ENVIROMENTÁLNE TECHNOLÓGIE – nové stroje a zariadenia. RECYKLÁCIA – triedenie a úprava odpadov. OBNOVITEĽNÉ ZDROJE ENERGIE – energetická a materiálová efektívnosť.

TECHNOLÓGIA VÝSTAVBY CEMENTOBETÓNOVÝCH KRYTOV


Na vozovkách, na ktorých sa očakáva veľké dopravné zaťaženie alebo treba zabezpečiť ich dlhšiu životnosť, je vhodný cementobetónový kryt (CBK). Okrem vozoviek na rýchlostných cestách a diaľniciach možno tento kryt použiť na konštrukcie pohybových plôch letísk, terminálov, parkovísk pre ťažké vozidlá a iných spevnených dopravných plôch. Pre svoju vysokú požiarnu odolnosť sú vhodné aj na vozovky v tuneloch.

V porovnaní s asfaltovými vozovkami je hlavnou výhodou CBK jeho tuhosť (prenáša zaťaženie do podložia veľkou plochou, nedochádza k vyjazdeniu koľají), nižšie nároky na údržbu (CBK vydrží okolo 30 rokov bez väčších zásahov; obrujúca sa vrstva asfaltových vozoviek sa musí najneskôr po 12 rokoch vymieňať). Nevýhodou sú však vyššie náklady na zhotovenie a náročnosť prípadných opráv.


KONŠTRUKČNÉ POŽIADAVKY NA CBK


CBK vozovky môžu byť z vystuženého alebo nevystuženého betónu, ktorý sa kladie v jednej alebo vo viacerých vrstvách. Rozdeľujú sa do skupín podľa zaťažiteľnosti, na základe čoho sa navrhujú hrúbky jednotlivých vrstiev CBK. 


Konštrukcia cementobetónovej vystuženej vozovky je znázornená na obr. 1

Stavebné práce pri cementobetónovej vozovke sú nasledujúce:

 Rozprestieranie čerstvého betónu sa môže vykonať dvomi spôsobmi :

Cementobetónové kryty môžu byť z nevystuženého alebo z vystuženého betónu.

Cestné teleso sa môže položiť v jednej vrstve alebo vo dvoch vrstvách zo zhodného  druhu čerstvého betónu alebo vrchná vrstva s inou receptúrou t. j. inou štruktúrou kameniva (napr. do frakcie 22 mm kameniva).


TECHNOLOGICKÉ VYBAVENIE


CBK sa zhotovuje cementobetónovým (CB) finišerom napr. od firmy Wirtgen typu SP 1600 s posuvnými bočnicami, ktorý môže ukladať jednu od 5 do 18 m, resp. dve vrstvy od 7,5 m do 16 m šírky vozovky a je vybavený zariadeniami DBI (dowel bar inserter) pre klzné tŕne a CTBI (central tie bar inserter) pre kotvy, ktoré automaticky vtláčajú výstuž do spodnej vrstvy CBK. Finišer je automaticky riadený vopred vytýčenou lankovou dráhou upevnenou na konzolách umiestnených v dostatočnej vzdialenosti od zhotovovaného CBK. V tuneli je lanková dráha upevnená k oceľovým tyčkám, ktoré sú osadené v stene tunela.


Obrázok 2 CB finišer Wirtgen typu SP1600 na kladenie 1 vrstvy CBK


Obrázok 3 CB finišer Wirtgen typu SP1600 na kladenie 2 vrstiev CBK


Zostava pre jednovrstvový CBK (obrázok 1 a 3):

  • „predný finišer“ pre celú vrstvu- rozdeľovač betónovej zmesi– 12
  • dávkovací trám– 13
  • ponorné vibrátory– 14
  • predný tvarovací trám– 15
  • systém DBI a CTBI– 7
  • priečne kmitajúci zrovnávací trám– 16


Obrázok 4 CB finišer Wirtgen typu SP 1600 v zostave pre jednovrstvový CBK


Zostava pre dvojvrstvový CBK (obrázok 2 a 4):

