Kritériá pri rozhodovaní o výstavbe vozoviek s betónovým krytom v Rakúsku

Vývoj a výstavba betónových vozoviek v Rakúsku

Rakúsko má dlhú tradíciu vo výstavbe betónových vozoviek. Prvé doklady o betónových vozovkách pri výstavbe ciest na vidieku a v mestách, najmä vo Viedni, pochádzajú z roku 1925. Stavba diaľnic začala bezprostredne po anexii Rakúska Nemeckou ríšou v roku 1939 a prvých 20 kilometrov vozovky s betónovým krytom sa postavilo pri Salzburgu pred rokom 1941. Po druhej svetovej vojne a po skončení obsadenia Rakúska Nemeckou ríšou sa s výstavbou diaľnic znovu začalo v roku 1955. V rokoch 1958 až 1961 sa do prevádzky uviedla Západná diaľnica medzi Viedňou a Salzburgom, z ktorej 200 km (čo predstavuje 70 %) malo betónový kryt.

Dnes má cestná sieť najvyššej úrovne v Rakúsku 1 680 kilometrov diaľnic a 400 kilometrov rýchlostných ciest s parametrami podobnými diaľniciam. Betonárskou stavebnou technológiou sa postavilo asi 800 kilometrov tejto cestnej siete.

Od roku 1990 sa začalo aj so systematickou obnovou starých diaľnic pomocou rakúskej stavebnej technológie recyklácie betónu. Táto technológia predstavuje hospodárnu metódu ekologickej premeny starých betónových krytov vozoviek za nové.

Koncom 90. rokov vzniklo v európskych cestných tuneloch niekoľko závažných dopravných nehôd s tragickými následkami. Na zaistenie bezpečnosti v tuneloch sa preto od roku 2001 zaviedol predpis, podľa ktorého sa v cestných tuneloch dlhších ako 1 000 m musia realizovať cementobetónové vozovky. Svoje miesto má výstavba betónových vozoviek aj vo veľkomestách. Zastávky autobusov a jazdné pruhy pre autobusy, úseky s dopravnými zápchami a plochy križovatiek, ale i celé cestné ťahy so zvýšeným dopravným zaťažením sa v stále väčšej miere pokrývajú betónovými krytmi vozoviek. Vo Viedni je asi 2 mil. m² betónových krytov vozovky, t. j. 5 % celej viedenskej cestnej siete.

Kritériá pri rozhodovaní o výstavbe vozoviek s betónovým krytom v minulosti

Na správne pochopenie dnešných kritérií pri rozhodovaní je dôležité spoznať ich postupný vývin vo svetle celkového vývoja rakúskeho cestného staviteľstva.

Kritériá v 50. a 60. rokoch

Po 2. svetovej vojne sa v Rakúsku pri plánovaní a realizácii prvých stavebných úsekov diaľnic do značnej miery používali skúsenosti Ríšskeho diaľničného staviteľstva (RAB). Všetky dôležité diaľničné stavebné úseky sa v 50. a 60. rokoch vyhotovovali s betónovým krytom vozovky. Asfaltové zmesi v tomto čase ešte pre silno zaťažené úseky neboli dostatočne vyspelé.

Kritéria v 70. rokoch

S pokračujúcim vývojom asfaltových zmesí sa vytvorila konkurencia medzi „čiernou“ a „bielou“ stavebnou technológiou. Zatiaľ čo asfaltové zmesi si našli svoje miesto na cestných komunikáciách s priemerným dopravným zaťažením, cementobetónové vozovky sa uplatňovali na komunikáciách s veľkým dopravným zaťažením. Pretože asfaltové vozovky boli spravidla vždy lacnejšie a porovnania hospodárnosti v dnešnom zmysle sa nevykonávali, vypracovalo vtedajšie Ministerstvo výstavby „plán krytov vozoviek“, ktorý bol zverejnený v roku 1972. Dokument stanovoval typ a spôsob stavby krytov vozoviek (asfalt alebo betón) pre všetky vtedy plánované zámery výstavby diaľnic. Najdôležitejšími kritériami pri rozhodovaní boli:

• dopravné zaťaženie (najmä podiel nákladnej dopravy),
• geologické pomery,
• pomery konkrétneho diela (podiel úsekov v stúpaní),
• preferencie jednotlivých správ diaľnic v jednotlivých spolkových krajinách.

V poslednom bode, ktorý nemožno podceňovať, sa zreteľne odrážala vtedajšia situácia v miestnom stavebníctve a dostupnosť odborných pracovníkov s potrebnou kvalifikáciou pre plánovanie a stavebný dozor pre úseky s betónovým krytom vozovky v jednotlivých správach. Základným cieľom plánu krytu vozoviek bolo stanovenie jasných kritérií rozhodovania pre miestne úrady vypisujúce výberové konanie a minimalizácia zásahov v štádiu zadávania projektu. Zároveň sa malo zabezpečiť, aby sa jednou technológiou budovali dlhšie úseky a nevznikol efekt „fliačikového koberca“.

