D2 Bratislava – protihluková stena Lamač

4. septembra 2015

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