Nyugat-magyarországi Egyetem
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
Markó Gergely, Péterfalvi József
Mélyépítés
Műszaki metaadatbázis alapú fenntartható e-learning és tudástár létrehozása
TÁMOP-4.1.2.A/1-11/1-2011-0067
tudasfelho.hu
! ! ! A pályázat keretein belül létrehoztunk egy speciális, felhő alapú adatbázist, tudásfelhő ! néven, ! ami egymástól függetlenül is értelmes tudásmorzsákból építkezik. Ezekből az elemi ! építőkövekből lehet felépíteni egy-egy órai tananyagot, vagy akár egy tantárgy teljes ! jegyzetét. ! A létrejött tananyagokat a program online „fordítja” le egy adott eszközre, így a ! tananyagok optimálisan tudnak megjelenni a diákok okostelefonján, vagy akár egy nagy ! előadó ! kivetítőjén is. A projektben résztvevő oktatók a saját maguk által fejlesztett, GSPublisherEngine 0.0.100.17
létrehozott tananyagokat feltöltötték a felhő alapú adatbázisba. A felhasznált anyagok minden eleme mindig magával viszi az eredetileg megadott metaadatokat (pl. fénykép készítője), így a felhasználás során a hivatkozás automatikussá válik. GSPublisherEngine 0.0.100.17
!
Ma nagyon sok oktatási kísérlet zajlik a világban, de még nem látszik pontosan, hogy a „fordított osztály” (flipped classroom) vagy a MOOC (massive open online courses) nyílt videó anyagai jelentik a járható utat. Az azonban mindenki számára világos, hogy változtatni kell a megszokott módszereken. A kidolgozott tudásfelhő keretrendszer egyszerre képes kezelni az egyéni tanulási utakat, de akár ki tud szolgálni több ezer hallgatót is egyszerre.
!
Minden oktató a saját belátása szerint tudja alkalmazni, használni, alakítani az adatbázisát, valamint szabadon használhatja a mások által feltöltött tanagyag elemeket anélkül, hogy a hivatkozásra külön hangsúlyt kellene fektetnie. Az egyes elemekből összeállított „jegyzetek” akár személyre szabhatók, ha pontosan behatárolható a célcsoport tudásszintje.
!
Az elkészült tananyagok nem statikus, nyomtatott (PDF) jegyzetek, hanem egy állandóan változó, változtatható képekből, videókból és 3D modellekből felépített dinamikus rendszer. Az oktatók az ipar által megkövetelt legmodernebb technológiákat naprakészen tudják beépíteni a tudásfelhőben tárolt dinamikus „jegyzeteikbe” anélkül, hogy új „PDF” jegyzetet kellene kiadni. Ez az online rendszer biztosítja a tananyagoknak és magának az oktatásnak a fenntarthatóságát is.
!
A dinamikus, metaadat struktúrára épülő tananyagainknak ebben a jegyzetben, csak egy pillanatfelvétele, lenyomata tud megjelenni. A videóknak, az interaktív és 3D struktúráknak, valamint a frissülő tartalmaknak a megjelenítésére így nincsen lehetőségünk.
!
Az e-learning nem feleslegessé teszi a tanárokat, hanem lehetővé teszi számukra, hogy úgy foglalkozhassanak a diákjaikkal, ahogy a mai, felgyorsult világ megköveteli.
MÉLYÉPÍTÉS A tárgy keretében a közlekedési pályákkal (út, vasút) azok műtárgyaival, valamint környezetvédelmi célokat szolgáló egyéb műtárgyak szerkezeti kialakításával, tervezésük fő lépéseivel és építésével foglalkozunk. Az ismertetésre kerülő anyag hozzá kíván járulni ahhoz, hogy a végzett környezetmérnökök a megszerzett ismereteik révén, a műszaki szakemberek által is érthető formában tudják megfogalmazni a környezetvédelem igényeit. Ehhez meg kell ismerni a fontosabb alapfogalmakat, összefüggéseket, valamint a vonalas létesítmények tervezésének lépéseit. Mindezeket olyan részletességgel kell elsajátítani, hogy a gyakorlatban a környezetmérnök meg tudja találni a környezetvédelmi kapcsolódási pontokat.
A tárgy célja Azon ismeretek megadása, amelyekkel a környezetvédelemmel összefüggő mélyépítési műszaki feladatok és létesítmények megvalósíthatók, illetve amelyek segítségével ellenőrizhető és javítható a mélyépítési szerkezetek környezetvédelmi szempontú kialakítása. Szemléletformálás, amely szerint a mélyépítési munkák között a környezetvédelmi szempontú intézkedések nem tekinthetők mellékteljesítménynek, hanem azokat a beruházónak meg kell terveztetni és pontosan elő kell írni;; az építési vállalkozóknak pedig ezeket az előírásokat be kell tartani és szakembereiket a környezetkímélő mélyépítési módszerekre és szemléletre fel kell készíteni.
A hallgatókat megismertetni: a mélyépítési létesítményekkel, a talajjal, mint építőanyaggal, utak tervezésének alapjaival, a műtárgyak tervezési alapjaival és építésével.
Rávilágítani a mélyépítés környezetvédelmi hatásaira Műszaki alapismereteket adni a további szaktantárgyakhoz
A közlekedés fogalma Személyek és dolgok szabályszerűen, rendszeresen ismétlődő tömeges helyváltoztatása, amelyhez technikai eszközökre van szükség
A közlekedés alágazatai és csoportosítása A pálya szerint:
Szárazföldi, vízi, légi
Az eszközök technikai sajátosságai és különleges feladatkörei szerint:
Alágazatok • vasúti közlekedés
2 • • • • • •
közúti közlekedés városi közlekedés vízi közlekedés légi közlekedés vezetékes szállítás hírközlés
A szállítás tárgya szempontjából személyszállítás áruszállítás hírközlés
A hazai úthálózat Országos közutak Városi és községi közutak Saját használatú utak: • közforgalom számára megnyitott utak • csak saját forgalom megengedett, a közforgalom tiltása mellett • például: erdészeti utak, mezőgazdasági utak
A közutak osztályozása
A forgalom nagysága és jelentősége alapján: Főutak: elsőrendű (1 v. 2 számjegyű), másodrendű (2 v. 3 számjegyű) Alsóbbrendű utak: összekötő (4 szájegyű), bekötő utak (5 számjegyű) (feltüntetve nincs, csak a nyilvántartás miatt van rá szükség)
A forgalom összetétele és az út kiépítési módja szerint gyorsforgalmú utak: autópálya, autóút vegyesforgalmú utak kerékpár utak gyalogutak - autópálya: irány szerint elválasztott pályával épülő, legalább négynyomú út, amely az utakat és vasutakat külön szintben keresztezi(fel és lehajtás csak a forgalmi csomópontokban);; - autóút: két vagy többnyomú, vagy irány szerint elválasztott pályákkal épülő legalább négynyomú út, amely a vasutakat csak külön szintben, az utakat szintben is keresztezheti. • • • •
- vegyes forgalmú utakon a fogatos forgalom is megengedett. - kerékpárutak: elsősorban a biztonágos kerékpár-közlekedést szolgálják. - gyalogutak: szolgálják.
elsősorban a biztonágos gyalogos közlekedést
A kiépítés jellege szerint: • átkelési szakasz • külsőségi szakasz
3
Az úttervezés és az úthálózat környezeti és emberi vonatkozásai Az úthálózat kiépítettsége • érzékenyen érinti a lakosságot, a hatóságokat és a vállalatokat
Az útépítés és úttervezés szoros összefüggésben van a környezettel, tehát a környezetvédelemmel és a környezetkárosítással • levegőszennyezés és ezen keresztül az egész élővilág terhelése • zajártalom
A tervező mérnök fontos feladata Az egymással ütköző érdekek feltárása Variánsok alapján kompromisszumos megoldások kidolgozása Az érdekeltekkel való egyeztetés
Ember-gép-pálya rendszerkapcsolat A gépjárművezető emberi érzékeire hatással van • a pálya vonalvezetése és felülete • a környezeti feltételek (időjárás, forgalom)
Ezeket feldolgozva dönt és működteti a járművet, amelyre • a vezető, a pályatulajdonságok és az időjárás is hat
Az így irányított jármű visszahat az emberre
Ezt az összefüggést az úttervezés és annak környezetvédelmi kihatásai vizsgálata során alapvetően figyelembe kell venni. Ezzel elérhető, hogy a pálya befolyása mind a vezető emberre, mind a gépkocsira minél kevésbé hasson hátrányosan.
