Obnova križovatky vzletových a pristávacích dráh na Letisku M. R. Štefánika v Bratislave

shutterstock 1486469606
Zdroj: Shutterstock

Pandémia covidu-19 ovplyvnila celosvetovo turizmus a mobilitu obyvateľstva, čo sa dotklo najmä leteckého priemyslu. Letiská sa dostali do veľmi nepriaznivej finančnej situácie a priority investícií v rámci ich rozvoja sa zredukovali, prípadne pozastavili.

Zmeny mali vplyv aj na celý chod a predpokladaný priaznivý vývoj bratislavského letiska. Paradoxne, práve pozastavenie leteckej prevádzky však prinieslo odhodlanie a možnosť investovať do dlhodobo odkladanej obnovy križovania dráh.

Dráhový systém letiska tvoria dve na seba kolmé vzletové a pristávacie a rolovacie dráhy, ktoré umožňujú prílety a odlety dopravných a nákladných lietadiel. Príspevok sa zaoberá prípravou, technickým riešením a realizáciou opravy na križovatke vzletovo-pristávacích dráh letiska a opisom jednotlivých technických parametrov.

Pandémia covidu-19 zásadne zmenila frekvenciu a charakter leteckej prevádzky, a to najmä v jej začiatkoch. Minulý rok sa na letisku v Bratislave uskutočnilo iba 13 797 príletov a odletov, čo predstavuje oproti roku 2019 pokles o 52 % (obr. 1). Ak by bol tento rok na bratislavskom letisku rovnako intenzívny ako dosiaľ rekordný rok 2018, desať dní trvajúce prerušenie prevádzky by obmedzilo odbavenie viac ako 50-tisíc cestujúcich.

Prevádzku letiska komplikoval v posledných rokoch zlý technický stav vozovky. Vzletovo-pristávacie dráhy (VPD) letiska boli postavené ešte v 60. rokoch minulého storočia a obnovené v 80. rokoch minulého storočia s očakávanou životnosťou približne tridsať rokov. Vykazovali tak už značnú mieru opotrebenia s množstvom porúch a potrebovali komplexnú opravu.

Obr. 1 Letecká prevádzka na letisku v Bratislave v rokoch 2016 až 2020
Obr. 1 Letecká prevádzka na letisku v Bratislave v rokoch 2016 až 2020 | Zdroj: Andrea Zuzulová a Dominika Hodák

Pre niektoré typy lietadiel bola nedostatočná aj únosnosť týchto dráh. Podrobná diagnostika spevnených plôch sa vykonala na prelome rokov 2017 – 2018 [3]. Výsledok ukázal, že stav niektorých úsekov v križovaní VPD 13-31 a VPD 04-22 je zlý, veľmi zlý až havarijný. Poruchy sa rozdelili podľa jednotlivých typov a na základe ich početnosti a závažnosti sa vyhodnotil celkový stav jednotlivých plôch určený bezrozmerným číslom od 0 po 100.

Na základe získaného čísla je plocha klasifikovaná podľa jednotlivých stupňov a v mapových výstupoch pasportu je farebne rozlíšená. Plocha s najlepšími hodnotami je zobrazená zelenou farbou (PCI 86 – 100) a, naopak, plocha v havarijnom stave je zobrazená čiernou farbou (PCI 0 – 10) (obr. 2).

Zvýšenie hodnoty PCI je možné dosiahnuť iba kompletnou výmenou poškodených horných cementobetónových (CB) dosiek vozovky. Pri tomto type obnovy, zároveň so sanáciou asfaltovej medzivrstvy, sa zvýši tuhosť celej konštrukcie vozovky a čiastočne sa zvýši aj únosnosť VPD.

Obr. 2 Index stavu plôch (PCI)
Obr. 2 Index stavu plôch (PCI) | Zdroj: Andrea Zuzulová a Dominika Hodáková

Obnova križovatky dráh 04-22 a 13-31

Vzletovo-pristávacie dráhy si vyžadovali obnovu, ktorú letisko postupne vykonáva po etapách už piaty rok. V minulosti sa rekonštruovala vždy len časť jednej z dráh s leteckou prevádzkou z druhej dráhy. V rokoch 2016 až 2018 realizoval prevádzkovateľ letiska čiastočnú obnovu VPD 13-31 a VPD 04-22, v rámci ktorej sa vymenili osové CB dosky a realizovala sa sanácia asfaltovej medzivrstvy.

