D2 Bratislava – protihluková stena Lamač

V rámci stavby D2 Bratislava – protihluková stena Lamač sa navrhuje zníženie hlukovej záťaže z diaľnice D2 pomocou mobilnej protihlukovej steny s výškou 4,0 m. Z časového hľadiska ide o dočasnú stavbu, a to najmä z dôvodu výhľadového rozšírenia diaľnice na 6-pruh. Celú stavbu protihlukovej steny vrátane portálov dopravného značenia rieši inžinierske združenie vedené spoločnosťou Amberg Engineering Slovakia, s. r. o., tak, aby nebola do budúcna obmedzujúcim faktorom pri rozšírení diaľnice D2 a nezvyšovala tak investičné náklady pripravovanej stavby.

Rast osobnej a nákladnej dopravy zaznamenal v poslednom desaťročí na našom území nebývalý rozvoj. Prekonali sa všetky prognózy rozvoja automobilovej dopravy, čo prinieslo zvýšené požiadavky na kapacitu komunikácií a s tým súvisiace zvýšenie hlukovej záťaže. Z tohto dôvodu je v oblastiach dotknutých nadmernou hlukovou záťažou cieľom zlepšiť kvalitu životného prostredia a znížiť hlukovú záťaž návrhom kompenzačných a eliminačných opatrení.

Jednou z takýchto oblastí je aj úsek diaľnice D2, ktorá tvorí hranicu medzi mestskými časťami Lamač a Dúbravka a oddeľuje ich. V blízkosti tejto lokality sa nachádzajú výškové aj rodinné obytné budovy, zastúpenie tu majú aj ďalšie budovy pre priemysel či administratívu, zdravotné strediská a školy. Na administratívu, zdravotné strediská a školy sa vzťahuje denná prípustná ekvivalentná (ekv.) hladina hluku. Na obytné budovy sa vzťahuje nočná ekv. hladina hluku, keďže skutočná hladina hluku v noci prekračuje prípustnú hladinu hluku (PH) aj v prípade, že sa denná hladina hluku v tom istom bode neprekročí. Ak neprekročí PH nočná ekv. hladina hluku, neprekročí sa tým ani denná, ani večerná ekv. hladina hluku.

V rámci spracovania projektovej dokumentácie sa merala hluková záťaž a spracovala sa hluková štúdia (vo variantných riešeniach), ktorá slúžila ako najdôležitejší faktor pri návrhu a výbere protihlukových opatrení. V štúdii sa modelovali rôzne polohy a výšky protihlukových stien (PHS) od 4,0 m do max. výšky 10,0 m vrátane zakrivenej steny s oktagonálnym redukovačom. Z výsledkov vyplynulo, že po realizácii protihlukových opatrení sa nepodarí dodržať prípustné hodnoty hluku na niektorých častiach fasád budov, a to ani pri maximálnom variante s PHS vysokými 10,0 m, kde zostáva približne ešte 114 častí fasád exponovaných nadmernému hluku. Z výsledkov hlukovej štúdie zároveň vyplynulo, že ani pri použití akéhokoľvek typu PHS nie je možné hlukovú záťaž v danej oblasti úplne odstrániť, a to aj preto, že v dotknutom území sa okrem diaľnice D2 vyskytujú aj ďalšie zdroje hlukovej záťaže, akými sú železničná trať č. 110 Bratislava – Kúty – Břeclav, ale aj pomerne frekventovaná cesta I/2 – Lamačská cesta.

Obr. 1  Situácia stavby protihlukovej steny Lamač

Hluková štúdia však ukázala, že použitie protihlukových opatrení s výškou 4,0 m výrazne eliminuje hlukovú záťaž v chránenom vonkajšom prostredí diaľnice D2. Keďže z časového hľadiska ide o dočasnú stavbu (pre plánované rozšírenie diaľnice D2 na 6-pruh z kapacitných dôvodov), vychádza použitie mobilnej protihlukovej steny s výškou 4,0 m ako najefektívnejšie riešenie.
Na základe týchto záverov, zohľadnení časových a iných faktorov sa investor stavby rozhodol pre realizáciu dočasných protihlukových stien umiestnených po oboch stranách diaľnice a zároveň aj v jej strednom deliacom páse, a to systémom mobilných protihlukových stien kombinovaných so záchytným bezpečnostným zariadením. Protihlukové steny budú chrániť zástavbu MČ Lamač a MČ Dúbravka, ktorá sa nachádza v okolí existujúcej komunikácie D2.

Opis trasy

Trasa protihlukovej steny (obr. 1) vedie pozdĺž diaľnice D2. Začína sa v úseku od km 55,071 pri križovaní s komunikáciou II/505 a končí sa v km 57,827 pred vjazdom na ČS PHM OMV. Výškové vedenie trasy diaľnice sa pri budovaní dočasnej mobilnej PHS nemení, dochádza len k rozšíreniu diaľnice v mieste existujúcej nespevnenej krajnice na požadovanú spevnenú šírku z hľadiska osadenia protihlukových stien. Realizáciou protihlukových opatrení sa nemenia jednotlivé väzby na okolitú zástavbu a napojenie na existujúci komunikačný systém. V danom úseku diaľnice D2 zostávajú zároveň zachované všetky križovania s cestnou i železničnou sieťou.

