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

Vystužovanie asfaltových vrstiev oceľovou sieťou Mesh Track® – 40 rokov skúseností


Myšlienka vystužiť asfaltové vrstvy oceľovou sieťou tu bola už od 70. rokov minulého storočia. Odvtedy sa takáto výstuž používa a stala sa súčasťou bežnej praxe inžinierov v rôznych krajinách. V niektorých krajinách je takéto riešenie také zaužívané, že už neprebiehajú žiadne polemiky o účinnosti a potrebe oceľovej siete, inde je to stále problematické, resp. odborná verejnosť nemá dostatočnú dôveru v riešenie. Myslíme si, že nemožno spochybňovať prínos oceľovej výstuže k zlepšeniu vlastností asfaltových vrstiev, problém vidíme v najväčšej miere v spôsobe jej inštalácie, ktorý sa často končil absolútnym odmietaním takejto aplikácie.


Pohľad do histórie – sieť Sommerfeld, predchodca dnešných výstuží

 

Americká armáda sa počas druhej svetovej vojny pri budovaní svojich dopravných ciest a pri realizácii prenosných vzletových a pristávacích dráh pre lietadlá stretala s mnohými problémami pri riešení únosnosti podložia v rôznych podmienkach. Tieto problémy vyriešila použitím oceľovej siete, ktorú si dokonca v roku 1944 patentovala pod názvom SOMMERFELD TRACK.

Sieť nesie meno nemeckého vysťahovalca a inžiniera Kurta Joachima Sommerfelda, žijúceho v Anglicku. Bola to ľahká sieť na budovanie prefabrikovaných plôch letísk. Prvotne ju použili Briti v roku 1941 ako drôtenú sieť vystuženú priečne oceľovými tyčami. Mala dostatočnú nosnosť a súčasne bola dostatočne flexibilná na inštaláciu siete rolovaním. Sieť Sommerfeld mala tiež prezývku „tin lino“, pozostávala z kotúčov širokých 3,25 m a dlhých 23 m. Pevnosť zabezpečovali tyče z mäkkej ocele fixované v intervaloch 0,229 m. Kotúče sa na okrajoch spájali pomocou plochých oceľových profilov cez slučky na koncoch priečnych oceľových tyčí. Sieť Sommerfeld sa používala na budovanie ciest pre nákladné autá, bez použitia tejto pružnej „podložky“ sa nápravy áut zabárali do piesku. V prípade bahnitého močiarneho podložia sa pod sieť Sommerfeld položila kokosová rohož.

 

Vývoj siete Mesh Track® na historickom základe siete Sommerfeld

Na základe pôvodnej myšlienky siete Sommerfeld, a to využitie oceľovej siete na vystuženie podložia, sa posunul vývoj už novodobej siete, kde boli využité modernejšie technologické možnosti výroby. Hlavnou myšlienkou každého vývoja je zlepšenie produktu a jeho vlastností. Takto vznikla v Belgicku prvá generácia siete pod názvom Mesh Track®. Bola to dvojzákrutová sieť s výstužnými oceľovými prútmi kruhového prierezu, ktorá uzrela svetlo sveta v roku 1974. Prvá generácia siete Mesh Track® sa v sedemdesiatych rokoch používala na vystužovanie podložia cestných komunikácii a budovanie dočasných dopravných ciest napr. na ťažbu dreva. V roku 1977 bola sieť Mesh Track® prvýkrát použitá ako výstuž asfaltovej vrstvy pri rekonštrukcii  úsekov s výraznými koľajami v oblasti svetelných križovatiek v meste Menen v Belgicku.

Na základe získaných skúseností s prvou generáciou siete vývoj postúpil ďalej a v roku 1980 bola predstavená druhá generácia siete Mesh Track®. Cieľom bolo zlepšenie ukotvenia priečneho drôtu oproti jednému okrúhlemu priečnemu drôtu prvej generácie. Sieť tvorila dvojzákrutová sieť priečne vystužená oceľovým pramencom z troch drôtov. V roku 1982 urobili prvý skúšobný projekt vystuženia asfaltových vrstiev v meste Nootdorp v Holandsku. Fixácia siete sa robila pomocou nastreľovacích klincov. V období rokov 1982 – 1987 už bolo zrealizovaných 250 000 m2 asfaltových vrstiev vystužených sieťou Mesh Track® druhej generácie. V roku 1985 sa robil výskum porovnania správania asfaltových vrstiev vystužených sieťou Mesh Track® a nevystužených vrstiev. Od roku 1989 sa rozšírilo používanie siete Mesh Track® do viacerých krajín ako Francúzsko, Belgicko, Izrael a štáty Škandinávie. V roku 1990 sa začali na vystuženie asfaltových vrstiev používať už žiarovo pozinkované siete.

