Aktuálisan a betonutakról
update
10/3
Körforgalmi betonburkolatok A betonburkolatos körforgalmi csomópontok megejtően vonzók teherbírásuk, alaktartó pályaszerkezetük és nagyszerű tapadó súrlódásuk miatt. A betonburkolatos körforgalmi csomópontok Svájcban és Ausztriában már évek óta léteznek és újabban Németországban is egyre inkább elterjednek. Erősödik az a felismerés, hogy a betonkörforgalmak tartósak és ezért gazdasági szempontból is előnyösek.
Fotó: Batt/Huber
Körforgalmi betonburkolatok: svájci, német és osztrák tapasztalatok Ing. Rolf WERNER HTL/STV. Tanácsadás és szakértés beton térburkolatok tárgyában, Bonstetten (Svájc); Dipl. Ing. Martin PECK, München (Németország); Dipl. Ing. Johannes STEIGENBERGER, Bécs (Ausztria)
Svájc Egyre inkább erősödik az a felismerés, hogy a betonpályás körforgalmak nemcsak célszerűek és költségtakarékosak, hanem mindenekelőtt ezek jelentik a tartós megoldást.
Általános áttekintés Svájcban 2003 szeptemberében újítottak fel először egy viszonylag új, de tönkrement aszfaltburkolatos körforgalmat betonpályával. A tapasztalatok igazolták, hogy az erősen igénybevett merevburkolatos körforgalom nagyon is tartós – 40-50 éves élettartamra számítanak! – és éppen ezért a leggazdaságosabb megoldás. Nemcsak egyre több aszfaltburkolatos körforgalmat újítanak fel betonburkolattal, hanem az új csomópontokat is már így tervezik és építik meg. Az 1. táblázat szerint mostanában évente 20 - 25 körforgalmi csomópont készül betonburkolattal. Ebben a zürichi Kanton az éllovas, a beton csomópontoknak mintegy fele itt épül.
A 100. betonpályás körforgalom 2010 nyarán helyezték forgalomba a századik betonpályás körforgalmat: ez az aargaui Kantonban van, Spittel mellett, Suhrban. Az itteni 26 cm vastag betonpálya a szokásos megoldásnak mondható. A körforgalom átmérője 36 m, ami svájci viszonylatban nagynak mondható. A körpálya szélessége 7 m, azaz nagyobb lenne, mint a vastagság 25-szöröse, ezért a megrendelő úgy döntött, hogy vasalt pályalemez helyett gyűrűirányú hosszhézaggal osztja ketté a pályaszélességet. A gránitanyagú záróidomokat a 20 - 25 cm-rel szélesebbre épített pályalemezre ragasztották föl. A be- és kihajtó szakaszokat 10-18 m hosszban (ez két vagy három lemeztábla hossza) ugyancsak betonburkolattal készítették. A ki- és behajtó ágakban a beton- és aszfaltburkolat közti csatlakozó hézagot a menetirányhoz képest 10 - 15°-kal elferdítve képezték ki, a merőleges helyett. Alapelvek A betonpályákat Svájcban lemezburkolatként készítik, azaz hossz- és kereszthézagokkal (hosszirányú nyomott hézag és keresztirányú vakhézag) képezik ki. Ugyanezt az építési módot alkalmazzák körforgalmak
A 100. svájci betonpályás körforgalmi csomópont Spittelnél (Suhr), Aargau-i Kanton
Zürich
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Összesen
1
2
3
11
10
9
9
10
55
3
3
1
4
3
15
Aargau
1
Basel-Landschaft
1
Waadt
1
2
3 1
Zug
1
3
Luzern
1
1
St. Gallen
1
Thurgau
1
5
Solothurn
2
5
Bern
3
1
4
3
11
1
3
1
2
2
8 7
1
1
6
Wallis
1
1
Basel-Stadt
1
1
Glarus
1
1
Schwyz
1
1
Appenzell Ausserrhoden Graubünden
1
Uri Évenként összesen
1
3
5
17
19
25
24
1
1
1
24
118
1. táblázat: A Svájcban 2003 és 2010 között épített betonpályás körforgalmi csomópontok számának részletezése kantonok szerint és összesítésük