Pálya alapfogalmak Alépítmény – földmű + műtárgyak
Felépítmény • Vasútnál – ágyazat, aljak, sínek • Útnál – pályaszerkezet és úttartozékok (tábla, korlát stb.)
Az út és a vasúti pálya a vonalas létesítmények csoportjába tartozik, mivel szélessége a hosszúsághoz képest nagyon kicsi. A tervezés az un. pályatengely alapján történik. Az eredeti terep formájánál és magassági helyzeténél fogva rendszerint nem alkalmas arra, hogy azon közvetlenül ki lehessen alakítani a pályát. Ezért a kívánatosnál mélyebben fekvő részeken töltéseket, a magasabbakon bevágásokat kell készíteni. A töltéseket és bevágásokat oldalról a rézsűk, illetve szükség esetén támfalak vagy bélésfalak zárják le. A pálya víztelenítését az árokrendszer, folyókák, szivárgók, áteresztők és hidak biztosítják.
4 A koronaszéltől indulnak a földmű rézsűi. A töltési rézsű és a terep metszéspontját rézsűlábnak, a bevágási rézsű és a terep metszéspontját rézsűkörömnek nevezzük. Az út és vasútépítési gyakorlatban a rézsű hajlását a rézsű és a vízszintes által bezárt szög cotangensével adjuk meg - általában - olyan formában, hogy a nevezőben a négyes szám szerepel (pl.:5/4, 6/4, stb.).
A vasúti pálya részei
A vasúti járművek terhelésüket közvetlenül a síneknek adják át. A sín mindenekelőtt teherhordó szerkezet, emellett a járművek nyomkarimás kiképzése miatt azok vezetését is ellátják, amely jelentős oldal irányú erők felvételét is jelenti. A síneket az aljak támasztják alá. Az aljak feladata a jármű terhelés átadása, elosztása mellett a rugalmas alátámasztás biztosítása. Általában a vágánytengelyre merőleges keresztaljakat alkalmazzák. A síneket különböző sínleerősítő szerkezetek alkalmazásával kötik le az aljakhoz és az un. hevederkötések segítségével kapcsolják egymáshoz, vagy összehegesztik. A sín és a keresztalj együttesen a vágányt alkotja. Az aljakat a földműre terített ágyazatban helyezik el. Az ágyazat feladata: - a vágány biztos és rugalmas alátámasztása, - a terhelés egyenletes elosztása, - a csapadékvizek jó elvezetése - a vágány biztosítása a hossz és keresztirányú mozgásokkal szemben
A vasúti pályaszint az alj felső síkjának szintjét jelenti, köríves vágány esetén mindenkor a belső sínszál alatt mérve. A pálya tengelyében mérjük a földmunka felső síkjának a szintjét: a koronaszintet és a természetes terep szintjét: a terepszintet. A vasúti pálya koronaszint alatti részét alépítménynek, az e fölöttit felépítménynek nevezzük. A nyomtávolság a vasúti vágány egyik legfontosabb szabványos mérete. Értékét a sínfej lekerekítése miatt 14 mm-el a sín járósíkja alatt, a sínfejek belső oldalai között kell mérni. A normál nyomtávolság t=1435 mm. Az ennél nagyobb nyomtávolságot széles nyomtávolságnak, a keskenyebbet keskeny nyomtávolságnak nevezzük.
Az útpálya részei Járófelület • forgalmi sáv: egyjáratú, kétjáratú
5 • burkolatszélesség: pályaszerkezet legfelső rétegének szélessége Koronaszélesség: burkolat + padkaszélesség
Rézsűk • rézsűláb • rézsű köröm
Vízelvezetés • nyílt árok • folyóka • zárt csatorna
Az út a vasúttal szemben un. szabad nyomú pálya, tehát róla a jármű letérhet eltérő minőségű útpályára vagy a mozgást biztosító terepre. Az útfelület azon részét, ahol a járművek közlekednek, járófelületnek nevezzük. Az egy jármű biztonságos haladásához szükséges szélesség a forgalmi sáv, vagy nyom. Az egy forgalmi sávos utakat egynyomú vagy egyjáratú, a két forgalmi sávosokat pedig kétnyomú vagy kétjáratú utaknak is nevezzük. A pályaszerkezet felső, útburkolat rétegének szélessége a forgalmi sávok szélességével megegyező, vagy - bizonyos esetekben azt kissé meghaladó érték, melyet burkolatszélességnek nevezünk. Ezt mind a két oldalon - egy a forgalom nagyságától függő kiegészítő sáv - a padka követi. A burkolat és padkaszélesség összege adja a koronaszélességet. Az útburkolat és a padka kialakítása oldalirányban eséssel történik, a vízelvezetés biztosítására. Az esés mértékét %-ban adjuk meg.
A közúti forgalom résztvevői A közúti forgalom résztvevői az emberek, akár mint gyalogosok, járművezetők vagy utasok. Ebből következően az úttervezésnél, a forgalomszabályozásnál, az útépítésnél, mindig az ember fiziológiai-pszichológiai-szociológiai tulajdonságait kell alapul venni.
6 Gyalogosok Személygépkocsik, könnyű tehergépkocsik (2t tömeg alatti járművek) Tehergépkocsik, szerelvények, autóbuszok (3-4t hasznos tömegnél többet szállító járművek) Traktorok, lovas kocsik, munkagépek (lassújárművek) Motorkerékpárok, mopedek és kerékpárok
Gyalogosok Külön járdán vagy a padkán közlekednek Balesetmegelőzési szempontból érdekeiket a csomópontokon és a településeken belül különösen fontos figyelembe venni
Autópályákon, autóutakon a gyalogos forgalom éppen biztonsági szempontból tilos.
Személygépkocsik, könnyű tehergépkocsik Befolyásolják: • a szükséges forgalmi sávszámot • a tervezési sebességet • a vízszintes vonalvezetést • a burkolat felületi igényeit
Tehergépkocsik, szerelvények, autóbuszok Befolyásolják: • az útpályaszerkezet vastagságát, anyagát • a magassági vonalvezetést: sokkal kisebb gyorsítóképességük és emelkedőn való fokozatos lelassulásuk miatt, valamint kapaszkodósávoknál részben a keresztmetszeti kialakítást is. • a minimális fordulási sugarakat (technikai R), amit – az első tengely közepén mérünk – nagyságát a tengelytávolság és a kerék síkjának elfordulási szöge szabja meg.
Tengelycsonk és szekér-kormányzásnál: a R tmin sin
Traktorok, lovas kocsik, munkagépek Az egész közúti forgalom jelentős lelassulását okozzák, vízszintes szakaszon is Kapacitáscsökkenési és forgalombiztonsági nehézségeket okoznak
Motorkerékpárok, mopedek és kerékpárok Ha a hengerűrtartalom < 50 cm3 nem tartoznak a gépjárművek közé Nagy kerékpárforgalom biztonságos lebonyolítását • Kerékpársávokkal • Kerékpárutakkal lehet elősegíteni
Az útpályára jutó erőhatások Az útpályára merőlegesen ható erők • a járművek teljes terheléséből származó erő, amely a kerekek közvetítésével adódik át az útpályára és kerékfelfekvés felületén oszlik meg.