S odstupom času možno považovať uvedenú technológiu rehabilitácie za správnu. V roku 2020 mala prebehnúť ďalšia plánovaná obnovaa, a to v najzložitejšom mieste – križovatke vzletovo-pristávacích dráh, ktorá bola s príchodom pandémie napokon odložená o rok. Dôvodom odkladu bola potreba prevádzkyschopnosti letiska v krízovom období a jeho dôležitosť v kritickej dopravnej infraštruktúre štátu. Letisko sa využívalo na repatriačné lety a tiež na dopravu zdravotníckeho materiálu na Slovensko.

Cieľom obnovy bolo zaistiť bezpečnú prevádzkyschopnosť dráh pred letnou sezónou. V polovici apríla 2021 dodržalo letisko ročný posun termínu a začalo plánovanú opravu križovatky vzletových a pristávacích dráh 13-31 a 04-22 (obr. 3). Práce prebiehali 24 hodín denne, preto sa letisko úplne uzatvorilo pre všetky prílety a odlety a v prevádzke

Realizácia prác

Obnova križovatky dráh prebiehala v troch etapách. V prvom týždni prebiehali prípravné práce na vzletovo-pristávacej dráhe 04-22, ktorých súčasťou bolo búranie cementobetónových dosiek. V tomto období sa letisko uzatváralo na šesť hodín v nočnom čase, čo neovplyvnilo pravidelné lety.

V záverečnej tretej etape rekonštrukcie sa počas nočných zmien vyplnili škáry zálievkou, čo už nemalo vplyv na leteckú prevádzku. Obnova križovatky dráh trvala 11 dní, t. j. od 14. do 24. apríla 2021. Počas uzávery letiska prebiehali v danom období v križovaní dráh stavebné práce ako búracie práce, odvoz cementovo-betónového krytu, rezanie dosiek, kladenie nového cementobetónového krytu, osádzanie osového osvetlenia či nástrek denného značenia.

Dráhový systém letiska tvoria dve na seba kolmé vzletové a pristávacie dráhy a rolovacie dráhy, ktoré umožňujú pristátie a následný pohyb takmer všetkých dopravných lietadiel (kritický typ lietadla je Boeing 747-400). VPD 13-31, ktorá je hlavnou dráhou, má dĺžku 3 190 m a šírku 45 m, a dráha 04-22 má dĺžku 2 900 m a šírku 60 m.

Obr. 3 Križovatka VPD 04-22 a VPD 13-31
Obr. 3 Križovatka VPD 04-22 a VPD 13-31. | Zdroj: Andrea Zuzulová a Dominika Hodáková

Systém vzletových a pristávacích dráh (VPD 13-31 a VPD 04-22) bol budovaný postupne s rozdielnym typom konštrukcie cementobetónových dosiek a premenlivou hrúbkou jednotlivých vozoviek. Na dráhe VPD 13-31 je po celej dĺžke dvojdosková konštrukcia, pričom horná doska má premennú hrúbku CB dosky 200 – 320 mm, spodná doska má premennú hrúbku 220 a 260 mm.

Hrúbka konštrukcie vozovky nie je konštantná a z hľadiska skladby konštrukcie vozovky sa delí na päť rozdielnych homogénnych úsekov. Na dráhe VPD 04-22 je po celej dĺžke dvojdosková konštrukcia, pričom horná doska má premennú hrúbku CB dosky 200 – 260 mm, spodná doska má premennú hrúbku 240 a 300 mm (tri homogénne úseky).

Podľa výsledkov diagnostiky z roku 2009 z prieskumných jadrových vrtov v mieste križovania možno hodnotiť, že cementobetónová vozovka bola postavená v tomto zložení [2]:

  • cementový betón: 200 – 260 mm,
  • obaľované kamenivo: 25 – 40 mm,
  • cementový betón: 220 – 260 mm,
  • cementová stabilizácia: 0 – 170 mm,
  • štrkopiesok: 220 – 500 mm.

Stavebný objekt na VPD 13-31 sa začína v km 1,893 00 v smere od prahu 31, koniec úseku je v km 2,199 00. Stavebný objekt na VPD 04-22 sa začína v km 1,288 00 v smere od prahu 04, koniec úseku je v km 1,592 00. Výmena horného krytu CB vozovky sa realizovala v dvoch pásoch v osi VPD v mieste križovania oboch VPD (obr. 4) [1].

VPD 13-31 sa obnovila v dĺžke 306,68 m (plocha 4 600,19 m2 , 84 ks dosiek). Hlavná dráha sa budovala ako priebežná. Obnova VPD 04-22 je rozdelená na dva úseky, pričom I. úsek má dĺžku 141,90 m (plocha 2 131,08 m2 , 42 ks dosiek) a II. úsek má dĺžku 146,62 m (plocha 2 201,79 m2 , 44 ks dosiek) [1].

