Súčasný stav rolovacích dráh na Letisku M. R. Štefánika si vyžaduje komplexnú rekonštrukciu

Príspevok je spracovaný ako výstup diplomovej práce v spolupráci s Letiskom M. R. Štefánika. Venuje sa návrhu obnovy rolovacích dráh so zameraním na optimalizáciu dráhového systému pre lietadlá kategórie E. Predmetom riešenia je rolovacia dráha Foxtrot 1, ktorej stav nezodpovedá aktuálnym štandardom. Návrh zahŕňa modernizáciu konštrukčných vrstiev a úpravu geometrie dráh s cieľom zvýšiť prevádzkovú bezpečnosť a zabezpečiť súlad s požiadavkami ICAO, to všetko pri nepretržitej prevádzke letiska počas stavebných prác.

Poznáte výhody Klubu ASB? Stačí bezplatná registrácia a získate sektorové analýzy slovenského stavebníctva s rebríčkami firiem ⟶

Tak ako všade na svete, aj na Slovensku sa po pandémii obnovuje počet cestujúcich a množstvo tovaru prechádzajúceho cez letiská. Navyše sa predpokladá, že tieto počty prekonajú hodnoty spred pandémie (pred rokom 2019). Letecké spoločnosti preto viac využívajú veľkokapacitné lietadlá kategórie E, ktoré sú určené najmä na diaľkové lety. Rozpätie ich krídiel sa pohybuje od 52 do 65 m.

Z dôvodu častejšieho využívania týchto lietadiel sa im všetky letiská už desaťročie prispôsobujú a upravujú pre túto kategóriu lietadiel a ich požiadavky svoje dráhy a plochy. Hlavným predmetom týchto úprav sú vzletovo-pristávacia dráha, rolovacia dráha a odbavovacia plocha. Je veľmi dôležité, aby sme tento nevyhnutný trend nasledovali a postupne prispôsobili a zmodernizovali do požadovaného stavu aj letisko v našom hlavnom meste.

Zhodnotenie súčasného stavu letiska a rolovacích dráh

Letisko v Bratislave začalo prijímať lietadlá kategórie E minulý rok. Predstavuje to významný krok v jeho rozvoji, keďže lietadlá ako Airbus A320, Boeing 737 a iné sa bežne používajú na regionálne a stredne dlhé lety. Tento krok znamená, že letisko je pripravené obsluhovať väčšie a ťažšie lietadlá (napríklad A350), ktoré si vyžadujú širšie a pevnejšie konštrukcie plôch.

V súčasnosti má letisko tri stojiská určené pre lietadlá kategórie E, pri ich premiestňovaní zo vzletovo-pristávacej dráhy na odstavné plochy sa však začali objavovať problémy s technickým vyhotovením rolovacích dráh. Tie neboli dimenzované na takéto ťažké lietadlá, ktorých hmotnosť a rozmery spôsobovali preťaženie existujúcej infraštruktúry. V kritických úsekoch dráhy, kde sa lietadlá kategórie E pohybovali, došlo k poškodeniu povrchu vozovky, čo viedlo k nutnosti okamžitej rekonštrukcie rolovacích plôch, aby sa zabezpečila bezpečnosť prevádzky.

Absencia systematických investícií do obnovy rolovacích dráh v minulosti viedla k zníženiu referenčného kódu letiska zo 4E na 4C, čo obmedzilo schopnosť letiska obsluhovať všetky lietadlá kategórie E bez obmedzení.

Tento krok znamenal, že letisko nemôže plne využiť svoj potenciál v rámci prijímania väčších lietadiel a je potrebné vykonať ďalšie investície na obnovu a modernizáciu plôch. V minulom roku si letisková spoločnosť dala za cieľ identifikovať rozsah potrebných investícií, ktoré umožnia opätovne získať referenčný kód 4E, čím sa zabezpečí plná obsluha lietadiel kategórie E [12].

Rolovanie lietadiel po letisku

Pri prevádzke lietadiel kategórie E je preferovaná vzletovo-pristávacia dráha 13-31, ktorá bola prispôsobená na presné prístrojové priblíženie. Lietadlá štandardne pristávajú na prahu 31 a po dosadnutí pokračujú plynulo po dráhe smerom na prah 13. Na tomto mieste sa prechádza na rolovaciu dráhu Foxtrot 1, odkiaľ sa lietadlá následne presúvajú na odstavné plochy (Apron).

