Na Letisku M. R. Štefánika v Bratislave rekonštruovali časť vozovky. Aký bol postup?

Odbavovacia plocha ako integrálna súčasť každého letiska musí spĺňať požadované funkcie, aby bola dosiahnutá bezpečnosť, plynulosť a efektívnosť letiskovej prevádzky. Tieto požiadavky sú zabezpečené, ak sú splnené všetky predpisy a zásady pre príslušný typ letiska a kritické lietadlo.

Udržanie optimálnej a efektívnej prevádzky letiska sa dosahuje predovšetkým vhodnými rekonštrukciami a potrebnými inováciami častí letiska. To sa týka aj časti odbavovacej plochy na Letisku M. R. Štefánika v Bratislave, kde bola navrhnutá rekonštrukcia vozovky vzhľadom na zmenu kritického lietadla (B 747-400).

Článok opisuje prípravu, technické riešenia a realizáciu rekonštrukcie vozovky na vybranej časti letiska a jej jednotlivé technické parametre.

Odbavovacia plocha na Letisku M. R. Štefánika

Vybavovacie plochy na aprone sa budovali a rozširovali postupne podľa nárokov leteckej prevádzky, v čoho dôsledku vznikli rozdielne typy konštrukcie cementobetónových (CB) dosiek s premenlivou hrúbkou jednotlivých vrstiev vozovky. Významným rozšírením prešli vybavovacie plochy v 80. rokoch 20. storočia a neskôr, v menšom rozsahu, aj po roku 2000. Degradácia technicko-prevádzkového stavu vybavovacích plôch, a najmä rolovacieho pásu, dosiahla úroveň, ktorú možno označiť za zlý až havarijný stav.

Ďalším dôvodom rekonštrukcie bola požiadavka na inováciu dotknutých častí letiska z dôvodu udržania jeho optimálnej a efektívnej prevádzky. To sa týkalo aj časti odbavovacej plochy na Letisku M. R. Štefánika v Bratislave (obr. 1) vzhľadom na zmenu kritického lietadla (B 747-400). V rámci rekonštrukcie vybavovacích plôch bolo potrebné realizovať aj modernizáciu osových návestidiel na rolovacom páse.

Rekonštrukcia vozovky na aprone

Odbavovacia plocha letiska je z hľadiska prevádzky rozdelená na dve časti – rolovací pás a stojiská na odbavovanie a parkovanie lietadiel (obr. 2). Tieto časti vybavovacích plôch zásadne vplývajú na prevádzku letiska a na proces odbavovania lietadiel, keďže predstavujú najvyťaženejšie stojiská, rolovací pás zároveň umožňuje rolovanie lietadiel aj pri znížených hodnotách viditeľnosti. Rekonštrukciou týchto častí vybavovacej plochy sa tak zvyšujú bezpečnostné a technickoprevádzkové podmienky.

Rekonštrukcia riešila rolovací pás na úrovni stojísk. Časť objektu bola z jednej strany ohraničená trávnatou plochou, z druhej strany monolitickým žľabom. Rolovací pás bol v tejto časti v havarijnom stave. Rekonštrukcia vybavovacích plôch bola v rámci objektu rozdelená do dvoch etáp výstavby, a to na prvý úsek s dĺžkou 160,5 m a druhý úsek s dĺžkou 273,0 m.

Podľa výsledkov diagnostiky a realizovaných stavebných prác sa overila takáto skladba cementobetónovej vozovky postavenej v 80. rokoch minulého storočia:

• cementový betón – 240 – 260 mm
• asfaltový betón –  25 – 40 mm
• cementová stabilizácia –  0 – 170 mm
• štrkopiesok – 230 – 400 mm.

Návrh konštrukcie vozovky

Na predmetnom úseku bola konštrukcia vozovky nadimenzovaná pre nové kritické (návrhové) lietadlo B747–400, ktorého maximálna celková hmotnosť je 397 800 kg. Lietadlo má štyri dvojité tandemové podvozky (obr. 3). Navrhovanie, výpočty a posudzovanie vozoviek s cementobetónovým krytom prebehlo v zmysle technických podmienok TP 098 [5], STN 736123 [8] a platných dokumentov ICAO a EASA.

Pri hodnotení ACN pre cementobetónové vozovky sa požaduje únosnosť podložia na úrovni A (high). Na dosiahnutie tejto hodnoty bola navrhnutá úprava podložia spevnením (stabilizovaním) zeminy hydraulickým spojivom, resp. pomaly tuhnúcim spojivom v hrúbke 300 mm. Predpoklady o únosnosti podložia boli určené v súlade s výsledkom inžiniersko-geologického prieskumu. Hladina podzemnej vody sa overila na úrovni, ktorá neovplyvní zmeny v únosnosti podložia.

