Válcovaný beton – inovativní technologie pokládky betonových vozovek

• Foto

Válcovaný beton má podobné pevnostní charakteristiky a obsahuje stejné základní složky jako běžný beton – kamenivo, cement a voda, ale má odlišné složení směsi. Největší rozdíl mezi válcovaným a standardním betonem pro stavbu vozovek je ve vyšším obsahu jemného kameniva, který umožní vytvoření uzavřené a těsné struktury a dokonalé zhutnění. Směs z válcovaného betonu je speciálně navržena pro strojní pokládku asfaltovým finišerem a zaválcování silničními tandemovými válci.

Zatímco náklady na pokládku válcovaného betonu jsou srovnatelné a často nižší než u asfaltových vozovek, dlouhodobé náklady na jeho údržbu jsou mnohem nižší, což v průměru představuje 30% úsporu za celou dobu životnosti vozovky.

HLAVNÍ VÝHODY VÁLCOVANÉHO BETONU

• Rychlá technologie výstavby,
• obnovení provozu do 48 h,
• vysoká mrazuvzdornost,
• trvanlivost – dlouhá životnost s minimální údržbou,
• odolnost vůči vyjíždění kolejí.

DALŠÍ PROSPĚŠNÉ VLASTNOSTI VÁLCOVANÉHO BETONU

• Nižší obsah cementové pasty a velmi nízký vodní součinitel mají za následek menší smršťování betonu,
• válcovaný beton může být navržen na pevnost betonu v tlaku až 60 MPa,
• stejně jako tuhé vozovky, válcovaný beton eliminuje trvalé deformace ve vozovce (vyjíždění kolejí), a tím odpadají její následné opravy,
• válcovaný beton dobře odolává otěru, podobně jako cementobetonový kryt, a to i při vysokém stupni zatížení a vysoké intenzitě dopravy,
• světlejší barva válcovaného betonu umožňuje větší odrazivost světla než je tomu u asfaltových vozovek. Okolí vozovky je tak jasnější, provoz na ní bezpečnější a také požadavky na osvětlení v parkovacích a skladovacích prostorech jsou nižší,
• občasný přejezd vozidly, jako jsou osobní automobily a lehká nákladní auta, je při nízkých rychlostech možný ihned po dokončení vozovky,
• v závislosti na složení směsi a typu použitého finišeru může být válcovaný beton pokládán v tloušťce až 250 mm.

POUŽITÍ VÁLCOVANÉHO BETONU

• Místní silnice a cesty,
• odstavné a parkovací plochy,
• obslužné a příjezdové komunikace,
• průmyslové a skladovací prostory,
• distribuční sklady,
• lesní a polní cesty.

Válcovaný beton nachází velice dobré uplatnění také při rekonstrukci vozovek jako krytová či podkladní vrstva anebo v kompozitní vozovce s horní obrusnou asfaltovou vrstvou, kde tvoří pevný a odolný základ. Kompozitní vozovka zachovává konstrukční integritu betonového podkladu pod asfaltovou vrstvou, která může být snadno a kdykoliv nahrazena. Další výhodou kompozitní vozovky je snížení teplotního gradientu betonové desky a snížení napětí, které vzniká od teplotního namáhání, a to díky izolaci vrstvou asfaltu.

TECHNOLOGIE VÁLCOVANÉHO BETONU

Válcovaný beton kombinuje různé aspekty, které jsou specifické pro betonovou vozovku, s technologickým postupem typickým pro pokládku asfaltů. Zatímco válcované betony se zhutňují stejným způsobem jako asfaltové vozovky, použité materiály a pevnostní charakteristiky jsou podobné těm, které známe u běžných betonových vozovek. Vzhledem k způsobu pokládky a hutnění má válcovaný beton podobnou křivku zrnitosti jako asfaltová směs.

