Aktuálisan a betonutakról
update
09/2
Alaktartó betonburkolat a Gotthárd tehergépkocsi terminálhoz Svájcban (Uri Kanton, Erstfeld) a Gotthárd A2 autópálya mellett egy új nehézjárműközpont (NJK) – a várható nagy terhelés miatt – alaktartó és kopásgátló betonburkolattal épült. A 65000 m2-es térburkolattól megkívánt tartósságot csak a betonburkolat tudta teljesíteni. A C30/37 szilárdsági osztályú betont csúszózsalus finiserrel építették be, a legnagyobb igényeknek megfelelően.
Fotó: Holcim (Schweiz) AG
MAYER, Curt M. építési szakíró
Alaktartó betonburkolat a Gotthard tehergépkocsi terminál számára
A betonútépítés legújabb ismereteinek felhasználásával épült a nehézjárműközpont (NJK, németül: Schwerverkehrzentrum, SVZ) al- és felépítménye. A felépítmény rétegrendje: 24 cm-es vasalatlan betonlemez alatt 6-8 cm-es „AC F” jelű forróbitumenes alapréteg van, amely 40 cm vastag tömörített kavicságyazaton támaszkodik [6]. Ez az európaszerte vezető létesítmény a nehézjárműforgalom kezelésére szolgáló építményeivel ellenőrzi és adagolja az észak-déli Gotthard átkelő főútvonalat használó tehergépjárműveket. Ezen a műtárgyon naponta 1700 teherkocsi halad át a 2009 március eleji üzembe helyezése óta; a beruházás 70 millió svájci frankba (CHF), azaz 45 millió euróba (E) került. A variánsok elemzésétől a kiérlelt megvalósítási tervig A NJK-ban 360 tehergépkocsi számára elegendő várakozóhely van és öt fedett ellenőrző sávhoz 88 tgk indítóállás tartozik. A Gotthard átkelő főútvonalon a nehézjárművekre 2001-ben bevezetett „cseppszámláló módszer” helyett életbe léphetett az előzetes jármű adagolás, amely abból indul ki, hogy a Gotthard alagutat
1
óránként legföljebb 150 tgk használhatja (kb. 24 mpként egy tgk). Különleges közlekedési helyzetek esetére a NJK-ban akár 750 tgk is parkolhat. A svájci szövetségi útügyi hivatal (ASTRA) 2004-ben határozott az első svájci NJK telepítési helyéről (Erstfeld). Itt az autópálya kijárat közelében egy 70 000 m2-es terület volt a legalkalmasabb. Az Uri- NJK a meglévő rámpákkal csatlakozik az A2-höz Erstfeld-nél. A már meglévő híd (a közeli Reuss folyón) is a csatlakoztatást szolgálja (1). Betonbeépítési csúcsteljesítmény A betonbeépítés szűk időkerete (2008. júniustól októberig) aprólékos tervezést és optimum-keresést követelt meg. Ráadásul a földművek és a betonépítés metszéspontjai különleges gondosságot igényeltek. Építési módként egy geooptikusan vezérelt csúszózsalus géppel való betonozásra esett a választás. A térbeton magassági és oldalirányú helyzetét és síkban fekvését így optikailag tudták meghatározni. Ehhez a geodéziai műszerezést is figyelembe vevő megfelelő kitűzési tervezésre volt szükség.
2
Végül 55000 m2 készült gépi bedolgozással és 10000 m2 kézi beépítéssel, az alaprajznak megfelelően a betont 260 m hosszú és 6 m széles sávokban dolgozták be: naponta két ilyen sáv készült. Szokás szerint elsőnek minden második sávot betonozták és csak utána a köztes hiányzókat. A kitűnő körülményeknek köszönhetően a csúszózsalu napi teljesítménye 600 fm volt, ami 900 m3-nek felel meg [3]. Az ideális beépítési eset, ha a finiser állandó sebességgel, egyenletesen tud haladni és az utómunkálatok is folyamatosak. A betonbeépítés mintegy futószalag-rendszerrel a kész betonpálya utókezeléséig egyetlen folyamat volt. Ez természetesen a lehető legnagyobb követelményt támasztotta a 12 fős betonozó csapattal szemben, - teljesítményben és összhangban egyaránt. Jelentéktelen nehézségeket okozott (a bedolgozó csapat tapasztalata szerint) a gyakran gyorsan változó időjárás és az Uri-völgy szeszélyes széljárása [3]. A nagy gépesített bedolgozási teljesítmények mellett kisebb, hegyesszögű, csatlakozó vagy szabálytalan alakú pályalemez mezők esetén kézi bedolgozásra volt szükség. Ezeket a mezőket (de csak ezeket!) először megvasalták és utána kézi erővel, 1200 m2/nap teljesítmén�nyel bebetonozták. A hézagok szivattyúzódásának elkerülésére és az egyenletesen teherbíró alsó réteg minőségjavításának érdekében a betonlemez alatti aszfaltkeverék (AC F) mellett döntöttek.