Navrhnutý podkladový systém má takúto skladbu:

• podkladová vrstva č. 1, 200 mm, E = 4 500 MPa, μ = 0,22;
• podkladová vrstva č. 2, 200 mm, E = 700 MPa, μ = 0,25;
• upravené podložie 300 mm, E = 150 MPa, μ = 0,4;
• podložie E = 45 MPa, μ = 0,45.

Modul reakcie podkladového systému je 304,84 MN/m³. Na základe poskytnutých podkladov a stanovených vstupných parametrov bola navrhnutá takáto konštrukcia vozovky:

• cementobetónový kryt s hrúbkou 360 mm,
• podkladová vrstva z cementom stmelenej zrnitej zmesi CBGM C5/6 s hrúbkou 200 mm,
• upravené podložie ZSC s hrúbkou nestmelená vrstva z mechanicky spevneného kameniva MSK s hrúbkou 200 mm, 300 mm (obr. 4).

Celková hrúbka vozovky je 1 060 mm.

Cementobetónový kryt vozovky CB I je realizovaný ako jednovrstvový. Rozmery dosiek sú navrhnuté na 5,0 m v pozdĺžnom smere a na 4,5 až 5,5 m v priečnom smere. Na riešenej dopravnej ploche sa počíta so všetkými škárami ako priečnymi. Tieto škáry sú vystužené klznými tŕňmi s Ø 30 mm a minimálnou dĺžkou 500 mm vo vzájomnej osovej vzdialenosti 500 mm.

Napojenie nového CB krytu na existujúci CB kryt je riešené ako dilatačná škára, vystužená klznými tŕňmi s Ø 30 mm a min. dĺžkou 500 mm vo vzájomnej osovej vzdialenosti 500 mm, s posúdením na potreby dilatovania a usmernenia posunov časti plochy (pásov) vplyvom klimatických zmien. Medzi CB krytom a podkladovou vrstvou je separačná medzivrstva z geotextílie, ktorá slúži na zamedzenie kopírovania trhlín.

Výpočet napätí a deformácií sa vykonal pomocou metódy MKP v programe SCIA Nexis modelom, ktorý zahŕňa aj uváženie deformácií spôsobených šmykovými silami. Vypočítané maximálne hodnoty napätia na spodu dosky sú od zaťaženia umiestneného na doske zdeformovanej kladným teplotným spádom a vlastnou tiažou.

Pri vpočte deformácií je hodnota krivosti dosky určená pre maximálnu hodnotu kladného rozdielu teplôt horného a spodného povrchu dosky. Výstupy hodnotenia priehybov (deformácií) a napätí na spodu CB dosky sú spracované pre zaťaženie umiestnené na priečnej hrane, pozdĺžnej hrane a na rohu dosky (obr. 5). Maximálne napätie od jednorazového zaťaženia je σ_max = 4,815 MPa.

Kritérium na posúdenie, aby napätie bolo menšie ako výpočtová pevnosť cementového betónu v ťahu pri ohybe R = 5 MPa, bolo splnené. Výstavba druhej etapy bola rozdelená na dva úseky realizované počas roka 2019 na jar a na jeseň. Dôvodom prerušenia realizácie bola požiadavka zabezpečiť plynulú prevádzku letiska počas majstrovstiev sveta v ľadovom hokeji.

Záver

Technickoprevádzkový stav vybavovacích plôch na Letisku M. R. Štefánika, najmä rolovacieho pásu, dosiahol úroveň havarijného stavu, spôsobného degradáciou týchto plôch. Z dôvodu zabezpečenia efektívnej prevádzky letiska musela vzhľadom na zmenu kritického lietadla prejsť inováciou a zvýšením únosnosti aj časť odbavovacej plochy. Požadovaný stav sa dosiahol rekonštrukciou uvedených častí apronu.

Literatúra

1. Projektová dokumentácia na realizáciu stavby. Rekonštrukcia – rolovací pás, apron – II. etapa, CEMOS, s. r. o., Bratislava 2019.
2. Návrh a posúdenie novej letiskovej vozovky. Katedra dopravných stavieb STU v Bratislave, 2018.
3. Diagnostika pohybových plôch. Pavex Consulting, s. r. o., 2018.
4. Platné normy, predpisy katalógové a vzorové listy pre cestné stavby a leteckú infraštruktúru (najmä: STN 73 6101, STN 73 6123, STN EN 13877-3, L14, TP 098, TP 025, TKP 8, KLA 1/2014).

Andrea Zuzulová a Dominika Hodáková pôsobia na Katedre dopravných stavieb SvF STU v Bratislave.

Článok bol publikovaný v časopise Inžinierske stavby 03/2021.