Odbočka na rolovaciu dráhu Foxtrot predstavuje strategicky najdôležitejší, ale zároveň najviac poškodzovaný úsek rolovacieho systému v rámci pojazdových dráh obsluhujúce preferovanú Runway. Tento úsek je intenzívne zaťažený prevádzkou lietadiel kategórie E a v súčasnosti sa plánuje jeho rekonštrukcia. Počas nej nebude možné zabezpečiť rolovanie lietadiel cez tento úsek, čo významne ovplyvní prevádzku letiska.

Vzhľadom na nedostatočné technické riešenie, ktoré nevyhovovalo požiadavkám lietadiel kategórie E, bolo nevyhnutné prijať dočasné opatrenia. Rolovacie čiary boli upravené tak, aby lietadlá dokázali bezpečne prejsť cez oblúk, ktorý spôsoboval problémy pri manévrovaní.

Táto zmena však spôsobila, že lietadlá neprechádzajú stredom vozovky, ale ich kolesá sa pohybujú nebezpečne blízko okrajov betónovej vozovky. V niektorých prípadoch, najmä pri nadrozmerných lietadlách, to zvyšuje riziko ďalšieho poškodenia a nebezpečenstva pre prevádzku. Zároveň dráhe Foxtrot chýbajú postranné pásy, ktoré sú potrebné pre lietadlá kategórie E, aby nedochádzalo k nasávaniu nečistôt pri pojazďovaní do motorov lietadla.

Tento provizórny stav s upraveným rolovaním lietadiel len podčiarkol nutnosť potrebnej rekonštrukcie daného úseku. Tá sa zameria na technické prispôsobenie tejto časti rolovacej dráhy tak, aby plne vyhovovala požiadavkám na bezpečný a efektívny pohyb lietadiel kategórie E. Zároveň sa zabezpečí plynulý a bezpečný presun lietadiel po celom systéme rolovacích dráh (obr. 1).

Prevádzka letiska nebola dosiaľ natoľko frekventovaná, aby daný proces spôsoboval zásadné obmedzenia, v budúcnosti pri potrebnej väčšej kapacite, najmä počas letnej sezóny, však môže vážne narušiť plynulosť letiskovej prevádzky. Takéto zdržania by mohli mať negatívny vplyv nielen na efektivitu prevádzky letiska, ale aj spokojnosť cestujúcich.

Okrem toho lietadlá kategórie E pri rolovaní po dráhe Delta nemôžu odbočiť na iné pojazdové dráhy vzhľadom na nedostatočné šírkové a technické prispôsobenie dráh na bezpečný pohyb lietadiel, ako aj nedostatočné rozšírenia v oblúkoch. Nedostatočná únosnosť povrchu a obmedzený priestor nútia lietadlá absolvovať obchádzkovú trasu, čo predlžuje čas rolovania a zdôrazňuje potrebu modernizácie infraštruktúry rolovacích dráh.

Zhodnotenie stavu rolovacích dráh

Číselné hodnotenie technického stavu rolovacích dráh sa vykonalo pomocou Indexu stavu vozovky (Pavement Condition Index – PCI). Tento index predstavuje štandardizovanú metódu hodnotenia technického stavu spevnenej plochy na základe vizuálne identifikovaných porúch.

Systém bol pôvodne vyvinutý v USA pre potreby hodnotenia letiskových plôch a neskôr sa rozšíril aj do oblasti cestných komunikácií. Hodnota PCI sa pohybuje v rozsahu od 0 (stav úplného zlyhania) po 100 (stav novej, bezchybnej vozovky). Za kritickú hodnotu sa považuje PCI = 70, čo signalizuje potrebu väčšej údržby alebo opravy. Pri diagnostike pohybových plôch lietadiel (PPL) sa hodnotia všetky poškodenia na každej cementobetónovej (CB) doske, pričom sa zaznamenáva aj miera ich závažnosti (obr. 3) [7].

Vzhľadom na medzinárodné štandardy, ktoré požadujú pre letiskové plochy priemerné hodnoty PCI vyššie ako 70, možno konštatovať, že aj napriek prijateľným hodnotám PCI, aktuálny technický stav rolovacích dráh Delta 1, Delta 2 a Foxtrot 1 je na hranici požiadaviek. Na základe celkového zhodnotenia dráh je opodstatnené zvážiť komplexnú rekonštrukciu týchto najvyťaženejších plôch tak, aby bola zabezpečená požadovaná bezpečnosť a prevádzkyschopnosť letiska.