Obr. 4 Obnova križovania VPD 04-22 a VPD 13-31
Obr. 4 Obnova križovania VPD 04-22 a VPD 13-31 | Zdroj: Andrea Zuzulová a Dominika Hodáková

Horná existujúca cementobetónová doska vozovky sa vybúrala aj s medzivrstvou obaľovaného kameniva v šírke 15 m (dve osové dosky) v predpokladanej priemernej hrúbke 270 mm. Rezaním sa odstránili aj existujúce zazubenia medzi doskami. Rovnako sa prerezali priečne škáry na začiatku a konci rekonštruovaného úseku.

Obr. 5 Realizácia obnovy križovatky dráh VPD 04-22 a VPD 13-31
Obr. 5 Realizácia obnovy križovatky dráh VPD 04-22 a VPD 13-31 | Zdroj: Andrea Zuzulová a Dominika Hodáková

Vybúraný materiál (betón a obaľované kamenivo) sa odviezol na skládku. Na záver búracích prác sa celá plocha spodnej dosky vyčistila a následne sa na ňu položila separačná vrstva z geotextílie (plošná hmotnosť 1 000 g/m2 ) a nový cementobetónový kryt v hrúbke 225 – 300 mm.

Na križovatke dráh VPD 13-31 a VPD 04-22 bola navrhnutá v hrúbke 805 až 1 200 mm táto skladba konštrukcie vozovky:

  • cementový betón CB I (H) 225 – 300 mm,
  • separačná geotextília, plošná hmotnosť 1 000 g/m2 , existujúce vrstvy vozovky sa ponechajú, • cementový betón (pôvodná vrstva vozovky) 220 – 260 mm,
  • cementová stabilizácia (pôvodná vrstva vozovky) 0 – 170 mm,
  • štrkopiesok (pôvodná vrstva vozovky) 220 – 500 mm. Priečne a pozdĺžne škáry cementobetónového krytu sú vystužené.

Priečne škáry sú vystužené klznými tŕňmi Ø 30 vo vzájomnej vzdialenosti 250 mm a pozdĺžne škáry kotvami Ø 16 s dĺžkou 800 mm v počte 4 ks na dĺžku dosky [4]. Za predmetnú opravu križovatky zaplatilo letisko 2,27 milióna eur bez DPH. Zákazku na stavebné práce získala spoločnosť Doprastav. Realizácia bola náročná z časového hľadiska, keďže zhotoviteľ sa zaviazal zaplatiť 2 375 eur za každú hodinu nad rámec plánovanej uzávery.

Obr. 5 Realizácia obnovy križovatky dráh VPD 04-22 a VPD 13-31
Obr. 5 Realizácia obnovy križovatky dráh VPD 04-22 a VPD 13-31 | Zdroj: Andrea Zuzulová a Dominika Hodáková

Záver

Na základe posúdenia možností rekonštrukcie s ohľadom na očakávaný prínos v kvalite sa navrhla obnova vozovky výmenou hornej cementobetónovej dosky. Asfaltová medzivrstva sa nahradila separačnou geotextíliou. Takouto obnovou sa dosiahlo zlepšenie prevádzkových vlastností oboch vzletovo-pristávacích dráh.

Nová horná betónová doska umožní zároveň lepšiu údržbu predmetnej plochy, čím vznikne nový celistvý povrch bez lokálnych porúch a nutnosti lokálnych opráv. Toto rozhodnutie bolo prijaté s ohľadom na zámer riešiť v blízkej budúcnosti zabezpečenie spoľahlivosti a prevádzkyschopnosti dráhy jej komplexnou rekonštrukciou v celom rozsahu (v celej šírke a celej dĺžke), prípadne výstavbou VPD v novej polohe.

Andrea Zuzulová a Dominika Hodáková

Autorky pôsobia na katedre dopravných stavieb SvF STU v Bratislave.

Článok bol publikovaný v časopise Inžinierske stavby 06/2021.

Literatúra:

1. Projektová dokumentácia na realizáciu stavby. Rekonštrukcia križovatky VPD 13 – 31 & VPD 04 – 22, CEMOS, s. r. o., Bratislava, 2019.

2. Diagnostika VPD 13 – 31 a VPD 04 – 22 z roku 2009, spracovateľ Consulting Engineering Brno.

3. Diagnostika pohybových plôch z roku 2018, spracovateľ Pavex Consulting, s. r. o.

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).