Udržitelnost je jedním z klíčových kritérií pro konstrukci vozovek. Pro realizaci nových komunikací je stále důležitější nejen životnost, ale také bezpečnost, dopad na životní prostředí, pohodlí, využívání ploch. Aby byl minimalizován dopad na životní prostředí a maximalizována společenská přijatelnost komunikací, stále více dálnic, městských magistrál, obchvatů, a dokonce i místních komunikací je konstruováno jako tunely.
Aby byla zajištěna bezpečnost a spolehlivá dopravní dostupnost, je pro vozovku v tunelu nutný dobrý návrh a vhodný výběr materiálů. Betonové vozovky a zejména vozovky se spojitě vyztuženým cementobetonovým krytem jsou pro tento účel maximálně vhodné. Na kryt v tunelu v zásadě nejsou ve srovnání s kryty mimo tunel kladeny žádné zvláštní požadavky, kromě toho, že je potřeba vzít v úvahu několik odlišných okolností. Hlavní z nich je bezpečnost v tunelu, zejména možnost dobré evakuace a záchrany v případě vzniku požáru.
Cementobetonové kryty, JPCP (spojitě nevyztužená cementobetonová deska) s kluznými trny a zejména CRCP (spojitě vyztužená cementobetonová deska), jsou pro použití v tunelech velmi vhodné. Beton je nehořlavý materiál, který při vystavení ohni neuvolňuje toxické plyny, a i při vysokých teplotách si zachovává velmi důležitou část svých statických vlastností (1). Beton není hořlavý, a proto nepřispívá k požárnímu zatížení, které určuje uvnitř tunelu riziko požáru a rozsah a následky z něj vyplývající. Díky jasu betonu lze snížit intenzitu osvětlení, aniž by byla ohrožena viditelnost.
Cementobetonové kryty, pokud jsou pokládány s přísadami odolnými proti obrusu, mají velmi vysoký součinitel tření, což má za následek dobrou odolnost proti smyku, která přetrvává po celou dobu životnosti. Konstrukce betonové vozovky se od klasického provedení neliší. Teplotní gradient ve vrstvě krytu je však mnohem omezenější, protože v tunelu nepůsobí přímé slunce a konstrukce může těžit z přítomnosti betonového podkladu tunelu, který poskytuje velmi tuhou základovou vrstvu. Proto může být tloušťka betonu mírně snížena a samotná podkladní vrstva může být vynechána.
Přidání porézní asfaltové vrstvy pod sendvičovou vrstvu je technologie, která vzešla z konstrukce asfaltových vozovek v tunelech, kde existuje riziko infiltrace vody. Porézní asfaltová vrstva zabrání, aby voda vytvářela přímý tlak na asfaltový kryt. Na druhé straně přítomnost pórovité asfaltové vrstvy rozvede vodu takovým způsobem, že již nebude možné určit přesné místo průsaku. Kromě toho cementobetonový kryt bude méně ovlivněn tlakem vody v důsledku přítomnosti vody procházející trhlinou nebo spárou v tunelu než asfaltový kryt.
Čtěte také: Spřahovací trny: Průvodce
Pokládka cementobetonového krytu v tunelu je obdobou pokládky klasického krytu. Logistika však může být komplikovanější z důvodu omezeného prostoru, který je k dispozici co do výšky i co do šířky. Pokud se použije CRCP, musí být beton pokládán ve dvou fázích, aby byl umožněn transport materiálu. Pokud to světlá výška dovoluje, provádí se přeprava běžnými sklápěcími nákladními vozidly. Cementobetonový kryt lze pokládat v jedné nebo ve dvou vrstvách, metodou mokrý do mokrého. Pokud je prostor omezený, lze použít mobilní dopravníky, které umožňují, aby byl beton transportován přes prvky umístěné před finišerem (např. kluzné trny). Podobně lze postupovat při provádění vozovky ve dvou vrstvách současně.