esetén is. A lemezeket egymás közt teherátadó vasbetétekkel készítik („tüskézés”), a kereszthézagok sugár irányúak. Ez a megoldás a legkedvezőbb teher- és nyíróerő átadódást biztosítja. A hőmérsékletváltozás okozta eltolódásokat, mozgásokat – a kivitelezési időszak (évszak) hőmérsékletéhez igazodva – körpályánként 2-4 vasalt tágulási hézaggal egyenlítik ki. Általános szabály, hogy a ki- és behajtóágak burkolata 10-15 m hosszban szintén beton. Ha a bevezető szakaszok erősebb esésben vannak, akkor a ki- és bevezető betonpálya szakasz hossza 20 m-re növelhető (fékút!). Ha a körforgalomban igen erős a tehergépkocsi vontatmányok aránya, akkor ez a hossz 2007 óta akár 50 m is lehet a ki- és behajtó ágakban. Szerkezetépítési okokból a körpálya betonburkolatát a ki- és behajtó ágak betonpálya szakaszától tágulási hézagokkal választják el, minthogy a kétféle szerkezet (körív, egyenesek) pályamozgás viszonyai eltérők. Ezeket a tágulási hézagokat azonban semmiképpen sem szabad megvasalni (se tüskézni, se horgonyozni). A függőleges irányú relatív elmozdulások (eltolódások) megakadályozására ezek alá a tágulási hézagok alá a mindkét oldalt alátámasztó betongerendákat (szerkezeti gerendát, keresztaljat) építenek. Hogy a későbbi években se léphessen fel szivattyú zódás a lemezcsatlakozások mentén, a beton pályale mezt nem közvetlenül a kavicságyazatra fektetik, hanem egy 8-10 cm vastag aszfaltrétegre. Méretezés, lemezvastagság, lemezméretek, vasalás A körforgalmi betonpályák 24 - 26 cm vastagságúak, 26 cm a szokásos. A körgyűrű pályaszélessége gyakran 7-8 m, és így az általános szabály „lemezhossz Lmax=25 x lemezvastagság” nem tartható be, ezért a lemezeket vasalni kell. Vasalásként kezdetben hálóvasalást alkalmaztak, később acélszálas betont építettek
be. Az acélszálas beton mellett szól, hogy egy munkaütem kimarad (a hálóvasalás elhelyezése), de az időbeni megtakarításon túl a munkaráfordítás is kevesebb. A 2009. év vége óta azonban az útpálya-felügyeleti szakemberek tartózkodóbbá váltak az acélszálas betonnal szemben és inkább egy gyűrűirányú közbenső „hossz”- hézaggal megosztják a lemezszélességet. Ezzel igyekeznek a gyakran előforduló olyan káreseteket megelőzni, amelyek a felszínre kiérkező acélszálaknak tulajdoníthatók. Kivitelezés, betonminőség, felületképzés Ideális esetben az egész építkezés a forgalom teljes kizárásával mehet végbe. Ez esetben a teljes kör forgalmi gyűrűt egy munkamenetben lehet betonozni. Ilyen lehetőség azonban ritkán adódik és ezért az összes körforgalmi betonozásnak csak kb. 10 %-ában lehetett csúszózsalus finiserrel dolgozni. Minthogy az esetek többségében a körpálya gyűrűjét több menetben betonozzák, leginkább kézi beépítéssel vibrogerendákkal készülnek a szakaszok. Ez persze a kivitelező számára óriási kihívást jelent, mert a síktól való eltérés nincs megengedve. A beton C30/37 jelű, és az XC4, XD3 és XF4 kitéti/ környezeti osztálynak feleljen meg. A megkövetelt felületi egyenletesség, a minimális síktól való eltérés miatt a helyszínre szállított beton konzisztenciájának óriási a jelentősége. Kézi bedolgozás esetén a Walz–féle tö mörödési mérték (fok) lehetőleg 1,15-1,25 közti legyen, míg gépi bedolgozás esetén 1,25-1,35 közti (tehát merevebb) a konzisztencia. Ha az építési időtartamot szűkre szabták, akkor nagy kezdőszilárdságú betont („gyorsbetont”) kell alkalmazni. Körforgalmat gyakran egy hosszabbított hétvégén kell megépíteni (csütörtökön 9 órától hétfőn 5 óráig). Ilyenkor a betonnak 30 órás korban már forgalomba
A kemény kopóanyag (kézi) bedolgozása Bülachban, a Winterthurer-úti körforgalomnál
helyezhetőnek kell lennie, azaz a 28 napos korra megkívánt 5,5 N/mm2 hajlítószilárdság 70 %-át már el kell érnie (3,85 N/mm2). A körforgalmak általában belterületen épülnek és kis átmérőjűek – a betonpályás körforgalmak csaknem 60%-a 30 m, vagy annál kisebb átmérőjű – ezért tehát a járművek sebessége kicsi. Ebből adódóan el lehet tekinteni a zajcsökkentő, különleges felületképzéstől („suttogó beton”). A betonfelületet erőteljes seprűzési vonalkázással kell kiképezni. Kiegészítésként még 1/3 mm-es korund homok beszórásával a jó érdességet tartósan biztosítani lehet. Az utókezelés kétütemű: először párazáró filmmel kell a felületet beszórni, másodszor hőszigetelő fóliatakarást kell alkalmazni.