  • „predný finišer“ pre spodnú vrstvu- rozdeľovač betónovej zmesi  – 15
  • dávkovací trám – 16
  • ponorné vibrátory – 17
  • predný tvarovací trám – 18
  • systém DBI a CTBI – 8
  • „zadný finišer“ pre vrchnú vrstvu- predný hladiaci trám – 19
  • rozhrňovací závit – 20
  • dávkovací trám – 21
  • zadný tvarovací trám – 22
  • priečne kmitajúci zrovnávací trám – 23

Obrázok 5 CB finišer Wirtgen typu SP 1600 v zostave pre dvojvrstvový CBK


Finišer sa pri ukladaní CBK pohybuje rýchlosťou 1 až 1,2 m/h, čo napr. pri hrúbke pokladanej vrstvy CBK 30 cm a šírke vozovky 12,5 m predstavuje cca 250 m3/h betónu. Preto sa spravidla zriaďujú špeciálne miešacie centrá priamo na stavbe, aby sa zabezpečilo dostatočné množstvo čerstvého betónu (ČB) požadovanej kvality. Miešacie centrá by mali byť vybavené dvomi miešačkami rovnakého výkonu, resp. náhradným zdrojom na výrobu  čerstvého betónu rovnakej kvality. Výrobné procesy musia byť plne automatizované s elektronickou kontrolou dávkovania všetkých zložiek čerstvého betónu. Je vhodné, aby obidve betonárne vyrábali čerstvý betón súčasne, aby pri poruche jednej z nich sa mohlo plynule pokračovať vo výrobe požadovaného množstva čerstvého betónu.


Technické parametre CB finišera Wirtgen typu SP 1600:

  • Typ motora - CAT C12 ATAAC
  • Výkon motora - 317kW
  • Hmotnosť - 140 ton
  • Rozmery: dĺžka - 17500mm, šírka - 12500mm, výška - 3500mm
  • Podvozok páový s rozmermi 500 x 1800mm

Schematicky znázornené kladenie dvojvrstvového CBK deleným finišerom betónu typu SP 1500 

Obrázok 6 Kladenie dvojvrstvového CBK deleným finišerom 

Na dopravu čerstvého betónu sa používajú nákladné automobily s vodotesnou korbou. Odporúča sa použiť počet automobilov približne o 20 % vyšší oproti optimálnej potrebe. Čas dopravy od pridania vody do betónu až po spracovanie pri teplote +20 °C nesmie byť dlhší ako 45 minút, čo zodpovedá prepravnej vzdialenosti max. 15 km od výroby čerstvého betónu.


CBK sa hneď po vyhotovení chráni proti rýchlemu odparovaniu vody postrekom parotesnou látkou aplikovanou dokončovacím strojom Wirtgen typu TCM 1800 (obrázok 5), ktorý sa pohybuje 5 – 20 m za finišerom. Ochrana sa vykonáva celoplošne na všetkých povrchových častiach CBK vrátane bočných strán.


Technické parametre dokončovacieho stroja na postrek parozábrany Wirtgen typu

TCM 1800 :

  • Typ motora - DEUTZ - F4L2011
  • Výkon motora - 42kW
  • Podvozok pásový
  • Kapacita nádrže na postrekovú látku - 800 litrov

Obrázok 7 Dokončovací stroj na postrek parozábrany Wirtgen typu TCM 1800


Pri očakávaní prudkého ochladenia sa musí čerstvý betón chrániť najmenej do narezania škár tepelnoizolačnými rohožami. 

V prípade dažďa je potrebné betonáž prerušiť a hotový CBK prekryť fóliou upevnenou na stojanoch.


REALIZÁCIA CEMENTOBETÓNOVÉHO KRYTU


S cieľom overiť si spoľahlivosť výroby, organizáciu výstavby, nadväznosť technologických postupov a požadovaných parametrov CBK sa zriaďuje referenčný úsek dĺžky približne 200 m, a to za rovnakých podmienok, aké sa predpokladajú pri realizácii.