Použití provzdušňovací přísady do betonu se doporučuje v exteriéru, ale také uvnitř tunelů. Jako úprava povrchu cementobetonového krytu se upřednostňuje technologie obnažení kameniva, aby se co nejvíce snížil hluk vznikající odvalováním pneumatik. V Belgii je standardní použití CRCP pro silně zatížené dálnice. Koncept se v průběhu let mírně změnil, z čehož vyplynula konstrukce uvedená v tabulce 1. Za účelem optimalizace struktury trhlin se ihned po betonáži provedou řezy iniciující trhliny (obr. 5). Tyto řezy jsou umístěny ve vzdálenosti každých 1,20 m a mají hloubku 40 mm a délku 400 mm.
Za účelem snížení hluku vznikajícího odvalováním pneumatik se provádí stále více dvouvrstvových CRCP metodou mokrý do mokrého, ale také jednovrstvových CRCP, s úpravou povrchu krytu technologií obnaženého kameniva s optimalizovaným rozložením velikosti kameniva, čímž lze dosáhnout nízkých úrovní hluku. V tunelech se doporučuje použít jednovrstvovou CRCP. CRCP má tu výhodu, že se jedná o spojitou desku, pouze na začátku a na konci je třeba počítat s kotvícími opěrami, aby se zabránilo pohybu CRCP. Tyto opěry jsou umístěny mimo tunel. Kotevní oka jsou umístěna v zemi.
Prvním projektem je dálnice E34, která spojuje stávající dálnici E34 s E40 a tím zlepšuje dostupnost přístavu Zeebrugge na pobřeží Belgie. Díky oddělení silného provozu v okolí námořního přístavu od místního provozu se zvýší bezpečnost, aniž by se tím omezily možnosti rozšiřování přístavu. Proto projekt představuje mnohem více než nové spojení mezi E34 a E40. Bylo provedeno přehodnocení výchozí silniční sítě a byla vytvořena rozsáhlá síť cyklostezek.
E34 je nově postavená dálnice, která vede částečně kolem přístavu a částečně přes poldr s výhledy do široké krajiny, který tvoří přirozené sídliště pro ptactvo. Projekt je veřejně-soukromým projektem. Protože provoz není až tak hustý, byla zvolena asfaltová vozovka. Pro tunel a zahloubené části však byla zvolena dvouvrstvová CRCP. Byla zvolena dvouvrstvová CRCP, protože ne všechny části dálnice jsou zakryty, a proto musí být snížení hluku co nejvyšší. CRCP byl položen přes různé segmenty tunelu a zahloubené části bez přerušení ve 2 fázích: pravý jízdní pruh a odstavný pruh a následně levý jízdní pruh.
Čtěte také: Míchání betonu krok za krokem
A11 má dva jízdní pruhy v každém směru, oba široké 3,75 m, a odstavný pruh o různé šířce. Na levé straně se předpokládá odstavný pruh široký 2,02 m, jak je znázorněno na obrázku 8. Vozovka je umístěna na betonovém dně tunelu o tloušťce 1 m, s dvojitou asfaltovou mezivrstvou, 50 mm sendvičovou vrstvou (hutný asfaltový beton ABT) na 50 mm porézní asfaltové směsi. Provedení cementobetonového krytu zahloubené komunikace a v tunelu se významně neliší od klasického CRCP. Vzhledem k tomu, že výška tunelu přesahuje 5 m, nebylo nutné provádět žádná zvláštní měření z důvodu přepravy betonu, která se uskutečnila v otevřených zásobnících.
Na dně tunelu je položena asfaltová mezivrstva o tloušťce 50 mm, na kterou se umisťuje příčná a podélná výztuž. Pokládka cementobetonového krytu probíhá v různých fázích: nejprve se provádí odstavný pruh a polovina pravého jízdního pruhu (přičemž se šířka odstavného pruhu výrazně mění po celé délce vozovky) a následně druhá polovina pravého jízdního pruhu a levý jízdní pruh. Ve vozovce nebyly provedeny žádné příčné pracovní spáry, protože betonování probíhalo 24 hodin denně, sedm dní v týdnu.
První vozovka ve směru na Knokke byla položena mezi březnem a červnem 2016, druhá vozovka ve směru na Antverpy byla položena mezi 20. březnem a 3. Kotvy do podélné pracovní spáry byly automaticky uloženy finišerem s kluznými bočnicemi do čerstvého betonu během betonáže spodní vrstvy. Horní vrstva byla položena druhým finišerem s kluznými bočnicemi, který následoval velmi těsně za prvním, obrázek 9. Beton byl dodáván v domíchávačích. Do 24 hodin po betonáži bylo provedeno vymetání povrchu, jak je znázorněno na obrázku 11. Byly provedeny tři průjezdy kartáče, nejprve v kombinaci s vodou, následně na sucho.