Különlegességek A belső gyűrű
A legtöbb kantonban szokás a belső gyűrű építése. Ennek célja, hogy egyrészt a hosszú járművek a körforgalomban könnyen fordulhassanak, másrészt, hogy a tulajdonképpeni körgyűrűnél néhány cm-rel magasabbra kiemelt belső gyűrű révén a vezetők ne lássák túl szélesnek a pályát. Mindez azt szolgálja, hogy a körforgalomba ne túl gyorsan hajtsanak be. E belső gyűrű
szerkezeti kialakításának fontosságát nem szabad alábecsülni, mert ez a gyűrű különlegesen nagy nyírásnak és nyomásnak van kitéve. Tapasztalatok bizonyítják, hogy a belső térkővel vagy aszfalttal készített gyűrű nem viseli el a nagy igénybevételt, ezért célszerű, ha a belső gyűrű is betonból készül. Peremlezárások
Ha a külső vagy belső gyűrű lezárását gránit kőelemekkel tervezik, akkor ezeket vibrátorokkal jól tömörített betonlemezre kell ráépíteni vagy ráragasztani. A szokásos módon felrakott peremlezáró kövek már néhány nehézjármű áthaladása után – a tapasztalatok szerint – elnyomódnak és tönkremennek. Néhány kantonban ezért a peremlezáró köveket a szélesebbre épített betonpálya szélére ragasztják föl. A kövek odébbtolódásának megakadályozása végett célszerű, ha a felragasztott köveket a túloldalról odabetonozott kísérő gerenda támasztja meg. Az aszfalt- és betonpálya közti átmenet Ha az építés alatti forgalmi/közlekedési lehetőségek engedik, célszerű a ki- és behajtóágak aszfaltburko latát a beton pályaszakaszok megépítése előtt elkészíteni. Így ugyanis az aszfaltpálya tökéletesen (akadálymentesen) tömöríthető az átmeneti szakaszban is,
Elvesző zsaluzatos tágulási hézag a körgyűrűben
A vasalatlan körgyűrűpályát középső hézag osztja meg, Bülach, Winterthurer út
A Zug-hoz vezető északi bejárat körpályájának gépi betonozása szivattyúval (Feldstrasse)
elkerüljük a beton pályaszakasz sérüléseit az aszfaltszakasz utólagos tömörítésekor. A beton- és aszfaltszakasz közti csatlakozó hézag 10-15°-kal térjen el a merőlegestől: ezáltal a hézag fölött áthaladó járműveket érő dinamikus hatás lényegesen csökkenthető.
Németország A nagy forgalmú körpályás csomópontok felújítási cik lusidőtartama aszfaltburkolat esetén 7…10 év. Ez önmagában is rövidnek látszik, de a valóság még kiábrándítóbb: ha egy burkolati alakváltozások miatt tönkrement aszfalt körforgalom felújítása esedékes, ennek lehetősége az üzemeltető pénztárcájától függ. A csomópontot esetleg már régen fel kellett volna újítani, és a ciklusidőt már jócskán meghaladóan mégis forgalomban maradt, ezzel a közlekedés biztonságát veszélyezteti. Szomszédaink (ti. Németország szomszédai) évekkel előttünk járnak e kérdés megoldásában: Ausztriában, Svájcban és a Benelux államokban a betonkörpályák építése mindennapos valóság és e megoldás tartóssága még a legnagyobb forgalmi és súlyterhelés alatt is hosszú évek alatt bebizonyosodott. Noha a tervezési és kivitelezési irányelvek e szomszédos államokban részben különbözőek, a nagy terhelések alatti alaktartósság és teherbírás bármelyik fajta betonkörforgalom esetében az építési módból egyértelműen következő előnyös adottság.
