Optimalizace souvrství pro zelené parkoviště při použití roštů

1. Úvod

Srážková voda se dnes z většiny zastavěných nebo jinak povrchově uzavřených oblastí nedostane přirozenou cestou zpět do přírodního koloběhu vody. To může zapříčinit pozvolné, dlouhodobé změny půdní struktury a vodních režimů, které vedou k zmenšení přirozené místní obnovy spodních vod a mají dopad na chemické a biologické poměry nad terénem i pod ním. Navíc neškodné odvedení povrchových odtoků, zejména těch extrémních za silných srážkových událostí, si vyžaduje značné technické a finanční výdaje při projektování, výstavbě a provozu stokových sítí a čistíren odpadních vod. Přes veškerá technická opatření se však některé extrémní odtoky dostávají do povrchových vod. To může vést k povodňovým stavům, či nárůstu znečištění v malých tocích na povodích s výrazným podílem ploch sídel. Přihlédneme-li k možnému znečištění, které odvodňované plochy mohou uvolnit, je pak včlenění srážkových vod zpět do přirozeného koloběhu vody co nejblíže místu jejich dopadu cílem ekologicky, vodohospodářsky a technicky smysluplným, a může být výhodné i z hlediska národohospodářského. Proto je třeba, při zohlednění místních podmínek, sledovat v první řadě redukci povrchového odtoku a jeho lokální vsakování, a teprve v druhé řadě se uchýlit k zavedení vod do stokové sítě [1].

Půda zajišťuje mnoho základních ekologických funkcí, především sehrává klíčovou roli v produkci potravin a produkci biologických obnovitelných zdrojů (dřevo), poskytuje místo pro biologickou rozmanitost v půdě i na jejím povrchu, filtruje a zpomaluje proud vody a zároveň z ní odstraňuje znečišťující látky, pomáhá snižovat četnost a riziko záplav a sucha, pomáhá regulovat mikroklima zejména v městském prostředí [2]. Zakrývání půdy (soil sealing) je definováno jako zakrytí půdy nepropustnými materiály (beton, asfalt), čímž půda ztrácí své přirozené vlastnosti a není nadále schopna plnit své přírodní funkce. Zakrývání půdy je negativní proces při přirozené urbanizaci a rozšiřování měst. Ignorování tohoto problému však může vést k výrazným ztrátám kvalitní zemědělské půdy, k urychlení klimatických změn, ke snížení biodiverzity v daném území [3], [4].

2. Popis současného stavu

Jeden z významných prvků hospodaření s dešťovou vodou jsou i zelené propustné povrchy. Jejich realizace však nebyla po praktické stránce obvykle dobře zvládnuta – betonové prvky nadměrně zahřívají a vysušují povrch a potřebné podkladní vrstvy neumožňovaly dobrou komunikaci vody, a tedy zásobování zeleně. Zpevněné propustné povrchy s AS-TTE rošty se snaží pojmout řešení komplexně a tyto nedostatky odstranit [5]. Předmětem výzkumu je vyvinout optimální souvrství pro zelené parkoviště v kombinaci se zasakovacími rošty AS-TTE.

Během návrhu konstrukčních vrstev budou jednotlivé nové typy materiálů včetně podkladních vrstev optimalizovány tak, aby umožnily maximální vsakování vody do podloží a zároveň byly dodrženy požadavky na únosnost konstrukčních vrstev dle ČSN 72 1006. Budou provedeny laboratorní zkoušky zaměřené na základní fyzikálně-mechanické vlastnosti, propustnost vody a adsorpci ropných látek. Zvýšení efektivity představuje optimální propojení funkčních podmínek dopravní infrastruktury (zejména únosnosti a trvanlivosti) s potřebami tzv. modrozelené infrastruktury urbanizovaného území (budování zelených ploch pro zlepšení mikroklimatických podmínek a saturace srážkových vod do podzemí).

Jeden z inovativních prvků při budování experimentálního polygonu je využití tzv. biouhlu/biocharu do konstrukční vrstvy parkovacích stání. Vychází to z aktuálního trendu inovativních řešení v rámci modrozelené infrastruktury urbanizovaného území [6]. Inovované konstrukční podkladní vrstvy s obsahem biocharu umožní odvodnění navrženého parkoviště v kombinaci s nosnými rošty z recyklovaných materiálů, které zajistí dostatečnou únosnost a mezerami zajišťující dobré vsakování do podloží.

Na základě výzkumu byl do určité míry prokázán pozitivní vliv biocharu při využívání k čištění dešťových vod. Provedené studie ukazují, že biochar je účinný při čištění srážkových vod z přívalových dešťů [7]. Biochar je schopný odstraňovat různé znečišťující látky, jako např. těžké kovy, polokovy, pesticidy a další. Odstraňování znečišťujících látek je závislé na vlastnostech znečišťující látky, vlastnostech biocharu a podmínkách čištění [8].