Návrh úprav a rekonštrukcia rolovacej dráhy TWY F

Cieľom zlepšenia efektívnosti rolovania lietadiel kategórie E je zabezpečiť plynulý a bezpečný pohyb lietadiel počas ich premiestňovania zo vzletovo-pristávacích dráh na odstavné plochy. Z ekonomického hľadiska sa ako najefektívnejšie riešenie javí zachovanie existujúceho systému rolovania, ktorý bude upravený a rekonštruovaný len v kritických a technicky problematických úsekoch. Týmto prístupom sa minimalizujú náklady a zároveň sa zabezpečí plynulý priebeh prevádzky počas rekonštrukčných prác.

Plánované rekonštrukcie sa budú sústreďovať predovšetkým na opravu a posilnenie konštrukcie vozovky v najviac zaťažených miestach, kde sa vyskytli poškodenia spôsobené prevádzkou lietadiel kategórie E. Kľúčovými oblasťami rekonštrukcie budú výmena a posilnenie povrchu vozovky, ako aj rozšírenie rolovacích plôch (najmä v oblúkoch), aby sa zabezpečila dostatočná kapacita a bezpečnosť pohybu lietadiel. To zahŕňa aj doplnenie postranných pásov v smere rolovania, ktoré zvýšia stabilitu a bezpečnosť pri prechode ťažších lietadiel.

Rekonštrukcia rolovacích dráh

Na základe zistených nedostatkov na riešených pojazdových dráhach je zrejmé, že malé alebo väčšie lokálne opravy už nie sú vhodným riešením pre udržiavanie prevádzkyschopného stavu. Poškodenia sa prekrývajú a vytvárajú rozsiahlu sieť porúch, ktorých dôsledky na konštrukciu sú čoraz ťažšie riešiteľné. Závažným problémom je aj nedostatočná únosnosť konštrukcie.

Merania preukázali, že skutočné hodnoty PCR na vozovke sú najnižšie spomedzi všetkých povrchov na letisku. Tento stav môže byť dôsledkom vysokého veku vozoviek, ako aj vplyvu vonkajšieho prostredia, predovšetkým prenikania vody cez poškodenia do konštrukcie, čo vedie k jej oslabovaniu.

Letisko od prvej výstavby počas rokov fungovania dráh nezrealizovalo komplexnú rekonštrukciu rolovacích plôch. Je zrejmé, že konštrukcia vozovky na dráhach už presiahla svoju životnosť. Súčasný technický stav si vyžaduje komplexnú rekonštrukciu telesa vozovky vrátane úpravy podložia s cieľom zvýšiť celkovú únosnosť konštrukcie.

Návrh novej konštrukcie vozovky

Na základe požiadaviek bola pre rolovacie dráhy navrhnutá cementobetónová vozovka, dimenzovaná na kritické lietadlo Boeing 747-400. Návrh hrúbky dosky bol spracovaný pomocou návrhových grafov podľa metodiky FAA a ICAO, pre „747-400 Airplane Characteristics for Airport Planning“.

Hrúbka cementobetónovej vozovky závisí od viacerých parametrov, najmä pevnosti v ohybe, únosnosti podložia a intenzity pohybov lietadiel. Normové grafy určujú minimálnu potrebnú hrúbku vozovky pre konkrétne typy lietadiel a prevádzkové podmienky. V prípade lietadla Boeing 747-400, pri únosnosti podložia k = 300 MNm^-3 a frekvencii pohybov 6 000 ročne vychádza požadovaná hrúbka nosnej vrstvy na 265 mm [3].

Pri použití návrhového grafu pre tuhé vozovky podľa FAA návrhovej metódy je potrebné poznať vstupné parametre. Sú to dôležité hodnoty, ktoré charakterizujú reakciu podložia a pevnosť betónu pri pôsobiacom zaťažení od prechádzajúceho lietadla. Z diagramov bola určená minimálna potrebná hrúbka tuhej vozovky pri predpokladaných 25 000 pojazdoch cez plochu na 320 mm. Navrhli sa dva varianty rekonštruovanej vozovky .

