České silnice a dálnice, ať už asfaltové nebo betonové, jsou neustále vystaveny vysokému dopravnímu zatížení a vlivům počasí, což ovlivňuje jejich životnost. I když se z dálky zdají být všechny komunikace podobné, rozdíly v jejich trvanlivosti mohou být zásadní. V tomto článku se podrobněji podíváme na životnost obou typů vozovek, faktory, které ji ovlivňují, a na moderní metody údržby a oprav.
Životnost cementobetonových vozovek
U nás jsou betonové vozovky realizovány výhradně na některých silnicích dálničního typu, což jsou velmi zatížené komunikace. Životnost samotného cementobetonového krytu (CB krytu) je delší než u asfaltových vozovek, bavíme se v řádu desítek let. V dlouhodobém horizontu je i ekonomicky výhodnější.
Na rozdíl od asfaltu zde nevznikají nebezpečné vyjeté koleje, kde by se hromadila srážková voda a mohlo by dojít k aquaplaningu. Co se týká samotného těsnění spár mezi jednotlivými deskami, tak zde ta životnost není tak dlouhá. Zde je potřeba, aby se prováděla obnova těsnění desek a tím se prodlužuje životnost celé cementobetonové dálnice. Dilatační spáry navrhuje projektant.
Problémy s životností novějších betonových dálnic
Přestože se očekává delší životnost, betonové dálnice se nečekaně rychle mění na tankodromy. Většina českých autostrád postavených z betonu po roce 1995 má životnost jen 20 až 25 let. Je to podstatně méně, než kolik vydržela nyní kompletně rekonstruovaná dálnice D1, jejíž stáří přesahuje 40 let a v některých úsecích se blíží 50 letům.
U novějších dálnic se už po sedmi letech objevují v betonu první viditelné trhliny, ty dále rostou a rozšiřují se do podoby takových pavučin. Dobře viditelné je to například na betonové dálnici D5 za Plzní k hranicím s Německem. Tam se v letošním roce, 21 let po zprovoznění, chystá Ředitelství silnic a dálnic (ŘSD) úplná "výměna krytu" v úseku poblíž Stříbra. U Rozvadova bude zase třetina betonové desky odfrézována a nahrazena asfaltem.
Čtěte také: Jak dlouho tvrdne beton?
ŘSD už nezastírá, že problém s relativně krátkou životností betonových dálnic existuje. Jedním z chystaných opatření má být výroba cementu podle upravených receptur. Následně budou probíhat laboratorní práce na návrhu a ověření receptur pro výrobu betonu. Novinky mají být ještě letos testovány při betonáži na dálnici z Přerova do Lipníku nad Bečvou.
Problémem je frakce 4/8, která tvoří protismykové vlastnosti povrchu vozovky, kterého je nedostatek. To, že se dnes zbytečně tlačí na vysokou pevnost betonu, je asi pravda. Ale nelze z toho vyvozovat, že jsou betonové dálnice horší než asfaltové. Obě mají své přednosti i nevýhody.
Příčiny poruch a jejich řešení
Porucha na D1, prasklá horní vrstva betonu v jedné příčné spáře, nebyla způsobena nekvalitou cementobetonové vozovky či jakoukoli technologickou nekázní při výstavbě. Před několika lety se zde stala dopravní nehoda, hořela zde cisterna a do smršťovacích spár zatekl roztavený kov z hořícího nákladního vozu. Vlivem letních extrémních teplot se nemohly desky vzájemně roztahovat a pracovat, jak by měly, protože jim v tom bránil zateklý kov. Síla v betonu šla cestou nejmenšího odporu, tedy vzhůru. Během dvou dnů se poškození opravilo.
Jak již bylo řečeno, je potřeba provádět důkladnou údržbu veškerých spár v cementobetonové vozovce, aby nebylo bráněno vodorovnému posunu desek a potom by k tomu nemělo docházet.
Moderní technologie a materiály pro betonové vozovky
Dnes jsou betonové směsi hodně suché, ale zároveň plastické. Používají se 4frakční spodní vrstvy betonu, aby se docílilo co možná nejlepší plynulosti křivky zrnitosti. Používá se maximální zrno do spodní vrstvy 32 mm z důvodu lepší kostry betonu a s tím je spojená lepší polohová stabilita kluzných trnů a kotev. Do horní vrstvy se snaží fr. 4/8 odebírat od jednoho dodavatele vzhledem k jeho kvalitě, pokud je k dostání. Betony jsou více plastické.