Pred položením sa musí skontrolovať:


Kladenie CBK

4.a   Dvojvrstvový CBK s rovnakým druhom betónu pre obidve vrstvy:  

        Časť vyklopeného ČB pred finišerom sa rýpadlom nakladá do násypníka dopravníkového pásu, ktorý ho premiestňuje pred „zadnú časť finišera“. Ten ho spracováva a upraví pre hornú vrstvu CBK tvarovacím a priečne kmitajúcim zrovnávacím trámom, super hladiacou lištou a jutou (prípadne iným zariadením na vytvorenie makrotextúry povrchu).  

4.b   Dvojvrstvový CBK s rôznymi druhomi betónu pre spodnú a vrchnú vrstvu:    

ČB pre hornú vrstvu sa dováža zo strany k finišeru a odtiaľ sa priamo nakladá druhým rýpadlom do násypníka dopravníkového pásu, ktorý ho premiestňuje pred „zadný finišer“. Ten ho spracováva a upraví pre hornú vrstvu CBK. 

4.c   Jednovrstvový CBK:

CB finišer je zostavený v skrátenej verzii – bez dopravníkového pásu a „zadného finišera“. Dovezený ČB pred „predný finišer“ sa spracováva a upraví rovnako ako pre vrchnú vrstvu pri dvojvrstvovom CBK. 

 5.    Priebežne počas celého kladenia CBK sa kontroluje kvalita kladenia a vykonávajú sa prípadné opravy krajných plôch a hrán CBK.


Po ukončení dennej zmeny alebo keď je práca prerušená viac ako na 90 minút, sa vytvorí pracovná škára takým spôsobom, že koniec denného úseku sa uzatvorí oceľovým debnením. Na uzatváracom debnení sú otvory v mieste tŕňov na ich osadenie. Na druhý deň sa práca začína odstránením uzatváracieho debnenia. Vzniknutá škára zodpovedá v každom smere priečnej slepej škáre.


ZAŤAŽENIE CBK MECHANIZMAMI


1.   Strojné zariadenia na rezanie škár sa môžu pohybovať po CBK po dosiahnutí pevnosti v tlaku 15 MPa.

2.   Realizáciu vykonávajúce vozidlá sú vozidlá vykonávajúce práce na škárach, vozidlá kontroly kvality, finišery a dopravné prostriedky, ktoré bez zvláštneho povolenia môžu prechádzať po novom CBK po dosiahnutí pevnosti v tlaku (stanovená vhodným spôsobom – napr. meraním Schmidtovým kladivkom) najmenej 25 MPa (3-7 dní).

3.   Otvorenie nového CBK pre verejnú dopravu je zakázané počas 28 dni. Preto je potrebné umiestniť na začiatok a na koniec nového úseku CBK tabuľky zákazov premávky a prekážky zatvorenia cesty. 


VÝBER REALIZOVANÝCH STAVIEB


Tunel Bôrik – Obj.: 271- 03,04 – D 1 Mengusovce – Jánovce


Dvojvrstvový CBK s rovnakým betónom pre spodnú aj hornú vrstvu

Obrázok 8 Realizácia CBK v tuneli Bôrik


Výroba betónu: 1. Centrálna betonáreň (CB) Batizovce – Inžinierske stavby, a. s.       

Typ:Elbatyp. E 85

Kapacita: 85 m3/h

2. CB Poprad – TBG Doprastav, a. s.         

Typ:Elbatyp. EMA 85           

Kapacita: 85 m3/h


Strojné vybavenie pri kladení CBK:


CBK v núdzových zálivoch (NZ) sa kladie manuálne a s vozovkou je prepojený kotvami vlepenými do CBK vozovky. Klzné tŕne v predstihu upevňujú na určené miesto pomocou stojanov do podkladnej vrstvy.

