V České republice se velmi často vede diskuse o tom, který typ krytu je vhodnější pro pozemní komunikace - cementobetonový nebo asfaltový? Vzhledem k neustále rostoucí intenzitě silniční dopravy v ČR se také zvyšují nároky na kvalitu provedení vozovek a na použití vhodného stavebního materiálu. Kryt pozemních komunikací ovlivní jízdní komfort, bezpečnost silničního provozu a také finanční prostředky vynaložené na údržbu a opravu. Vozovky silnic a dálnic mohou mít cementobetonový (CB) nebo asfaltový kryt.
Cementobetonové kryty
V porovnání s asfaltovým krytem vykazuje cementobetonový kryt řadu předností. Jeho dlouhá životnost je však paradoxně to, co cementobetonovému krytu u uživatelů komunikací nejvíce škodí. V současné době je v ČR stále v provozu cca 200 km dálnic, na nichž byl betonový povrch položen před 30 a více lety v tehdejší době špičkovou technologií; na asfaltové mezivrstvě, se spárami bez kotev a trnů, s povrchem upraveným tzv. Tehdejší technologie pokládky CB krytů, tak jako i ostatní stavební technologie z té doby je v současné době překonána.
Už od roku 1994 se v ČR budují cementobetonové kryty novou technologií - spáry jsou opatřeny trny a kotvami proti rozevírání spár a vzniku schůdků na spárách, makrotextura povrchu krytu je vytvářena vlečenou jutou, takže hlučnost je srovnatelná s hlučností na asfaltových krytech. Tím byly nedostatky cementobetonového krytu odstraněny, bohužel však většina veřejnosti vnímá a hodnotí cementobetonový kryt z pohledu uživatele D1, tedy vnímáním pohodlí jízdy na cementobetonovém krytu starém více než 35 let, který je na konci životnosti. Komfort jízdy po těchto starých CB krytech srovnává uživatel dálnice s komfortem jízdy na přilehlých asfaltových úsecích, na nichž byl kryt po dobu provozu již několikrát vyměněn a je tedy vybudován na vyšší úrovni, na úrovni znalostí současné resp.
Betonové vozovky mají tuhý povrch, který se pod koly automobilů deformuje méně než jiné povrchy. Tento efekt označovaný jako deflexe je prostým okem neviditelný, ale významně snižuje spotřebu pohonných hmot. Studie, které jsou k dispozici pro nákladní automobily, prokázaly, že se jedná o úsporu 4,5 litru paliva na 1 000 km.
Výhody cementobetonových krytů
- Dlouhá životnost bez nutnosti oprav, která je podstatně delší než u živičných komunikací.
- Minimální provozní náklady na údržbu a tím pádem i nutnost menšího počtu uzavírek silničního provozu.
- Odolnost proti tvorbě „kolejí“ a vzniku mrazových trhlin.
- Světlý odstín povrchu, který nabízí lepší viditelnost a snižuje spotřebu energie na osvětlení.
- V letních slunečných dnech se povrch nepřehřívá tak jako asfaltový.
- Recyklovatelnost materiálu.
- Nižší valivý odpor, který vede k úspoře pohonných hmot.
Nevýhody cementobetonových krytů
- V prvopočátku jsou nákladnější na výstavbu.
- Rekonstrukce jsou drahé a vyžadují delší uzávěrky cest.
- V městských lokalitách, kde pod povrchem vede velké množství různých sítí a potrubí, by v případě havárie náročné sundávání betonového povrchu způsobilo značné komplikace.
- Vyšší ceny způsobené menší konkurencí stavebních firem, které je provádí.
Asfaltové kryty
Stavební technologie asfaltových vozovek je operativnější a méně náročná na mechanizaci. Na mostech CB tahů se v drtivé většině případů používá asfaltový kryt, a to z důvodů především finančních.
Čtěte také: Složení betonu
Výhody asfaltových krytů
- Operativnější a méně náročná stavební technologie.
- Nižší pořizovací náklady v některých případech.
- Snazší opravy a zásahy v místech s hustou inženýrskou sítí pod povrchem.
