Zosilňovanie vozoviek v rámci opráv cestných komunikácií s použitím výstužných oceľových sietí

Cestné komunikácie čelia stále sa zvyšujúcemu dopravnému zaťaženiu, čo spôsobuje rýchlejšie opotrebenie povrchu vozovky spojené s vyššími nákladmi na jej údržbu a opravy.

Dnešné výzvy v oblasti cestnej infraštruktúry si vyžadujú inovatívne riešenia, ktoré zabezpečia dlhodobú životnosť a technickú spoľahlivosť vozoviek. Zvyšuje sa záujem o použitie konštrukčných prvkov a riešení, ktoré môžu efektívne zosilniť asfaltové vrstvy a prispieť k zvýšeniu technických parametrov vozoviek bez nutnosti výmeny všetkých konštrukčných vrstiev vozoviek. Jedným z dlhodobo overených riešení je použitie oceľových sietí.

Použitie oceľových sietí predstavuje jedno z najmodernejších riešení v oblasti zosilňovania vozoviek a poskytuje nielen technické, ale aj dlhodobé ekonomické výhody. Článok sa zaoberá prehľadom technických špecifikácií, funkcií a výhod použitia oceľovej siete RoadMesh®, legislatívnymi požiadavkami a realizovanými úsekmi ciest, kde sa táto technológia zosilnenia vozoviek použila v roku 2023.

Oceľové siete RoadMesh® Omega

Oceľové siete RoadMesh® Omega sú navrhnuté tak, aby poskytovali vysokú mechanickú odolnosť a efektívnu integráciu s asfaltovými vrstvami. Vyrábajú sa z oceľových dvojzákrutových sietí s priečne vpletenými prútmi, vďaka čomu majú jedinečné mechanické vlastnosti.

Vytvorené sú z oceľovej siete typu 8 × 10 s rôznymi priemermi drôtu, čo zabezpečuje dostatočnú pevnosť na efektívne prenesenie zaťaženia z povrchu vozovky do podložia.  Oceľové siete RoadMesh® Omega majú viacero kľúčových funkcií, vďaka ktorým sú ideálne na použitie pri zosilňovaní vozoviek.

Jednou z hlavných funkcií je zmiernenie priebehu napätí v asfaltových vrstvách spôsobených dynamickým zaťažením od dopravy. Sieť zabezpečuje efektívnu redistribúciu napätí a minimalizuje riziko vzniku trhlín a iných porúch povrchu.

Okrem toho plnia tieto siete aj funkciu mechanického zosilnenia, ktoré výrazne zvyšuje šmykovú pevnosť na rozhraní asfaltových vrstiev a zabezpečuje ich pevnosť aj pri vysokom dopravnom zaťažení. Vďaka tesniacej funkcii pri použití asfaltového kalu sieť účinne chráni spodné vrstvy vozovky pred infiltráciou vody, čo je kľúčové na zachovanie jej dlhodobej integrity a funkčnosti.

Spôsob aplikácie

Výstužné siete sa vzhľadom na ich účinnosť a prípadnú budúcu údržbu umiestňujú štandardne pod ložnú vrstvu asfaltového krytu. V závislosti od uchytenia k podkladu plní sieť v konštrukcii vozovky len výstužnú funkciu (uchytenie pomocou klincov) alebo výstužnú funkciu, úlohu redistribúcie napätí, ako aj tesniacu funkciu (uchytenie pomocou kalového zákrytu).

V súčasnosti sa ako hlavná metóda uchytávania k podkladu používa kalový zákryt, ktorý má neporovnateľné výhody z pohľadu funkčnosti a inštalácie oproti použitiu výlučne nastreľovacích klincov odporúčaných len v ojedinelých prípadoch.  Vzhľadom na poznatky z dlhodobého správania sa oceľových sietí vo vozovkách, ako aj aktuálne normy a predpisy pokrývajúce túto problematiku sa pre úseky väčšie ako 500 m² požaduje použitie kotvených sietí, ktoré sú charakterizované zabezpečením priečneho výstužného drôtu v sieti proti vytiahnutiu.

V prípade sietí RoadMesh® Omega je to zabezpečené vytvorením ohybu na koncoch priečneho prútu v tvare písmena dvojitej omegy. Tým možno dosiahnuť odolnosť priečneho drôtu proti vytiahnutiu zo siete na úrovni > 3,0 kN pri náraste ťahovej pevnosti pri pretvorení 1 – 3 mm > 200  N/mm podľa metodiky COPRO PTV 867-1 a požiadaviek TP 064 Dodatok 1.

Hlavné výhody

Použitie oceľovej siete RoadMesh® Omega prináša oproti tradičným metódam zosilňovania vozoviek niekoľko výhod:

• Zvýšenie životnosti vozovky – sieť zabezpečuje efektívne rozloženie napätí a znižuje riziko vzniku trhlín a koľají, čo predlžuje životnosť vozovky a znižuje náklady na jej údržbu.
• Zlepšenie šmykovej pevnosti – vysoká šmyková pevnosť na rozhraní vrstiev zabezpečuje stabilitu vozovky aj pri vysokom dopravnom zaťažení a minimalizuje riziko delaminácie.
• Jednoduchá inštalácia – vďaka použitiu asfaltového kalu je uchytenie siete k podkladu bezpečné, jednoduché a rýchle.
• Vodotesnosť – v kombinácii s asfaltovým kalom sieť účinne chráni spodné vrstvy vozovky pred infiltráciou vody, čo je kľúčové na zachovanie jej dlhodobej funkčnosti.