CBK v únikových cestách (ÚC) sa ukladá manuálne. 

Kontrolné skúšky sa vykonávali na mieste kladenia v zmysle KSP a TKP časť 8 – Cementobetónový kryt vozoviek.

Každú hodinu boli vykonané nasledujúce skúšky:

Vlastnosti zatvrdnutého betónu boli kontrolované skúškami:

Skúšky vykonané na hotovej cementobetónovej vozovke:

-    meranie hĺbky makrotextúry povrchu vozovky (STN EN 13036-1)


Podjazd Lučivná – obj.: 220-00 – D 1 Važec – Mengusovce


Jednovrstvový CBK


Obrázok 9 Realizácia CBK v podjazde Lučivná



Výroba betónu:1  Centrálna betonáreň (CB) Štrba – Inžinierske stavby, a. s.

                     Typ: Stetter M1/56                     

                     Kapacita: 56 m3/h

                          2CB Batizovce – Inžinierske stavby, a. s.                     

                     Typ: ELBA typ E 85

                     Kapacita: 85m3/h

                          3CB Poprad – Doprastav, a. s.

                     Typ: ELBA typ EMA 85      

                     Kapacita: 85 m3/h

Všetky betonárne vyrábali CBI z rovnakých vstupných materiálov. 


Strojné vybavenie pri kladení CBK

      - zostavený na položenie jednovrstvového CBK



Klzné tŕne v portálovej škáre umiestnené v stojanoch upevnených do podkladnej vrstvy.  


Stavba – Diaľnice M0 – Budapešť, Maďarsko


Dvojvrstvový CBK s rovnakým druhom betónou pre spodnú aj hornú vrstvu


Obrázok 10 Realizácia CBK na diaľnici M0 – Budapešť


Dosky           -          350-425 × 5 m


Oceľ- klzné tŕne – Ø 25 mm, dĺžka 500 mm, vzdialenosť 250 mm

- kotvy– Ø 16 mm, dĺžka 800 mm, vzdialenosť 1 m, 5 ks na dosku

 – Ø16 mm, dĺžka 600 mm (dobetonávky)

Ošetrenie betónu – CURING– vosková emulzia pre vlhký a čerstvý betón

Utesnenie škár- Biguma®-TL 82

Výroba betónu:

Springbeton – 2 × Schwing-Stetter Baumaschinen GmbH

Typ:HN 3,0-Modul RD 180

Kapacita:120 m3/h

Strojné vybavenie pri kladení CBK:

  1. CB finišer Wirtigen typu SP 1600 s klznými bočnicami zostavený na realizáciu dvojvrstvového CBK
    1. upravený na šírku 10,25 m s možnosťou úpravy na šírku 7,5m doplnením pomocnej klznej lišty
    2. upravený na šírku 11 m
  2. Rypadlo KOMATSU typu PW 180-7 na rozŕňanie ČB pred finišerom a na nakladanie ČB do násypníka dopravníkoveho pásu
  3. Strojná zostava na rezaniea tesnenie škár
  4. CB finišer typu Wirtgen SP 500 s klznými bočnicami na dobetónovanie prípojných a spomaľovacích pruhov s možnosťou priebežnej úpravy na 2,75m, 3,5 m a 4 m šírky CBK
  5. Dokončovací stroj na postrek parozábrany typu Wirtgen TCM 1800 ochrana povrchu CBK parotesným postrekom CURING

Pri využívaní cementobetónových finišerov sa vykonávajú aj nasledujúce práce: 

Bezpečnostné bariéry – betónové zvodidlá typu New Jersey

Výstavba odvodňovacích žľabov pri komunikáciách a plochách

Odvodňovacie žľaby, kanály rôznych typov a veľkosti

Oporné múry a steny 

Letiskové pristávacie dráhy a plochy

Chodníky a úzke poľnohospodárske cesty 

Železničné nástupištia a železničné betónové trate pre rýchlodráhu

Výstavba cementobetónového krytu vozovky s rôznymi šírkami

Rôzne betónové plochy   

       

       Obrázok 11 finišer od firmy Gomaco typu GT 3600 pri kladení betónového zvodidla typu New Jersey – realizátor stavby je firma Doprastav, a. s.