Németországban az első korszerű betonpályás körforgalmi csomópontot csak 2007-ben építették a rajnapfalzi Bad Sobernheim mellett, és ez a kivitelező cég külön ajánlata volt. Tervezési háttérként a Müncheni TU szolgált. Ugyanebben az időben Hessen tartományban, Darmstadt közelében hárompályás körforgalom is épült. A német cementipar marketing társaságai, a szakmailag illetékes mérnök-egyesületekkel együtt, a Bad-Soberheim-i körforgalmat a széles szakmai nyilvánosság és a hatóságok számára kirándulások, előadások, szakmai vásárok, stb. felhasználásával igen erőteljesen érdeklődési körükbe tolták; 2009-ben már Freiburgban egy, és 2010-ben Böblingen közelében már három további betonkörforgalom készült. Ugyanebben az időben az első bajor (Markt Werneck mellett) nagyszabású beton körforgalom is megépült, amely a nagyteherforgalom miatt betonpályás csatlakozó útszakaszok sokaságától különleges műtárgynak számít. 2011 végéig Dél-Németországban további öt, az új tartományokban pedig két betonkörforgalmat biztosan üzembe helyeznek. A többi német tartományban is egy egész sor betonpályás körforgalmat terveznek. A már megépült, az éppen készülő és a tervezett körforgalmakkal együtt 2011 végére kb. 30 db ilyen betonműtárgy lesz már. Ha az eddigi sikeres egyedi példákat bátorító kezdeteknek tekintjük, akkor most már az a helyzet, hogy a nagyterhelésű körforgalmak esetére a szakmai világ a betonpályás megoldást fogadta el mára. Ezt elősegíti, hogy a szakértő tervezőintézetek a
hatóságoknak szívesen ajánlják fel együttműködésüket és a még hiányzó (német) szabályozási iratokat az e tekintetben mértékadó FGSV (Forschungsgesellschaft für Straße- und Verkherswesen) jelenleg már készíti, alkalmazza és ezek rövidesen már kaphatók lesznek. Az eddig megépített példák megvalósítási költségviszonyaiból eredő nagyszabású összehasonlítás a használati élettartam (építés és építésértékű fenntartás) összes költsége – a forgalmi terhelést és a tervezett felújítási ciklusok megvalósítását figyelembe véve – az összes költség 4…15 éves használati élettartam után térül meg. Ezzel Németország számára is igazolva van a nagyterhelésű betonpályás körforgalmak gazdaságos élettartama. Hatósági jellegű akadályai vannak a betonos megoldás kiterjedt alkalmazásának Németországban, amely a közösségi kommunális finanszírozási szerkezetből ered. Eszerint az építési és a fenntartási/felújítási költségeket a közösségi (körforgalmú) közlekedési felületek esetében gyakran bonyolult költségvetési szabályok szerint osztják szét a különböző költségviselő felek között. A betonkörpálya-építések nagyobb költségeinek a többszörösét a fenntartási költségek viselője takarítja meg, ennél szerencsétlenebb költségmegosztási állapotot aligha lehet elképzelni. Ilyen tehermegosztás esetén leginkább a teherviselők azonnali és egyéni érdekei érvényesülnek az össznemzetgazdasági tartóssági célokkal szemben. Csak remélhető, hogy a közösségi megrendelők az effajta finanszírozási szerkezeti felépítésüket hamarosan átvizsgálják és kijavítják.
Ausztria Ausztriában a betonpálya építése főleg az elsőrendű autópályákra és a gyorsforgalmi utakra összpontosult, ahol a nehézgépjármű forgalom gyors növekedésére lehet számítani, de a közlekedésbiztonsági szempontok is szerepet játszanak (pl. 1000 m-nél hosszabb alagutak esetén): ezek is betonpályák építését igénylik. Városi környezetben elsősorban a buszmegállók, buszsávok és keresztezési csomópontok épülnek betonburkolattal. Az utóbbi években azonban, – főként Kelet-Ausztriában – egyre több betonpályás körforgalom épül, részben közlekedésbiztonsági okokból, részben a baleseti csomópontok kiiktatása végett az elsőrangú, nagy forgalmú nehézgépjárműves közlekedési hálózathoz kapcsolódóan, ezekben az esetekben lesznek leghamarabb nyilvánvalók a teherbírás és tartósság határai. Egy 2005-ös osztrák felmérés igazolta, hogy az alulméretezés éppen a nagy igénybevételű körforgalmak esetén jár hamarosan fellépő él- és sarokletöredezésekkel, ha az alépítményi és altalajviszonyok kedvezőtlenek. A betonpályás körforgalom akkor sikeres, ha a lemezt helyesen méretezik és a pályabeton minősége egyenletesen jó minőségű. Ausztriában a betonpályákat általában nem vasalják, és ez vonatkozik a körforgalmak betonlemezére is. Minthogy a járművek minden hézagot minden irányban igénybe vesznek, ezeket általában mindig teherviselően összetüskézik. Különleges gonddal képezik ki a behajtóágak hézagait, valamint a beton- és aszfaltburkolat találkozási vonalait.
