Aanleg eerste waterbalansweg in stad Damme
Om de bevoorradingszekerheid inzake elektriciteit van de regio Brugge in de toekomst te blijven garanderen, moeten de bestaande ondergrondse elektriciteitskabels in stad Damme door Elia worden vernieuwd. Tegelijkertijd werd door Farys een gescheiden riolering geplaatst. Dit maakte dat de weg volledig moest worden heringericht van fundering tot wegdek. Stad Damme wou van de gelegenheid gebruik maken om – in lijn met haar principes van duurzame en klimaatresistente inrichting van het openbaar domein – samen met Elia in te zetten op een uniek duurzaam synergieproject tussen beide initiatiefnemers en voor het eerst in Vlaanderen een waterbalansweg in te richten. Avalon Landscape + Engineering is in het kader van de opdracht als ontwerper voor deze realisatie aangesteld en zocht samen met stad Damme, Elia, Farys en APK Group naar een optimale herstelwijze van de infrastructuur. Het is een uniek project in Vlaanderen geworden.
Deze kabelwerken passen binnen het project Brugge Sijsele van Elia. De aanleg voorziet nieuwe ondergrondse elektriciteitskabels (36kV) tussen Brugge en Sijsele. Dit ter vervanging van de bestaande elektriciteitskabels die dateren van 1937en het einde van hun levensduur bereiken. Na de werken wordt de huidige, verouderde verbinding uit dienst genomen.
Vanuit de duurzaamheidsprincipes die beide initiatiefnemers nauw aan het hart liggen werd resoluut gekozen voor een doorgedreven ontharding van de weg. Hierbij werden de oorspronkelijke wegen in KWS (Rijckeveldestraat) en platenbeton (Vossenberg) volledig opgebroken en vervangen door een waterdoorlatende verharding.
Tevens was het, door de nabijheid van het natuurgebied en de aanwezige statige oude beuken, niet opportuun om een grondwaterstandverlaging toe te passen. Ook hier kozen alle actoren voor een aangepaste werkwijze (en timing) om de impact van de werken op de omgeving tot een minimum te beperken.
Tevens werd dit project gekoppeld aan een synergiewerk samen met Farys voor het plaatsen van een gescheiden riolering. Dit in aanvulling op de waterdoorlaatbare wegopbouw, waarbij hemelwater doorheen de verharding gaat en direct infiltreert in de ondergrond. Om zo tot een eerste waterbalansweg te komen waarbij alle aspecten van klimaat resistent infrastructuurontwerp worden toegepast.
Ontwerpkader
In kader van hun opdracht werd Avalon Landscape + Engineering aangesteld door Elia als ontwerper voor deze realisatie. Dit in aanvulling van hun opdracht voor het begeleiden van het landschappelijk herstel boven de kabelwerken. Dit houdt in dat samen met de bouwheer en in dialoog met alle actoren onderzocht wordt naar een optimale herstelwijze van infrastructuur en omgeving na de kabelwerken. Bij de uitvoering van deze opdracht voor Elia staan een open dialoog met de wegbeheerder (in dit geval stad Damme), duurzaamheidsprincipes, veiligheid van omgeving, gebruikers en bewoners en toekomstgerichte ontwerp principes centraal.
De Vossenberg en Rijckeveldestraat zijn in Sijsele de toegangspoort het natuur domein Rijckevelde. Tot dit 180 ha grote domein, gelegen op de grens tussen Damme, Brugge en Beernem, behoren naast het bos en het natuurdomein Schobbenjak ook het voormalige militair domein en het kasteel Rijckevelde. Gekenmerkt door de grote statige beuken vormt de Vossenberg de verbinding voor fietsers, verkeer en bewoners tussen de Maalse steenweg en het kruispunt met de Rijckeveldestraat.
