Konštrukcie vozoviek používané na cestnej a diaľničnej sieti v Poľskej republike

Súčasný útlm výstavby infraštruktúry na Slovensku núti stavebné spoločnosti zapojiť sa do výstavby infraštruktúrnych projektov aj v okolitých štátoch. Jednou z krajín, ktorá prezentuje ambiciózny program výstavby diaľničnej a cestnej siete, je Poľská republika. Spracovaný príspevok si kladie za cieľ stručne informovať odbornú verejnosť o tomto programe a postavení stmelených a nestmelených vrstiev vozovky v používaných konštrukciách vozoviek.

Na zabezpečenie programu výstavby prijala vláda Poľskej republiky viaceré závažné základné strategické dokumenty:

• Program rozvoja Poľska do roku 2030,
• Stratégia rozvoja krajiny na roky 2007 – 2015,
• Dopravná politika na roky 2006 – 2025, ktorá je zameraná na rozvoj hlavnej cestnej siete v oblastiach, ako sú budovanie vybraných úsekov diaľnic a rýchlostných komunikácií, obchvaty miest, rekonštrukcie komunikácií so zámerom zvýšenia bezpečnosti pri prechode cez mestá a železnice, program údržby a rozvoja krajiny.

Hlavným dokumentom je v súčasnosti spracovaný Program výstavby národných ciest na roky 2011 – 2015. Tento ambiciózny dokument predstavuje na roky 2010 – 2016 výstavbu 800 km diaľnic, 2 800 km rýchlostných komunikácií a 800 km obchvatových komunikácií. Spolu ide o 4 400 km cestnej infraštruktúry.

Financovanie je zabezpečované z niekoľkých zdrojov – zo štátneho rozpočtu a národného cestného fondu, fondov EÚ a koncesným systémom cez projekty PPP. Prioritami je výstavba týchto úsekov diaľnic a rýchlostných komunikácií:

• diaľnica A1 Gdansk – Lodž – Katovice – št. hranica PL/CZ,
• diaľnica A2 št. hranica D/PL – Poznaň – Lodž – Varšava – št. hranica PL/UA,
• diaľnica A4/A18 št. hranica D/PL – Vroclav – Katovice – Krakov – Rzeszów – št. hranica PL/UA,
• diaľnica A8 obchvat Vroclav,
• rýchlostné komunikácie S1, S2, S3, S5, S7, S8, S17, S19, S69.

Spoločnosť Doprastav, a. s., v združení s poľskými spoločnosťami sa podieľa na výstavbe týchto úsekov:

• S 69 Mikuszowice – Žywiec (15,6 km),
• A 4 Szarów – Brzesko (23,1 km),
• A 4 Rzesów – Jaśków (41,2 km),
• A 1 Stryków – Tuszyn (41,0 km).

 
Asfaltové vozovky na vnútroštátnych cestách
Poľská republika ako jeden zo štátov Európskej únie prevzala do svojej legislatívy súbor technických špecifikácií z oblasti navrhovania a realizácie dopravných stavieb. Z tohto pohľadu súbor poľských noriem PN, respektíve PN EN a technických podmienok WT zodpovedá našej štruktúre STN a TP.

Konštrukcie asfaltových vozoviek sú dané technickými podmienkami (WT) vydanými GDDKiA, čo je obdoba našej Národnej diaľničnej spoločnosti, respektíve Slovenskej správy ciest. Pre asfaltové vrstvy vozoviek platia TP Aslfaltové zmesi (WT-2 2010 Mieszanki mineralno-asfaltowe, Wymagania techniczne), ktoré vychádzajú zo základného súboru PN EN 13108-1 až 21. Všeobecná schéma konštrukcie netuhej a tuhej vozovky, rozloženie jednotlivých konštrukčných, stmelených a nestmelených podkladaných vrstiev v konštrukcií vozovky sú uvedené v tab. 1 a 2.

Odporúčaná zmes, spojivo a kamenivo do jednotlivých konštrukčných vrstiev asfaltových vozoviek v závislosti od kategórie dopravného zaťaženia sú uvedené v tab. 3.