Klíčem k úspěšnému složení směsi je správný výběr kameniva. Důležitá je zejména pevnost kameniva, neboť při zhutnění nesmí dojít k jeho rozpadu a kamenivo ve směsi musí mít schopnost vzájemného zaklínění do sebe a vytvoření silné vazby (aggregate interlock). Účinnost přenosu zatížení závisí na řadě faktorů, jako je druh kameniva, šířka spáry, tloušťka desky, charakteru podloží a také velikost zátěže a její frekvence. Velikost a tvar kameniva a jeho distribuce v cementové pastě hrají v procesu přenosu zatížení také významnou roli. Částice jemného kameniva ve směsi z válcovaného betonu jsou mnohem více stlačeny a přiblíženy k sobě než u betonů, které jsou pokládány jinou technologií. Tato počáteční konsolidace poskytuje vzájemné zaklínění zrn kameniva do sebe a přispívá k počáteční únosnosti válcovaného betonu.

Primární zhutnění betonové směsi finišerem a následné sekundární zhutnění válci jsou procesy, při kterých se částice kameniva v betonové směsi přibližují k sobě. Dochází ke snížení množství vzduchových pórů ve směsi, a tím k zvýšení hutnosti konstrukce betonové vozovky, která přímo ovlivňuje pevnost, odolnost a trvanlivost betonu. Díky vysoké hutnosti jsou betonové vozovky vhodné pro velmi zatěžované plochy.

PEVNOST VÁLCOVANÉHO BETONU

Pevnostní charakteristiky válcovaného betonu závisí na množství cementu, vodním součiniteli, kvalitě kameniva a dosaženém stupni zhutnění. Obecně, válcovaný beton může mít pevnost v tlaku a ohybu srovnatelnou s CB krytem. Pevnost v tlaku válcovaného betonu je standardně v rozmezí od 30 MPa do 60 MPa. Hutné a kvalitní kamenivo používané ve směsích válcovaného betonu pomáhá k dosažení vysoké úrovni pevností. Nízký vodní součinitel ve směsi vytváří nízkou porózitu v cementové matrici, která rovněž přispívá k vysoké pevnosti betonu. Každá směs má optimální obsah vlhkosti, při které dosahuje své maximální objemové hmotnosti. Každá významná změna v objemu betonu je v důsledku jeho vysychání. Nicméně, změna objemu spojená se smrštěním válcovaného betonu vlivem vysychání je menší než u běžné betonové směsi v důsledku nižšího obsahu vody. Výsledkem nižšího objemu cementové pasty je nižší smršťování a minimální výskyt trhlin.

SROVNÁNÍ S ASFALTOVOU VOZOVKOU

Konstrukce vozovek, které jsou složeny z tuhé betonové desky a pružných asfaltových vrstev, přenášejí dopravní zatížení odlišně do spodních vrstev. Vzhledem k tomu, že konstrukce betonové vozovky se neprohýbá a má vynikající odolnosti proti tvorbě trvalých deformací, vyvozené zatížení od dopravy je rychle a rovnoměrně rozprostřeno přes relativně širokou a únosnou oblast. Ve srovnání s pružnou asfaltovou vozovkou se ohyb přizpůsobí dopravnímu zatížení. Pružná asfaltová vrstva, která leží na podkladní nestmelené vrstvě, rozloží napětí postupně přes poměrně malou oblast do spodních vrstev. V tomto případě je zapotřebí mocnější vrstva asfaltu, aby ochránila tyto podkladní vrstvy ve stejné míře.

ZÁVĚR

Válcovaný beton (RCC) je pevný, mrazuvzdorný a trvanlivý. Tyto vlastnosti v kombinaci s rychlostí výstavby a ekonomickou stránkou činí vozovky z válcovaného betonu vysoce konkurenceschopné. V České republice nabízí realizaci vozovek z válcovaných betonů společnost CEMEX, která poskytuje také další služby spojené s výstavbou – poradenství, zpracování projektu na míru, a to včetně projektové dokumentace, nebo návrh optimalizace složení vozovky.

RCC (Roller Compacted Concrete) is an ultra-tough, zeroslump concrete with compressive strengths between 30 MPa and 60 MPa. RCC is placed using a high-density paver to form non-reinforced, concrete pavement. RCC consists of Portland cement, coarse and fine aggregates, and water. It requires no forms, hand finishing or steel reinforcement.

Autor

• Ing. Beneš Dalibor Ph.D.