Při plánování a realizaci komunikací a zpevněných prostranství je často podceňována jejich nosná konstrukce. Ačkoliv po dokončení není vidět, její správná funkce je základním předpokladem trvanlivosti a únosnosti zpevněných povrchů. Tento průvodce se zaměřuje na konstrukce zpevněných ploch z drceného kameniva, včetně výběru materiálů, technologických postupů a důležitých aspektů jako je hospodaření s dešťovou vodou.
Materiály pro nosné konstrukce
Na nosné konstrukce je nezbytné použít drcené kamenivo. Ostatní dříve hojně užívané materiály, jako například kopané nebo říční štěrkopísky, nejsou vhodné. Prané a tříděné říční štěrky (tzv. kačírky) bez jemného výplňového kameniva jsou pro použití v komunikacích vysloveně nevhodné, protože nedokážou zajistit řádné zhutnění. Základní vlastností vhodného materiálu je zaklínění jednotlivých zrn po zhutnění vrstvy vzájemně mezi sebou, což dokáží pouze ostrohranná zrna drceného kamene.
Nejčastěji používané frakce na nosné vrstvy jsou 32/63 mm a pro komunikace s větším zatížením 63/125 mm. Označení frakce znamená, že menší číslo je nejmenší velikost zrna a větší číslo je naopak velikost největšího zrna, které se v materiálu nachází. Pokud je nosná konstrukce vozovky u méně zatížené komunikace jednovrstvá, lze s výhodou použít frakci 0/32 mm nebo 0/63 mm. První číslo znamená, že směs obsahuje i prachová a jemná zrna, která při drcení kamene vznikla. Někdy se nazývá minerální beton.
Vlastnosti kameniva a jeho propustnost
Pro řádnou funkci nosné konstrukce je nutná její propustnost pro srážkovou a náhodnou vodu. Vrstvy bez jemných součástí mají z logických důvodů větší propustnost pro vodu. Kamenivo použité na štěrk by mělo být pevné a nenasákavé, s nasákavostí do 10 % nebo méně hmotnostního podílu vody. To je důležité zejména z důvodu opakovaného zatěžování mrazem. Ideální jsou žuly, diority, čedič a většina vyvřelých hornin. Usazené a přeměněné horniny jsou méně vhodnými materiály.
Nosná konstrukce musí dobře propouštět srážkovou vodu, která se do konstrukce vsákne. Znamená to, že zároveň slouží jako drenážní vrstva. Pro správnou charakteristiku kameniva je třeba, aby mělo složení velikosti zrn v zelené zóně grafu. Doplňující složka kameniva pro povrchové vrstvy z písčitých a prachových zrn by měla být do 20 % hmotnostního podílu. Nosnou konstrukci tvoří větší drcená zrna, prachová a písčitá zrna tvoří pouze výplň mezi nimi.
Čtěte také: Ploty a jejich konstrukce
Zemní pláň a její únosnost
Pod nosnými vrstvami komunikací se nachází tzv. zemní pláň, což je kontaktní povrch mezi vrstvami komunikace a rostlým či nasypaným terénem. U zemní pláně je důležité ověřit její únosnost, kterou stanoví zkouškami inženýrský geolog formou velikosti modulu přetvárnosti.
- Pro pěší a cyklistické komunikace: Edef,2 = 30 MPa.
- Pro komunikace zatížené automobilovou dopravou: Edef,2 = 45 MPa.
Pokud zemní pláň nedosahuje těchto minimálních parametrů únosnosti, je třeba ji upravit, například vápennou či cementovou stabilizací. Zemní pláň by neměla být dlouho vystavena povětrnostním vlivům, zejména kvůli riziku jejího rozbřednutí po deštích. Také je třeba dodržet jednu velice důležitou zásadu - nikdy neobnažovat základovou spáru před zimním obdobím.
Odvodnění zemní pláně
Pro zemní pláň je normami předepsán minimální sklon 3 až 5 %. Ten je vytvořen z důvodu odvodu prosáklé srážkové vody mimo těleso komunikace nebo zpevněné plochy. Zemní pláň je v drtivé většině případů v zámrzné hloubce cca 400 mm a stojící voda by po zamrznutí způsobila deformaci zemní pláně i vrstev nad ní. Dobrá práce se srážkovou vodou a mělkou podzemní vodou je jedním z hlavních faktorů pro trvanlivost a řádnou funkci těchto konstrukcí.
Často se lze při výskytu rozblácené zemní pláně setkat s doporučením pláň překrýt geotextilií. Je to nesprávný postup, vhodný pouze pro provizorní řešení. Geotextilie zachytává jemná zrna zemin a kameniva, které se na ní usazují. Dochází tak k postupnému ucpání mezer v geotextilii a ta se postupně stává vodě nepropustnou. Následné hromadění vody v konstrukci je nežádoucí!
