttes ikke i denne opgave. 8

9 Programstruktur (5) NovaPoint kan indeles i 3 programmoduler: TMOD (TerrænMODel), VIPS (Vejsektorens Interaktive Planlægningssystem) og NovaCad TMOD er et modul, hvor kort- og geodata, som viser eksisterende forhold i projekteringsområdet indlæses. Geodatabaser kan oprettes med data fra tekstfiler i forskellige formater som DSFL og DXF eller data fra totalstation. Det er muligt at benytte flere datatyper samtidigt og tildele dem forskellig prioritet, så systemet altid kan udvælge de data, som har højst kvalitet i det aktuelle område. TMOD opererer med en temakodebank som via en 5-cifret kode kan kende forskel på de forskellige genstande i terrænet (højdekurver, huse, osv.) fra hinanden. I TMOD oprettes ligeledes en kvadratnetsmodel ( kvadratnets-, trekants- eller primærdatamodel vælges, alt efter hvad der passer bedst i den aktuelle situation). Kvadratnetsmodelen danner en geometrisk model af terrænet vha. et net af terrænkoordinater. TMOD er basis for udarbejdelsen af filer for vertikal og horisontal vejplacering. VIPS er et modul som omhandler vejens tværsnit og beregner vejens placering i 3D ind i landskabet. VIPS beregner tværsnittets placering i forhold til den centerlinie som TMOD genererer vha. NovaCad. VIPS benyttes desuden til masseberegninger og perspektivering af vejens forløb. NovaCad er udgangspunktet for brug af programmet. Det er herfra man kalder de andre dele af programmet. NovaCad minder om AutoCad og brugerfladen er næsten den samme. Vejens forløb skitseres i NovaCad. Som database for de tre modulers interne kommunikation benyttes QUADRI. QUADRI er en database udviklet til opbevaring/lagring og af data fra alle modulerne. NovaPoint er ikke specielt brugervenligt og det tager lid tid at vende sig den måde programmet for hver funktion skal have indlæst data. Uden hjælp fra testeksempel og øvelsesvejledning (5) er programmet næsten umuligt at anvende som ny bruger. Programmet genererer en mængde filer undervejs og det er vigtigt at man husker navne og indhold i disse. Hvis man ikke kan huske hvad der ligger til grund for det man sætter programmet til at beregne, eller ønsker at ændre noget i starten, kan det betyde at man må hele processen igennem igen. Skala Det er vigtigt at man ved alle udregninger i programmet benytter samme skala. Her er benyttet 1:1000 i horisontal, 1:100 i vertikal, exaggeration 10 og unit i meter. NovaPoint er baseret på AutoCad og tegningerne genereres i Autocad-format. Tegningerne er detaljerede og gør sig bedst i stort format. Af praktiske årsager er tegninger som benyttes i denne opgave sat ind i rapporten som figurer. Det betyder at figurerne ikke kan læses i detaljer men kun illustrerer grundtræk. De i rapporten indsatte tegninger er vedlagt som dwg-tegninger på vedlagt cdrom. 9

10 Projekteringsgrundlag Data De i denne rapport benyttede kortdata er leveret (datalån mod en kopi af den endelige rapport) af ASIAQ -Grønlands Forundersøgelse. ASIAQ er en nettostyret virksomhed under Grønlands Hjemmestyret. ASIAQ s primære opgave er at servicere Hjemmestyrets centraladministration og kommunerne. Serviceringen er bl.a. med kortlægning af byer og bygder, samt indsamling og publikation af tekniske og videnskabelige data indenfor klima, miljø og geoteknik (8). I dag ajourfører ASIAQ to kortserier. Det fuldt digitale bykort, der udgives i 1:2000 samt den delvist digitale stedplan, der udgives i 1:500. Bykortene er temakode. Den datafil som her benyttes indeholder alene højdekurver. De benyttede højdedata findes på filen højdedata2.dsf på cd-rom. Da ASIAQ foreløbigt kun har udarbejdet digitale kort for byområderne er det ikke muligt at skaffe kortdata for hele vejstrækningen mellem Sisimiut og Kangerlussuaq. De højdekurvedata som ASIAQ har udlånt dækker et ca x 500m stort område i udkanten af Sisimiut. Se figur 1. Selvom datagrundlaget havde været til stede, havde en projektering/optimering af den fulde vejstrækning være for tidskrævende i forbindelse med denne kursusopgave. Fig.1. Højdekurver Model Til dannelsen af den geometrisk model af terrænet er valgt et kvadratnet. Kvadratnetsmodellen kan ikke kombinere linier og punkter, så hvis der havde været benyttet enkeltpunkter (fra f.eks. totalstation) skulle en trekantmodel være brugt. Kvadratnetsmodellen er som regel betydelig mindre end trekantmodellen- her ca punkter mod trekantsmodellens ca punkter. Da området er relativt lille kunne trekantmodellen, som er mere nøjagtig, være brugt, med til brug i denne opgave er kvadratnetsmodellen fuldt tilstrækkelig. 10