Kritériá v 80. rokoch

V 80. rokoch zaznamenali stavby komunikácií s asfaltovým krytom technický rozvoj. Pokrok priniesol asfalt upravený polymérmi a trvanlivé nosné asfaltové vrstvy vyvinuté špeciálnymi prísadami. Drenážne asfaltové povrchy významne prispeli k bezpečnosti dopravy a k zníženiu zaťaženia hlukom pozdĺž ciest.

V roku 1986 sa v smerniciach a predpisoch pre cestné staviteľstvo (RVS 3.63) prvýkrát definovalo stavebno-technické porovnanie rozličných typov konštrukcií. Podstatná bola definícia tried zaťaženia na princípe normového striedavého zaťaženia, ako aj dimenzovanie a štandardizácia vtedy bežných variantov nosných častí a povrchu vozoviek. Je pozoruhodné, že už vtedy sa asfaltové vozovky dimenzovali na 20-ročnú životnosť, zatiaľ čo betónové konštrukcie sa dimenzovali na 30 rokov.

Zavedením uvedeného predpisu však stratil svoju aktuálnosť plán krytov vozoviek z roku 1972. Nosné časti a povrch vozoviek sa stále vo väčšej miere zadávali priamo vo výberových konaniach a neexistovali jasné smernice, ako sa má hodnotiť dlhšia životnosť vozoviek.

V 80. rokoch nastala situácia, keď potreba nových diaľnic a rýchlostných ciest už nemohla držať krok s možnosťami štátneho rozpočtu. Diaľnice a rýchlostné cesty sa preto financovali z úverov a odštartovalo sa zakladanie rozličných cestných spoločností. Jedným z vtedajších hesiel bolo: „Musíme stavať do dĺžky a nie do šírky a hrúbky“. Nosné časti a povrch vozovky sa spravidla zadávali vo výberovom konaní podľa kritérií nákladov na novostavbu. Betonárska stavebná technológia sa dostala do nevýhodnej pozície.

V polovici 80. rokov stagnoval aj ďalší vývoj betonárskej stavebnej technológie a významné rozhodovacie subjekty v priemysle a v správe začali pochybovať o životaschopnosti tejto technológie. Najvýznamnejšie argumenty proti cementobetónovým vozovkám boli: príliš drahé, príliš hlučné a len ťažko a zdĺhavo opraviteľné.

Kritériá v 90. rokoch

Nástupom 90. rokov vďaka úsiliu rakúskeho Výskumného ústavu cementu nastal v betonárskej stavebnej technológii významný inovačný posun. Výskumný ústav cementu vypracoval základy Novej rakúskej recyklačnej stavebnej technológie. Táto technológia umožnila opätovné použitie celého starého betónového krytu v novom kryte a v pod ním ležiacej podkladovej vrstve stabilizovanej cementom. Strategický význam mal tiež vývoj nového betónového povrchu s nízkou hlučnosťou a s jemnou štruktúrou vymývaného betónu. Na rýchle opravy betónových polí sa vyvinul tzv. 12-hodinový betón, ktorý možno spracovať bežnými zariadeniami. Vďaka tomu sa mohli vykonávať údržbárske práce počas 24-hodinovej uzávierky.

Renesanciu stavebnej technológie betónového krytu na začiatku 90. rokov sprevádzal a podporoval silný nárast ťažkej dopravy a skutočnosť, že sa výrazne znížil cenový rozdiel medzi asfaltovou stavebnou konštrukciou zodpovedajúcej úrovne a betónovým krytom vozovky. Betonárska stavebná technológia sa stala opäť konkurenčne zaujímavou. Prispelo k tomu najmä to, že dlhšia životnosť a nižšia potreba údržby sa zohľadňovali ako kritériá pre zadávanie vo výberových konaniach. Prax ukazovala, že betonárska stavebná technológia má pri nákladoch vyšších maximálne o 10 % u investorov dobré vyhliadky.

Dôsledkom tohto vývoja bol na jednej strane pre investorov priaznivý opätovný pokles cien asfaltu, na druhej strane sa často menil typ konštrukcie vozovky od úseku k úseku. Technické problémy vznikali pri projektovaní mostov, o ktorých sa prakticky vždy rozhodovalo dlho pred stanovením typu nosnej časti a povrchu vozovky v susediacich úsekoch.

Významným medzníkom bol rok 1997, keď všetky diaľnice a rýchlostné komunikácie prešli pod správu ASFINAG. Akciová spoločnosť ASFINAG prešla transformáciou, po ktorej síce zostala 100-percentne vo vlastníctve štátu, pribudli jej však rozsiahle právomoci na samostatné hospodárenie, pretože už nečerpala prostriedky zo štátneho rozpočtu. Od tohto roku je spoločnosť financovaná z kapitálového trhu a z vlastných účelovo viazaných príjmov (napr. z výnosu mýtneho).