Zhutnění a kladení vrstev
Při kladení vrstev se každá nezávisle zhutní po maximálních tloušťkách 150 až 300 mm. Tloušťka závisí na hmotnosti a charakteru případných vibrací, kterými použité hutnicí zařízení disponuje. Je zde ještě jedna zásada, kterou je tloušťka vrstvy, jež musí být větší než jedenapůlnásobek velikosti největšího zrna. Řádně zhutněná zemní pláň a podkladové vrstvy jsou základními podmínkami kvalitní spodní stavby s dlouhou životností. Jednotlivé vrstvy zhutňujeme vibrační deskou. Celou plochu utlačíme minimálně pětkrát.
Čtěte také: Konstrukce OSB podlahy
Příprava podkladu pro kamennou cestu
Hloubka výkopu se bude lišit podle druhu podloží a podle toho, jak moc bude budoucí cesta zatěžovaná. Nikdy by to ale nemělo být méně než 35-50 cm. Po vykopání zeminy nejprve vibrační deskou zhutněte samotnou pláň, a to ještě před vysypáním spodní hrubé vrstvy štěrku - tu bude tvořit drcené kamenivo 16-32 mm. Pod tuto spodní vrstvu můžete přidat ještě geotextilii, která zabrání případnému prorůstání plevele a kořenů do cesty.
Po vysypání spodní části výkopu hrubou vrstvou štěrku vše zhutníme a nasypeme druhou, jemnější vrstvu z drtě 8-16 mm. I tuto druhou vrstvu je nutné poctivě zhutnit. Teprve na takto připravené a zhutněné podloží nasypeme poslední, tzv. ložní vrstvu z jemného štěrku 4-8 mm, do které budeme kamennou dlažbu pokládat - tuto vrstvu už nehutníme (!), ale pouze srovnáme latí.
Optimální vlhkost při hutnění
Při hutnění je také důležitá i vlhkost zpracovávaného materiálu. Optimální vlhkost pro maximální zhutnění je cca 7 až 10 % hmotnostního podílu vlhkosti pokládaného materiálu. Příliš suchý nebo naopak příliš mokrý materiál nelze optimálně zhutnit, to jest vytlačit maximální objem vzduchu.
Typy zpevněných povrchů
Mlatové povrchy, kalené povrchy a zpevněné povrchy z mechanicky zpevněného kameniva (MZK) mají stejný nebo velmi podobný konstrukční základ, kterým je drcené lomové kamenivo, popřípadě kopané kamenivo. Liší se technologickým postupem a skladbou vrstev.
Mlatové povrchy
Mlatové povrchy byly v minulosti nejrozšířenější zpevněné povrchy pro cesty a prostranství. Mlaty byly tvořeny kamenivem stmeleným hlínou s organickými příměsmi (např. řezankou ze slámy). V dnešní době je přijatelný způsob vytvoření mlatového povrchu použitím povrchové 40 mm tlusté vrstvy s příměsí zahliněných nebo zajílovaných písků (do 20 % hmotnostního podílu) do drceného nebo kopaného kameniva frakce 0/16 mm. Tloušťka jednotlivé vrstvy by se měla rovnat maximálně 1,5násobku velikosti největšího zrna. Hlína a jíly v písku obsažené vyplní mezery mezi zrny kameniva a vytvoří tak ucelený povrch.
Čtěte také: Jak správně na sádrokartonový podhled
Vyšší podíl jemných zrn má rozhodující vliv na vytvoření kompaktního a dobře vypadajícího povrchu. Ke zpevnění dojde částečně i chemickou reakcí prachových částic drceného kameniva s vodou, které se chovají podobně jako hydraulická pojiva (minerálbeton). Základním předpokladem pevnosti a trvanlivosti takové vrstvy je zaklínění jednotlivých zrn mezi sebou a maximální vyplnění všech mezer jemným kamenivem. Vrstva by měla být pokud možno bez vzduchových mezer. Jemných zrn musí být právě tolik, aby se pouze vyplnily mezery. Pokud jich bude více, budou se jemné částice rozplavovat a způsobí blátivost povrchu.
Společnost TEGRA vyrábí materiály pod obchodními názvy Plazadur, Kreskalit, Bergolit, Hydralit. Společnost PARKDECOR má také své, již namíchané materiály, které mají žádoucí vlastnosti mlatových povrchů.