7
Az útpálya síkjába eső erők • hosszirányú : vonóerő és fékezőerő • keresztirányú erők: az útfelület oldaleséséből, valamint ívben haladó járműnél a centrifugális erő hatásából adódik
Az út felületére ható szívóerők • a gépkocsi mögötti légritka térbe benyomuló levegő, • a gumiabroncs és a burkolat között összenyomódott levegő gyors kiterjedése okozza
A szívóerők nagysága függ: - a gépjármű sebességétől, - a pálya egyenetlenségeitől, - a gumiabroncs belső nyomásától. Átlagos értéke 50 kN/m2
Dinamikus terheléseket okozó erő nagysága függ: • • • • •
a jármű súlyától a kerékabroncstól a jármű sebességétől a jármű építésétől, főleg a rugózásától a pályafelület egyenetlenségétől és rugalmasságától
A merev abroncsos kerék az egyenetlenségeken való áthaladáskor nagy ütéseket mér a pályafelületre. A légtömlős gumiabroncs kisebb dinamikus igénybevételeket kelt, mivel kisebb egyenetlenségeket ”elnyel”. A sebességgel a dinamikus terhelés növekszik. A rugó nélküli közvetlen felfüggesztésű tengelyekkel rendelkező járművek dinamikus terhelést keltő hatása többszöröse is lehet a jól kialakított rugó közbeiktatásával felfüggesztett tengelyekkel ellátott járművekénél. Az un. hajlékony pályaszerkezetek (pl. aszfaltburkolatok) kisebb dinamikus igénybevételt eredményeznek, mint az un. merev pályaszerkezetek (pl. betonburkolatok).
Kerekeken fellépő túlterhelések a következő körülményekből adódnak • • • • •
az útfelület oldaleséséből az útpálya emelkedéséből az ívben való haladásnál fellépő centrifugális erő hatásából a motor forgatónyomatékából a pótkocsi vontatásánál fellépő nagyobb vonóerőigényből
KÖZLEKEDÉSDINAMIKAI ISMERETEK A pályán haladó járművek legfontosabb mozgási viszonyaival foglalkozik A mozgást előidéző (vonóerő ) és a mozgást akadályozó (ellenállások) hatásokat vizsgálja A mozgás lehet: • • •
gyorsuló ( vonóerő > ellenállások) lassuló (vonóerő < ellenállások) egyenletes (vonóerő = ellenállások)
8
Vasúti ellenállások Menetellenállás: az egyenes vízszintes pályán, szélcsendben, egyenletes sebességgel haladó vasúti jármű összes ellenállása. csapsúrlódási ellenállás: a forgó tengelycsap és a csapágy között fellépő csúszósurlódás okozza. Nagyságát a jármű súlyán kívül lényegesen befolyásolja a csapágy fajtája (csúszó csapágyaknál jóval nagyobb, mint a gördülő csapágyaknál). A sebesség és a csapsúrlódás között közel lineáris az összefüggés. • gördülési ellenállás: abból származik, hogy a kerék és a sín érintkezési felülete között kölcsönös alakváltozások jönnek létre, benyomódások keletkeznek. Nagysága független a sebességtől, és egyenesen arányos a jármű súlyával. • sínütközési ellenállás: a hevederes sínillesztéseknél levő terjeszkedési hézagnak a jármű mozgása szempontjából okozott többletellenállás (hézagnélküli felépítménynél nincs). Nagysága a sebesség négyzetével arányos. • légellenállás: a mozgó jármű homlokfelületére ható levegő nyomása. Független a jármű súlyától. Egyenesen arányos az un. redukált homlokfelülettel és négyzetesen változik a sebességgel. •
Járulékos ellenállások: ívellenállás: oka a vasúti jármű kerékkiképzése és a vasúti kényszerpályás közlekedése, ugyanis az ívben való haladásnál a kerék szabályos gördüléséhez képest szükségszerűen csúszási és súrlódási hatások lépnek fel: - az ív külső sínszálán gördülő keréknek nagyobb utat kellene befutnia, mint a belső sínszálon gördülőnek. A kényszerű együttmozgás miatt a kerék síkjával azonos irányú csúszások egyenlítik ki a külső és belső ívhosszak különbségét. - a vasúti járművek tengelyei párhuzamosak és ezért az ívekben nem tudnak tökéletesen beállni a mindenkori sugárirányba, ezért a kerék nyomkarimája erősen súrlódik a sínfejhez és a kerekek síkjához képest ferde irányú csúszás keletkezhet. a sín vezetése, illetve a centrifugális erő hatása következtében a jármű külső kerekének nyomkarimája állandóan a külső sínszál belső oldalához súrlódik. • emelkedési ellenállás: •
Ee
• •
• •
Q tg
Q
e 1000
Az eddigi ellenállásokhoz képest az emelkedési ellenállás az e -től függően lényegesen nagyobb értéket vehet fel, ami a vasúti pálya magassági vonalvezetésének kialakításánál döntő jelentőségű. kitérő ellenállás: a kitérőn áthaladó vasúti járműre hat, rendezőpályaudvarok tervezésénél veszik figyelembe. belső ellenállás: a vonaton belül keletkező lengések, ütközések, súrlódások okozzák. Értékük a tapasztalat szerint a jármű sebességével lineárisan növekszik. gépészeti ellenállás: meghatározása alig lehetséges, helyette a mozdony vonóhorgán mérhető vonóerővel számolunk. gyorsítási ellenállás: nem tartozik a szorosan vett vonatellenállások közé, mert a gyorsításra fordított munka a vonat mozgási energiájában megmarad. Tárgyalását az indokolja, hogy a vonatnak
9 a gyorsítás tartama alatt az ellenállásokon felül a gyorsításhoz még további vonóerőt kell kifejtenie.
A közúti ellenállások és a szükséges vonóerő nagysága A mozgással szemben fellépő ellenállások: Gördülési ellenállás Emelkedési ellenállás Légellenállás Összekapcsolási ellenállás Kanyarulati ellenállás
Gördülési ellenállás A pályaegyenetlenségek leküzdéséből, illetve a pálya és a járószerkezet alakváltozási munkáiból tevődik össze:
Eg
w Q
ahol: Eg - a gördülési ellenállás (kN) w - a gördülési ellenállás tényezője Q - a jármű súlya (kN)
Szilárd burkolaton a gumiabroncs gördülési ellenállása az abroncs alakváltozásától függ. Minél nagyobb az abroncs alakváltozási munkája, annál nagyobb a gördülési ellenállás. Ez a helyzet azonban a kisebb teherbírású pálya esetén módosul. Ha a belső nyomást csökkentjük, növekszik az abroncs felülete, tehát csökken a fajlagos nyomás, azaz a pályában előidézett alakváltozási munka, amely esetünkben az ellenállás zömét teszi ki. A plasztikus pályán tehát alacsony, a szilárd útpályán pedig magas gumiabroncs nyomással célszerű közlekedni.
Emelkedési ellenállás Nagysága az emelkedőn felfelé haladó jármű súlyának pályairányú összetevője:
Ee ahol:
Q sin
Q tg
Q
e% 100
Ee - az emelkedési ellenállás (kN) Q - a jármű súlya (kN) α - a pálya hajlásszöge e% - a pálya emelkedője
Az egyenlet ebben a formában azért írható fel, mert kis szögek esetén a sin = tg közelítés megengedett. Lejtő esetén az emelkedési ellenállás negatív, tehát a mozgás irányában gyorsítóerő hat a járműre.
Légellenállás Függ a jármű sebességének négyzetétől, valamint a mozgásra merőleges felületnagyságtól:
El ahol:
C F v2
El - a légellenállás értéke (kN) C - a légellenállási tényező F - a jármű homlokfelülete (m2 ) v - a sebesség (km/h)
10
Összekapcsolási és kanyarulati ellenállás Az összekapcsolási ellenállás abból adódik, hogy a két vagy több egységből álló járműszerelvényeknél nagyobb gördülési és légellenállás lép fel. A kanyarulati ellenállás az ívekben fellépő centrifugális erő okozta fokozott gumiabroncskopásban és üzemanyag-fogyasztásban nyilvánul meg. Összefüggéssel nehezen fejezhető ki.
Összes ellenállás Az összes ellenállás értéke:
E
Eg
Ee
El
Kis sebességeknél a légellenállás elhanyagolhatóan kis érték. Nagyobb sebességeknél pedig meghaladja a másik két ellenállás összegét.