11 Linieføring Den del at vejen som projekteres med NovaPoint ligger på den første del af strækningen (i Sisimiut). Her har grusvejen mod vandsøen sit begyndelsespunkt. Den eksisterende veje ligger på fjeld og følger terrænet med et minimum forbrug af vejmaterialer. Ved anlæggelse af vejen er der ikke udført sprængningsarbejde. Fjeldet består hovedsageligt af gnejs som er porøst og flere steder råddent. Dette vanskeliggør evt. sprængning til vejkasse. Fig. 2. Eksisterende grusvej. Som udgangspunkt forsøges linieføringen lagt oven i den eksisterende vejføring. For i grove træk at følge eksisterende vej må horisontalkurverne konstrueres med radius mellem 40 m og 50 m. Fig. 3. Linieføring. 11

12 I GTO anvisninger anbefales følgende minimumsradier for horisontalkurver: Byveje Kvarterveje Lokalveje Boligveje 125 m 50 m 40 m 20 m Vejen ses således at overholder anbefalingerne til minimumsradier for vejklasserne: Lokalveje og boligveje. Det skal ved dimensionering sikres, at der er en sådan oversigt i kurvens inderside, at to køretøjer kan se hinanden i en sådan afstand, at der er mulighed for at se, reagere og standse ved den kørehastighed, som vejen er bygget for. Dette kan opfyldes ved at udvide kørebanen i kurvens inderside. Forudsat en reaktionstid på 1 sek. og en friktionskoefficient på 0.25 vil en hastighedsfaktor på km/t medføre at kurver med radius 40-50m skal udvides med 1,3 m (4). I kurver anlægges kørebanen almindeligvis med overhøjde, således at den får ensidig hældning ind mod kurvens centrum for at modvirke centrifugalkraften på hurtigtkørende biler. Sidehældningens størrelse afhænger af vejens dimenisionsgivende hastighed og kurvens radius. Sidehældningen q beregnes jf. (4) af: q 0,4 127 R Med en dimensionsgivende hastighed på 30 km/t og kurveradius 40 fås en sidehældning på 71. Linjeføringen er konstrueret af rette linjer og cirkelbuer som i overgangen mellem linier og buer er forbundet med såkaldte klytoider. For radius, R, i horisontalkurver under 300 m anbefaler (3) at der benyttes klytoider med klytoideparameter mellem 1/2R og 2/3R. I programmet er indsat klytoideparmetre 21 i kurver med radius 40 m og 26 i kurver med radius 50 m. Til beskrivelse af linieføringen (centerliniens horisontale placering) genererer programmet en titabel. Titabellen benyttes efterfølgende til at generere en længdeprofil af terrænet. Data for titabellen kan ses i bilag 1, VEJ.TIT. 12