Mechanicky zpevněné kamenivo (MZK)
Mechanicky zpevněné kamenivo (MZK) je zjednodušeně řečeno drcené kamenivo obsahující i velmi jemné prachové a písčité frakce. Vlastnosti povrchu komunikací z MZK se odvíjejí od poměru smíchání jednotlivých zrn kameniva a jejich velikostí, chemických vlastností horniny a míry zhutnění a technologie pokládky. Menší objem jemných zrn znamená hrubší, nekomfortní povrch s rizikem „vylamování“ jednotlivých zrn z povrchu, ale s dobrou propustností srážek. Naopak vyšší obsah jemných zrn znamená riziko blátivosti povrchu a horší propustnost vrstev.
Pro občasné přejezdy vozidel by měla mít nosná konstrukce tloušťku 200 mm z kameniva frakce 0/63 mm, v případě potřeby dobrého drénování vody frakce 32/63 mm. Pokud má zemní pláň modul přetvárnosti pouze 30 MPa, je třeba tloušťku této vrstvy zesílit o 50 mm. Na podklad je třeba položit 50 mm tlustou vrstvu drceného kameniva frakce 0/32 mm. Nosná konstrukce by měla být zhutněna na úroveň modulu přetvárnosti 80 MPa.
Pro plochy využívané výhradně chodci platí stejné parametry zemní pláně na předepsané moduly přetvárnosti. Tloušťka nosné vrstvy je 150 mm drceného kameniva frakce 0/32 mm, v případě menší únosnosti zemní pláně zesílená opět o 50 mm. A opět v případě potřeby dobrého drénování vody použijeme frakci 32/63 mm. Na tento podklad pak položíme 50 mm tlustou vrstvu drceného kameniva frakce 0/32 mm. Nosná konstrukce se opět hutní na úroveň modulu přetvárnosti 70 MPa.
Kalené povrchy
Stejně jako u MZK je třeba nejprve položit nosnou vrstvu komunikace. Ta je tvořena drceným kamenivem. Pro občasné přejezdy vozidel by měla mít nosná konstrukce tloušťku 200 mm z kameniva frakce 16/63 mm. Použití jemnějších frakcí se vzhledem k požadavku dobré propustnosti pro vodu nedoporučuje. Pokud má zemní pláň modul přetvárnosti pouze 30 MPa, je třeba tloušťku této vrstvy zesílit o 50 mm.
Poslední povrchová 50mm vrstva je provedena z drceného kameniva frakce 8/16 mm. Tato vrstva se po zhutnění proleje „kalem“ tvořeným pískem, jílem a hydraulickým pojivem tak, aby vyplnil mezery v kamenivu. Dnes se kalené povrchy pro svou velkou pracnost a velký podíl ruční práce staví výjimečně.
Hospodaření s dešťovou vodou a vodopropustné konstrukce
Stále aktuálnější téma hospodaření s dešťovou vodou přináší možnosti pro výstavbu vodopropustných skladeb s retenční schopností. Propustné betony tvoří jednu z možných cest pro hospodaření s dešťovou vodou v obytných aglomeracích. Technologie výroby vodopropustného betonu spočívá ve vytvoření silně mezerovité kostry tvořené kamenivem, které je spojeno nejběžněji portlandským cementem.
Směsi kameniv stmelených cementem (SC)
Směsi kameniv stmelených hydraulickými pojivy (SC) jsou nejběžněji vyráběny za použití přírodních drcených nebo těžených kameniv. Tyto směsi mají pevnosti v tlaku od 5 do 15 MPa. Cestou pro zvýšení retenčních schopností SC se jeví náhrada přírodních hutných kameniv v co největším měřítku uměle vyráběnými lehkými pórovitými kamenivy disponujícími vysokou hodnotou nasákavosti, například Liapor na bázi expandovaných jílů. Tato kameniva vykazují dostatečnou pevnost a jejich celková nasákavost často činí až 30 %.
Při laboratorním ověření byly navrženy 3 směsi SC pro pevnostní třídy SC 3/4, SC 5/6 a SC 8/10. Výsledky pevností v tlaku poukazují na možnost využití lehkého uměle vyrobeného kameniva Liapor pro výrobu SC. Vyrobené směsi vykazují vhodné parametry nasákavosti pro navrhované systémy hospodaření s dešťovou vodou. Nasákavost těchto SC vzrůstá s objemovým zastoupením lehkého kameniva Liapor. Jako velmi přínosné se pro navrhované systémy jeví poměrně značná hodnota nasákavosti již po 5 minutách styku s vodou, což je důležité pro okamžitý záchyt spadlé srážkové vody.