Dnes na stavbách môžeme stretnúť nasledujúcich výrobcov finišerov betónu: 


TEREX Roadbilding – USA typy: S 850, S 1500

Gunrert & Zimmerman Cons. Div, Inc – USA typy: 

Power Pavers, Inc. – USA typy: SF 2700, SF 3000, TC 2700, FP 3000

Power Curbers, Inc. – USA, Belgicko typy: 5700B, 5700C, 5700Suber-B Schools

REXCON– Las Vegas Nevada typy: TC 2600

GOMACO Internacional.Ltd. – Anglicko typy: GT 3200, 3400, 3600, 6000, 6300,  

Gomaco Corporation – USA PS 2600, GT 2600

WIRTGEN Group. – Nemecko typy: SF150,250,500, 500vario, 850, 850vario, 1200, SF1500,1500L,1600 a stroj na postrek parozábrany typu TCM 950 a 1800 

V Európe sa s týmito strojmi môžeme stretnúť už na rôznych stavbách s rôznymi zostavami aj výrobcami strojov. 


So staršími výrobcami strojovzaoberajúcimi sa výrobou strojov pre cementobetónové kryty a ich výrobkami sme sa stretli aj na Slovensku: firma CMI Corporation Oklandia City z USA s typom TS 500 na kladenie cementovej stabilizácie. 


       

 Obrázok 12 Finišer betónu typu TS 500 pri kladení cementobetónovej stabilizácie pri cestnom telese


         

 Obrázok 13 Finišer betónu CMI – TS 500 pri kleadení cementobetónovej stabilizácie cestného telesa


Táto firma (CMI) vyrábala stroje typu SF 175 3 a 4 TRACK, 200 2 a 4,250 2, 300 2 a 4, 350 2 a 4, 400 2 a 4, 450B 4, 550 4,600 4 TRACK a BID-WEL MODEL 6000,485, a BID-WEL FUL alebo HALF - CANAL PAVER.  

V Európe firma ABG vyrábala betónový finišer so strojmi pre pevnú bočnicu, ktorý sa používal pri výstavbe pristávacej dráhy košického letiska        

         

Obrázok 14 Finišer betónu pri výstavbe letiska Košice – realizátor Inžinierske stavby, a. s., Košice 


ZÁVER


Každé technické riešenie, cementobetónové vozovky nevynímajúc, majú svoje výhody aj nevýhody a je možné skonštatovať, že ak budú dodržané prísne technologické postupy výstavby a vysoká kvalita vstupných materiálov, voľba cementobetónových krytov na diaľnice a rýchlostné cesty SR bude správna. a ekonomicky výhodná pri rýchlom rozvoji cestného staviteľstva.



POUŽITÁ LITERATÚRA


(1) Archív Inžinierskych stavieb, a. s., (technologické predpisy a pod.).

(2) Hejhálek, j.: Betonový povrch – nevhodnejší řešení pro přetežované silnice a   dálnice. In: Stavebnictví a interier. 12, 2004. 

(3) Gschwendt, I. a kol.: Vozovky: Materiály a technológie. 

(4) Pospíšil, K.: Vlastnosti cementobetonových vozovek. In. Beton – technologie – konstrukce – sanace. 6, 2005.

(5)Hudák, M.: Cementobetónové vozovky, Stavebné materiály č. 07-08/2007

(6)TKP MDPT Časť. 8 – Cementobetónový kryt vozoviek, 2007

(7)STN 73 6123- Stavba vozoviek CEMENTOBETÓNOVÉ KRYTY, 1996

(8) technická dokumentácia výrobcov CB finišerov – firmy Wirtgen




Ing. Karol Hagovský, Ing. Kornel Prúnyi

Fotogaléria k článku