Gépjárművek vonóereje A gépjármű vonóerejének meghatározásához ismerni kell a meghajtó motor jelleggörbéit és a gépjármű erőátviteli szerkezetének jellemző adatait. A gépjármű menettulajdonságait erősen befolyásolja, hogy mekkora a legnagyobb motorteljesítmény és a gépjármű teljes súlya közötti arány. Ez az Nmax/Q érték a gépjármű rugalmasságát fejezi ki. Tehergépkocsiknál különösen tehergépkocsi szerelvényeknél az egységnyi súlyra eső teljesítmény jóval kisebb, így az ellenállások változására jóval érzékenyebbek, mint a személygépkocsik. A rugalmasság függ a motor fajtájától és a forgatónyomaték nagyságától is. Az ellenállásokkal összemérhető (V) vonóerő a meghajtott kerekek kerületén ébred: Mt V r ahol: V - vonóerő (kN) Mt - meghajtott tengely nyomatéka (kNm) r - meghajtott kerék sugara (m)
Adhéziós vonóerő A hasznosítható kerületi vonóerő azonban nem lehet nagyobb az adhéziós vonóerőnél (V adh):
V ahol: Vadh - adhéziós vonóerő f - súrlódási tényező Qadh - meghajtott kerekekre jutó járműsúly (kN)
Vadh
f Qadh
Ha a csúszós, jeges pályán az ”f” és vele együtt a ”Vadh” kicsi, vagy az ”Mt” nyomaték túlságosan nagy, akkor a kerék megpörög és a hasznosítható vonóerő ekkor is csak az adhéziós vonóerő lesz.
11
A vonóerő, a sebesség és az üzem-anyagfogyasztás összefüggése A vonóerő - sebesség összefüggés számítási menete a motorjelleggörbék adatainak felhasználásával, sebességváltó-állásonként: - a felvett ”n (fordulat/s)” fordulatszámhoz számítjuk a ”v (km/h)” sebességet: 3600 D v n c1n 1000 i d - D: kerékátmérő - μi, μd: áttételek - a jelleggörbéről az ”n (fordulat/s)” fordulatszámhoz tartozó ”N (kW)” teljesítményt leolvassuk;; - az ”N (kW)” és ”v (km/h)” adatokkal számítjuk a ”V (kN)” vonóerőt: V v N 3,6 N V s V 3,6 v - s: sebesség m/s-ban - koordináta rendszerben sebességváltó-állásonként ábrázoljuk az összetartozó ”V-v” értékeket és megkapjuk a vonóerőgörbéket. Ha a motorteljesítményt egy kb. 80-90 %-os kihasználással vesszük számításba, akkor egyetlen közelítő burkolóvonóerőgörbét kapunk. A motor jelleggörbéiről levehető adatok segítségével megszerkeszthetők a gépjármű sebességváltó-állásonként változó, sebességtől függő üzemanyag-fogyasztási görbéi.
A vonóerő alakjából az alábbi összefüggések állapíthatók meg: • • •
minél nagyobb a sebesség, annál kisebb a kifejthető vonóerő az adott sebesség más sebességváltó-állásban is elérhető meredek pálya emelkedési ellenállása 1., 2. sebességváltó-állás magas vonóerejével legyőzhető, de a fogyasztás erősen megnő. Tervezéskor ezért a meredek szakaszokat kerüljük, ha mégis szükséges, akkor kapaszkodósávokkal tegyük lehetővé a személygépkocsik zavartalan haladását.
Gépjárművek üzemanyag-fogyasztása és gumikopása az útpályától függően Az üzemanyag-fogyasztást befolyásolja: • • • • • •
a vezetési mód az évszak és a hőmérséklet a motor futásteljesítménye, beszabályozottsága a jármű sebessége a burkolatfajta az emelkedő nagysága
Az üzemanyag-fogyasztást a sebességváltó-állás és a sebesség nagysága befolyásolja. Ha ugyanazt a sebességet magasabb sebességváltó-állásban érjük el, kedvezőbb az üzemanyagfogyasztás. A legkedvezőbb sebességnél kisebb vagy nagyobb sebességgel való haladás növeli a fogyasztást. A burkolatfajtának és a burkolat állapotának, azaz a felületi egyenetlenségnek és a túlságosan nagy sebességgel való haladásnak jelentős fogyasztásnövelő hatása van.
12 Az emelkedők fogyasztásnövelő hatását a másik lejtőirányú forgalom fogyasztáscsökkentő hatása csak részben és inkább kisebb emelkedőknél egyenlíti ki. A személygépkocsik fogyasztása kedvező sebességkifejtés mellett kb. 5-6% nagyságig érzéketlen az emelkedőre A tehergépkocsik üzemanyag-fogyasztásának növekedése csak 3-4% esetén hanyagolható el. 3-4% felett a fogyasztás erősen növekszik.
A gumiabroncs elhasználódása függ: • • • • • •
a gyártmány minőségétől a nyom beállításának pontosságától a vezetési módtól a burkolatfelület érdességétől az emelkedők nagyságától a kis sugarú ívek arányától
A ”durva” vezetési mód csökkenti a gumiabroncs élettartamát. A nagy geometriai érdességű burkolat kissé fokozza a gumiabroncs kopását, de ezzel szemben nagyobb forgalombiztonságot eredményez A meredek útszakaszok erősen fokozzák a gumiabroncs kopását. 8%-os emelkedőnél már 100%-al nő a kopás. Kis sugarú ívekben a centrifugális erő következtében a kormányzott kerék nem tiszta gördüléssel, hanem a szükséges túlkormányzás szöge miatt súrlódva csúszva gördül, amelyet a megfelelő iránytartás kíván meg.
A vonatmozgás A vonat mozgását a vasúti vontató járművek által kifejtett vonóerő teszi lehetővé A vonóerő és az ellenállások kölcsönös alakulásából pedig meghatározhatjuk a vonat mozgását
A vonóerő A mozdonyt meghajtó erőgép forgató nyomatékának hatása a meghajtott kerekek kerületén keletkezik A kerék és a sín között az erőátvitelt a súrlódás biztosítja, ezért a mozdony által kifejthető vonóerő nem lehet nagyobb, mint az adhéziós vonóerő Ennél nagyobb vonóerőnél, a mozdony kereke megcsúszik, tehát vonattovábbításhoz a nagyobb vonóerőt a mozdony nem hasznosítja.
A mértékadó emelkedő Az a megengedhető legnagyobb emelkedő érték egyenes vasúti pályaszakaszon, amelynél az alapul vett mozdony a legnehezebb vonatot a vonóerő teljes kihasználása mellett, állandó sebességgel képes mozgatni. Íves pályán a fellépő ívellenállás miatt a megengedhető legnagyobb emelkedő értékére kisebbet kell választani. Vonalvezetés szempontjából a pályát minél hosszabb állandó emelkedőjű szakaszokból tervezzük, lehetőleg a mértékadó emelkedő számértékének megfelelően.
13
A fékezés, a fékút és a megállási látótávolság Az út és vasúti pályát úgy kell megtervezni és megépíteni, hogy a tervezési sebességgel futó jármű vezetője minden pillanatban a fékút távolságra előre lásson A megállási látótávolság a biztonságos körülmények között végzett fékezés hatására megtett fékút nagysága
A fékút az a hossz, amelyet a jármű befut az akadály vezető általi észlelése és a jármű megállása közötti idő alatt.
A fékút két részből áll: •
cselekvési úthossz (vonat 5-6 s, gépjármű 1 s): az akadály megpillantásától a fékszerkezet üzembe helyezéséig tart. A jármű ezt a hosszt változatlan sebeséggel futja be. Gépjárműnél: U1
•
s t
v 1 0,28 v 3,6
műszaki fékút: a fékberendezés működtetése és a jármű megállása között megtett út, vagyis amely úthosszon a jármű mozgási energiáját a fékezési erő munkája felemészti. A fékezési erő számításba vételénél a sebességtől függő légellenállást elhanyagoljuk. A műszaki fékút nagyságát a sebesség, a kihasznált hosszirányú súrlódási tényező, valamint az emelkedő illetve lejtő nagysága befolyásolja. Gépjárműnél:
U2
m s2 2
v2 2
2 3,6 g f1
e% 100
m v2 2 3,6 2 0,0039
m g f1 v2 e% f1 100
e% U2 100 U
U1 U 2
A biztonságos, nem túlságosan hirtelen és erős fékezésnél vett fékút a megállási látótávolsággal egyenlő.