Srovnání nasákavosti kameniva
Následující tabulka ilustruje rozdíly v nasákavosti mezi přírodním a umělým kamenivem:
| Kamenivo | Nasákavost po 24 hodinách |
|---|---|
| Přírodní kamenivo | Max. 2,5 % |
| Liapor (expandované jíly) | Až 30 % |
Odvodnění a spádování
Pro řádné odvodnění je dobré udržovat podélné spády do 5 %. Srážková voda se při těchto spádech odvádí příčnými šikmými rýhami (svodnicemi). Svodnice se pokládají především z dvojice kulatin spojených malými skobami, ocelových profilů tvaru „U“ nebo svařené dvojice úhelníků. Další možností je použití železobetonových prefabrikátů s drážkou pro odvod vody. Voda se svodnicemi odvádí za krajnici komunikace, kde se nechá vsáknout do terénu, případně do štěrkového tamponu, nebo je odvedena do odvodňovacího systému.
Příčné spády komunikací a ploch se volí nejčastěji střechovité o velikosti 1,5 až 2 %. U mlatových konstrukcí chodníků je třeba mít na paměti, že to nejsou bezúdržbové komunikace. Pravidelné čištění odvodnění, zejména po deštích, je nutností. Nelze však zabránit každoročnímu vymývání jemných částic z povrchu, který je třeba doplňovat a hutnit. Také mrazy ve spojení se srážkami v zimním období povrchové vrstvy částečně nakypří.
Dlažba na sucho
Dláždění tzv. na sucho, tedy bez použití betonu nebo jiného pojiva, je výrazně jednodušší a má řadu výhod:
- Je to technologicky velmi nenáročný postup.
- Dlažba je snadno rozebíratelná a lze ji tak kdykoliv opravovat nebo i měnit.
- Celá plocha cesty funguje díky štěrkovému podkladu a volným spárám jako drenáž a zajišťuje přirozený odtok vody.
- Dlažbu není nutné položit najednou a po přípravě štěrkového lože se dá kamenná dlažba pokládat postupně.
Nevýhodou je vyšší nároky na kvalitně připravený a zhutněný podklad. Pro dláždění na sucho je nutné použít k tomu určený materiál (např. pojezdovou dlažbu / obklad) o určité minimální tloušťce, aby se zabránilo vyvracení dlažby.
Kladení dlažby a spárování
Cesta by nakonec měla zůstat o 1-2 cm výš než terén, aby se na ní nedržela voda a nečistoty. Cestu je nejlepší začít stavět od nejnižšího bodu, proti spádu vody. Profil/řez cesty je velmi důležitý - neměl by být úplně vodorovný, ale směrem ke středu mírně prohnutý nahoru, ideálně kolem 3 %. To zajistí rovnoměrný odvod vody na obě strany chodníku.
Skládání mozaiky spočívá v tom, že každý kámen nejprve položíte do štěrkového lože zhruba do místa, kde bude později napevno. Kameny, které tvarově úplně nesedí, je možné opatrně upravit kladívkem nebo sekáčem a kovovou paličkou. Jakmile jste s výsledkem a navazujícími spárami mezi kameny spokojení, opatrně dlažbu doklepejte gumovou paličkou do štěrkového lože tak, aby se nehýbaly a usadily se.
Jakmile máte celou plochu vyskládanou a uloženou, je dobré spáry hned vysypat a všechny kameny ještě jednou poklepat gumovou paličkou. Tím se dlažba „zamče“ do sebe. Podle toho, jak velké spáry jste si nechali, lze pro jejich vysypání použít buďto písek, nebo stejný štěrk, který používáte jako ložní plochu (4/8 mm). Po vysypání spár můžete ještě jednou celou plochu opatrně zhutnit a v případě potřeby ještě jednou dosypat štěrk do spár a pečlivě zamést.
Bezpečnost a hygiena práce
Při provádění prací je nezbytné dodržování všech platných předpisů BOZP a všech bezpečnostních listů vystavených výrobci materiálů. Je potřeba používat ochranné rukavice, ochranné brýle a další vhodné nářadí.
Standardy a technické specifikace
Na provádění, měření a kvalitu prací se vztahují příslušné ČSN, obecně závazné předpisy nebo normy výrobců v plném znění. Jsou to zejména:
- ČSN 73 6124 Stavba vozovek. Kamenivo stmelené hydraulickým pojivem
- ČSN 76 6110 Projektování místních komunikací
- ČSN 73 6100 Názvosloví silničních komunikací
- ČSN EN 13242 Kamenivo pro nestmelené směsi a směsi stmelené hydraulickými pojivy pro inženýrské stavby a pozemní komunikace
- ČSN 72 1511 Kamenivo pro stavební účely. Základní ustanovení
tags: #konstrukce #zpevnene #plochy #z #drceneho #kameniva