Čtěte také: Vše o Asfaltovém Penetračním Laku
Co se týká materiálů, tak dostupné jsou. Otázka je, z jak velké vzdálenost se vozí na danou stavbu, to bývá problém a zvyšuje cenu.
Například se zkouší nové povrchové úpravy cementobetonového krytu metodou drážkování - grinding. Dále se realizovaly odstavné plochy pro nákladní automobily metodou whitetopping - nahrazení části asfaltových vrstev betonovou pouze 50-100 mm tlustou, což významně snižuje náklady na realizaci nové CB v tl. 270 mm.
Největší výzvou byla modernizace D1 úsek 23 - Ostrovačice, během jedné stavební sezóny položit 10 km cementobetonového krytu v obou směrech dálnice. Což se podařilo na jedničku! I kvůli nepříznivému počasí bylo potřeba betonovat co největší záběry během krátké doby.
Životnost asfaltových vozovek
Asi 95 procent všech silnic v České republice má horní vrstvu z asfaltových krytů, zejména mastixových. Životnost asfaltové vozovky před první generální opravou je v České republice obvykle stanovena na 25 let. Během nich neprobíhají konstrukční, ale pouze udržovací opravy, které jsou nutné k zachování sjízdnosti vozovky a bezpečnosti silničního provozu.
Výhodou asfaltových vozovek jsou nižší pořizovací náklady (udává se rozdíl asi 10 procent), zhruba každých sedm až 10 let se ale musí horní vrstva obnovit. Udržovaná vozovka nicméně vydrží bez problémů 50 až 60 let.
Čtěte také: Doba tvrdnutí betonu: co ji ovlivňuje?
Faktory ovlivňující životnost asfaltu a jeho poruchy
Palčivým problémem všech asfaltových silnic je jejich opotřebení v čase, které s sebou přináší vznik trhlin a výtluků. Vznik trhlin nejmarkantněji ovlivňuje zvyšující se dopravní zatížení, zejména na silnicích nižších tříd, které na tato zatížení nejsou dimenzovány. U mnoha silnic dochází k rozšíření komunikace, což velmi často vede ke vzniku podélných trhlin mezi stávající a novou částí silnice. Dalším negativním faktorem jsou změny venkovních teplot, jež také významně přispívají ke vzniku trhlin.
Výtluky jsou záležitostí krytu, který se opotřebuje, protože jeho protismykové vlastnosti mají životnost jen asi čtyři až šest let. Česko hledá nejhorší díru na silnicích, silnice jsou po letošní tuhé zimě opět plné výmolů. Najetí do výtluku přitom může na autě způsobit několikatisícovou škodu.
Údržba a opravy asfaltových komunikací
Mezi udržovací opravy se řadí nejen drobné opravy výtluků a trhlin, ale také plošné vysprávky poškozené obrusné vrstvy. S těmi jsou však spojené vysoké finanční náklady, dlouhé uzavírky a dopravní kolony. Léto je k údržbě vozovky nejvhodnější období, protože asfalt se pokládá při teplotách kolem 120 až 150 stupňů, takže s horkem nemá žádný problém. Teploty vzduchu lépe odpovídají technologickým pokynům pro pokládku jednotlivých vrstev a zároveň je minimum srážek.
To, aby se každých zhruba 10 let odstraňovala vysoce poškozená obrusná vrstva a pokládala se nová, lze přitom omezit důslednou preventivní údržbou, která zabrání rozsáhlejšímu poškození. Optimalizace plánu údržby komunikace a jeho dodržování prodlouží životnost takové vozovky až na 30 let.
Ekonomika údržby
Investiční náklady na výstavbu nové vozovky (včetně projektové dokumentace a vybavení komunikace) představují přibližně 60 až 70 % z celkových nákladů na danou komunikaci po dobu jejího životního cyklu. Výdaje na její běžnou letní údržbu činí pouze 3,5 % z celkových nákladů. Výdaje na plošnou vysprávku a kompletní náhradu obrusné vrstvy jsou pak samozřejmě mnohem vyšší a mohou činit až 18 % z celkových nákladů.
To odpovídá výsledkům studie Úřadu pro dopravu amerického státu Kalifornie (California Department of Transportation - Caltrans), podle které představují náklady na prevenci pouhou jednu šestinu výdajů, na které vychází generální oprava vozovky. Z daných údajů vyplývá, že preventivní údržba asfaltových komunikací snižuje celkové náklady, které je do nich nutné investovat v průběhu jejich životního cyklu.