V tomto období sa vypracovali strednodobé (5 až 10 rokov) a dlhodobé (30 až 50 rokov) finančné plány. Celkové náklady vynaložené počas životnosti vozovky (Life Cycle Costs) sa tak stali významnejšie a vo väčšej miere sa začalo používať ekonomické porovnanie zohľadňujúce údržbu a obnovu vozovky v priebehu jej životnosti. Ako podklad slúžila smernica RVS 2.21 Rozbor hospodárnosti hornej stavby vozoviek v cestnom staviteľstve, ktorá sa koncom 90. rokov v niektorých spolkových krajinách prvýkrát použila ako kritérium pri rozhodovaní. V roku 2001 bola vyhlásená za záväznú smernicu pre všetky štátne cesty.

Kritériá v súčasnosti

Voľba hornej časti stavby vozovky pri diaľniciach a rýchlostných cestách dnes prebieha podľa kritérií Pavement Managementu. Súčasne sa zohľadňujú predpokladané náklady na životný cyklus vozovky. Vhodným nástrojom na plánovanie je aj v súčasnosti smernica RVS.

Pri cestných ťahoch so silným a veľmi silným zaťažením (od priemeru denného počtu nákladných automobilov asi 8 000 ťažkých vozidiel) sa jednoznačne uprednostňuje cementobetónová vozovka. Svoje ekonomické opodstatnenie má cementobetónová vozovka aj tam, kde prevláda vysoký podiel stúpaní, jazdí sa pomaly alebo sa často tvoria dopravné zápchy aj pri nižšom dopravnom zaťažení. Dôkazom je stále rastúci podiel betónových povrchov v meste Viedeň.

Na obr. 1 sú schematicky znázornené hlav­né oblasti využitia asfaltových a betónových konštrukcií v závislosti od dopravného zaťaženia a podielu úsekov s pomalou ťažkou dopravou. V oblasti, kde sa obe hlavné oblasti pretínajú, musia sa zohľadniť celkové ekonomické kritériá dôležité pre príslušný stavebný zámer a cena dosiahnutá v súťaži.

Záver

Pre cesty so silným a veľmi silným zaťažením sú betónové kryty vozoviek hospodárne a konkurencieschopné, ak sú koncipované na 40- až 50-ročnú životnosť a v priebehu prvých 15 až 20 rokov nevyžadujú žiadnu či vyžadujú iba minimálnu údržbu. V nasledujúcom období by sa podľa miery zaťaženia vozovky mali realizovať jedna alebo maximálne dve väčšie akcie údržby. V rámci nich by sa mala realizovať obnova zálievky škár, sanácia jednotlivých polí a poškodených škár. Ak si to poškodenie vozovky vyžaduje, nanesie sa na jej povrch aj tenkovrstvový bitúmenový náter.

Každý spôsob stavania krytu vozoviek je kompromisom medzi kladnými a zápornými vlastnosťami príslušnej konštrukcie. Absolútne správna technológia neexistuje. Pri výstavbe vozoviek s betónovým krytom vždy treba pamätať na to, že výroba betónu a jeho ukladanie je pomerne náročné a ťažké. Tieto činnosti by mali preto vykonávať dobre vyškolení a skúsení pracovníci. Betonárska stavebná technológia veľké ani malé chyby a nedbalosť väčšinou neodpúšťa. Dodatočné opravy, ako napr. rovnosti, drsnosti alebo systému tŕňov v škárach sú väčšinou veľmi prácne a sú sprevádzané veľkou ujmou na kvalite.

Aby sa plne prejavila výhoda životného cyklu betónovej technológie, musí byť kryt vozovky správne dimenzovaný (hrúbka, vzdialenosť škár, tŕne). Oproti teoretickému dimenzovaniu by mali byť vytvorené rezervy (napr. hrúbka zvýšená o 2 cm). Pri výrobe betónu a jeho ukladaní treba zabezpečiť vysokú a konštantnú kvalitu. Dobrým predpokladom kvalitnej cementobetónovej vozovky je spolupráca priemyslu betónu, stavebného hospodárstva a investora.

Priemysel výroby cementu a betónu musí byť ochotný trvalo rozvíjať a zlepšovať technológiu a starať sa o kvalitu a školenia. Stavebný priemysel a zhotoviteľ musia mať zas k dispozícii dobré zariadenia a skúsených pracovníkov. Firmy musia vidieť svoju konkurenčnú výhodu vo vysokej úrovni kvality.

Investor a zhotoviteľ musia disponovať vyškolenými pracovníkmi, ktorí rozoznajú výhody alternatívnych stavebných technológií a sú ochotní poradiť si s novým technickým riešením. Veľká zodpovednosť investora a zhotoviteľa spočíva aj v zabezpečovaní pravidelnej kontroly kvality svojimi technikmi, ktorí musia byť skúsení a kompetentní technicky rozhodovať.

Text: Dipl.-Ing. Dr. Günter Breyer
Obrázok: autor