Další inspiraci lze nalézt u řady praktických aplikací, které se v rámci Smart City iniciativ apod. realizují v řadě evropských i mimoevropských měst. Například Stockholm Biochar Project [9], kdy zde od roku 2017 běží průmyslová linka na výrobu biocharu z městského organického odpadu se základním cílem sekvestrace uhlíku do půdy a řady místních projektů regenerace zelených ploch, výsadbě stromů, zelených parkovišť apod.

Zkušební zelené parkoviště

Ve výzkumném centru AdMaS byly vybudovány celkem tři testovací parkovací plochy pro provedení zkoušek únosnosti konstrukčních vrstev a provedení simulace s vyhodnocením znečištění zeleného parkoviště úkapy ropných produktů.

Parkoviště navazuje na stávající asfaltovou příjezdovou komunikaci, a kromě testovacích parkovacích ploch ji tvoří „referenční“ vydlážděný chodník (standardně vybudovaný ze zámkové dlažby) a upravená štěrková plocha. Samotné experimentální parkoviště je sestaveno ze tří parkovacích stání. Parkovací stání A je celé vyplněno dlažebními kostkami, tedy jakoby konvenčním způsobem ovšem stále se jedná o propustný povrch bez sorpčních podkladních vrstev. Parkovací stání B a C jsou z poloviny vyplněna dlažebními kostkami a z poloviny oseté trávou = zelené parkovací stání. Parkovací stání a pojížděné zpevněné plochy jsou lemovány betonovým chodníkovým obrubníkem do betonového lože s boční betonovou opěrou. Šířka parkovacího stání je 2,5 m a délka je 5,3 m. Podélný sklon parkovacích stání je 2,5 %. Níže v textu jsou charakterizovány konstrukční vrstvy jednotlivých parkovacích stání. Dokončené parkoviště s označením jednotlivých parkovacích stání je zobrazeno na Obr. 1 [6].

Základové podloží parkoviště je zhutněná zemní pláň skládající se především ze zeminy CL-ML (nízko plastické jíly až hlíny). Tato zhutněná zemní pláň byla dorovnána vrstvou štěrkodrtě, frakce 0–32 mm, tloušťky 50 mm. Svrchní vrstva všech parkovacích polí je složená ze zasakovacích roštů AS-TTE, která je v případě parkovací plochy A a B podsypána substrátem Soil-P vrstvy 50 mm. Rošty parkovacího pole C jsou uloženy přímo na hlavní konstrukční vrstvě z drceného kameniva frakce 0–32 mm a tloušťky vrstvy 200 mm. Hlavní konstrukční vrstvu, tloušťky 200 mm, parkovacího pole B tvoří směs ornice, biouhlu a štěrku frakce 0–32 mm. Konstrukční vrstva parkovacího stání A o mocnosti 200 mm je ze směsi ornice a štěrku frakce 0–32 mm.

Obr. 1 Zkušební zelené parkoviště v centru AdMaS

Zasakovací rošty AS-TTE

Zasakovací rošty jsou tvořeny nosnou částí (roštem), která zajišťuje dostatečnou únosnost, a mezerami zajišťujícími dobré vsakování do podloží. Jedná se o stavebnicové systémy vyráběné ze 100% recyklovaného plastu. Mezery jsou vyplněny dobře propustným materiálem, jako je štěrk, dlažební kostka nebo propustnou zeminou se zatravněním. Výhodou je jednoduchost, nízké pořizovací náklady při zajištění dostatečné únosnosti a stálosti povrchu, nenáročná údržba.

Rošty jsou spojované pomocí zámkového systému, a to zaručuje optimální rozložení tlaku. Ve srovnání s obvyklou skladbou vrstev dojde k většímu rozložení zatížení na plochu, což umožní uspořit 50–100 % nákladů na podkladní vrstvy. Ve vertikální ose polohovou stálost zajišťuje především správně zvolená skladba. U systémového řešení AS-TTE line, vypomáhají roznášení zátěžové síly do plochy zámky na každém roštu. Díky tomu je požadována, někdy i méně než poloviční, podkladní vrstva což zaručuje značnou úsporu investic na čase a materiálu. A to nejen na materiálu podkladním, ale také na materiálu (zeminy), která se musí ze stavby odvést [5].

Ing. Michal Novotný, VUT Brno, Fakulta stavební, Ústav vodního hospodářství obcí, Ing. Tomáš Chorazy, Ph.D., VUT Brno, Fakulta stavební, Centrum AdMaS

... celý článek https://stavba.tzb-info.cz/terasy-a-zpevnene-plochy/23719-optimalizace-souvrstvi-pro-zelene-parkoviste-pri-pouziti-rostu