Úsek charakterizujú:

• kategória: diaľnica D2: D 26,5/100
• základná návrhová rýchlosť: vn = 100 km/h
• dĺžka trasy: 2 756,00 m
• úprava mostov: 3 ks
• zárubné múry: 3 ks
• protihlukové steny: 6 + 1 ks (nová PHS + existujúca PHS)
• existujúca PHS – vpravo: 1 ks, celková dĺžka 538,5 m

       – PHS v strednom deliacom páse: 1 ks, celková dĺžka 2 607,7 m
       – PHS – rozšírená spevnená krajnica vľavo: 2 ks, celková dĺžka 2 635,6 m
       – PHS – rozšírená spevnená krajnica vpravo: 3 ks, celková dĺžka 2 191,1 m
       – PHS – mostné objekty: celková dĺžka 415,4 m

Vzorový priečny rez

Umiestnenie dočasnej mobilnej PHS v priečnom smere (obr. 2) v strednom deliacom páse (SDP) sa musí realizovať na spevnený podklad zo štrkodrviny s krytom vozovky s bitúmenovými vrstvami. Umiestnenie na krajnici sa vykoná na rozšírenej spevnenej krajnici (existujúca nespevnená krajnica) na šírku 2,35 m. Spevnenie krajnice sa bude realizovať zo štrkodrviny a krytom vozovky s bitúmenovými vrstvami. Spevnenie rozšíreného zemného telesa v násype sa bude realizovať vystuženým svahom pomocou výstužnej geomreže. V mieste rozšíreného zárezu sa budú svahy stabilizovať pomocou zárubných gabionových konštrukcií. V súčasnosti sú v mieste nespevnenej krajnice a v strednom deliacom páse osadené rôzne zariadenia a dopravné značenia, ktoré treba odstrániť (kolízia so systémom mobilnej PHS) a osadiť na iné miesto tak, aby nebránili funkčnosti systému a bezpečnosti premávky na diaľnici.

Pôjde o tieto zariadenia a úpravy:

• Portály dopravného značenia, ktorých stojky sú umiestnené v nespevnenej časti krajnice a SDP, treba odstrániť a osadiť v novej polohe za pracovnú šírku systému mobilnej PHS. Poloha a konštrukcia existujúcich portálov dopravného značenia už v súčasnosti nezodpovedá technickým predpisom. Existujúce portály sa nahradia konštrukciou nových kĺbových portálov, ktorých rozpätia zohľadňujú aj rozšírenie diaľnice na 6-pruh. Staticky definovaný systém nových oceľových portálov dopravného značenia je kĺbový rám s jednostranne kĺbovou A-konštrukciou. Kĺb na pätke stojky pri A-konštrukcii je dvojitý klinový kĺb, ktorý umožňuje otáčanie okolo osi v smere jazdného pruhu, ako aj priečne k jazdnému pruhu. Prostredníctvom kĺbového ložiska okolo osi v smere jazdy je pri náraze vozidla možný bezproblémový posun betónového špeciálneho zvodidla o 1,1 m.
• Veľkorozmerové prízemné dopravné značky, ktoré sú umiestnené v nespevnenej časti krajnice, treba odstrániť a osadiť na nový portál dopravného značenia – krakorec.
• Ostatné zvislé dopravné značenie, ktoré sa nachádza na diaľnici, treba odstrániť a osadiť v novej polohe. Toto zvislé dopravné značenie možno osadiť priamo na PHS, na konštrukciu, ktorá ľahko podľahne deštrukcii. V mieste stredového deliaceho pásu treba na osadenie tohto zvislého dopravného značenia PHS lokálne vyosiť.
• Jestvujúce oceľové zvodidlo na krajnici je nevyhnutné odstrániť na celej dĺžke budúcej PHS.
• Jestvujúce betónové prefabrikované zvodidlo v strednom deliacom páse v mieste budúcej steny je nevyhnutné odstrániť na celej jej dĺžke aj s podkladom.
• Verejné osvetlenie na krajnici aj v strednom deliacom páse je nevyhnutné odstrániť a osadiť do polohy, ktorá nebráni osadeniu PHS.
• Káble informačného systému diaľnice treba preložiť do polohy v mieste súčasnej kanalizácie. V mieste kanalizačných šácht sa žľab lokálne vyosí. Existujúci káblový žľab zostane zachovaný pre možné budúce uloženie optických a iných káblových vedení.