Egy forgalmi sávos útnál a megállási látótávolság a két szembejövő jármű fékútja Két forgalmi sávos útnál a megállási látótávolság a fékúttal egyenlő
Havas vagy jeges útpályán a megállási látótávolságnál figyelembe vett átlagos hosszirányú súrlódási tényező nem áll rendelkezésre. A biztonságos közlekedés a sebesség mérséklésével és a pályafelület érdesítésével teremthető meg.
Mozgás köríves pályán A járművet a köríves pályán a burkolat és a gumiabroncs között ébredő oldalirányú súrlódás, valamint kisebb mértékben a pálya befelé eső egyirányú dőlése, a túlemelés miatt keletkező önsúlykomponens, mint centripetális erők tartják a köríven.
Mivel a centripetális erőszükséglet a sebességgel erősen növekszik, a körívben túlzott sebességgel hajtó vezető járműve esetleg érintőirányban hirtelen kicsúszhat a körívből. Ennek oka az, hogy a vezető túlzottan igénybe vette az oldalirányú súrlódási erő nagyságát, amely már nem volt elég az íves mozgás oldalirányú egyensúlyának fenntartására.
14
Az úttervezés számára éppen ezért alapvető fontosságú annak ismerete, hogy egy ”R” sugarú körívben ”v” sebességgel haladó gépkocsi biztonsága hogyan alakul, ezt milyen mértékben befolyásolja a túlemelés és az oldalirányú súrlódás, és ha a tervezés egy adott sebességet alapul vesz, akkor mekkora minimális sugárértéket kell biztosítani a kellő biztonság elérése és a balesetveszély csökkentésére. A kicsúszás határhelyzetének egyensúlyi állapota: C2 Q1 C1 f 2 Q2 C2 C cos Q1 Q cos C1 C sin Q2 Q sin Behelyettesítve az első egyenletbe: C cos Q cos f 2 C sin f 2 Q sin m s2 Q m g R Behelyettesítve és az egyenletet „cosα”-val elosztva: m s2 m s2 m g f2 tg f 2 m g tg R R q% v(km / h ) q ; tg s( m / s) 100 3,6 Az egyenletet „m”-el egyszerűsítjük, majd behelyettesítünk „s” és „tgα” helyébe. Mivel „q” és „f2” kis érték, ezért „q*f2” közelít a nullához, tehát elhanyagolható. Így: v2 v2 v2 f q f q R v max 11,3 f 2 q R 2 2 min 127 R 127(f 2 q) 3,6 2 9,81 R A fenti képletekben a jelölések a következők: - C, C1, C2: centrifugális erő és összetevői (kN) - Q, Q1, Q2: jármű súlya és összetevői (kN) - f2: kihasznált oldalirányú súrlódási tényező - m: jármű tömege (kg) - s: haladási sebesség (m/s) - v: haladási sebesség (km/h) - R: körív sugara (m) - g: gravitációs gyorsulás (9,81 m/s2) - q: pályafelület oldalesése (túlemelés) q%/100=q Az „f2” értékét közelítően a szabad oldalgyorsulás (a) tized részével vehetjük egyenlőnek (f2≈a/10). C
15 A centrifugális erő fellépése a vasúti jármű mozgására a következő káros hatásokat fejti ki: 1. A járművet oldal irányban kitolni igyekszik az ívből, ezáltal jelentős súrlódás, kopás keletkezik a külső keréknél. 2. A járművet a külső kerék okozta megtámasztási pont körül kifordítani akarja. 3. Jelentős túlterhelést (kb. 20-25%) okoz a jármű külső oldalán. 4. Kellemetlen hatást gyakorol az álló utasokra, illetve a rögzítetlen rakomány elmozdulása miatt balesetveszélyes. Ezeket a kedvezőtlen hatásokat a pályának az ív középpontja felé történő döntésével, túlemelésével igyekszünk csökkenteni.
A túlemelés mértékét a tervezési szabályzatok tartalmazzák.
Az átmeneti ív szükségessége A vasúti kényszerpályánál a sín a kerék nyomkarimája segítségével, a vágánypálya kiképzésének megfelelően vezeti a járművet, amely egyenesből az ívbe történő átmenet nélküli behaladásnál kellemetlen oldallökést kap a centrifugális erő hirtelen fellépése miatt. A centrifugális erő fokozatos kialakulását szolgálja az átmeneti ív. Az úton haladó járművek kis és részben közepes sugarú átmeneti ív nélküli útkanyarulatokban kényszerűen áttérnek a belső, az ellenkező irányú forgalmi sávba, csökkentve ezzel a forgalombiztonságot és a külső burkolatsáv kihasználását. A gépjármű egy átmeneti ívet ír le, amely az egyenest és a körívet összeköti.
Amikor az útpálya tengelye egyenesből közvetlenül érintőlegesen megy át a körívbe, akkor a gépjárműnek az egyenesből az ”R” sugarú ívbe kanyarodó vonala eltér az úttengelytől. Azzal csak akkor lehetne párhuzamos, ha a ”körív eleje” pontban, álló helyzetben elforgatná a kormányt a vezető, és így haladna
16 tovább az ívben. A valóságban a gépjármű egy átmeneti ívet ír le, amely az egyenest és a körívet összeköti.
A klotoidgörbe természetes egyenlete és paramétere Az átmeneti ív az egyenestől r = sugárral indulva tér el, és a görbületét egyenletesen növelve, érintőlegesen, r = R sugárral csatlakozik a köríves pályához: A lineáris görbületi ábrából következik, hogy l L
1r , 1R
1 r
l R L
,
r l
R L = állandó
Ez az átmeneti ív - a klotoidgörbe - természetes egyenlete. A klotoid átmeneti ív természetes egyenletéből következik az a tulajdonsága is, hogy minden pontjában a ponthoz tartozó ívhossz és görbületi sugár szorzata egy állandó érték: R*L (m2). A tervezéshez azonban nem ezt a négyzetes értéket, hanem ennek (m) dimenziójú négyzetgyökét használjuk fel jellemző számként, ”p” jelöléssel, paraméter elnevezéssel. A klotoidgörbét a paraméterrel jellemezzük: p R L A ”p” paraméterű klotoid-átmeneti ív egy spirális görbe, amelynek csak a kezdő ”L=p2/R” hosszúságú szakaszát használjuk fel átmeneti ívként.
Az átmeneti ívvel keletkező körív és a befelétolódás jelentősége Az átmeneti ív fontos geometriai tulajdonsága, hogy a körívet az egyenestől egy R mérettel, az un. köríveltolással befelé tolja.
Egy útkanyarulatnál a gépjármű természetes útjának megfelelően az R sugarú körív két oldalára egy-egy átmeneti ív kerül.
17
A dinamikailag szükséges legkisebb átmeneti ívhosszak nagysága (L min)
Dinamikailag szükséges átmeneti íveknek nevezzük azokat az átmeneti íveket, amelyeket a jármű természetes útjának említett befelé tolódása miatt, az ellenkező irányú forgalmi sáv védelme és a burkolatfelület kihasználása érdekében alkalmazunk az úttervezésnél. Az ilyen okokból alkalmazott átmeneti ívek csak egy minimális (Lmin) vagy annál nagyobb hossz esetén felelnek meg a gépkocsi természetes útjának. Az átmeneti ív hosszán a görbület, és ezzel együtt a centrifugális gyorsulás lineárisan emelkedik 0- tól a körív aR oldalgyorsulásáig. Ha az átmeneti ív túl rövid, akkor az oldalgyorsulás növekedése gyors, oldallökéshez hasonló hatású.
Az oldalgyorsulás változásának sebessége a ”k=da/dt” oldallökés.