Nevýhody asfaltových krytů
- Kratší životnost a častější potřeba oprav.
- V létě dochází k nadměrnému přehřívání povrchu a k tvorbě vyjetých kolejí.
- Vyšší provozní náklady na údržbu.
- Větší ekologická zátěž při výrobě a likvidaci.
Srovnání nákladů a výběr krytu
Je velmi obtížné dát jednoznačnou odpověď na poměr pořizovacích (stavebních) nákladů a to jak u nás, tak i v zahraničí, vždy záleží na výsledcích nabídkového řízení (veřejné soutěže). Cena díla je ovlivňována řadou faktorů - blízkostí obaloven asfaltových směsí, zdrojů kameniva, počtem uchazečů o zakázku apod. Existují stavby, na nichž je cementobetonový kryt levnější než asfaltový, ale jsou stavby, kde je tomu naopak; vyšší ceny cementobetonového krytu jsou způsobeny i tím, že je na trhu méně stavebních firem, které je provádí a tím i menší konkurence.
Provozní náklady vychází jednoznačně ve prospěch cementobetonového krytu. Existuje metodický pokyn, v němž se stanovuje priorita cementobetonového krytu na silně zatížených komunikacích, na nichž je průměrná denní intenzita dopravy vyšší než 7500 těžkých nákladních vozidel. Na komunikacích s průměrnou denní intenzitou dopravy mezi 3500 a 7500 těžkých nákladních vozidel bude volba krytu otázkou soutěže, přitom bude mít prioritu CB kryt, pokud nebude jeho cena vyšší o více než 15% ve srovnání s asfaltovým krytem. Betonové vozovky lze konstruovat na 25 let a více, doba do první opravy je přitom asi třikrát delší než u jiných typů silnic, například asfaltových.
Jelikož má cementobetonový kryt jinou strukturu konstrukčních vrstev vozovky v porovnání s asfaltovým, což v důsledku znamená i rozdílnou výšku krytu, zachovává se při rekonstrukcích zpravidla typ krytu nezměněn. Jen výjimečně se přistupuje k náhradě nevyhovujícího asfaltového krytu za cementobetonový, a to v případech, kdy mezitím nastala natolik významná změna intenzit dopravy, pro níž by již asfaltový kryt nebyl dlouhodobě únosný.
Inovativní technologie: Whitetopping a Válcovaný beton
Whitetopping
Řidiči si už nemusí ničit auta na teplem a těžkou dopravou zvlněném asfaltovém povrchu. Zabrání tomu v ČR poprvé použitá technologie opravy pomocí tenké betonové vrstvy Whitetopping, kterou specialisté Skanska dokončují na levé odpočívce dálnice D52 u Rajhradu. Whitetopping je špičková technologie využívaná především v USA a některých evropských zemích. Jde o opravy vozovek pomocí tenké betonové vrstvy, kdy se po částečném odfrézování využívá stávající asfaltová vrstva společně s novou betonovou vrstvou jako dvouvrstvý kompozit. „Tato technologie těží z výhodných vlastností obou materiálů a je tedy efektivnějším a ekologičtějším řešením ve srovnání s kompletním odstraněním vozovkových vrstev. Vhodná je hlavně tam, kde se počítá se stáním nebo pomalou jízdou těžkých nákladních vozidel. Investor stavby, Ředitelství silnic a dálnic ČR plně podporuje využití této špičkové technologie a rozhodlo se proto Whitetopping pilotně vyzkoušet právě na odpočívce Rajhrad,“ říká vedoucí technického rozvoje a inovací společnosti Skanska Bohuslav Slánský.