Moderní technologie pro opravy asfaltu
- Mikrovlnná technologie (FUTTEC): Společnost FUTTEC a.s. vyvinula unikátní systém opravy výtluků na silnicích, který funguje na principu ohřevu asfaltových směsí pomocí mikrovlnné technologie. Díky hloubkovému ohřevu bez degradace asfaltové směsi je zajištěna vysoká pevnost a dlouhá životnost opraveného místa. Tato technologie dokáže zachovat vlastnosti původního a doplňovaného asfaltového povrchu, jako je únosnost a protismykové vlastnosti. Na rozdíl od ostatních metod se při ní nepoužívá frézování a bourání a pracuje zcela beze švů. Při opravě nevzniká spára, do níž by mohla zatékat voda a silnici dále narušovat.
- Geomříže GlasGrid: Instalace sklovláknitých geomříží GlasGrid, vyráběných společností Saint-Gobain Adfors, dokáže prodloužit životnost asfaltových vrstev až trojnásobně. To sníží budoucí náklady na opravy až o 50 %. Geomříže v asfaltových vrstvách primárně zabraňují vzniku reflexních trhlin, které vznikají vlivem deformací pod asfaltovými vrstvami.
- Typy geomříží: Geomříže, kompozitní geomříže (kompozity) a kompozitní geomříže s hydroizolační funkcí. Dále se třídí podle pevností v tahu.
- Aplikace: Geomříž GlasGrid se díky samoadhezní vrstvě jednoduše aplikuje na hladké povrchy mezi dvě nové asfaltové vrstvy. Není nutno pokládat do spojovacího postřiku a nepotřebuje kotvicí prvky. Kompozitní geomříže jsou kombinací výztužného prvku s textilií a slouží k aplikaci na frézované nebo starší stávající povrchy. Lepení k povrchu je zajištěno spojovacím postřikem.
- Příklady použití v ČR: Rekonstrukce D52 Brno-Vídeň, D48 Starý Jičín-Palačov, letiště Václava Havla v Praze. Testy na zrychleném zátěžovém modelu potvrdily výrazné prodloužení odolnosti asfaltových vrstev vůči vzniku trhlin.
Recyklace asfaltu a ekologické aspekty
S permanentním nárůstem automobilové dopravy je zapotřebí stavět stále nové a rekonstruovat stávající silnice a dálnice, a proto je nutné vážně se zamyslet a začít i v tomto oboru využívat obnovitelné zdroje. Získávání nového asfaltu z ropy nepůjde do nekonečna - jednak se ložiska postupně vyčerpávají a za druhé způsob těžby i zpracování ropy značně zatěžuje životní prostředí.
Při obnově již nevyhovujících asfaltových pozemních komunikací se stará rozpadlá živice ze silnic vyřezává a odvrtává pomocí sbíjecích kladiv. Tímto bouráním se získává značné množství staré asfaltové hmoty, kterou je možné recyklovat. První zrealizovaný plně recyklační projekt se nachází ve Francii.
Používání asfaltu modifikovaného pryžovým granulátem rovněž přispívá ke zlepšení životního prostředí. Pryžový granulát se získává z ojetých pneumatik, takže i tento gumový odpad je vlastně recyklován a plně zužitkován. Na jednu tunu modifikovaného gumoasfaltu CRmB je zapotřebí cca 50 pneumatik z osobních automobilů.
Srovnání cementobetonových a asfaltových vozovek
Každý materiál má svá pozitiva a negativa. Co se týká dálničních tahů, zatížených silnic I. třídy, tunelů, kruhových objezdů, zatížených křižovatek, komunikací, které se nacházejí u průmyslových zón, lomů, velkých továren a podobně, je lepší beton.
Statistické údaje o silniční síti v ČR
| Typ komunikace | Cementobetonové (km) | Asfaltové (km) | Celkem (km) |
|---|---|---|---|
| Dálnice | 402 | 830 | 1232 |
| Silnice I. třídy | 20 | 5813 | 5833 |
| Celkem | 422 | 6643 | 7065 |
Podle statistik Světového ekonomického fóra je Česká republika v kvalitě silnic na devětašedesátém místě za Mexikem nebo Maďarskem. Frekventovanější silnice, které má ve správě Ředitelství silnic a dálnic, kraje a velká města, jsou neustále monitorované. Speciální vozidla projíždějí jednotlivé úseky komunikací a vizuálně i experimentálně kontrolují stav vozovky. Nasbíraná data se vyhodnocují a pak se rozhoduje, které úseky je třeba opravit s vyšší prioritou. V dnešní době se však rekonstrukce stíhají provádět až v době, kdy je stav komunikace havarijní, a to zejména na vesnicích.
tags: #životnost #nové #asfaltové #cesty