Riešenia pre opravy vozoviek a mostných objektov
Časopis Inžinierske stavby Výstavba, ale najmä modernizácia a opravy cestnej infraštruktúry so sebou väčšinou prinášajú výrazné dopravné obmedzenia. Želaním všetkých účastníkov cestnej premávky je, aby boli všetky práce zrealizované v čo najkratšom čase a kvalite, ktorá zabezpečí dlhodobú životnosť konštrukcie. Použitie samolepiacich mreží GlasGrid® s polymérovým ochranným povlakom, ako aj inovatívneho výrobku GlasGrid® Rapid pri rekonštrukciách povrchov vozoviek významne predlžuje životnosť konštrukcie a zároveň významne skracuje čas opráv a s tým súvisiacich dopravných obmedzení.
Poruchy povrchov vozoviek a ich oprava so sebou prinášajú významné dopravné obmedzenia. Kritickým miestom pre prestup trhlín sú pozdĺžne a priečne škáry cementobetónových plôch, napojenie povrchov pri opravách neúnosných krajníc, asfaltové vrstvy vystavené pôsobeniu trhlín z podkladových vrstiev, asfaltové pracovné škáry alebo poruchy konštrukčných vrstiev.
Ďalšou oblasťou významne ovplyvnenou vznikom trhlín je prechodová oblasť v mieste prepojenia telesa komunikácie a mostného objektu. Výstavba, resp. rekonštrukcia s použitím vhodne navrhnutého a nainštalovaného typu výstužného prvku môže priniesť až trojnásobne dlhšiu životnosť a až o polovicu znížiť budúce náklady na údržbu.
Predĺženie intervalov medzi jednotlivými opravami zároveň prispieva k zníženiu emisií oxidu uhličitého do ovzdušia. Správny výber typu materiálu (mreža, kompozit) v kombinácii s inštaláciou v zmysle technologického postupu prináša významný prvok k bezpečnejšej a kvalitnejšej cestnej infraštruktúre.
Výstužná mreža Glasgrid®
Jedným z účinných spôsobov, ako obmedziť vznik reflexných trhlín v asfaltových vrstvách, je použitie výstužnej mreže. Kľúčovým parametrom pri výbere vhodného produktu je ťahová pevnosť, ktorú výrobca uvádza v technickej dokumentácii ako hodnotu pred použitím materiálu. Pre správnu funkciu výstuže je však zásadné, aby si mreža udržala čo najvyššiu ťahovú pevnosť aj po inštalácii a uložení asfaltovej vrstvy. Z tohto dôvodu je nutné posudzovať jej odolnosť proti mechanickému, ale aj chemickému zaťaženiu.
Sklovláknité mreže GlasGrid® sú opatrené teplotne stabilným polymérovým povlakom, ktorý bol overený skúškami odolnosti proti mechanickému a chemickému poškodeniu v akreditovaných externých laboratóriách.
Skúšobná metóda EN ISO 10722:2020 simuluje namáhanie mreže na stavbe počas inštalácie a hutnení. Výsledky preukázali, že polymérny povlak pri výrobkoch GlasGrid výrazne zvyšuje ochranu sklených vlákien. Po realizácii skúšky boli namerané podstatne vyššie ťahové pevnosti v porovnaní s mrežami bez povlaku alebo s bitúmenovým povlakom. Porovnanie nominálnej pevnosti deklarovanej výrobcom s hodnotami nameranými po dynamickom zaťažení ukazuje obr. 1.
Rovnako dôležitým faktorom je aj teplotná odolnosť povlaku. Počiatočná teplota mäknutia polymérneho povlaku pri mrežiach GlasGrid presahuje 230 °C, čo zaisťuje stabilitu a ochranu sklených vlákien pri ukladaní asfaltovej zmesi za horúca. Naproti tomu bitúmenové povlaky majú počiatočnú teplotu mäknutia už od 50 °C, čo vedie k nedostatočnej ochrane vlákien pri aplikácii asfaltu s teplotou 140 – 160 °C a môže spôsobiť výrazný pokles ťahovej pevnosti po aplikácii asfaltovej vrstvy.
Na trhu sú dostupné výstužné materiály zo sklených vlákien s bitúmenovým povlakom, ktorý býva označovaný ako „elastomérny polymérny povlak“. V skutočnosti však ide o bitúmenový povlak, ibaže modifikovaný polymérmi.
Teplota topenia neupraveného bitúmenu dosahuje maximálne 100 °C, zatiaľ čo polymérom modifikované bitúmeny majú teplotu tavenia do 120 °C. Keďže teplota asfaltových zmesí pri ukladaní bežne dosahuje 140 až 160 °C, nemožno polymérom modifikovaný bitúmenový povlak považovať za dostatočnú ochranu sklených vlákien proti vysokému teplotnému zaťaženiu.