Adalékszerekkel a legjobb betonért A terv megvalósításának lényegi része volt a zökkenőmentes anyagszállítás (logisztika), főleg a 17000 m3 transzportbeton illetően. Ezt két betonkeverő üzem tette lehetővé, amelyek csak néhány km-re voltak a beépítés helyétől [4]. Az alkalmazott cementfajta: CEM I 42,5 N portlandcement [3].A pályabeton az XC4, XD3 és XF4 környezeti (kitéti) osztálynak megfelelő fagy- és sózásálló beton. Ennek eléréséhez – a megfelelő bedolgozhatóság végett – kétféle adalékszert alkalmaztak: folyósítószert és légbuborékképzőt. A pályabeton felszínére párazáró védőréteget (Curing compound) hordtak föl, ez megakadályozta a friss bedolgozott beton korai kiszáradását. A pályabeton lemezeinek mind a hossz, mind a keresztirányú hézagait teherbíró vasalással (tüskézéssel) készítették a tökéletes teherátadás érdekében. A friss és megszilárdult beton minőségellenőrzését egy mozgó betonlabor végezte [5]. Pályacsatlakozás és területkiképzés Az Uri-NJK a meglévő fel- és lehajtó rámpákkal csatlakozik az A2 Erstfeld-i csomóponthoz, ehhez tartozik a már említett Reuss-híd. Ez a létesítmény egy „európa-első” megoldás, amelyet a kiválasztott helyszínen teljes egészében megvalósítottak. A műszaki, az építészervezési és az üzemeltetési tervek, a közlekedési rendőrséggel való egyeztetés, a NJK informatikai rendszere mind részei a létesítésnek.
1 A Gotthárd A2 autópálya Erstfeld-i csatlakozásánál 2008-ban egy 65000 m2-es beton térburkolat készült tehergépkocsik várakozó helyéül. Fotó: Szerző 2 A nehézjárműközpontban (NJK) Uri (Svájc) mellett 600 m hos�szú és 150 m széles (legnagyobb méretek), 360 tgk állhat be és öt fedett ellenőrző sávról indíthatnak. Fotó: Szerző 3 Napi 600 m hosszú és 6 m széles pályasávot betonoztak be csúszózsalus finiserrel – összesen 55 000 m2-t. A geooptikusan vezérelt finiser a már elkészült sávokra támaszkodva betonozza a közbensőket (lásd a képen). Fotó: Holcim (Schweiz) AG
3
A jobb kihasználhatóság, többfunkciós használat érdekében az egész területet víztelenítették, de víznyelőaknák és nyitott folyókák nélkül az egész egy megdöntött asztallaphoz hasonlít. A burkolt felület szélén a vizet nyitott csatornákba gyűjtik össze. Az esésvonalak meredeksége legföljebb 2,5 %, a legnagyobb lefolyási hossz 80 m [2]. Irodalmi hivatkozások és forrásmunkák a tárgykör további tanulmányozásához: [1] Bericht der Bauherrschaft: Kanton Uri, Amt für Tiefbau, Altdorf [2] Bericht der Projektleitung: Ingenieurgemeinschaft Emch + Berger WSB, Emmenbrücke / Bucher + Dillier, Luzern [3] Objektbericht von Gaudenz Trösch, dipl. Bauing. FH, Bauführer der Arge Walo Bertschinger AG / Brun Bau AG, in «dimension» von Holcim (Schweiz) AG, Dez. 2008, Nr. 2 [4] Betonlieferant: Arnold AG, Flüelen [5] Produkteapplikation: Sika Bau AG, Zürich (Sikament-10 Plus, Sika Fro-V5-A, Antisol-20) [6] Dimensionierung, Fugenkonzept und Qualitätssicherung: BEVBE, Bonstetten