V mieste mostných objektov nemožno použiť navrhovaný systém mobilných stien. Z tohto dôvodu sa na mostoch použije záchytné bezpečnostné zariadenie typu mostného zvodidla s integrovanou protihlukovou stenou. Výber konštrukcie PHS ovplyvnilo jej umiestnenie na jestvujúcej mostnej konštrukcii s obmedzenými možnosťami úprav nosnej konštrukcie mosta. Ohľad sa musel brať aj na plánovaný výhľad rozšírenia diaľnice na 3-pruh a s tým súvisiacu požiadavku na časové obmedzenie použitia PHS a jej ľahkú demontáž. Na základe týchto požiadaviek sa vybralo mostné zvodidlo s integrovanou PHS, ktoré je veľmi jednoducho zmontovateľné i demontovateľné a vylúčilo potrebu rozšírenia mosta v mieste osadenia PHS o približne 1,0 m. S týmto cieľom však treba zhotoviť na moste nové rímsy, na ktoré sa ukotvia mostné zvodidlá. Nosnú konštrukciu mostného zvodidla s integrovanou PHS tvorí oceľový stĺpik HEA osadený na mostnej rímse v osovej vzdialenosti 2,25 m. Na oceľový stĺpik HEA je vo výške 900 mm prichytená zvodnica zvodidla, ktorú tvorí trojvlna z oceľového plechu, a nad zvodnicou je pripevnené madlo. Stĺpik zvodidla je súčasne stĺpikom protihlukovej steny. Do oceľových stĺpikov sa vsúvajú výplňové panely z perforovaného plechu s výplňou z minerálnej vlny s objemovou hmotnosťou 90 kg/m³.

Protihlukové steny (PHS)

Protihluková stena je zvuk tlmiace zariadenie, ktorého účelom je znížiť hladinu zvuku od dopravy v priľahlých obývaných častiach komunikácie. Protihluková stena ovplyvňuje aj estetickú úroveň územia a diaľnice D2, preto musí okrem akustických a statických požiadaviek spĺňať aj estetickú funkciu. Na základe protihlukových opatrení sa podľa hlukovej štúdie navrhuje na stavbe Diaľnica D2 – protihluková stena Lamač súbor protihlukových stien. Tie sú tvorené použitím kombinovaného systému PHS a betónového zvodidla (obr. 3). Systém mobilných protihlukových stien v sebe zahŕňa funkciu ochrany okolia pozemnej komunikácie pred nepriaznivým účinkom hluku od dopravy a funkciu záchytného bezpečnostného zariadenia.

Konštrukcia sa pokladá priamo na spevnený povrch bez nutnosti budovania základov alebo fixovania k podkladu. Mobilná protihluková stena je navrhnutá ako voľne stojaca stena tvaru obráteného T s bezpečnostným prvkom profilu New Jersey úrovne zadržania H4b uloženým na jeho podstavci smerom k vozovke. Protihluková stena pozostáva z dvoch betónových dielcov s dĺžkou 3,0 m, ktoré sa spájajú oceľovým zámkom. Na podstavec PHS so šírkou 1,25 m sa po oboch stranách voľne ukladajú betónové zvodidlá s dĺžkou 6,0 m a výškou 1,0 m. Dielce zvodidla sa rovnako spájajú oceľovým zámkom a ich spojením sa vytvorí jeden blok mobilnej protihlukovej steny.

Pohltivá výplň

Na strane od vozovky má zvislá časť PHS pohltivý materiál s hrúbkou 0,09 m. V strednom deliacom páse je pohltivý materiál na oboch stranách protihlukovej steny. Štiepkocementový pohltivý materiál mobilnej protihlukovej steny zodpovedá podľa STN EN 1793-1 kategórii minimálne A3 – zvuková pohltivosť DLα > 8 dB. PHS je navrhnutá aj na parameter vzduchovej nepriezvučnosti B3 podľa STN EN 1793-2 zodpovedajúci vzduchovej nepriezvučnosti DLR > 24 dB.

Záver

Realizáciou protihlukových stien s výškou 4,0 m sa výrazne zníži hluková záťaž v okolí diaľnice D2. Keďže sa do budúcna uvažuje s rozšírením diaľnice na 6-pruh, je použitie mobilnej protihlukovej steny najefektívnejšie, pretože odpadá nutnosť hĺbkového zakladania, a tak možno každú zo stien rozobrať a opätovne použiť. Celú stavbu protihlukovej steny vrátane portálov dopravného značenia rieši spoločnosť Amberg Engineering Slovakia, s. r. o., tak, aby nebola do budúcna obmedzujúcim faktorom pri perspektívnom rozšírení diaľnice D2 a nezvyšovala tak investičné náklady budúcej stavby.

TEXT: Ing. Adam Grman
FOTO a OBRÁZKY: Amberg Engineering Slovakia, s. r. o.

Adam Grman pôsobí v spoločnosti
Amberg Engineering Slovakia, s. r. o.

Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby/Inženýrské stavby