13 Længdeprofil Vejens længdeprofil eller vertikalkurve udføres med udgangspunkt i terrænets længdeprofil. Længdeprofilet tilpasses terrænprofilet således, at vejen ikke får for stejle stigninger og små tætliggende knæk i terrænprofilet udjævnes med større spredtliggende knæk i vejens længdeprofil. Ofte tilstræbes et længdeprofil som giver jordbalance, dvs. et længdeprofil hvor afgravningsmasserne svarer til påfyldningsmasserne. I tilfælde hvor vejen ligger på fjeld vil det være mest økonomisk at lægge længdeprofilet således at man så vidt muligt undgår sprængningsarbejde. Sprængningsarbejde er betydeligt dyrere end afgravning af jord. Ved mængdeballancen skal der desuden tages i beregning at man opnår ca. 1,25 m 3 sprængstensfyld ved sprængning af 1 m 3 fjeld (afhængig af sprængnings- og komprimeringsmetode). Når fjeldet som her er porøst er det sandsynligvis uegnet som vejmateriale. I det tilfælde er det prisen på tilført fyld der afgør hvor og hvor meget det kan betale sig til at sprænge bort. Længdeprofilet konstrueres af rette linier og knæk som afrundes med cirkelbuer (vertikalkurver). Størrelsen af radier og vejens stigning er afgørende for vejens karakter og sikkerhed. GTO s anvisninger anbefaler følgende grænser for max stigning og min radier: Stigning Minimum R Bydelsveje m 240 m Kvarterveje m 240 m Lokalveje m 95 m Boligveje m 17 m Fig. 4. Grænser for stigning og vertikalradier, GTO. De anførte minimumradier opfylder kravet om, at mødende køretøjer kan nå at se, reagere og standse inden de mødes. Det pågældende længdeprofil konstrueres med vertikalradier på 190 og 95 m for hhv. konvekse og konkave vertikalkurver, passende for lokalveje. Længdeprofilet er lagt så tæt på tværprofilet som muligt. 13

14 Fig. 5. Længdeprofil. Det ses, at den sidste vertikalkurve ikke følger terrænet men skærer gennem den sidste kurve på tærrænlængdeprofilen. Det er ikke muligt, at konstruere en linieføring med radier på 190 m eller derunder uden at det medfører afgravning eller meget store mængder påfyldning. Den eksisterende vej følger terrænet og overholder således ikke kravene til vejklasse bydelsveje, kvarterveje og lokalveje mht. minimum radier i vertikalkurver. Den største stigning på vejprofilet er på 104,75, hvilket er indenfor det interval som anbefales for vejklasse lokalvej. Der gives i (3) følgende formel til bestemmelse af minimum vertikalkurver ud fra ønsket om komfort: 2 R 0,5, hvor v er hastighed i m/s og R radius i m. Minimumradier for vertikalkurver fastsat ud fra hensyn til kørselsdynamiske forhold, bliver for en hastighed på 30 km/t: 2 R min 2 = m s = 139 m Udtrykket gælder for både konvekse og konkave buer. Det konstruerede længdeprofil overholder ikke kravene til komfort ved en hastighed på 30 km/t, idet flere af de konvekse kurver har radius 95 m. 14

15 Alternativt længdeprofil Alternativt konstrueres længdeprofilet i overenstemmelse med GTO s anvisning til at opfylde betingelserne for vejklasse; kvartersveje ved at benytte radius 240 m i konkave kurver og radius 480 m i konvekse kurver. Fig. 6. Alternativt længdeprofil. Den største stigning på vejprofilet er på 103,75, hvilket lige i overkanten af hvad der anbefales for vejklasse kvartervej (100 ). Minimumradier for vertikalkurver fastsat ud fra hensyn til kørselsdynamiske forhold bliver for en hastighed på 40 km/t: 2 R min 2 = m s = 147 m Det konstruerede længdeprofil overholder kravene til komfort ved en hastighed på 40 km/t, idet der ikke forekommer kurver med radius mindre end 240 m. Det alternative længdeprofil opfylder således kravene til vejklasse kvartervej, hvor hastighedsfaktoren er 40 km/t, både mht. komfort og oversigt. 15