In het kader van uitgangspunten besliste de stad Damme daarom, in samenspraak met Elia, om de lokale wegen Rijckeveldestraat en Vossenberg ingrijpend te wijzigen. Beide straten waren voor de aanvang van de werken uitgevoerd in een water ondoordringbare verharding en ook was er deels nog steeds een gemengd rioleringssysteem, zelfs hier en daar een directe lozing van grijs water in de omgeving.
Waar normaal het uitgangspunt is om de weginfrastructuur te herstellen in originele staat, werd nu gekozen om deze investering te gebruiken voor de realisatie van een lokale waterbalansweg. Waarbij in synergie tussen Elia, Farys en stad Damme alle facetten in één beweging werden geoptimaliseerd.
Voor het ondergrondse deel werden tijdens de kabelwerkzaamheden van Elia een ontkoppeling gerealiseerd van de woningen door Farys langsheen de Rijckeveldestraat. Hierbij werden deze woningen aangesloten op het openbare rioleringsnetwerk. Tegelijkertijd en aansluitend op de werkzaamheden uitgevoerd door Elia, werd een gescheiden afvoer voorzien voor het rwa-effluent naar het nabijgelegen grachtensysteem. Hierbij kan het hemelwater nu daar infiltreren in de ondergrond zonder de dwa-effluent te verdunnen. Deze laatste wordt door het openbare gescheiden rioleringssysteem afgevoerd naar de waterzuiveringsinstallatie voor behandeling zodat het zuiver in de omgeving belandt.
Deze eerste inrichting is in lijn met de principes van duurzame en klimaatresistente inrichting van het openbaar domein van het college van de stad Damme.
Synergie
Om de impact van deze werken voor bewoners en omgeving tot een minimum te beperken, maar ook om de financiële middelen die door betrokken partijen ter beschikking gesteld werden voor de realisatie optimaal in te zetten, werden deze werken samen met alle betrokken actoren gecoördineerd. Hiervoor werd een overlegplatform opgericht die alle betrokken actoren binnen het uitvoeringstraject verenigen.
Niet enkel de uitvoeringswerken, maar ook de noodzakelijke voorafgaande studies, zoals de onderzoeken in kader van het technische verslag grondverzet, archeologie, topografie, geologie en bemaling, werden in synergie uitgevoerd en gedeeld met elkaar. Een van de gezamenlijke conclusies die hier naar voor kwam, was dat een verlaging van de grondwaterstand niet wenselijk was.
Door de timing van de werken in het voorjaar zou de negatieve impact op de volwassen bomen en het nabijgelegen bos- en natuurgebied aanzienlijk zijn. Tevens was er een groot vermoeden dat op de gewenste diepte voor de realisatie van een gravitatie afwatering veen aanwezig was dat door de blootstelling aan de verlaagde grondwaterstand zou kunnen mineraliseren. Tevens was er door een historische vervuiling een belangrijk risico dat het water van de bemaling vervuild zou zijn. In dat geval wordt ook een zuivering van het opgepompte water voorzien voorafgaand de lozing hiervan. Dit alles zouden de kosten zo doen oplopen dat dit onevenredig is met het maatschappelijke draagveld.
Daarom werd gekozen om het dwa-afvoersysteem uit te voeren in een persleiding in parallel met de kabelsleuf gerealiseerd voor de kabelwerken van Elia. Zo kon de uitvoering beduidend boven de bestaande grondwaterspiegel van 1,50 m onder maaiveld worden gerealiseerd en werden alle werken uitgevoerd zonder grondwaterstandverlaging.
Hierbij werd ineens ook schade aan de wortels van de volwassen bomen langs beide straten vermeden. In ditzelfde kader werden beide sleufrealisaties uitgevoerd in parallel met elkaar om zo de impact tot een minimum te beperken.