Variant 1 sa skladá z krytu CBI a podkladových vrstiev z hydraulicky stmelenej zmesi podľa STN EN 14227-1. V konštrukcii vozovky sa počíta aj s ochrannou vrstvou zo štrkodrviny podľa STN 73 6126 [6].

Ako Variant 2 sme navrhli vozovku s podkladovým systémom z vrstvy medzerovitého cementobetónu a hydraulicky stmelenej zmesi podľa STN EN 14227-1. Do ochrannej vrstvy sa počíta so štrkodrvinou podľa STN 73 6126 [6].

Pre postranné pásy bola navrhnutá tuhá vozovka, pozostávajúca z krytu CB I, z podkladových vrstiev z hydraulicky stmelenej zmesi podľa STN EN 14227-1 a štrkodrviny podľa STN 73 6126 (obr. 4).

Alternatívne trasy rolovania lietadiel počas rekonštrukcie

Zistené informácie o aktuálnom stave pojazdových dráh potvrdzujú, že rekonštrukcia rolovacej dráhy Foxtrot 1 je nevyhnutná. Zásah do tejto časti infraštruktúry je zároveň kľúčový z hľadiska zvýšenia kvality prevádzky pri presune lietadiel medzi vzletovo-pristávacou dráhou a odbavovacou plochou, ako aj z dôvodu potreby opätovného dosiahnutia klasifikačného čísla 4E podľa štandardov ICAO.

Vzhľadom na to, že letisko si počas realizácie rekonštrukčných prác nemôže dovoliť celkovú odstávku prevádzky letiska, je nevyhnutné zabezpečiť alternatívne trasy pojazďovania pre lietadlá kategórie E. V prvej etape sa prispôsobia náhradné rolovacie trasy, keď sa naďalej bude využívať prioritná vzletovo-pristávacia dráha 13-31.

Po uvedení alternatívnych rolovacích dráh do prevádzky bude možné presmerovať prevádzku na dráhu 04-22, čím sa vytvorí priestor pre uzavretie úseku Foxtrot 1 pri prahu 13 a realizáciu samotnej rekonštrukcie bez narušenia plynulosti letiskovej prevádzky.

Alternatíva pojazďovania lietadiel – Variant A

Z hľadiska technickej efektívnosti, dlhodobej prevádzky a požiadaviek na bezpečnosť pohybu lietadiel kategórie E sme za najvhodnejšiu alternatívu, ak by sa nebral do úvahy finančný aspekt, zvolili komplexnú rekonštrukciu rolovacích dráh Foxtrot 1 a Delta 1, 2.

Navrhlo sa úplné odstránenie existujúcej konštrukcie vozovky, teda vybúranie a úprava pôvodného podložia do hĺbky 250 mm a následné vybudovanie nových konštrukčných vrstiev vrátane realizácie tuhej cementobetónovej vozovky s optimalizovaným škárorezom. Šírka rolovacieho pásu je 23 m, pričom po oboch stranách sa plánujú postranné pásy so šírkou 10,5 m.

Celková šírka tak bude 44 m, čo zodpovedá požiadavkám na bezpečný pohyb lietadiel kategórie F podľa ICAO (napr. Airbus A380). K tomuto rozhodnutiu sa dospelo na základe existujúceho usporiadania na začiatku rolovacej dráhy Delta 1, kde je celková šírka vozovky vrátane postranných pásov už teraz 44 m, rolovací pás má však šírku len 22 m.

Vzhľadom na to, že ako s kritickým typom lietadla sme uvažovali s Boeingom 747-400, boli upravené pôvodné oblúky a navrhlo sa rozšírenie vozovky v odbočovacích úsekoch na zabezpečenie plynulého a bezpečného prejazdu lietadla pri zachovaní minimálnych polomerov zatáčania.

Zároveň sa z dôvodu rozšírenia vozovky posunuli aj čakacie čiary (holding positions) do vzdialenosti zodpovedajúcej požiadavkám predpisov ICAO – Annex 14, Volume I, aby sme eliminovali riziko kolízií so zabezpečovacími zariadeniami a dodržali predpísanú ochrannú zónu (clearance zone). Rekonštrukcia je naplánovaná do dvoch etáp.

V prvej etape navrhujeme realizáciu rolovacích dráh Delta 1, Delta 2 a úseku Foxtrot 1 po úroveň odbavovacej plochy (Apron). Druhá etapa zahŕňa rekonštrukciu najviac namáhanej časti – pripojenia rolovacej dráhy Foxtrot 1 pri prahu 13 VPD 13-31.