Építési tények és adatok Méretek Összes terület
Betonpályafelület
Legnagyobb hosszúság Legnagyobb szélesség Lemezmezők mérete Alapréteg homokos kavics I. Kiegészítő adalék homokos kavics II. Aszfalt keverék AC F Betonburkolat Egyéb beton Hosszirányú esés Keresztirányú esés Hézagok hossza
80 000 m² 65 000 m² 600 m 150 m 6,00 x 6,00 m 30 000 m³ 30 000 m³ 13 500 t 15 600 m³ 1300 m³ 1 % 1,5 % 23 km
Betonreceptúra Beton Cement Adalékszer
C30/37; kitéti osztályok: XC4, XD3, XF4, dmax=32 mm, Cl 0,10 C1 konzisztencia 5,5 N/mm2 hajlítóhúzószilárdság 28 napos korban Portlandcement CEM I 42,5 N: 340 kg/m³ (Normo 4) 1 % folyósító 0,5 % légbuborékképző szer
Betontulajdonságok Frissbeton: v/c vízcement tényező Légtartalom Walz féle konzisztencia szám (tömörítési fok) Szilárdbeton: 28 nap hajlítóhúzószilárdság középértéke 28 nap nyomószilárdság középértéke Nagyon jó fagyállóság
0,43-0,45 3,8-5,0 tofr% 1,25-1,30 (C1) erreichte 7,0 N/mm2 44,5 N/mm2
691100
5 6
2
N
691150
691200
87
188550
188500
188450
3
188400
66
S
(1432) J = 12%
ohne Axgestaltung
188350
_06 40634.ds 28.03.2007
Bemerkung
Gradient ausblenden
Ripshausen
W
40634_03.pas
Symboldatenbank: Druck - Datum:
Plan öffnen Plangestaltung
188300
188250
188200
188150
188100
wsb01.dot
188050
Ausschnitte:
188000
Planausschnitte:
wsb01.spz
187950
Strichlierungstabelle:
_06
WSB 1000 Grundbuch grau Hintergrund/Farbe
187900
1 : 500 60634.fgr
Plan-Name
187850
Foliengruppe: Spez.-Tabelle: Darstellungsform:
187800
Foliengruppendatei:
187750
Bezugsmassstab:
187700
187650
Planinformation
83
81
O
86
79
691100
803
84
691250
1
77
77
AXHP01
AXHP02
Einfahrtstor
AXHP11
Angi
Do
AXHP12
R
Do 6.00
6.00
ken bec arie Hav Do
75
6.00
Mast 63 Best.
4.41 5.90
691300
D
5.50
D
6.00
D
73
71
6.00
6.20
6.00
6.20
6.20
6.20
6.20
691350
CKW Best.
6.20
6.00
CKW Best.
D
6.00
AXHP23
6.00
ch
AXHP22
Reuss D
Mast 64 Best.
rba
AXHP21
CKW Best.
use
5.90
6.00
5.83
6.00
4.41
D
6.00
4.39
6.00
6.00
D
6.00
31.01.07 19.02.07 30.03.07
6.00
R
Verkehrsinsel nachträglich aufgeklebt
Genehmigt Datum
g h
sha
Wid Wid Wid
76
t. Rip bes
Geprüft
MM MM MM
AXHP13
Ripshausen
Do
691200
1140
70
R
4.97
6.00
11920037
Gezeichnet
6.00
Do
187650
Änderungsindex Änderungen gemäss Stellungnahme Kanton Uri Gebäude anpassen nach Angaben CAS-Arch Ergänzungen nach Angaben PS
3.00
6.00
5.00
Do
Index Revisionen
3.00
691150
Detail Fugen siehe Plan-Nr. 60'634.01-103
5.00
R
D
ng
A
Niederhofenstrasse
ungsleitu
R
AXHP03
AXHP72
AXHP73 AXHP74
D
R R 6.00
A
AXHP71
6.00
KV Übertrag
A
Asphalt - Beton R - Fugen
3.02
R
1139
12000299
Do
Dilatationsfuge ohne Verdübelung
R
D
74 Do
EWE 50
D
Dilatationsfuge
a b c d e f
12000298
90
Kontraktionsfuge
20039
12000300
Längsfuge
78
A
A Einfahrtstor
1138
(1535) 20025
A Ein fah rtst or
82
AXHP62 AXHP63 AXHP61 AXHP64
Betonfugen
6.00 6.00
SCHWEIZ. NATIONALSTRASSEN
5.50 5.50
6.00
Strasse Nr.