Před aplikací technologie Whitetopping na stavbě D52 Oprava odpočívky km 10,5 Rajhrad bylo třeba připravit betonovou recepturu přesně na míru. „Nejsložitější bylo nalezení ideální kombinace - plastifikační, provzdušňovací a protismršťovací přísady. Před prvním použitím technologie vytvořili betonáři mimo stavbu zkušební plochu o rozměrech 4 x 4 metry, kde si mimo jiné ověřili různé varianty spojovacího můstku mezi asfaltovou vrstvou a betonem.“
Čtěte také: Betonová dlažba Brož
Válcovaný beton (RCC - Roller Compacted Concrete)
Inovativní technologie válcovaného betonu přináší mnoho výhod tuhé betonové vozovky, jako je dlouhodobá životnost a pevnost, a jednoduchý stavební postup, který se uplatňuje při stavbě asfaltových vozovek. Tato technologie je rychlá, strojně nenáročná a technicky proveditelná i pro místa, která jsou při uplatnění běžně používaného strojního vybavení pro stavbu CB vozovek nedostupná. Válcované betony jsou pokládány pomocí asfaltového finišeru a následně zhutněny silničními válci. Směs válcovaného betonu je dopravována na staveniště nákladními vozy, přepravní kapacita by měla být stanovena s přihlédnutím k výkonu betonárny, dopravní vzdálenosti, velikosti pokládky, klimatickým podmínkám a dopravnímu omezení. Válcovaný beton je obvykle zhutněn 4tunovým a 10tunovým ocelovým-tandemovým nebo pneumatikovým válcem.
Válcovaný beton lze velmi dobře uplatnit pro stavbu komunikací v intravilánu obcí, silnic II. a III. tříd, vysoce zátěžových zpevněných ploch pro průmyslové a skladovací areály. Pevnost v tlaku válcovaného betonu je standardně v rozmezí od 30 MPa do 60 MPa. Navíc válcovaný beton má dostatečnou únosnost, aby odolal dopravnímu zatížení přejíždějících vozidel ihned po finálním zhutnění. Tento efekt umožňuje přejezd lehkých vozidel po čerstvě položené vozovce z válcovaného betonu bez poškození nebo rozrušení již zabudovaného materiálu. Důvodem je fakt, že zhutňovací proces vytváří vysoké vnitřní tření mezi jednotlivými zrny kameniva a dochází tak k vzájemnému zaklínění jednotlivých frakcí.
Počáteční náklady na výstavbu komunikací z válcovaného betonu jsou srovnatelné s výstavbou hutněných asfaltových vrstev. Pokud ale předpokládáme vysoké dopravní zatížení, tak budou náklady nižší, než je tomu právě u hutněných asfaltových vrstev. Dlouhodobé náklady na údržbu RCC betonových vozovek přináší ve srovnání s asfaltovými komunikacemi úsporu 30 % za celou dobu životnosti vozovky.
Válcovaný beton CEMEX má podobné pevnostní charakteristiky a obsahuje stejné základní složky jako běžný beton, ale má odlišné složení směsi. Největší rozdíl mezi válcovaným a standardním betonem pro stavbu vozovek je ve vyšším obsahu jemného kameniva, který umožní vytvoření uzavřené a těsné struktury a dokonalé zhutnění. Hutné a kvalitní kamenivo používané společností CEMEX ve směsích válcovaného betonu pomáhá k dosažení vysoké úrovně pevností. Nízký vodní součinitel ve směsi vytváří nízkou porózitu v cementové matrici, která rovněž k vysoké pevnosti betonu přispívá. Výsledkem nižšího objemu cementové pasty je nižší smršťování a minimální výskyt trhlin.
Válcovaný beton je schopen vydržet velké bodové a opakující se zatížení, je odolný vůči poškození způsobené pohonnými hmotami, oleji a je mrazuvzdorný. Velmi dobře odolává soustřednému zatížení jízdní stopy. Válcovaný beton nachází velice dobré využití také při rekonstrukci vozovek jako krytová či podkladní vrstva anebo v kompozitní vozovce s horní obrusnou asfaltovou vrstvou, kde tvoří pevný a odolný základ.
Čtěte také: Půjčovna pil na beton – vyplatí se?
Ekologické aspekty a udržitelnost
Silniční stavitelství musí, stejně jako jiné obory, respektovat principy ochrany životního prostředí. Proto je nutné zamýšlet se nad otázkou zvyšování životnosti komunikací, nákladů na stavbu a následnou údržbu, ale také nad energetickou náročností zvolených řešení. Do budoucna navíc silnice musejí splňovat více než jen trvanlivost a odolnost, ale také např. podporovat bezpečnost silničního provozu, nízkou spotřebu paliv, omezení vlivu na kvalitu životního prostředí i klimatu.