Om realisatie van de werken optimaal te stroomlijnen beslisten Elia en Farys deze aan te besteden aan een en dezelfde aannemer: APK. De keuze om samen te werken met APK, na aanbesteding van de werken, werd genomen vanuit een kwaliteitskader in aanvulling van het financieel technische kader. APK toonde duidelijk aan dat deze beschikt over zowel de expertise voor de realisatie van de technische uitvoering in het plaatsen van de ondergrondse transmissie ALU kabels met een sectie van 2.000 mm², als, in uitbreiding van hun opdracht het realiseren van de waterbalans infrastructuur zoals voorzien in het ontwerp.
Waterdoorlaatbare weg
Bij de realisatie van de nieuwe wegen wordt, binnen de opdrachtvorming van Elia, steeds uitgegaan van het herstel van de weg in oorspronkelijke staat. In dit geval zou dit betekenen dat de wegen terug in een doorlaatbare verharding zouden worden uitgevoerd. Voor de Vossenberg zou dit dan een uitvoering zijn in platenbeton. In de Rijckeveldestraat zou dit een tweelaags KWS-verharding worden. Beide met een gepaste fundering. Bij vergelijking van de kosten van deze traditionele uitvoering met deze in de inrichting van een waterdoorlaatbare weg bleek dat er geen nominale hogere kost te verwachten was voor de realisatie. Dit inclusief een fundering aangepast voor infiltratie en buffering van het hemelwater.
Voor een gelijkmatige verdeling van de zettingen onder de weg te garanderen wordt, na plaatsing van de kabels, een gestabiliseerde aanvulling gerealiseerd met materiaal afkomstig van de uitgraving. Hierbij wordt gestreefd naar een voldoende verdichting van deze aanvulling, zodat deze kan fungeren als onderbouw voor de nieuwe opbouw van de fundering van de weg. Het bodemeigen materiaal in beide straten bleek hiervoor geschikt zonder toevoeging van bodemvreemde materialen zoals kalk of cement. In dit geval werd gestreefd naar een verdichting van de ondergrond tot minimum 25 Mpa.
Om de impact op de oppervlakkige wortels van de naastgroeiende beuken te minimaliseren, wordt ook gekozen om geen extra uitbraak te doen dan noodzakelijk van de bestaande funderingen en onderfunderingen. Daarom wordt de zate van de ondergrond gewapend met een niet-geweven geotextiel. Zo wordt een gedegen drukverdeling verzekerd over de volledige oppervlakte onder de weg. Hierbij zijn de eigenschappen voor infiltratie en waterdoorlaatbaarheid in vergelijking met een geweven geotexiel veel beter. Tevens behoudt deze de eigenschap om het korrelachtige materiaal van de fundering gescheiden te houden van de ondergrond. Dit heeft het voordeel dat bij de uitvoering van de funderingslaag in steenslag (zie SB250 fundering type I) minder dik moet worden uitgevoerd om dezelfde druksterkte te bekomen als nodig. In dit geval voor een lokale weg bedraagt deze minimum 110 Mpa (bij statische plaatproef).
Als verharding werd gekozen voor een waterpasserende betonstraatsteen formaat 22/11/10, met een open voeg. Hierbij wordt de streklaag en de invulling van de open voeg uitgevoerd in een split 2/4 wat de uitvoering vereenvoudigt.
Dit alles met het doel om het hemelwater dat op de verharding komt zo snel mogelijk doorheen de bestratingslaag te leiden naar het funderingspakket waar deze gebufferd wordt en kan infiltreren in de ondergrond. Deze fundering wordt tevens uitgevoerd in materiaal uit recyclage de van opgebroken verhardingen in het project. Omdat dit gaat over een niet-gebonden materiaal zal dit bij een volgende herinrichting in de toekomst volledig herbruikbaar zijn.
In combinatie met deze infiltratie fundering en straatlaag bieden de waterpasserende betonstraatstenen het hoofd aan regenbuien met pieken in neerslag tot 270l/s/ha. Bijkomende straatkolken en drainagesysteem bleken in deze instantie niet nodig, wat de impact van de werken en de investering positief beïnvloedt.