16 Vejmodellering Vejens vertikale geometri udformes ved at angive vejens bredde og sidehældning. Her er valgt en vejbredde på 4 m og 0,5 m yderrabat som passer på vejklassen lokalvej. Sidehældningen er sat til 40 idet der i (4) angives en sidehældning på på retlinede strækninger med grusbelægninger. Sidehældningen skal sikre at vand på kørebanen ledes bort. I NovaPoint kan overbygningen opbygges af maksimalt fem lag med valgfri tykkelser i de forskellige lag. Da vejen her ligger på fjeld fungerer fjeldet som bærelag. Overbygningen skal således kun fungere som afretningslag. Der er valgt en samlet overbygningstykkelse på 20 cm idet der i programmet er indsat 0,05 m slidlag (f.eks. stabilgrus) og 0,15 m bærelag 1 (f.eks. skærver). Hældning på skrænter er sat til 0.5 m/m. Med de indsatte parametre udfører programmet en tværsnitsberegning. Programmet kan vise og udtegne tværprofiler i samtlige beregnede stationer samt i en række relevante punkter som f.eks. i vertikalkurvetoppunkter. Nedenfor er vist et tværsnit af vejprofilet i st. 20. Fig. 7. Tværprofil. For at forenkle opgaven er tværsnitsprofilet ikke tilrettet mht. udvidelse af kørebanen i kurver og sidehældning i kurver. I det vejen anlægges på fjeld tages der ikke forholdsregler for evt. permafrost. Permafrost kan skabe problemer hvis vejen anlægges på opfrysningsfarligt materiale som f.eks. siltholdige sedimenter. Det skal her sikres, at der i vejens overbygning benyttes ikke opfrysningsfarlige materialer til frostfri dybde. 16

17 Grøfter I det foregående er vejprofilen gennemgået indenfor kronekanten og der mangler at blive redegjort for grøfter og evt. trug. Klimaet i Grønland skaber ofte problemer med afvandingen af veje særligt i overgangsperioderne; efterår med begyndende frost, og forår med tøbrud. Snerydning af veje og fjernelse af is er en del af afvandingen bl.a. fordi snevolde kan spærre afvandingssystemet når der er mest brug for det. Under projekteringen bør man gennemgå strækningen og vurdere om der er rimeligt plads til sneen. Det kan være nødvendigt, på nogle strækninger at indføre et snevoldsareal som en del af trærprofilet. Snevoldsarealet bør lægges mellem vej og eventuel grøft med et fald på ca. 30 til grøften. Da arealet skal modtage sne fra færdselsarealet er vejbredden bestemmende for bredden af snevoldsarealet. Det er ikke muligt at konstruere afvandingsanlæg med NovaPoint Vej Standart. En grøfteberegning vil kunne gennemføres med f.eks. Novapoit Vej Professionel. I den efterfølgende mængdeberegning er der ikke medtaget oplysninger om grøfteanlæg, så beregningerne indeholder kun mængder indenfor kronekanten. 17

18 Mængdeberegning Resultatet af mængdeberegningen kan ses i udskriften VEJ1_c2.txt i bilag 3. Udskriften oplyser areal og mængde af afgravning og opfyldning for hver station ( pr. 20 m). Den samlede mængde afgravning og opfyldning er beregnet til hhv. 1349,37 m3 og 584,29 m3. Der ses således ikke at være balance mellem afgravning og opfyldning. Af masseprofilet (fig. 8) fremgår det, at der er massebalance ved station 500 og at overskuddet af afgravningsmængder opstår efter st Overskuddet skyldes således udjævningen af stigningen i terrænet på de sidste ca. 100 m. Fig. 8. Masseprofil og diagram. Man kan herefter vælge at ændre længdeprofilet så der opnås en bedre massebalance. I dette tilfælde vil det være fordelagtigt generelt at hæve længdeprofilet. Nå der som her er tale om udsnit af en længere vejstrækning ville det være hensigtsmæssigt at se på strækningen efter station 600 og vurdere om der evt. er underskud af materialer på denne vejstrækning. I en optimering af længdeprofilet med henblik på massebalance skal man, når der er tale om sprængningsarbejde, tage arealet hvorfra der flyttes materiale i betragtning. Generelt kan man sige, at jo dybere udsprængningerne er jo laver er prisen pr. m 3 udsprængning. Jo større areal der skal sprænges over jo højere bliver pris pr.m 3 udsprængning. Mængdeberegningen er ikke helt nøjagtig idet der bygges på fjeld. På skråninger må der beregnes afsprængning under hele tværsnittet, idet der ikke kan oplægges fyld på skrånende underlag. Til sammenligning er der udført en mængdeberegning på det alternative længdeprofil (fig. 6) med samme vejbredde og opbygning. Resultatet af denne ses i bilag 4. Afgravningsmængden bliver her 1714,83 m 3 og tilfyldningsmængen m 3 hvilket er henholdsvis 365 m 3 og 192 m 3 eller 27 % og 33 % mere end ved det første længdeprofil. 18