Skladba tuhej vozovky diaľnice A1 Stryków – Tuszyn (na násype vyššom ako 1 m): vrstva z cementového betónu    29 cm geotextília    550 g/m2 podklad z chudého betónu    20 cm podkladová vrstva z kameniva stabilizovaného cementom 5,0 MPa    15 cm vrstva chrániaca pred mrazom    20 cm horná vrstva násypu z nenamŕzavej zeminy    30 cm

Skladba tuhej vozovky diaľnice A1 Stryków – Tuszyn (na násype nižšom ako 1 m): vrstva z cementového betónu    29 cm geotextília    550 g/m2 podklad z betónu s malým množstvom cementu    20 cm podkladová vrstva z kameniva stabilizovaného cementom 5,0 MPa     15 cm vrstva chrániaca pred mrazom    20 cm stabilizácia podložia    15 – 25 cm

Požiadavky na materiály do asfaltových zmesí
Požiadavky na asfaltové spojivo sú podrobne stanovené v TP Asfaltové zmesi ( WT-2 2010 Mieszanki mineralno-asfaltowe), podľa ktorých možno použiť na výrobu asfaltových zmesí tieto druhy asfaltu:

• cestné asfalty podľa PN-EN 12591,
• cestné asfalty tvrdé podľa PN-EN 13924,
• modifikované asfalty podľa PN-EN 14023,
• cestné asfalty viacdruhové podľa požiadaviek technických špecifikácií,
• prírodné asfalty a asfaltový granulát do liatych asfaltov.

Požiadavky na kamenivo do asfaltových zmesí a povrchových úprav sú dané technickými podmienkami WT-1 2010 Kruszywa do mieszaniek mineralno-asfaltowych i powierzchniowych utrwalen na drogach krajowych, ktoré vychádzajú z PN-EN 13043 Kamenivo do bitúmenových zmesí a na nátery ciest, letísk a iných dopravných plôch.
–>–>
Hydraulicky stmelené vrstvy vozoviek
Konštrukcie stmelených podkladových vrstiev sú dané technickými podmienkami WT-5 2010 Mieszanki zwiazane spoiwem hydraulicznym do dróg krajowych, ktoré vychádzajú z EN 14227 časť 1 – 5 Hydraulicky stmelené zmesi. Špecifikácie a EN 13286 časť 1 – 50.

Príslušné technické podmienky obsahujú tieto zmesi:

• zmesi stmelené cementom,
• zmesi stmelené troskou,
• zmesi stmelené zmesným popolčekom,
• zmesi stmelené popolčekom, respektíve popolček,
• zmesi spojené cestným spojivom.

Požiadavky na kamenivo sú v súlade s EN 13242: 2004 Kamenivo do nestmelených a hydraulicky stmelených materiálov používaných v inžinierskom staviteľstve a pri výstavbe ciest.

Návrhové hodnoty pevnosti v tlaku, cementom stmelených podkladových vrstiev sa stanovujú podľa PN-EN 14227-1 po 28 dňoch na troch valčekoch. Triedy pevnosti v tlaku sú C1, 5/2, C 3/4, C5/6, C8/10, C12/15, C16/20, C20/25.

V závislosti od umiestnenia v štruktúre vozovky a od triedy zaťaženia sa stanovujú príslušné kritériá na jednotlivé stavby. Ako spojivo sa používa cement podľa požiadaviek PN-EN 197-1. Minimálny obsah cementu v závislosti od maximálneho zrna kameniva sa pohybuje od 3 do 5 %. Odolnosť proti mrazu sa stanovuje na troch valčekoch po 28 dňoch. Počet zmrazovacích cyklov je 14 pri zmrazovacej teplote –23 ±2 °C v trvaní 8 hodín a rozmrazovaní vo vode pri teplote 18 ±2 °C v trvaní 16 hodín. Vyhodnocuje sa index mrazu, pričom pevnosti po zmrazovaní nesmú klesnúť o viac ako 20 % oproti hodnote pevnosti v tlaku Rc.

Pre zmesi stmelené troskou sa používajú tieto typy trosky:

• troska vysokopecná, chladená vzduchom,
• troska oceliarska, chladená vzduchom,
• granulovaná vysokopecná troska,
• granulovaná vysokopecná troska, čiastočné mletá,
• granulovaná vysokopecná troska, mletá.

Použitie tejto zmesi je obmedzené triedou zaťaženia vozovky. Použité trosky musia vyhovieť sprísneným kritériám na kamenivo. Mechanické vlastnosti sa stanovujú pomocou testu CBR. Je stanovených viac typov zmesí – typ A s dlhým procesom tuhnutia a typ B so stredným procesom tuhnutia.

