Opravy cementobetonového krytu na dálnici D11 na úseku km 23,25 – 25,55

• Foto

1 ÚVOD
Dálnice D11 je významná komunikační tepna spojující Prahu a Hradec Králové. Důkazem vytíženosti této dálnice jsou denní intenzity vozidel převyšující v některých úsecích hodnotu 30 000 voz/24 h. V některých úsecích této významné komunikace se bohužel již delší dobu vyskytují poruchy, které snižují bezpečnost a komfort jízdy. Jedná se o vertikální posuny (tzv. schodovitost) desek na příčných spárách a výtluky. Z výše uvedených důvodů bylo rozhodnuto o opravě nejvíce postižených úseků a to technologií, která zahrnuje segmentaci stávajícího CB krytu a následné překrytí upraveného povrchu tlustou vrstvou z asfaltových směsí o největší tloušťce 19,5 cm u středního dělícího pásu a nejmenší tloušťce 13,0 cm u nezpevněné krajnice [3].

2 STÁVAJÍCÍ STAV DÁLNICE D11
2.1 Nevyhovující stav CB vozovky
Úsek dálnice D11 cca km 8,3 – 26,7 byl zrealizován začátkem devadesátých let a stáří vozovky se začíná blížit době životnosti. Navíc při výstavbě CB vozovky nebyly používány kluzné trny a ocelové kotvy. Absence těchto prvků je hlavní příčinou schodovitosti CB desek. V zájmovém úseku se také nachází výtluky. Jednou z hlavních příčin těchto výtluků mohou být různé expanzivní reakce (na D11 zjištěna alkalicko – křemičitá reakce), které probíhají v betonu. Tato chemická reakce vzniká, pokud jsou v betonu přítomny tyto tři složky: 

• Alkálie: dostane se do betonu s cementem, případně uměle z okolí (např. součást chemických rozmrazovacích látek)
• Voda: v betonu téměř vždy
• Amorfní křemík: do betonu se dostane v kamenivu (kamenivo z některých lomů)

Produktem této chemické reakce jsou gely, které mají větší objemovou hmotnost, než byla objemová hmotnost původních složek. Tento jev má při dlouhodobém působení za následek rozpad betonu.

2.2 Stávající technické parametry
Dálnice D11 je v řešeném úseku v šířkovém uspořádání D 26,5. Toto šířkové uspořádání bylo zachováno:

D 26,5

Řešený úsek dálnice D11 se z převážné části nachází ve směrovém oblouku o poloměru R = 6000 m. Podélný profil řešeného úseku je velice „mírný“, dokonce s úseky v nulovém podélném sklonu. Na řešeném úseku je stávající příčný sklon 2,0 %. Současné odvodnění zájmového území je řešeno pomocí systému stávajících příkopů, rigolů a drenáží. Tento systém zůstane nezměněn, ale povrchové odvodnění bude v nutném rozsahu zrekonstruováno [4].

Konstrukce stávající CB vozovky má následující skladbu:

3 TECHNICKÉ ŘEŠENÍ OPRAVY DÁLNICE D11
3.1 Přehled navržených oprav

• Oprava CB krytu technologií zahrnující segmentaci CB krytu a následné překrytí upraveného povrchu tlustou vrstvou z asfaltových směsí
• Změna příčného sklonu z 2,0 % na 2,5 %
• Rekonstrukce stávajícího systému odvodnění
• Výměna svodidel ve středním dělícím pásu (SDP)
• Výměna svodidel na nezpevněné krajnici
• Rekonstrukce větví mimoúrovňové křižovatky Sadská

3.2 Postup rekonstrukce CB vozovky
Přípravné práce:
Oprava začíná nivelací povrchu a kontrolou příčného sklonu. Následuje vlastní segmentace CB krytu s velikostí kroku 0,8 – 0,9 m. Segmentace spolu s vrstvou SAL (Stress Absorbing Layer, asfaltová vrstva se zvýšenou odolností proti šíření trhlin) zabraňuje kopírování příčných a podélných spár do nového asfaltového krytu. Dále se provede urovnání a zhutnění povrchu pneumatikovým válcem [2].