Na základe postupujúceho výskumu a vyhodnocovania výsledkov bola sieť ďalej modifikovaná. Výsledky výskumov poukázali na potrebu zvýšenia kotvenia/fixácie siete v asfaltovej vrstve, čoho výsledkom je lepší roznos napätí. Výsledkom modifikácie bola tretia generácia siete MeshTrack® vystužená priečnym torzným plochým oceľovým drôtom, ktorú predstavili v roku 1998. Špeciálne striedavé skrútenie oceľového profilu zabezpečuje jeho ideálnu fixáciu a spolupôsobenie asfaltovej vrstvy so sieťou. Takáto priečna výstuž garantuje rovnomernú distribúciu zaťaženia.


Bitufor®, optimálny systém na rekonštrukciu starých vozoviek

Jedným z kľúčových faktorov úspechu pre funkčnosť všetkých medzivrstiev a asfaltových výstuží je správna a vhodná inštalácia. Rovnako ako pri všetkých stavebných prácach na cestách je prvoradá príprava staveniska. Existujúci povrch cesty by sa mal pripraviť frézovaním požadovanej hrúbky asfaltu, čistením povrchu vysokotlakovým oplachom, kefovaním a úpravou trhlín a spojov. Pre oceľové siete sú v praxi zaužívané dve možnosti na inštaláciu: spojenie alebo upevnenie siete pomocou kalového zákrytu alebo ukotvenie pomocou nastreľovacích klincov. Od aplikácie siete pomocou nastreľovacích klincov sa, vzhľadom na inštalačné problémy, upustilo a technologický líder a tvorca myšlienky aplikácie oceľovej siete spoločnosť BEKAERT takúto aplikáciu neodporúča. Za jedinú vhodnú aplikačnú metódu sa dnes považuje fixovanie siete do kalového zákrytu a klincovanie sa používa len ako veľmi okrajová metóda vo výnimočných prípadoch.

Už v roku 1991 bol vyvinutý a patentovaný systém Bitufor®, kombinácia siete Mesh Track® a kalového zákrytu (autori Germain Baert & Yves Vancraeynest). Oceľová výstužná sieť Mesh Track® je na podklad fixovaná pomocou kalového zákrytu, s ktorým vytvára jeden ucelený systém. Prvá inštalácia siete pomocou systému Bitufor® bola na ceste N368 v Belgicku v roku 1991. V roku 1993 bola sieť Mesh Track® prvýkrát použitá na vystuženie vojenského letiska vo Florennes, v Belgicku. Nezávislá spoločnosť BRRC v období rokov 1998 – 2001 robila výskum Design of cracked roads with finite elements and the exact modelling of the Bitufor® system for the rehabilitation with reinforced asphalt overlays. Od roku 2000 bola sieť Mesh Track® použitá v mnohých krajinách, napríklad Čile, Španielsko, Francúzsko, Kanada, Spojené kráľovstvo, USA, dokonca v roku 2004 aj na Slovensku. V októbri 2013 bolo dosiahnutých 5 000 000 m2 celkovo zabudovaných sietí Mesh Track® ako výstuže asfaltových vrstiev v Holandsku. V roku 2013 prvá realizácia 30 000 mv Rusku. V Európe je ročne zabudovaných približne 1,5 milióna m², z tohto množstva je ročne zabudovaných približne 500 000 m2 v susednom Poľsku. Všetky zabudované aplikácie (Belgicko, Írsko, Holandsko, Veľká Británia, a pod.) boli inštalované systémom Bitufor®. Takáto bilancia jasne deklaruje inštalačné výhody voči nevhodne používanému ukotveniu pomocou nastreľovacích klincov siete k podkladu.


Inštalácia systému Bitufor® pozostáva z týchto krokov:

Príprava povrchu.

Inštalácia výstužnej siete Mesh Track®.

Realizácia spojovacieho nástreku.

Realizácia kalového zákrytu.

Realizácia asfaltovej vrstvy po vyštiepení a vytvrdnutí kalového zákrytu.


Účinky Bituforu®

Znižuje deformácie v asfaltovej krycej vrstve.

Absorbuje ťahové napätia v asfaltovej vrstve.

Fixuje asfaltové kamenivo do výstuže – siete (kotvenie).

Zabezpečuje optimálne rozloženie zaťaženia.

Poskytuje celej cestnej konštrukcii zvýšenú húževnatosť.


Výhody Bitufor®

Kalový zákryt ponúka zvýšenú elasticitu v medzivrstve a lepšie absorbuje deformácie v krycom asfalte.

Rýchla a ekonomická metóda pri kladení a fixovaní výstužnej siete.

Zabezpečuje spoľahlivú a rovnomernú adhéziu.

Odoláva prenikaniu vody do podložia.

Znižuje kryciu asfaltovú vrstvu od 1-2 cm.

Oceľ aj asfalt sú 100 % recyklovateľné.

Zabezpečuje zvýšenú životnosť a celkové ekonomické riešenie.


Možnosti použitia siete Mesh Track®

Obnova krytu asfaltových vozoviek.

Vystuženie podkladových vrstiev.

Obnova krytu betónových vozoviek.

Vystuženie trávnatých plôch.

 

Obnova krytu asfaltových vozoviek

Mesh Track® umožňuje udržiavať vozovky v optimálnom stave.

Zabezpečuje dostatočnú únosnosť pre prenos zaťaženia distribuovaného na povrchu vozovky.