A 2010-ben épült Bülach-i Körforgalom Winterthurerstrasse (Svájc)
A hézagkiosztási tervnek az építés megkezdése előtt már készen kell lennie, mégpedig oly módon, hogy a különböző építési ütemek és forgalmi terelések kö vetelményei a betonozási időszakkal összhangban legyenek. A fékező és gyorsító erők miatt különösen a belépő és kilépő szakaszok igénybevétele igen nagy – ehhez jönnek még a belépő szakaszokon a forgalmi torlódás következtében kialakult hosszú járműsorok – emiatt a be- és kihajtó ágakat legalább 50 m hosszban ugyancsak betonburkolattal kell megépíteni. Ez a hossz kb. két nyergesvontató hosszának felel meg. A körforgalmi betonra vonatkozó követelmények az osztrák szabályozási iratok szerint azonosak a beton folyópályák előírásaival: fagy- és olvasztósóállóság, időjárásállóság, a 28 napos hasítószilárdság, políro zódásmentes kopásálló adalékanyag, a kézi, ill. gépi bedolgozáshoz illő konzisztencia. A konzisztenciát a mindenkori bedolgozási módszerhez nagyon pontosan kell hozzáigazítani, hogy tökéletes tömöríthetőséget, és olyan zárt felületet kaphassanak, amellyel az előírt felszíni struktúra elérhető. Megfelelő méretezés és szakszerű kivitelezés esetén a betonpályás körforgalmi csomópontoktól hosszú műszaki élettartam és ezzel együtt kicsi fenntartási munkaigény várható el. A tapasztalatokat és ajánlásokat 2006-ban a kiviteli gyakorlat számára a Betonpályás körforgalmak c. irányelvben (Merkblatt „Kreisverkehre mit Betonfahrbahndecken”) foglalták össze. E műszaki irányelv kiadása után a betonkörforgalom építések száma gyorsan megnőtt: 2005-ig 15 db, 2008 végéig már 80 db és 2010 végére már több mint 100 db betonpályás körforgalom lesz üzemben Ausztriában.
Szakirodalom
A Bülachban 2007-ben épült Kreuzstrasse-i körforgalom
Az A8 autópálya Spiez melletti két körforgalmi csomópontos becsatlakozása
Werner, Rolf; «Kreiselfahrbahnen in Beton»; Die Schweizer Baustoffindustrie, 1/2003 Keller, Martin; «Erster Betonkreisel der Schweiz unter Verkehr»; Strasse und Verkehr, 7-8/2004 Hardegger, Daniel; «Erster doppelspuriger Betonkreisel in der Schweiz»; Dimension, Dezember 2005, Holcim (Schweiz) Werner, Rolf; «Bau von Verkehrskreiseln aus Beton – Erfahrungen aus der Schweiz»; Zement + Beton, 2/2007, Wien Werner, Rolf; «Kreisel mit Betonfahrbahnen»; Griffig, 2/2007 (Güte gemeinschaft Verkehrsflächen aus Beton, Düsseldorf) Werner, Rolf; «Der Kreisel mit Betonfahrbahn hat Vorteile»; Schweizer Gemeinde, 10/2007 Birmann, Dieter; «Kreisverkehrsanlagen in Betonbauweise – eine länder übergreifende Übersicht»; update 3/08 Monticelli Ernst und Werner Rolf; «Concrete roundabouts in Switzerland»; 11h International Symposium on Concrete Roads, Sevilla 2010 Österreichische Vereinigung für Beton-und Bautechnik; Merkblatt „Kreisverkhere mit Betonfahrbahndecken”; 10/2006
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. Kochstraße 6–7, D-10969 Berlin Telefon +49 (0)30 2800 2-100, Fax +49 (0)30 2800 2-250
[email protected], www.BDZement.de Gruppe Betonmarketing Österreich Anfragen für den Bereich Betonstraßen an Zement + Beton Handelsund Werbeges.b.H., Reisnerstraße 53, A-1030 Wien Tel. +43 (0) 1 714 66 85-0, www.zement.at szövetségek UPDATE 2010/3 sz. kiadványának fordításával, a fenti eredeti kiadók engedélyével.