Ďalšou výhodou kvalitného polymérneho povlaku je ochrana sklených vlákien pred alkalickým pôsobením, najmä pri aplikáciách na čerstvý betónový podklad.
Bulharsko, diaľnica A1
V roku 2021 bola zrealizovaná rekonštrukcia diaľnice A1 Trakiya, Chirpan – Stara Zagora v Bulharsku. V rámci rekonštrukcie bola použitá samolepiaca mreža GlasGrid® GG 100 s ťahovou pevnosťou 100/100 kN/m (úvodný obrázok), ktorá bola nainštalovaná na spojovací postrek, čo zabezpečilo podstatne vyššiu adhéziu. Na aktiváciu samolepiacej vrstvy boli použité 2 až 3 pojazdy valca. Rekonštrukcia spočívala v odfrézovaní pôvodného povrchu v hrúbke 220 mm a následnom vybudovaní novej vozovky v nasledujúcej skladbe:
- obrusná vrstva SMA A12,5 mm,
hr. 40 mm, - spojovací postrek,
- ložná vrstva AC20, hr. 80 mm,
- GlasGrid® GG 100,
- spojovací postrek 0,3 kg/m2,
- vyrovnávacia vrstva, hr. 100 mm.
Pre projekt spracoval zhotoviteľ komplexnú analýzu nákladov, ktorá porovnávala celkové náklady na opravu so samolepiacou mrežou a s mrežou bez samolepiacej vrstvy. Analýza preukázala, že vďaka úspore času pri realizácii, menšiemu počtu potrebných pracovníkov a menšiemu množstvu potrebného spojovacieho postreku sa podarilo dosiahnuť optimalizáciu nákladov.
Použitie samolepiacej mreže GlasGrid® umožnilo skrátiť čas realizácie o 20 %, výrazne znížiť počet pracovníkov (približne o 50 %) a takisto výrazne znížiť množstvo potrebného spojovacieho postreku (približne o 60 %), čo predstavovalo úsporu približne 432 ton spojovacieho postreku.
Kompozitná výstuž Glasgrid® Rapid
GlasGrid® Rapid predstavuje špeciálny výrobok, ktorý v poslednom období nachádza široké uplatnenie pri veľkoplošných a lokálnych opravách trhlín a výtlkov vo vozovke a pri rekonštrukcii mostných objektov. Tento špeciálny kompozitný výstužný systém sa skladá zo sklovláknitej mreže potiahnutej polymérovým povlakom a z netkanej textílie, celoplošne penetrovanej modifikovaným asfaltom. Asfaltová vrstva je chránená fóliou. Na povrchu Rapidu je nanesený piesok, ktorý zabezpečuje ochranu proti prilepeniu na kolesá (obr. 2).
GlasGrid Rapid výrazne urýchľuje rekonštrukcie vozoviek, keďže sa vďaka zabudovanej samolepiacej asfaltovej vrstve z polymérom modifikovaného asfaltu nemusí používať spojovací postrek.
Rapid vďaka tejto vrstve zaistí nielen rýchle a perfektné prilepenie k povrchu, ale tiež požadované spojenie vrstiev. Toto riešenie je zvlášť vhodné pre Správy a údržby ciest, ktoré si položia mrežu vo vlastnej réžii a nemusia si na to objednávať realizačné firmy.
Použitie Rapidu je rýchle a jednoduché, pretože po položení výstuže sa iba odvinie fólia chrániaca asfaltovú vrstvu, mreža sa prevalcuje a následne zaasfaltuje. Ďalším nesporným benefitom je jeho vysoká priľnavosť k povrchu zaisťujúca bezpečnú aplikáciu bez nežiaduceho zvlnenia. Perfektné prilepenie a piesok na povrchu výstuže eliminujú riziko navíjania Rapidu na pneumatiky počas pojazdov stavebných mechanizmov po už položenej mreži.
Realizácia opravy povrchu vozovky s použitím produktu GlasGrid Rapid prináša významnú úsporu času v dôsledku možnosti vynechať pri realizácii niektoré technologické kroky, uvedené nižšie:
- frézovanie povrchu,
- očistenie povrchu,
- lokálne sanácie povrchu/zálievky – nie je potrebné realizovať,
- aplikácia spojovacieho postreku – nie je potrebné realizovať,
- aplikácia výstuže,
- pritlačenie výstuže,
- vyštiepenie spojovacieho postreku – nie je potrebné realizovať,
asfaltovanie, - hutnenie.
Česká republika, diaľnica D4 Milín
Systém ADFORS GlasGrid® Rapid bol nainštalovaný na väčšine mostných úsekov pri výstavbe diaľnice D4 v Českej republike. Predmetný úsek diaľnice bol historicky prvý úsek realizovaný ako PPP projekt.