Az oldallökés értéke nem lehet egy kísérleti érzésküszöb nagyságánál magasabb, mert a jármű utasai és vezetője számára kellemetlen, bizonytalan érzéssel jár. Vizsgálatok szerint a megengedhető oldallökés nagysága k=0,4-0,5 m/s3.
A dinamikailag szükséges legkisebb középponti szög
A dinamikailag helyesen kialakított útív egy belépő és egy kilépő átmeneti ívből és az ezeket összekötő tiszta körívből áll. A belépő és kilépő átmeneti ív közötti körív legfeljebb 0-ig csökkenthető. Ha az átmeneti ívek hossza ”Lmin”, akkor a klotoid átmeneti íves körív középponti szöge a dinamikailag szükséges legkisebb középponti szöggel lesz egyenlő, ami az átmeneti ívek középponti szögeinek ( ) összege: min
2
min , min
57,3
Lmin 2R
2Lmin L 57,3 min 2R R Az ”Lmin” betervezésének feltétele, hogy az ív középponti szöge a dinamikailag szükségesnél nagyobb, vagy legfeljebb azzal egyenlő legyen ( min). Ha az ”L” átmeneti ívhosszat nagyobbra választjuk, mint ”Lmin”,akkor a betervezéshez szükséges középponti szög is nagyobb lesz. Az elhelyezés feltétele: 2 . min
57,3
Előzések A két forgalmi sávos utaknál az előzések hozzájárulnak az átlagsebesség emeléséhez. Ezért úttervezéskor gondot kell fordítani arra, hogy a tervezendő vagy korszerűsítendő út minél nagyobb hosszában tegyük lehetővé az előzéseket. Emellett az előzési lehetőségek az út vonalán lehetőleg egyenletesen elosztva szerepeljenek. Tervezési szempontból lényegében az előzési látótávolság biztosításáról van szó. Az előzés az úton való haladás egyik legveszélyesebb művelete. A gépjárművezető akkor tudja kellő biztonsággal végrehajtani az előzést, ha vissza tud térni saját forgalmi sávjára
18 anélkül, hogy akár a szembejövő, akár a megelőzött gépkocsit veszélyeztetné, vagy akár csak zavarná.
Előzési látótávolság A szükséges előzési látótávolság magába foglalja: • • •
az előző jármű útját a szembejövő jármű útját egy biztonsági távolságot az előzés befejeztével a szembe haladó járművek között
A biztonságos előzés időtartama: előzés: t1=9 s • biztonsági távolság felének befutása: t2=2 s • t= t1+ t2=11 s •
Ue = 2 s t = 2 ( v 3,6) 11 6 v • • •
Ue - előzési látótávolság (m) s - a járművek sebessége (m/s) v - a járművek sebessége (km/h)
A ”v” helyébe ”vt” tervezési sebességet helyettesítve: Ue 6 v t Megkülönböztetünk un. redukált előzési látótávolságot. Értéke a teljes előzési látótávolság 2/3-a: Uer 4 v t
KÖZUTAK FORGALMI ÉS FORGALOM-BIZTONSÁGI ALAPISMERETEI A közúti forgalmat jellemző adatfajták Jellegzetes sebességeloszlások közutakon Az út kapacitásának és megengedett forgalmának fogalma Jellegzetes sebességi alapfogalmak Jellemző egyszerű baleseti mutatószámok Meglévő vagy tervezett útszakasz forgalombiztonságának számszerű megítélése
A közúti forgalmat jellemző adatfajták és fő felhasználási körük A közúti forgalom jellemzésére legtöbbször az alábbi adatfajtákat használjuk fel: • átlagos napi forgalom (ÁNF) • mértékadó óraforgalom (MOF) • tervezési forgalom (F100)
Az átlagos napi forgalom(ÁNF) Egy bizonyos évre vonatkozó átlagos napi forgalom (jármű/nap). Szokásos felhasználása: • •
tervezési sebesség megszabásánál csúcsóraforgalmak becslésénél a forgalmi méretezés és felülvizsgálat esetén
19 • •
az útszakasz fontosságának értékelésénél az útüzemeltetésben és a fenntartás egy részében gazdasági számítások elvégzésénél
Ezt az értéket vagy a forgalomszámlálás évére vagy az útépítés befejezési (megnyitási) időpontjára vagy azután 10, 15, 20 stb. évre vonatkoztatjuk. Ezért az ”ÁNF” értéknél az illető évet indexbe szokás írni. Az ”ÁNF” értékét keresztmetszeti forgalomszámlálásból állapítjuk meg, és sokszor átszámítjuk személygépkocsi-egységre (E). Az átszámításnál az egyes járműfajtákat, a forgalmat zavaró hatásuknak megfelelő szorzószámokkal külön külön megszorozva összegezzük: ÁNF E nap mQi ahol ”Q” az illető i-edik járműfajta egy évre számolt átlagos napi forgalom értéke, ”m” az átszámítási tényező (pl. személygépkocsi esetében: m=1,0, tehergépkocsinál: m=2,5 stb.) A forgalomszámlálást végezhetjük: - reprezentatív kismintavételekkel (az év kevés, különböző, jellegzetes, meghatározott napjain végzett 12 vagy 8 órás forgalomszámlálások segítségével). A számlálás lehet kézi vagy automatikus. - országos forgalomszámlálás (pl. 1980. évben 112 db főállomás segítségével, kidolgozott munkarend szerint 1000-6000 óra időtartamú hosszú számlálást végeztek)
Mértékadó óraforgalom(MOF)
Az ”MOF” jármű/h vagy E/h egy bizonyos évre jellemző mértékadó óraforgalom, más, jellemzőbb nevén mértékadó csúcsóraforgalom. Az a csúcsóraforgalom, amelynek éves tartóssága 30-50 óra. Szokásos felhasználása: • • •
jelenlegi út forgalmi viszonyainak megítélése jelenlegi út kapacitás-kimerülési időpontjának megállapítása új úttervezésnél, áttervezésnél a szükséges forgalmi sávok számának megállapítása
Értéke számítható az átlagos napi forgalomból: MOF E/h =
t*ÁNF E/nap
Az t egyrészt a kívánt ”t” óratartósságból, valamint az útjellegtől függően táblázatból adódik.
Tervezési forgalom (F100) Az F100 tervezési forgalom (db), más néven pályaszerkezettervezési vagy burkolatmegerősítés-tervezési forgalom. A tervezési élettartamra (pl. 15 év) megadja az átgördülő nehéz forgalom járműveinek számát 100 kN-os egységtengely áthaladásban. Az F100 tervezési forgalom használatos: • • •
új pályaszerkezetek méretezése, tervezése meglévő útburkolat megerősítése burkolat-fenntartási igények és anyagok felmérése
20
Jellegzetes sebességeloszlások közutakon A forgalom lefolyásának körülményeibe jó betekintést ad, ha egy két forgalmi sávos útszakaszon megfigyeljük és megmérjük az egyes járművek ”v km/h” sebességeit, valamint az ”F” jármű/15 perc, vagy jármű/h forgalomnagyságait. Az ”F” óraforgalmat egyszerű keresztmetszeti számlálással állapítjuk meg. A sebességmérést vagy különleges mérőműszerrel regisztráljuk, vagy két mérőcsoport segítségével, kézi úton lehet mérni. (pl. egymástól 1km távolságban végeznek forgalomszámlálást rendszámfelírással,az áthaladási időpontokat összehangolt stopperórákkal rögzítve. A kiválogatott adatpárokból a ”t” időkülönbségek és a ”v=l/t km/h” sebességek így megállapíthatók.) Szokásos ezen kívül a járművek követési közeit, azaz az egyes járművek elhaladása közötti időközök nagyságát, is megmérni. A járművek sebességeloszlása kisebb forgalomnál véletlenszerű. Számos mérés és ezek matematikai statisztikai vizsgálata azt mutatja, hogy a járművek sebességeloszlása a Gaussféle normális valószínűségi eloszlást közelíti meg igen jól. A járművek követési időközei valószínűsége a Poisson-eloszlást követi. (A Poisson-eloszlás a ritka véletlen események eloszlása, a binomiális eloszlás közelítése.) Tekintsük most, pl. az egyórás időegység alatti járművek ”v” sebességeinek eloszlását. Ekkor a kapott nagyszámú ”n” db sebességértéket, mint reprezentatív mintát tekinthetjük, melynek a normális valószínűségi eloszlás miatt a két fő paramétere a ” v ” átlagérték és az ”s” tapasztalati szórás, vagy négyzetes eltérés: ( v v)2 v km s v n 1 n h A sebességeloszlás gyakorisági görbéjét ábrázolva látható, hogy a normális eloszlás szerint az előforduló sebességek kb. 95%-a a ” v ” átlagsebességtől 2s km/h sebességintervallumba kerül, a mért sebességek majdnem 100%-a pedig a 3s km/h intervallumon nem esik kívül, homogén alapsokaságot, pl. azonos járműfajtákat feltételezve. A harang alakú gyakorisági ábra integrálgörbéje a sebesség-eloszlási görbét adja. Ezen jellemző görbének inflexiós pontja van a ” v km/h” átlagsebességnél. A sebességeloszlási görbe 0-1,0 azaz 0-100%-ig terjedő ordinátája egy választott v1 km/h sebességnél azt mutatja, hogy hány %-a haladt az összes mért gépkocsinak a v1 km/h-nál kisebb sebességgel.