D
6.00
Dynam ische Mess einrich tung
Do
Do
6.00
1205 Do
AXHP31
9423 Best.
Bo ck ib ac h
6.00
Reuss
Mast 62 Best.
N2
Atel Best.
D
AXHP32 6.00
Str. Klasse AB 2. KL
AXHP41
AXHP42 AXHP51
143.000
AXHP43
AXHP52
9422 Best.
Empfang Triage
5.50
UR Erstfeld
691400
GOTTHARD
11920033
Atel Best.
Platteneinteilung Betonbelag
Best.
Situation 1 : 500
9421 Best. wird
abge
broch
en
1183
Plan Nummern
60'634.01 - 06
a
Reuss
Atel Best.
Plan Format
Erstellt : Emch+Berger WSB AG, Ingenieure und Geometer
60 / 210
Datum
Gez.
Ges.
16.01.2007
MM
Wid
25.01.2007
MM
Eingang
Reuss
691450
Amt für Tiefbau
178 - 1006
Projektverfasser IG Emch+Berger WSB / Bucher + Dillier AG
691300
433
Mess einric htung
Detailprojekt ASTRA
Projekt Nummer
Mast 9420 Best.
1205
geprüft
Wid
b
19.02.2007
MM
Wid
c
30.03.2007
MM
Wid
Autoba
d
Genehmigung
Best. Betonmast
Atel Best.
Schwerverkehrszentrum Uri , Erstfeld
Phase
AXHP53
D
nach Gotthard
151.000
D
e
hn A2 / E35
nach
Lageplan 1:25'000
Luzern
692'000
188550
188500
188450
188400
188350
188300
188250
188200
188150
188100
188050
188000
691450
187950
187900
187850
187800
1296
187750
187700
186'000
asse
691400
ssstr
6020049
Reu
691350
Seedorf
AXHP33
Kantone
691250
LUZERN
Km
6.00
Teilstrecke
20005
Abschnitt
1
12 cm 12 cm
500 mm hosszú, Ø 22 mm bevonatos teherátadó vasalás, 0,5 m-ként, kézi beépítésű zsámolyokra támasztva, vagy bevibrálva
24 cm-es pályalemez
6–8 cm AC F aszfalt keverék
40 cm I. osztályú homokos kavics ágyazati réteg
2
3 1 Helyszínrajz az Uri meletti NJK (nehézgépjárműközpont) lemezés hézagkiosztásáról 2 A felépítmény keresztmetszete a kontrakciós vakhézagokkal 3 A hatalmas térburkolati terület és az emelt minőségi követelmények nagy kihívást jelentettek a különlegesen felszerelt 12 fős bedolgozó csapat számára Fotó: Holcim (Schweiz) AG
4 A kihagyásos sávokban betonozott pályán a markoló hozza be és teríti a friss betont egyenletesen, hogy a finiser állandó sebességgel haladhasson és a felület pontosan sík legyen Fotó: Holcim (Schweiz) AG
4
Hardegger, Daniel, okl. építőmester Impenia Bau AG, Zürich
A 3D vezérlésű gépi eljárás forradalmasítja a betonépítést
Világszerte elsőként egyesíti a geodéziai és a betonépítési gépészeti technikát egy 3D (háromdimenziós) eljárás. A vezetődrót nélküli és a formát illetően tetszőlegesen hajlékony bedolgozó rendszer forradalmasítja a betonozást, - mind a teljesítményt, mindpedig a minőséget, a tetszőleges alakzatot és az alkalmazási területeket illetően. A csúszózsalus finiserek Európa számos fontos építkezésénél bizonyították, hogy ez a módszer – a különleges „Know-how” ismeretek révén – milyen előnyös. Egyetlen ilyen finiser napi 1500 m3 betonburkolat beépítésére képes repülőtereken, betonutakon, autópályákon. A legújabb fejlesztés azonban a gépesítés okozta beépítési teljesítmény növelésén túl több előnyt kínál. Egy 3D vezérlésű elektrooptikai geodéziai rendszer és a gépészeti technika egyesítése lehetővé teszi egyenes vagy görbe vonalakkal határolt betonépítmények készítését, mindhárom dimenzió irányában az előírt pontossággal. A módszer újdonságának magva a vezérlő huzal nélküli formakiképzés, amely egyrészt a betonozási teljesítményben, másrészt a minőségben és a formák sokféleségében nyilvánul meg.