Beton je k životnímu prostředí šetrný materiál. Je nehořlavý, odolný vůči ropným látkám i olejům. Jeho výroba, např. v porovnání s asfaltem méně zatěžuje životní prostředí. Zatímco cesta asfaltu začíná těžbou ropy a převozem do rafinérií, pokračuje zahříváním v obalovně a následně i při pokládce za tepla, výroba betonu je rychlá a minimálně energeticky náročná. Při kontaktu asfaltu s vodním prostředím a působením vysokých teplot se mohou uvolňovat toxické látky, z betonu se žádné látky nebezpečné pro životní prostředí neuvolňují. Beton je z hlediska udržitelného rozvoje místním produktem (tj. produktivita, zaměstnanost a přidaná hodnota ovlivňuje celý region).
Betonové vozovky jsou typické svým světlým odstínem, který nabízí lepší viditelnost, protože v porovnání s černými povrchy pohlcuje méně světla. V praxi to znamená, že požadavky na osvětlení jsou výrazně nižší, takže lze snížit spotřebu energie na osvětlení nejen ve městech, ale také třeba v tunelech. V létě navíc nedochází k nadměrnému přehřívání povrchu konstrukce, což se může pozitivně projevit ve městech omezením efektu tepelného ostrova. Světlý betonový povrch je naopak výrazně chladnější než jiné typy vozovek, ve srovnání s asfaltem se v horkém počasí jedná i o více než 15 °C. Světlejší barva válcovaného betonu umožňuje větší odrazivost světla, než je tomu u asfaltových vozovek.
Přehled základních hledisek pro výběr konstrukce vozovky
| Hledisko | Cementobetonový kryt (CB) | Asfaltový kryt |
|---|---|---|
| Životnost | Výrazně delší (25+ let) | Kratší (cca 10-15 let) |
| Pořizovací náklady | Vyšší (závisí na soutěži) | Nižší (závisí na soutěži) |
| Provozní náklady (údržba) | Nižší | Vyšší |
| Odolnost proti kolejím | Vysoká | Nízká (zejména při vysokých teplotách a zatížení) |
| Odolnost proti mrazovým trhlinám | Vysoká | Nízká |
| Komfort jízdy (staré vs. nové tech.) | Nové technologie srovnatelné s asfaltem | Dobrá u nových, degradace s věkem |
| Hlučnost | Srovnatelná s asfaltem (u nových tech.) | Srovnatelná s betonem (u nových tech.) |
| Vliv na spotřebu paliva | Nižší valivý odpor, úspora 4,5 l/1000 km | Vyšší valivý odpor |
| Ekologická zátěž (výroba) | Nižší | Vyšší (těžba ropy, energetická náročnost) |
| Ekologická zátěž (provoz) | Srovnatelná (celoživotně) | Srovnatelná (celoživotně) |
| Recyklovatelnost | Ano | Ano |
| Vliv na teplotu okolí | Nižší přehřívání povrchu (efekt tepelného ostrova) | Vyšší přehřívání povrchu |
| Viditelnost (osvětlení) | Lepší (světlý povrch), nižší nároky na osvětlení | Horší (černý povrch), vyšší nároky na osvětlení |
| Aplikace na mostech | Vyšší hmotnost (finančně nevýhodné) | Vhodnější (nižší hmotnost) |
| Rychlost pokládky (válcovaný beton) | Jednoduchá, rychlá, hospodárná | Operativnější |
| Únosnost po pokládce (válcovaný beton) | Do 48 hodin plné zatížení, ihned pro lehká vozidla | Vyžaduje delší dobu vytvrzení |
| Použití v intravilánu | Vhodné (válcovaný beton) | Často upřednostňován kvůli sítím |
Tyto přehledné informace by měly napomoci při rozhodování o nejvhodnější konstrukci vozovky s ohledem na specifické požadavky daného projektu.
tags: #asfaltocementovy #beton #řez #vozovky