Az út kapacitásának és kapacitáskihasználásának fogalma Egy út teljesítőképessége ”C” (kapacitása) az a jármű/h mértékegységben kifejezett legnagyobb forgalomnagyság, amely az adott útviszonyok és forgalmi körülmények között adott útkeresztmetszeten át tud haladni. Az útszakaszon lefutó ”F” (jármű/h) forgalomnagyság és a teljesítőképesség hányadosa (F/C) a kapacitáskihasználási arányszám.
21
Az út megengedett forgalmának fogalma A megengedett forgalom (Fe) az adott útkeresztmetszet (C) kapacitásának egy megfelelően csökkentett értéke. A csökkentő tényezők olyan kisebb (50-60%-ra csökkentett) fogalomnagyságot adnak megengedhetőként, amelynél a zsúfoltság, a balesetveszély nagyrészt megszűnik és a járműfolyam sebessége kedvezőbb, jól tűrhető értékre javul.
Jellegzetes sebességi alapfogalmak Átlagos sebesség: egy hosszabb útszakaszon az összes jármű egy
időtartam alatt mért sebességeiből számított ”átlagos v km/h” számtani középérték. Függ a forgalomnagyságtól, az út vonalvezetésétől, valamint a gépkocsik összetételétől. Jelentősége a gazdasági számításoknál van. Tervezési sebesség:”vt km/h” új út tervezése és meglévő út korszerűsítése esetén alapul vett, a tervezés és a kiépítés egyenletes színvonalát és biztonságát elősegítő elméleti sebességérték. Ezt a tervezési sebességet kis forgalom mellett az úton bárhol, a kis sugarú ívekben és emelkedőn, valamint nedves, esős útburkolaton is biztonságosan ki kell tudni fejteni. Aktív menetsebesség: egy olyan siető személygépkocsi átlagos sebessége, amely az adott forgalomnagyság és vonalvezetés szempontjából kellően biztonságos vezetés mellett a legrövidebb menetidőre törekszik. A forgalomnagyságra és a vonalvezetésre jellemző sebességérték. Legnagyobb aktív menetsebesség: üres útnál vagy igen kis forgalomnál egy olyan aktív, siető személygépkocsi átlagsebessége, amely a biztonságot még szem előtt tartva, egyenesben és nagy sugarú ívekben magas sebességgel halad, kisebb sugarú ívek előtt pedig a sugárnak megfelelő csökkentett, még biztonságos sebességre fékez le (kb. megfelel egy sportos vezetésnek). Elsősorban az út vonalvezetésére jellemző. Megengedett sebesség: a KRESZ-táblával kötelezően előírt sebesség Ajánlott sebesség: a kisebb sugarú, veszélyesebb ívek előtt feltüntetett, nem kötelezően előírt sebesség.
Pillanatnyi kihasznált sebesség: a jármű pillanatnyi sebessége (változó)
Jellemző egyszerű baleseti mutatószámok Fontos feladat az úthálózaton az ún. baleseti góchelyek felderítése, sokszor matematikai-statisztikai módszereket is felhasználva. Az úthálózaton regisztrált balesetekről baleseti ponttérképeket vezetnek. A megmutatkozó sűrűsödési helyek a baleseti góchelyek. Az összehasonlítást és a baleseti góchelyek megkeresését a baleseti mutatószámok segítik elő. Balesetsűrűség 100 km-re:
22 100 B baleset L T 100km Itt ”B” db balesetet jegyeztek fel ”T” év alatt, ”L” km hosszú szakaszra. Balesetszám egy csomópontra: Sb
Bcsp
B baleset T csomópont
Baleseti gyakoriság v. relatív baleseti mutató: Azt mutatja meg, hogy egy ”L” hosszú útszakaszon 10 millió=107 járműkilométer forgalmi teljesítményre hány baleset jut. B 107 baleset 365 ÁNF L T 10millió járműkm
b
”ÁNF” az átlagos napi forgalmak átlaga ”T” év alatt. Ugyanez egy csomópontra vagy útkeresztmetszetre: b
B 107 baleset 365 ÁNF T 10millió járműkm
Fajlagos baleseti költség ”Kb” ha egy baleset átlagos kárértéke ”k”: Kb
k forint 365 ÁNF L T járműkm
Fenti képlet a gazdaságossági számításokhoz szükséges mutató.
Meglévő vagy tervezett útszakasz forgalombiztonságának számszerű megítélése
Vannak olyan módszerek, amelyek segítségével a meglévő útszakaszon vagy tervvariánson belül behatárolhatók azok a helyek vagy szakaszok, amelyeknél a forgalombiztonság nem megfelelő, és ezért a terv javításra, átdolgozása szükséges. Ezen feladatok megoldására két módszert ismerünk: Biztonsági tényezők módszere: A módszert az orosz Babkov professzor dolgozta ki. Egy meglévő úthálózat sok ezer jellegzetes, veszélyes szakaszán gondosan megvizsgálták a sebességek alakulását, valamint a balesetek számát. Az útszakaszok forgalombiztonságának jellemzésére a vc/vb biztonsági tényezőt veszik alapul, ahol • v km/h az akadályoztatás miatt hirtelen csökkentett sebesség c
23 vb km/h a veszélyes szakasz előtti sebesség Minél kisebb az arányszám, annál nagyobb arányú, hirtelen sebességcsökkentés szükséges az adott szakaszon. Ilyenkor a vezetők egy része csak elkésve, túl hirtelen fékez, és a balesetek lehetősége nagyobb. A módszer alkalmazásakor először az útvonal sebesség-út diagramját készítik el. A Babkov által megadott értékelési szempontok a következők: Általánosságban a vizsgált útszakasz jellege a sebességi, biztonsági tényező szerint: - vc/vb 0,4 esetén: nagyon veszélyes, - 0,4-0,6 között: veszélyes, - 0,6-0,8 között: kissé veszélyes - 0,8-1,0 között: veszélytelen Új utak tervezésekor ezért megkövetelhető, hogy a vc/vb arány ne legyen kisebb 0,8-nál. •
Összetett biztonsági tényezők módszere: egy útszakasz veszélyességi fokát egy Kb érték jellemzi, amelyet 14-féle Ki biztonsági tényező szorzatával képezünk: Kb
K1 K 2 K 3...K14
A K biztonsági tényezők külön-külön az útkeresztmetszet, a vonalvezetés, a csomópontok, a burkolatérdesség hatását veszik figyelembe. Ha az útszakasz 14-féle jellemzője alapján a Kb értéket megállapítottuk, akkor Babkov javaslata szerint: - új útvonalak tervei esetén Kb=15-20 közötti értékű legyen. Ezt a határt túllépő szakaszokat át kell tervezni. - útkorszerűsítések terveinél vonalkorrekcióra javasolt az adott szakasz, ha Kb 25-40. - meglévő úton és pályamegerősítésnél sebességkorlátozást és „előzni tilos” jelzés felállítását lehet javasolni akkor, ha az összegezett baleseti tényező Kb=20-40 közötti érték. Záróvonal felfestését lehet mérlegelni, ha a tényező már 15-20 közötti értéknél nagyobb.