Elektrooptikai vezérlésű gépészet Az elektrooptikai vezérlés lényege, hogy folyamatosan összehasonlítja a tervezett-előírt, ill. a ténylegesen megvalósított méreteket („Soll-und Ist-Daten”) az épülő „műtárgyon”, miközben a finiser lassan előre mozog és egy alakra szabott térbeli betonsávot hagy maga után. A finiser tényleges helyzetét másodpercenként 8-as frekvenciával továbbítják a számítógépes vezérlőegységbe és az ott tárolt tervezett-előírt adatokkal összehasonlítják. Egyszerűbben: ha az eredmények eltérnek, akkor vezérlési utasítás érkezik a finiser bedolgozó vibrogerendájához (amely a betonszerkezetek alakját adja meg) helyzetének megváltoztatására. Vezérlő huzal nélküli építés – előnyök Noha ez a csúszózsalus finiser nagyobb beruházási költséget jelent és különleges ismereteket („knowhow”) nyújtó beiskolázás kell a kezeléshez szükséges 12 fős kezelőcsapat számára a munkaerő megtakarítás révén az előnyök döntőek. További előny, hogy a vezérlő huzalok kifeszítése, bemérése elmarad,
3D vezérlésű gépi betonbeépítési rendszer: műszaki adatok Fejlesztési társaságok
Implenia Bau AG // Leica Geosystems AG // Gomaco Corporation
Adatok a Gemaco GT 3400 betonfiniserhez
– 14 tonnás//5 m hosszú, 2,4 m széles (zsalu nélkül) // 900 000 svájci frank (CHF) – sűllyesztett padlójú nyerges vontatón könnyen szállítható; 2 óra alatt munkába állítható
Innovációs fejlesztések és különleges tulajdonságok
– elektrooptikai vezérlés 3 lépcsős mérőrendszernél – vezérlő huzal nélküli eljárás – jól változtatható betontest alak, a terepviszonyokhoz flexibilisen alkalmazkodó – pontossága kiváló ±3 mm
Összehasonlítása szokásos betonbeépítési módszerekkel
– háromszoros teljesítmény (80-120 fm/óra) harmadannyi munkaerő – nagyobb pontosság (+- 3 mm) – helytakarékosan alkalmazható szűk szögben hajló területekben is – kisebb CO2 kibocsátás a kisebb gépészeti egységek miatt – ugyanakkora friss betonigény; a szokásos keverékek alkalmazhatók
Alkalmazási területek
etszőleges betonkeresztmetszet 1,1 m (magasság) x 1,8 m (szélesség); pl. futó pályák, csapadékT víz csatornák, keréknyom betonsávok, kábelcsatornák, szegélyek, stb.
1 Először a világon: elektrooptikailag vezérelt gépi beépítés csúszózsalus finiser az A4 autópálya Schaffhausen és Winterthur közti szakaszán egy vízelvezető árok betonozásánál 2 Az elektrooptikailag vezérelt finiser kezelőszemélyzet nélküli, de a gépi munkához egy különlegesen képzett csapat tartozik. A képen egy kézi vezérlőpultos irányító ellenőr látható
1
nő a teljesítmény; a kevesebb hibaforrás minőségjavulást is jelent. A navigációs (vezérlési) rendszer alapján a CAD módszerrel készített tervek adatai közvetlenül a betonépítési folyamatba írhatók át (számítógépes tervezés, számítógépes vezérlés). Eredmény: jobb minőség, nagyobb pontosság és gyorsabb munkafolyamatok.