19 Fig. 9. Masseprofil og diagram, alternativt længdeprofil. Der er masseballance ved st Igen ses udjævningen af terrænet på den sidste vejstrækning at forårsage den største ubalance. Den færdselsmæssige forbedring af længdeprofilet medfører en samlet forøgelse af afgravning og tilfyldning på 29 %. 19

20 Alternativ Vej I stedet for at føre vejen i samme line som den eksisterende grusvej kan den anlægges som en forgrening af den vej som passerer nord om vandsøen. På den måde føres trafikken forbi vandværket i stedet for over vandværkets gårdsplads. Vejen har omtrent samme slutpunkt som den første vej. Linieføringen er konstrueret med 2 rette linier og en cirkelbue med radius 300 m. I længdeprofilet er indsat vertikalkurver med radius hhv og 500m. TIT-fil for linieføring findes i bilag 2. Den største hældning på vejen er på 96,32. Tværprofilet er det samme som for den tidligere beskrevede med kørebanebreden 4 m. Hermed er der projekteret en vej, som opfylder GTO anvisninger for vejklasse: kvarterveje, både mht. horisontalradier, vertikalradier og vejbredde. Hastighedsfaktoren for kvarterveje er 40 km/t. Den alternative linieføring betyder, at længden af vejen reduceres med knap 50 meter, fra 729 m til 680 m. Fig. 10. Alternativ vej, linieføring. Resultatet af mængdeberegningen findes i bilag 5. Afgravningsmængden er beregnet til m3 og tilfyldningsmængen m3, hvilket er ca. 2,5 gange mere end ved den foregående beregning. Der er ikke opnået massebalance og afgravningsmængden overstiger tilfyldningsæmngden med 2011 m3 hvilket isoleret set må siges at være uacceptabelt. Umiddelbar viser beregningen, at prisen for en bydelsvej frem for en lokalvej bliver 2.5 gange mere afgravning og tilfyldning. Den fordel som de forbedrede vejforhold giver skal kunne opveje denne merpris. 20

21 Fig. 11. Alternativ vej, længdeprofil. Fig. 12. Alternativ vej, masseprofil og diagram. 21

22 Vejens omgivelser Den vejstrækning som er behandlet med NovaPoint ligger på fjeld. På den samlede vejstrækning mellem Sisimiut og Kangerlussuaq består bunden hovedsageligt at aflejrede sedimenter dækket af et lag tørv/ lav vegetation. Jordforholdene er nærmere beskrevet i (2). I rapporten udarbejdet af Sisimiut Kommune (1) er det forudset; at større overskudsmængder i store træk udjævnes med bulldozer, således at vejen ikke får karakter af en ufærdig arbejdsplads. Dette må siges at være ringe hensyn når man tager følsomheden af plantevæksten i den arktiske natur i betragtning. I arktiske områder tager det flere årtier for vegetationen at reetableres. Ved nyanlæg i naturen bør arealet hvorpå der køres med tunge køretøjer så vidt muligt begrænses. Mht. til æstetik bør det i planlægningsfasen ikke kun tages hensyn til selve vejen, men også den omliggende natur. Jordprøver taget på strækningen viser, jf. (2), at kun nogle sedimenterne i området omkring Sisimiut uden videre kan anvendes som bundssikringslag. De resterende sedimenter skønnes at kunne bruges efter sigtning i risteanlæg. Det samme gør sig gældende i området fra 1. fjorden til Utoqqaat-bugten og fra Tasersuaqs vestlige ende til Kangerlussuaq. Det betyder, at der på praktisk taget hele vejstrækningen skal tilføjes forarbejdet materialer. Anlæggelsen af en række sigteanlæg med dermed hørende tilgangveje bliver dermed nødvendig og det vil med stor sandsynlighed sætte sine spor i naturen. I området mellem Maligiaq-bugten og Tasersuaq viser jordprøver at jordbundsforholdene i deltaet ikke er velegnede til vejbygning og at det vil være nødvendigt, at transportere store mængder grovkornet materiale til området. Den mest økonomiske måde at transportere materialerne vil være at sejle dem ind gennem Maligiaq-bugten. Denne løsning kræver imidlertid anlæggelse af en midlertidig havn og en arbejdsvej fra havnen. Alternativt kan der anlægges stenbrud, men under alle omstændigheder vil disse bianlæg efterlade spor i naturen. Der ligger derfor en stor opgave i at planlægge anlægsfasen på en sådan måde at det får færrest negative konsekvenser for den omkringliggende natur. 22