De betere aanvoer van lucht en water onder de verhardingszone komt ook direct ten goede aan de bomen en zorgen voor een betere leefomgeving. Dit in aanvulling met de niet-geweven geotextiel zal vermijden dat boomwortels in de funderingszone groeien en zo de verharding omhoog tillen. Door al deze elementen samen is dit een uniek project in duurzame en klimaat resistent inrichten van openbaar domein.
Toepassingen
Vooralsnog zijn de toepassingen van deze technieken vooral fragmentarisch. Zo worden waterdoorlaatbare parkings en parkeerstroken en verkavelingen steeds meer uitgevoerd in waterdoorlaatbare verhardingen. Maar op openbaar domein en in het bijzonder voor de herinrichting van lokale wegen zijn er nog veel meer mogelijkheden.
Het is momenteel een kantelmoment waarbij initiatiefnemers vooral de durf nodig hebben om, zoals stad Damme en Elia, buiten het standaardgegeven actie te ondernemen. Vanuit technisch en ontwerpstandpunt is er nu genoeg ervaring en kennis om tot een succesvolle inrichting te komen. Hierbij is een holistische aanpak noodzakelijk waarbij water (nood)afvoer, verhardingen, huisaansluitingen en vuilwaterafvoer op elkaar worden afgestemd en in evenwicht worden gebracht.
Voor de opbouw van de fundering voor de weg is een schatting van de eigen bouwklasse noodzakelijk. Hierbij gaan we uit dat momenteel een bouwklasse B7 met een bovengrens van 3.000 bewegingen per dag, waarvan 10% bestaat uit vrachtverkeer en de snelheid rond de 50 km/uur ligt, zowat de bovengrens is. Voor drukker bereden lokale wegen zal nog meer onderzoek en praktijkervaring nodig zijn om de initiatiefnemers te overtuigen van de toepassing.
In deze toepassing werd gekozen voor een opbouw met een onderfundering type II en een steenfundering type II volgens het Standaardbestek 250, telkens gescheiden van elkaar door een niet-geweven geotextiel. Maar met een lage 0 fractie zodat de capillaire ruimten tussen de korrels genoeg opslagcapaciteit bieden. Als ondersteuning bij de berekening kan men zich als ontwerper laten leiden door de gratis calculatie software waterdoorlatende bestrating te downloaden via FEBE. Tevens kan men ook de funderingsmethode afwegen naar de gewenste infiltratie en buffercapaciteit. Ook hiervoor zijn berekeningsstandaarden voorhanden als ontwerper.
Omdat men hier uitgaat van een integraal waterdoorlaatbare wegopbouw werd er gekozen om noodkolken (en kolken in het algemeen) tot een absoluut minimum te beperken. Hierbij is er van uitgegaan dat er voldoende buffer en infiltratiecapaciteit is in de bermen en aangrenzende landbouw- en bospercelen zodat bij een uitzonderlijk (lees 100-jarige) neerslagvolume het water hier terecht kan. Dit zonder op privatieve zones enige hinder te geven. Dit maakt ook dat de inrichting van een gescheiden rioolstelsel zich kon beperken tot het plaatsen van een persleiding voor vuil water. Dit had dan ook het effect dat een grondwaterverlaging voor het plaatsen van een gravitair rioolsysteem niet langer noodzakelijk is.
Kortom de opgedane ervaring kan zeker toegepast worden bij het herinrichten van tal van lokale (landbouw)wegen en zeker in stedelijke omgevingen, waar steeds meer zwaar verkeer wordt geweerd. Met meer dan 6,5 miljoen inwoners en zo een 96 m² weginfrastructuur per inwoner komen we aan ongeveer ruim 632 km² aan infrastructuur. Als we hier over de volgende jaren nog maar 5% zouden kunnen herinrichten als waterdoorlaatbare wegen zouden we al snel enkele tientallen km² verharding kunnen ontharden. Wat een belangrijke stap zou zijn in het realiseren van een klimaatresistente omgeving.
Philippe D. Vermeulen
Avalon Landscape + Engineering