2
A legjobb helyi térkihasználás lehetősége A vezérlőhuzal nélküli építés előnye leginkább az építéshelyi anyagmozgatásban, forgalomban (a logisztikában) csapódik le, mert a finiser vezérlésének alkalmazkodó képessége jobb. A gépek a vezérlőhuzalok nélküli munkahelyen akadálytalanul mozoghatnak és így szűkebb munkaterület is elegendő. Ez a kiválóan mozgékony gép 4,5 m sugárig és 12 %-os lejtőig minden akadályt legyőz, - tehát nemcsak egyenes és sík útvonalakon használható. Kifogyhatatlanul változatos formák Minthogy a finiser szűk helyen egyenes és íves záródású térfogatokat egyaránt jól tud betonozni, alkalmas mezőgazdasági és keréknyomburkolatos utak, kábelcsatornák, vezetőművek és korlátok alapjainak, szegélyeknek és New Jersey - elemeknek készítésére is.
Példa útpálya menti csapadékvíz elvezető árokra Például szolgáljon, hogy ÉK-Svájcban az A4 (Winterthur és Schaffhausen közti) autópálya egy szakaszán, Andelfingennél külön gépet fejlesztettek ki, hogy a pályamenti konkáv keresztmetszetű 24 km hosszú vízelvezető betonárkot finiserrel készíthessék. A munka első fele utáni mérleg: a szokásos módszerrel szemben jobb minőségben, olcsóbban készítették a vízelvezetőt,napi 1000 fm ütemben, tehát 3-4 szeres sebességgel, kétharmadnyi munkaerővel.
Magyarországi cementgyártók Duna-Dráva Cement Kft. Beremendi Gyára H-7827 Beremend H-7827 Beremend, Pf: 20 Tel: + 36 72 574 500 Fax: + 36 72 574 660 E-mail:
[email protected] Duna-Dráva Cement Kft. Váci Gyára H-2600 Vác, Kőhídpart dűlő 2. H-2601 Vác, Pf: 198 Tel: + 36 27 511 600 Fax: + 36 27 511 760 E-mail:
[email protected] Duna-Dráva Cement Kft. H-2600 Vác, Kőhídpart dűlő 2. H-2601 Vác, Pf: 198 Tel: + 36 27 511 601 Fax: + 36 27 511 770 E-mail:
[email protected]
Holcim Hungária Zrt. Lábatlani Cementgyár H-2541 Lábatlan, Rákóczi út 60. H-2541 Lábatlan, Pf: 17 Tel: + 36 33 542 600 Fax: + 36 33 464 004 Holcim Hungária Zrt. Hejőcsabai Cementgyár H-3508 Miskolc, Fogarasi u. 6. H-3501 Miskolc, Pf:21 Tel: + 36 46 561 600 Fax: + 36 46 561 601 Holcim Hungária Zrt. Igazgatóság H-1037 Budapest, Montevideo u. 2/C. H-1396 Budapest, Pf: 458 Tel: + 36 1 398 60 00 Fax: + 36 1 398 60 13 E-mail:
[email protected] www.holcim.hu www.holcim.com
A Magyar Cementipari Szövetség kiadványa. Készült a BETONSUISSE Marketing AG Marktgasse 53, CH-3011 Bern Telefon +41 (0)31 327 97 87, Fax +41 (0)31 327 97 70
[email protected], www.betonsuisse.ch BDZ, Bundesverband der Deutschen Zementindustrie e.V. Tannenstrasse 2, D-40476 Düsseldorf Telefon +49 (0)211 43 69 26-0, Fax +49 (0)211 43 69 26-750
[email protected], www.BDZement.de VÖZ, Vereinigung der Österreichischen Zementindustrie Reisnerstrasse 53, A-1030 Wien Telefon +43 (0)1714 66 81-0, Fax +43 (0)1714 66 81-66
[email protected], www.zement.at szövetségek UPDATE 2009/2 sz. kiadványának fordításával, a fenti eredeti kiadók engedélyével.