23 Diskussion Den ovenstående projektering er forestået på grundlag af GTO s anvisninger som kan benyttes på grønlandske veje med max hastighed 40 km/t. Den lave dimensioneringshastighed betyder, at anvisningen er forenklet på en række områder i forhold til de danske vejregler. Ved højere hastigheder er det derfor nødvendigt at benytte mere detaljerede regnemetoder til fastlæggelse af f.eks. horisontalkurver, vertikalkurver og sidehældning. Projekteringen indeholder ikke en dimensionering af afvandingsanlæg og vejudstyr som er en vigtig del af byggeriet. Beregningen af grøfter og udstyr har imidlertid ikke nogen nævneværdig indflydelse for massebalancen, og har således ingen betydning for fastlæggelsen af tracéet med henblik på masseoptimering. I de udførte mængdeberegninger er der ikke foretaget en egentlig optimering. Resultatet af beregningerne på de 3 længdeprofiler kan således ikke sammenlignes direkte, men giver et skøn over de mermængder et forbedret længdeprofil vil medføre. 23

24 Konklusion Der er med vejprogrammet NovaPoint lykkedes at designe et lineforløb, en længdeprofil og et tværprofil for et stykke af den vej som planlægges anlagt mellem Sisimiut og Kangerlussuaq. Det er ved konstruering af linieføring og tværprofil vist at den eksisterende grusvej kun overholder GTO s krav til vejklassen boligvej med dertil hørende hastighedsbegrænsning på 15 km/t. Med NovaPoint er der endvidere designet to veje med forskellig linjeføring. Vejene overholder kravene til hhv. lokalveje og kvarterveje, med hastighedsbegrænsning hhv. 30 og 40 km/t. En mængdeberegning på de to veje viser, at afgravningsmængder og tilfyldningsmængder for bydelsvejen er ca. 2.5 gange større end for lokalvejen. Masseberegningerne kan være til stor nytte i vejprojektet Sisimiut-Kangerlussuaq hvor ønsket om stor fremkommelighed ikke harmonerer med den lave trafikintensitet og begrænsede midler. Med mængdeberegninger kan man sammenligene mængden af den jord der skal flyttes ved forskellige tracé, og på den måde vurdere hvilket tracé der er det mest hensigtsmæssige når økonomi og komfort skal balancere. I en planlægningsfase kan masseberegninger på den måde bruges til at fastsætte vejklasse og hastighedskoefficient. Vejdesignerprogrammer som NovaPoint er i den forbindelse et uundværligt værktøj idet man på kort tid lader computeren udføre de tunge masseberegninger. Litteratur 1. Vejanlæg Holsteinsborg Søndre Strømfjord, udarbejdet for Sisimiut kommune af Danish Arctic Contractors og GeoPlan Vej mellem Sisimiut og Kangerlussuaq. 2. december 2002, DTU. 3. Veje og Stier. Redigeret af Bent Thagesen. 1998, polyteknisk forlag. 4. Veje i Grønlandske byer, Anvisning i projektering og udførelse, oktober Grønlands Tekniske Organisation. 5. Udarbejdelse af bruger og øvelsesvjledning til vejdesignprogrammet NovaPoint version 15/Autocad 2000, juni Udarbejdet ved Danmarks Tekniske Universitet, Institut for planlægning arkiv nr