GlasGrid® Rapid bol použitý na zosilnenie prechodových oblastí mostných objektov v celkovej výmere 1 600 m2. Použitie kompozitnej mreže GlasGrid Rapid zároveň zabezpečuje ochranu hydroizolačných vrstiev tým, že zabraňuje vzniku mikrotrhlín a prispieva k predĺženiu intervalov údržby mostnej konštrukcie.
Podkladovú vrstvu tvorila kombinácia 4 cm hrubej vrstvy asfaltového betónu (SMA) a betónového povrchu mostného objektu. Na takto pripravený podklad bol aplikovaný spojovací postrek v kombinácii s vápenným mliekom. Následne bol nainštalovaný výstužný kompozit GlasGrid Rapid (obr. 3). Finálny povrch tvorila obrusná vrstva s hrúbkou 4 cm.
Česká republika, prístupová cesta Horní Počaply
Prístupová cesta k výrobnému závodu Saint-Gobain Rigips CZ v obci Horní Počaply v okrese Mělník si vyžadovala komplexnú rekonštrukciu z dôvodu nevyhovujúceho stavu. Súčasťou rekonštrukcie bola oprava povrchu cesty vrátane nadväzujúceho viaduktu. Vzhľadom na to, že ide o prístupovú cestu k výrobnému závodu, využívajú ju ťažké nákladné vozidlá, čo negatívne ovplyvňuje životnosť vozovky.
GlasGrid® Rapid bol navrhnutý na spevnenie kritických oblastí v miestach možného vzniku trhlín vrátane pozdĺžnych škár. Opravená oblasť zahŕňala opravu povrchu samotného viaduktu a okolia šácht, ktoré takisto predstavujú kritickú oblasť v miestach s vysokou intenzitou dopravy.
Výstužný kompozit GlasGrid® Rapid bol aplikovaný na odfrézovaný, suchý a čistý povrch s teplotou 27 °C, bez nanesenia spojovacieho postreku (obr. 4). Na aktiváciu samolepiacej bitúmenovej vrstvy bol použitý malý valec. Vo výsledku sa dosiahla vynikajúca priľnavosť k povrchu > 27 kg.
Reálna samolepiaca vrstva a piesok na povrchu kompozitnej mreže zaisťujú bezpečnú nevyhnutnú premávku po nainštalovanej mreži bez rizika prilepenia na pneumatiky. GlasGrid Rapid sa ľahko reže a prispôsobuje povrchu. Tieto výhody ho predurčujú aj na použitie na vystuženie okolo šácht, čo sa využilo aj na tomto projekte. Nasledujúci deň po inštalácii bol GlasGrid® Rapid prekrytý obrusnou vrstvou ACO11 s hrúbkou 50 mm.
Záver
Pri opravách a modernizácii komunikácií a mostných objektov možno aplikovať tradičné riešenie vo forme samolepiacich výstužných mreží zo skleného vlákna s polymérovým ochranným povlakom alebo využiť výhody kompozitnej výstuže so samolepiacou bitúmenovou vrstvou GlasGrid Rapid.
Aplikácia výstužnej mreže so samolepiacou bitúmenovou vrstvou GlasGrid® Rapid umožňuje vynechať určité technologické kroky počas realizácie opráv (nie je potrebné realizovať lokálne sanácie povrchu/zálievky, nevyžaduje sa aplikácia spojovacieho postreku a s v súvislosti s tým odpadá čas potrebný na jeho vyštiepenie), čo súčasne umožňuje znížiť počet potrebných pracovníkov a nevyhnutnej mechanizácie na stavbe. Zároveň extrémne vysoká priľnavosť zabezpečuje rýchlu a bezpečnú inštaláciu, dokonalé spojenie vrstiev a predlžuje životnosť vozovky.
V súvislosti s opravami a modernizáciami komunikácií a mostných objektov vznikajú rôzne problémy, ktoré je potrebné riešiť v danom čase a na danom mieste:
- potreba ošetriť trhliny a zabezpečiť ochranu škár cementobetónových dosiek, prípadne minimalizovať výkopové práce,
- časový priestor na opravu komunikácie a s tým spojené dopravné obmedzenia,
- nedostatok kvalifikovaných pracovníkov,
- obmedzený priestor pre stavebné mechanizmy,
- nutnosť realizácie opráv pri nízkych, prípadne vysokých teplotách,
- záručné opravy.
Výstužné mreže GlasGrid®, prípadne kompozitná výstuž GlasGrid® Rapid so zabudovanou modifikovanou bitúmenovou vrstvou prinášajú riešenie pre každý z vyššie uvedených problémov, ktoré sú neoddeliteľnou súčasťou skoro každého projektu.
Text: RNDr. Branislav Prelovský, konateľ spoločnosti GEOSOUL, s. r. o.;
Mgr. Ján Hasenovič, technický manažér;
Ing. Štepán Bohuš, PhD., business director infrastructure
SAINT-GOBAIN ADFORS CZ, s. r. o.
Foto: SAINT-GOBAIN ADFORS CZ, s. r. o.