Je důležité důkladně vyčistit povrch asfaltové vrstvy kolem čerstvě položeného betonu, jak je znázorněno na obrázku 12, aby se optimalizovala přilnavost mezi betonem a asfaltem. Řezy pro aktivní kontrolu trhlin jsou prováděny těsně po vymetání a pro druhou fázi dokonce i během vymetání povrchu. To má za následek velmi dobře distribuovanou strukturu trhlin, přičemž 70 % až 85 % trhlin vycházelo z řezu iniciujícího vznik trhliny.
Druhým projektem je Oosterweelská spojka, pojmenovaná po opuštěné vesnici v oblasti dnešního přístavu v Antverpách. Jedná se o projekt, jehož cílem je dokončit obchvat Antverp. Vytvoří se nové propojení v severozápadní části okružní komunikace, které umožní nákladní dopravě z levého břehu řeky Šeldy projíždět na sever do Nizozemska a na východ do Německa, aniž by musela projíždět jižní částí města. Prvotním plánem bylo postavit několik mostů, avšak požadavky na lepší kvalitu života ve městě přiměly úřady opustit tuto myšlenku a přiklonit se k tunelům.
Čtěte také: Beton pro základy
Ve stejném duchu minimalizace dopadu dopravy na životní prostředí bude stávající okružní komunikace zahloubena a toto zahloubení bude následně zakryto, čímž se nejen sníží hladina hluku z dopravy, ale do města se také vrátí plochy, které vytvoří zelený okruh kolem Antverp. Oosterweelská spojka se rozprostírá v délce přibližně 15 km. Oosterweelská spojka je koncipována pro těžkou nákladní dopravu a posune důležité dopravní toky jižní osy na severnější a kratší trajektorii procházející přístavem. Aby se minimalizoval dopad stavby, byla Oosterweelská spojka navržena převážně jako podzemní infrastruktura.
CRCP o tloušťce 25 cm je položen na asfaltovou sendvičovou vrstvu o tloušťce 50 mm a porézní asfaltovou vrstvu položenou pod ní, aby byl zajištěn odtok vody, která by mohla prosakovat prvky tunelu. CRCP bude provedena v jedné vrstvě, v různých fázích. Nejprve bude položen pravý a střední jízdní pruh a poté levý. Pozornost bude věnována poloze podélné spáry.
Nutnost minimalizovat dopady silničních sítí na životní prostředí vede projektanty k využívání tunelů nebo zahloubených komunikací, zejména v okolí měst, přírodních rezervací apod. Cementobetonové kryty a zejména CRCP jsou ideální pro použití jako kryty v tunelech.
Srovnání vlastností betonových a asfaltových vozovek
V tabulce je uveden přehled 17 základních hledisek, která by neměla být opomenuta při výběru vhodné konstrukce vozovky.
| Hledisko | Betonová vozovka | Asfaltová vozovka |
|---|---|---|
| Životnost | Delší | Kratší |
| Údržba | Méně náročná | Náročnější |
| Valivý odpor | Nižší | Vyšší |
| Hluk | Srovnatelný (při použití vhodných povrchů) | Srovnatelný |
| Požární odolnost | Vysoká | Nízká |
| Dopad na životní prostředí (výstavba) | Vyšší (CO2) | Nižší (CO2) |
| Dopad na životní prostředí (provoz) | Srovnatelný | Srovnatelný |
Pozn.: Ve fázi výstavby má větší dopady na životní prostředí (CO2) betonová vozovka, ve fázi vlastního provozu pak vozovka asfaltová. Po dobu celé životnosti jsou dopady srovnatelné.
Studie, které jsou k dispozici pro nákladní automobily, prokázaly, že se jedná o úsporu 4,5 litru paliva na 1000 km u betonových vozovek ve srovnání s asfaltovými.
tags: #kluzné #trny #do #betonu #použití