Porovnanie s inými materiálmi

Porovnávanie účinnosti výstuh z oceľových sietí a výstuh z iných, najčastejšie geosyntetických materiálov len na báze ťahových pevností nie je správne, keďže ide o úplne iné materiály s diametrálne odlišnými vlastnosťami. Oceľové siete RoadMesh® Omega vynikajú vysokou pevnosťou v ťahu a šmykovou pevnosťou, čo zabezpečuje efektívne prenášanie zaťaženia a minimalizuje riziko vzniku trhlín a koľají.

Na rozdiel od geosyntetických materiálov, ktoré majú nižší modul pružnosti a vyššiu pretvárnosť, oceľové siete majú výrazne lepšie výsledky. Druhým faktorom je obmedzenie vzniku delaminačnej membrány, keďže oceľové siete sa vďaka veľkému rozmeru oka 80 × 100 mm a malému priemeru drôtu výrazne lepšie integrujú do asfaltových vrstiev.

Legislatíva

Požiadavky na navrhovanie vystužovania vozoviek z oceľových sietí sú definované v TP 064 „Použitie geosyntetických a im podobných materiálov vo vrstvách asfaltových vozoviek“, ktoré boli vydané v roku 2016. V týchto podmienkach sú definované minimálne technické požiadavky na parametre pre klasifikáciu a použitie výstužných sietí, ako aj požiadavky na výrobu a technologický postup ich aplikácie.

K týmto technickým podmienkam bol v roku 2021 vydaný dodatok č. 1, ktorý spresnil klasifikáciu sietí, oblasť ich použitia a definoval okrajové podmienky ich použitia (okrem iného napr. hrúbku a parametre asfaltového kalu).

Realizované úseky v roku 2023

Jedným z najvýznamnejších úsekov realizovaných v roku 2023 bol projekt rekonštrukcie cesty II/537 (Tatranskej magistrály) v celkovej dĺžke 43 km v správe PSK. Konkrétne išlo o úseky Pavúčia dolina – križovatka s cestou II/538 (II. úsek), Križovatka s cestou II/538 – Batizovský potok (III. úsek), Batizovský potok – Starý Smokovec (IV. úsek) a Starý Smokovec – Tatranské Matliare (V. úsek).

Okrem uvedených úsekov sa touto technológiou rekonštruovali aj mnohé úseky v správe SSC. Medzi najvýznamnejšie patria I/18 Ľubeľa – Liptovský Mikuláš, I/79 Veľaty – Slovenské Nové Mesto, I/79 Vranov nad Topľou – Parchovany a I/9 Janova Lehota – Lutila.

Pozn. (z dodatku č. 1):

• Aplikáciu tuhých a flexibilných sietí nemožno navzájom zamieňať. Projektant volí typ siete s ohľadom na účel použitia a funkciu výstužnej siete.
• Flexibilné mreže z kovu, ako aj iné geomreže (plast, sklo atď.) v nijakom prípade nemožno používať na hĺbkové rekonštrukcie vozoviek a nemôžu nahrádzať tuhé mreže.

Technológia zosilnenia vozoviek pozostávala z odfrézovania vozovky do hĺbky 100 – 110 mm a umiestnenia výstužnej oceľovej siete pod ložnú vrstvu, ktorej úlohou bolo zmierniť priebeh napätí v dôsledku dynamického zaťaženia od dopravy, a tým obmedziť vznik reflexných trhlín a porúch. Uchytenie výstužnej siete sa realizovalo formou asfaltového kalu, ktorého úlohou bolo aj zaizolovanie podkladových vrstiev vozovky.

Celková dĺžka úsekov realizovaných technológiou vystuženia vozoviek oceľovými sieťami v roku 2023 predstavuje viac než 100 km.

Záver

Technológie zosilnenia vozoviek s použitím oceľových sietí, ktoré sa používajú na Slovensku od roku 2007, sú vhodným riešením pri opravách a modernizácii dopravnej infraštruktúry. Zaručujú vysokú životnosť a spoľahlivosť vysokozaťažených vozoviek a znižujú náklady na budúcu údržbu a opravu.

Keďže výsledný efekt a kvalita diela závisia nielen od správneho návrhu, ale aj od realizácie a dodržania technologických postupov, spoločnosť Maccaferri Central Europe s. r. o. poskytuje nielen kompletný technický servis počas realizácie, ale spolupracuje aj s domácími skúsenými zhotoviteľmi.

TEXT: Ing. Jaroslav Adamec, technický riaditeľ spoločnosti Maccaferri Central Europe, s. r. o.
Ing. Martin Hanuštiak, projektový inžinier Maccaferri Central Europe, s. r. o.
FOTO: MACCAFERRI CENTRAL EUROPE s.r.o.

Literatúra:

1. Oprava vozoviek technológiou oceľovej cestnej siete RoadMesh – najčastejšie otázky a odpovede a praktické skúsenosti, Inžinierske stavby 02/2022.
2. Vystužovanie asfaltových vozoviek – skúsenosti z výskumu a praxe. Seminár Geosyntetika 2018, Bratislava, 14. februára 2018.
3. MDV SR: TP 064 – Použitie geotechnických a im podobných materiálov vo vrstvách asfaltových vozoviek (s dodatkom č. 1), 2016 (2021).

Článok bol uverejnený v časopise IS 3/2024