Alternatíva pojazďovania lietadiel – Variant B

Variant B sa navrhol ako finančne prijateľnejšia alternatíva, ktorá zároveň predstavuje efektívne a funkčné riešenie z pohľadu prevádzky letiska. Jeho hlavnou časťou je predĺženie vzletovo-pristávacej dráhy (VPD) 13-31 o 250 m v smere prahu 13, pričom samotný prah zostáva na pôvodnom mieste. Aktuálna dĺžka VPD 13-31 je 3 190 m, ideálna dĺžka vzletovo-pristávacej dráhy pre lietadlá kategórie E pri štandardných podmienkach v Slovenskej republike (napr. teplota vzduchu 25 °C) je 3 600 m.

Navrhovaná dĺžka predĺženia vychádza z priestorových možností v danom území a z požiadaviek na bezpečnostnú zónu pre prípad nedokončeného vzletu (RESA – Runway End Safety Area). V súčasnosti je táto plocha za prahom 13 riešená ako spevnená trávnatá plocha. Požiadavky ICAO určujú jej minimálnu dĺžku na 240 m. Po realizácii predĺženia vzletovo-pristávacej dráhy bude novovybudovaná časť slúžiť nielen na vzletové a pristávacie operácie, ale zároveň plnohodnotne prevezme funkciu RESA.

Po realizácii návrhu bude dráha dosahovať 3 440 m, čím by sa výrazne zvýšila jej výkonnosť a kapacita. Uvažovaná dĺžka zároveň zohľadňuje aj stavebno-technické aspekty, najmä potrebu zachovania nepretržitej prevádzky počas výstavby na VPD 13-31 aj rolovacej dráhy Foxtrot 1. Nevyhnutnou podmienkou realizácie tejto alternatívy je odstránenie existujúceho komplexu budov, ktorý sa nachádza v trase budúcej rolovacej dráhy.

Budovy už v súčasnosti neplnia svoj pôvodný účel a letisko súhlasí s ich odstránením v prípade realizácie tohto variantu. Výstavba novej časti rolovacej dráhy by prebiehala v etapách. V prvej fáze sa predĺži prah 13, následne by pokračovala výstavba oblúkového napojenia a prepojenia novej rolovacej dráhy na existujúcu konštrukciu pozemnej komunikácie. Počas samotného napájania novej rolovacej dráhy bude nevyhnutná dočasná odstávka, kedy budú lietadlá prijímané výlučne na VPD 04-22.

Rovnako ako v predchádzajúcom variante, aj v tomto sa navrhla šírka rolovacieho pásu 23 m a postranných bezpečnostných pásov 10,5 m na každej strane. To spolu predstavuje celkovú šírku 44 m, zodpovedajúcu štandardu pre lietadlá kategórie F. Variant B sa nepovažuje len za samostatné riešenie, ale aj ako vhodný doplnok k Variantu A. Pri kombinácii oboch variantov by letisko získalo predĺženú vzletovo-pristávaciu dráhu, modernizované rolovacie dráhy a zároveň možnosť opätovne mať klasifikačné číslo letiska 4E v súlade s požiadavkami ICAO.

Záver

Súčasný stav rolovacích dráh na Letisku M. R. Štefánika v Bratislave si vyžaduje bezodkladnú pozornosť a komplexnú rekonštrukciu. Oba navrhnuté varianty predstavujú vhodné a efektívne riešenia, ktoré aj v kombinovanej realizácii prinášajú výrazné zlepšenie prevádzkových podmienok, prispievajú k zvýšeniu bezpečnosti a umožňujú letisku opätovne získať klasifikačné číslo 4E a navýšiť svoju kapacitu pre prijímanie väčších typov lietadiel.

 Príspevok vznikol s podporou projektu VEGA 1/0463/24 „Implementácia inovatívnych riešení a technológií v systémovom prístupe navrhovania vozoviek“.

TEXT A FOTO: doc. Ing. Andrea Zuzulová, PhD., Ing. Dominika Glasnáková, PhD., Bc. Barbora Medelská; Stavebná fakulta STU v Bratislave, Katedra dopravných stavieb, iStock

Článok bol uverejnený v časopise IS 3/2025