Pevnosť sa stanovuje po 90 dňoch a má podstatne viac tried pevnosti – od C0,4/0,5 cez C12/16 až po C27/36, pričom sa pripúšťa aj väčšia deklarovaná pevnosť. Odolnosť proti mrazu sa stanovuje na valčekoch po 90 dňoch – tou istou metodikou ako cementom stmelené zmesi.

Zmesi stmelené popolčekom, respektíve zmesovým popolčekom majú stanovené špecifické požiadavky na spojivo od minimálneho obsahu mikročastíc cez obsah kysličníkov, pucolánovej aktivity až po objemovú stálosť. Ako prísady sa používajú vápenný hydrát, pálené vápno, sadra, cement, vysokopecná granulovaná troska, ale aj chlorid vápenatý a uhličitan sodný.

Celý proces stanovenia zhutnenia, pevnosti v tlaku, odolnosti proti mrazu a klasifikačnej triedy je podobný ako pri použití trosky. Rozdiel je v tom, že parametre sa stanovujú na valčekoch po 42 dňoch a pri niektorých zmesiach až po 90 dňoch. Celkovo je v TP opísaných a charakterizovaných sedem typov zmesí.

Zmesi sú stmelené cestným spojivom, čo je v našom chápaní pomaly tuhnúce spojivo, ktoré musí byť v súlade s ENV 13282 alebo európskymi technickými podmienkami. Ako materiál možno použiť prírodné, umelé alebo recyklované kamenivo. Stanovené parametre ako zhutnitelnosť, pevnosť v tlaku a odolnosť proti mrazu podliehajú rovnakému procesu, ktorý už bol opísaný. Rozdiel je len v tom, že pre tieto zmesi platia skúšky po 42 dňoch. Predpis obsahuje opis a charakteristiky štyroch základných zmesí, ktorých použitie je vo vozovke dané veľkosťou zaťaženia. Požiadavky na zrnitosť niektorých zmesí sú uvedené na obr. 2 a 3.

Nestmelené podkladové vrstvy vozovky
Konštrukcie nestmelených podkladových vrstiev vozoviek sú dané technickými podmienkami vydanými GDDKiA pod názvom WT-4 2010 Mieszanki nezwiazane do dróg krajowych, ktoré vychádzajú zo základnej EN ako PN EN 13285: 2004. Nestmelená podkladová vrstva môže byť z materiálov prírodných, umelých alebo v obmedzenom množstve recyklovaných materiálov. Požiadavky na kamenivo do nestmelených zmesí podkladových vrstiev a na zlepšenie podložia sú v intenciách normy PN EN 13242: 2004 Kamenivo do nestmelených a hydraulicky stmelených materiálov používaných v inžinierskom staviteľstve a pri výstavbe ciest.

Horná obrusná konštrukčná vrstva je charakterizovaná ako povrch cesty, ktorej vrchná časť je podrobená bezprostrednému vplyvu dopravy a atmosférickým účinkom a je zrealizovaná zo stmelenej alebo nestmelenej vrstvy danej zrnitosti.

Spodné konštrukčné vrstvy – podkladová a podporná – majú preniesť zaťaženie dopravou na podložie, pričom spodná podporná spevnená vrstva prenáša zaťaženie z vyššej vrstvy do podložia. Podložie stavby je vrstva alebo súbor vrstiev, ktoré ležia pod konštrukčnými vrstvami vozovky v prípade, ak neupravené podložie nespĺňa požiadavku nosnosti alebo mrazuvzdornosti. Požiadavky na zrnitosť pre niektoré konštrukčné vrstvy sú uvedené na obr. 4 a 5.

Záver
Cieľom tohto príspevku nie je porovnávať požiadavky na asfaltové zmesi, stmelené a nestmelené podkladové vrstvy vozoviek používané v Poľsku a na Slovensku. Opísaná štruktúra asfaltových vrstiev, stmelených a nestmelených podkladových vrstiev vozoviek umožňuje realizovať širokú paletu konštrukcií v nadväznosti na geologickú stavbu územia, ochranu životného prostredia, intenzitu dopravy a strategické zámery rozvoja infraštruktúry. Zaujímavosťou sú pri týchto konštrukciách požiadavky na materiály, ktoré môžu byť podnetom pre širokú technickú verejnosť na Slovensku v oblasti riešenia technických špecifikácií a legislatívy.

TEXT: RNDr. Tibor Klačanský
OBRÁZKY: archív autora

Tibor Klačanský je vedúci odboru kontroly kvality v spoločnosti Doprastav, a. s.

Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby/Inženýrské stavby.