Optimalizuje skladbu vozovky so zabezpečením spojenia jednotlivých vrstiev.

Zabraňuje trhlinám (reflexným, sieťovému rozpadu, pozdĺžnym trhlinám).

Zabraňuje deformáciám – koľajam.

Zvyšuje únosnosť existujúcej skladby vozovky.

 

Obnova krytu betónových vozoviek Mesh Track®

Zabraňuje reflexným trhlinám, ktoré vznikajú z dilatácii betónových dosiek.

Zabraňuje reflexným trhlinám, ktoré sú výsledkom poškodených betónových dosiek.

Zvyšuje komfort jazdy.

Vyžaduje minimálnu hrúbku nového asfaltu aj pri zvýšení nápravového zaťaženia.


Vystuženie trávnatých plôch

Použitie Mesh Track® na trávnatých plochách je najlepším riešením na vytvorenie dočasných alebo dlhodobých parkovných plôch. Je to zároveň vhodná výstuž pre podkladové vrstvy pre verejné podujatia, ako napr. festivaly. Mesh Track® sa kladie na povrchovú plochu, pričom po zasiatí sa plochá zazelená. Kosenie nie je obmedzené.


Odstraňovanie siete MESHTRACK® a recyklácia

Pri realizácii obnovy krycej vrstvy sa odporúča odfrézovať starú asfaltovú vrstvu do úrovne 1 cm nad sieťou a následne klásť novú kryciu vrstvu. Sieť nie je potrebné odstraňovať, pretože jeho funkcia medzivrstvy schopnej absorbovať napätia a deformácie zostáva zachovaná (ak sieť nie je mechanicky poškodená). Najmä na konci životnosti vozovky je dôležité vedieť, kde a ako je umiestnená výstužná oceľová sieť, inak môžu vzniknúť problémy s frézovaním asfaltových vrstiev. Upevnenie siete pomocou systému Bitufor® je jediný spôsob, ako zabezpečiť jeho presnú polohu navrchu starého povrchu. To je miesto, kde musí sieť plniť svoju funkciu a pôsobiť ako výstuž, súčasne je však dôležité jednoduché odstránenie siete. Odfrézovanie je možné 1 cm nad sieť a následné vytiahnutie siete. Pri fixácii siete nastreľovacími klincami sú potrebné min. 3 klince/m2, avšak ani potom nie je úplne zaručená spoľahlivá fixácia na starú asfaltovú vrstvu. Fixácia pomocou klincov spôsobuje vznik menších či väčších vĺn, čo bude po životnosti vozovky spôsobovať problémy pri odstraňovaní siete. V zahraničí rezonuje citlivá otázka separácie materiálu asfaltu a vystuženia a jeho následná recyklácia. Výhoda použitia oceľových výstuží je ich možná recyklácia. Oddelenie oceľových sietí od asfaltovej matrice je jednoduché. Asfalt sa nepovažuje za znečistený a je možné opätovne ho použiť, na rozdiel od mreží na báze polymérov. Mreže na báze polymérov nie je možné oddeliť od asfaltovej zmesi a v niektorých krajinách nie je legislatívne možné opätovné použitie takto znečistenej asfaltovej zmesi. Jednou z týchto krajín je Švajčiarsko, kde sa Mesh Track® používa na vystužovanie asfaltových vrstiev už viac ako 20 rokov. Aplikácia sietí Mesh Track® bola vždy realizovaná len systémom Bitufor®, nepoužíva sa uchytenie pomocou nastreľovacích klincov.


Záver

Po dlhodobej snahe o vyvrátenie mýtov o nevhodnosti oceľovej dvojzákrutovej siete do asfaltových vrstiev sa v poslednom čase ukazuje, že dôkladná analýza problému a technické vysvetlenie príčin môžu zmeniť mienku odbornej verejnosti. Ako bolo uvedené v príspevku, fixácia oceľovej siete do kalového zákrytu poskytuje bezproblémovú inštaláciu a aplikáciu ďalších vrstiev asfaltu bez komplikácií. Pri takejto inštalácii je aplikácia siete minimálnym spomalením pokládky asfaltu, v prípade, že je prizvaná odborná aplikačná firma. Tak isto je možné pri komplexnej rekonštrukcii sieť odstrániť a asfalt a oceľ recyklovať. Množstvo projektov v súčasnej dobe, kde ako výstužná vrstva je použitá oceľová dvojzákrutová sieť fixovaná do kalového zákrytu, dokazuje, že pozitíva tejto aplikácie presvedčili investorov, projektantov a zhotoviteľov o jej technických aj ekonomických výhodách. Nespornou výhodou je zvýšenie životnosti a minimalizácia nákladov na údržbu a opravu asfaltových vozoviek.


Literatúra:

https://en.wikipedia.org/wiki/Sommerfeld_Tracking

firemná dokumentácia Bekaert GmbH

firemná dokumentácia GEOSOUL, s. r. o.


Ing. Jozef Sňahničan, RNDr. Branislav Prelovský, GEOSOUL, s. r. o.

www.geosoul.sk



Fotogaléria k článku