Provedení opravy:
Vlastní provedení opravy začíná očištěním povrchu (např. tlakovou vodou). Poté se odstraní uvolněná zálivka, vyspraví se mezery mezi deskami a vypadlé části betonových desek se nahradí ACP. Následuje nanesení infiltračního postřiku a položení asfaltové směsi typu SAL. Poté se aplikuje spojovací postřik a položí se asfaltová vrstvy typu ACL, ve které bude provedena úprava příčného sklonu. Na závěr se aplikuje spojovací postřik a následuje pokládka obrusné vrstvy z asfaltové směsi typu asfaltový koberec mastixový (SMA) [2], [1].

3.3 Konstrukce vozovky po opravě bude vypadat

3.4 Přechodové úseky
Z důvodu použité technologie vznikají výškové rozdíly nivelet mezi rekonstruovanou a stávající vozovkou v rozmezí cca 0,130 – 0,195 m. Plynulé navázání rekonstruované vozovky na úseky s původní konstrukcí je navrženo pomocí přechodových úseků, navržených v délce 70 m. Z obr. 6 je patrný přechod z rekonstruovaného úseku na stávající betonovou vozovku a z obr. 7 pak přechod na stávající asfaltovou vozovku [2].

4 ZÁVĚR
Použitá technologie opravy CB vozovky pomocí zesílení tlustou vrstvou z asfaltových směsí má své výhody i nevýhody. K výhodám této technologie patří:

• Snížení objemu demoličních prací (zůstávají stávající konstrukční vrstvy vozovky),
• Využití stávajících konstrukčních vrstev jako podkladních vrstev,
• Rychlost výstavby,
• Nižší investiční náklady.

Mezi nevýhody patří:

• Nutné ověření podjezdné výšky pod mosty z důvodu navýšení nivelety,
• Úprava výškové polohy bezpečnostních záchytných zařízení,
• Při použití tlusté vrstvy z asfaltových směsí o tloušťce větší jak 25 cm a při opravě pouze jednoho jízdního pásu (směrově rozdělené silnice) je nutno ve středním dělícím pásu osadit 2x jednostranná svodidla. Tento požadavek vzniká z důvodu velkého výškového rozdílu mezi jízdními pásy (> 25 cm), který znemožňuje správné osazení jednoho jednostranného svodidla.

4.1 Zhodnocení
Oprava CB krytu pomocí technologie zahrnující segmentaci stávajících CB desek a následné překrytí upraveného povrchu tlustou vrstvou z asfaltových směsí, je rychlejší a levnější oproti celkovému vybourání stávajících CB desek a jejich nahrazení novými. Nicméně hlavním limitujícím faktorem této technologie jsou mostní objekty, které nemají dostatečnou rezervu podjezdné výšky.

Tento výsledek byl vytvořen s finanční podporou programu Centra kompetence TA ČR, projekt č. TE01020168.

LITERATURA:
[1] ČVUT v Praze, Fakulta stavební, VUT v Brně, Fakulta stavební, Stavby silnic a železnic, a.s., ODS – Dopravní stavby Ostrava, a.s., TP 170, Navrhování vozovek pozemních komunikací. 1st ed. Praha: Ministerstvo dopravy České republiky, 2004. 400 pp.
[2] Stradis s.r.o. – Ing. Karel Spies a kolektiv spoluřešitelů, Rekonstrukce vozovek s cementobetonovým krytem. Technické podmínky (předběžné). 1st ed. Brno : Stradis s.r.o., 1997. 50 pp.
[3] Pragoprojekt, a.s., Oprava CB vozovky v km 13,668 – 18,0 vlevo na dálnici D11. 1st ed. Praha : Pragoprojekt, a.s., 2010. 
[4] VPÚ DECO Praha a.s., D11 projekt opravy CB vozovky v km 23,250 – 25,550 vpravo. 1st ed. Praha : VPÚ DECO Praha, a.s., 2013.

Repair of Concrete Surface on D11 Highway, km 23,25 – 25,55
There are bigger vertical moves of concrete slabs on transverse joint on the Czech highway net in sections with concrete pavement. These defects negatively influence safety of traffic and lower comfort of ride. The most important cause of these defects is absence of dowels in transverse chink. These dowels were not used in times of highway construction (concrete of old generation). Expansive reactions in concrete are important problem of concrete slab of old generation too. Actual technology eliminates many lacks of technology from earlier times. There are reconstructions of damaged sections of older concrete on D11 highway in current time. These article is about technology of reconstruction on D11 highway in km 23,25 – 25,55.

Autoři

• Ing. Vébr Ludvík CSc.
• Ing. Bůžek Matěj
• Ing. Pánek Petr Ph.D.