UTAK TERVEZÉSE Az úttervezés munkája három, szinte mindig párhuzamosan készítendő, egymással állandóan kölcsönhatásban álló tervcsoport elkészítéséből áll: • • •
keresztmetszeti tervezés helyszínrajzi tervezés hossz-szelvény tervezés
A KERESZTMETSZETI TERVEZÉS ALAPJAI A keresztmetszeti tervezés három fő feladatcsoport megoldását jelenti: • •
Koncepcionális és forgalmi tervezés Geometriai tervezés
24 •
Szerkezeti tervezés (pályaszerkezet tervezése)
AZ ÚTKERESZTMETSZET KONCEPCIONÁLIS ÉS FORGALMI TERVEZÉSE Az út része az emberi környezetnek, része az infrastruktúrának, ezért környezeti területfejlesztési településfejlesztési esztétikai követelményeket kell kielégítenie. A fejlesztési koncepció, a forgalmi rész-szempontok súlyozása után, több ízben is módosítható, vagy részben mégis meghagyható. Ezért minden úttervezési munka kerete és kiindulópontja az országos úthálózat-fejlesztési terv, valamint az egyes városi közlekedésfejlesztési tervek lesznek. Az egyes koncepciókat úgy fogalmazzák meg, hogy azok egy országos úthierarchia egységes rendszerébe kerüljenek be. Megkülönböztetünk: - külterületi közutak (jelük ”K”), amelyek a településeken kívül vezetnek, - belterületi közutakat (jelük ”B”), amelyek a településeken belül helyezkednek el. Külterületi utak esetében a tervezési előírás tíz tervezési osztályt rögzít (jelük: K.I.-K.X.). Belterületen nyolc tervezési osztály tervezhető (jelük: B.I.-B.VI., B.IX.B.X.). A hálózati szerepkör szerint vannak: - gyorsforgalmi utak (autópályák, autóutak), amelyek nagy távolsági - országok, országrészek ill. régiók közötti jelentős nemzetközi forgalmat bonyolítanak le a legmagasabb minőségi színvonalon;; - főutak, amelyek külső szakaszokon távolsági forgalmat bonyolítanak le, városokban pedig a városrészek közötti kapcsolatot, valamint a városba való ki- és bevezetéseket oldják meg;; - mellékutak, amelyek a helyi, rövidebb távú forgalmat bonyolítják le;; - egyéb utakhoz tartoznak a kerékpárutak, a gyalogutak, a járművel is járható városi gyalogutak. A tervezési osztályokat táblázatok tartalmazzák kiegészítve a környezeti akadályoztatást jelző A-B-C-(D) jelzéssel és az ezekhez tartozó ”vt” km/h tervezési sebesség értékkel. Külterületi közutak esetén A-B-C kategóriát különböztetünk meg (sík-domb-hegyvidéki vagy beépítettség szerint: ritka-közepes-sűrű). Belterületen a környezeti körülményeket négy csoportba (A-B-C-D) kell besorolni. Az ”A-B” beépítetlen vagy lazán beépített területet és nem érzékeny illetve érzékeny környezetet, a ”C-D” sűrűn beépített területet és nem érzékeny illetve érzékeny környezetet jelöl. Az érvényes műszaki előírás ezen kívül rögzíti az egyes kategóriák összes fontos tervezési paraméterét (pl.: a forgalmi sávok száma és
25 szélessége, a használható sávszám és a sávelrendezés, minimális körívsugár stb.). A koncepcionális vagy szolgáltatási célú tervezés esetén egy adott igényből indulunk ki és ehhez rendelünk táblázatok alapján egy megkívánt tervezési osztályt. A forgalmi tervezés esetén már olyan útról van szó, amelynek ismerjük a helyét az úthálózatfejlesztési tervben, emellett már a jelenlegi forgalma is jelentős. A forgalom-előrebecslés különböző módjai alapján az útszakasz jövőbeli, ”MOF E/h” mértékadó óraforgalmát meghatározzuk. Ezután olyan útkeresztmetszetet tervezünk, hogy a forgalmi sávok száma és jellege által meghatározható ”Fe E/h” megengedett forgalomnagyság éppen nagyobb legyen, mint a várható ”MOF” nagysága.
GEOMETRIAI TERVEZÉS Az útkeresztmetszet fő elemei és felosztásuk
A belterületi közutakkal részletesebben az ”Infrastruktúra” c. tárgy keretében foglalkozunk.
Külső szakaszon épülő utaknak a közterület kisajátítási határok közötti terület három részre oszlik: • •
útkorona jobbra és balra az útkoronán kívüli részek
A határok a szükséges talp-, illetve övárkokon kívül vannak. Az útkeresztmetszetnek van forgalomtechnikai és építéstechnológiai felosztása.
Az útkeresztmetszet forgalomtechnikai felosztása Az útkoronán belül vannak: • •
forgalmi sávok két oldalt a szélső sávok: – padkák – biztonsági sáv – autópályánál leállósáv
26 • •
kétpályás útnál középső elválasztó sáv benne kétoldalt a két biztonsági sáv oldalakadály távolságra: vezetőoszlop és korlát
Az útpályaszélesség a külső szakaszon az oldalakadályok (vezetőoszlopok, vezető-korlátok) vonalai közötti távolság. A forgalmi sávokon kívüli többi sávot az útkoronán belül melléksávoknak nevezzük.
Az útkeresztmetszet építéstechnológiai felosztása Nem egyezik meg a forgalomtechnikai felosztással, de megvalósítását lehetővé teszi és alkalmazkodik a gépesített technológiához. Ilyenek pl.: • • •
főpályaburkolatok padkaburkolatok, füves padkák középső zöldsáv stb.
AZ ÚTKERESZTMETSZET RÉSZLETEI Forgalmi sávok Melléksávok Oldalesések Rézsűk, árkok, folyókák Szegélyek és kocsifelhajtók
Forgalmi sávok Szélességük összetevődik: • • •
a jármű szélességéből (2,50) a jármű kígyózó mozgásából adódó szélességtöbbletből (min. 0,15) biztonsági sávból (min. 0,10)
Minimális szélesség: 3,00 Autópályákon: 3,75 - mellékutakon általában - főutakon - autópályákon
3,00 m, 3,50 m, 3,75 m.
Melléksávok
Melléksávoknak a forgalmi sávokon kívüli, külön céllal, burkolattal ellátott sávokat nevezzük. Csomópontok területén jelentkeznek: - lassító- (kiválási) és gyorsító- (becsatlakozási) sávok;; - irányrendezési sávok;; - felálló-, lekanyarodósávok. Járművek időleges vagy hosszabb elhelyezését biztosítják a pálya szélére helyezendő sávok: - leállósávok (autópályán), - várakozó (parkoló) sávok, - burkolt padkák, - leállóhelyek - autóbuszmegállók (öblök) Jelentősebb sebességkülönbségű forgalom külön választására szolgálnak: - kapaszkodósávok
27 - kerékpársávok - gyalogjárdák A forgalmi sávokon haladó járművek biztonságát fokozzák és a burkolatjelek tartós felfestését teszik lehetővé: - biztonsági sávok (a festett vezetősávokkal) - burkolt elválasztósávok. Fentiek közül a fontosabbak: Leállósáv, várakozósáv Biztonsági sáv Elválasztó sávok Külső szakaszon az elválasztó sáv szélessége autópályánál forgalomtechnikai okból 5,00 m, de ezt a méretet a két belső biztonsági sáv csökkenti. Ez a zöldsáv gyepesítendő, ill. bokorsorral kell ellátni a vakítás megelőzésére. Autópályáknál középen vezetőkorlátokat kell elhelyezni a frontális ütközéses balesetek megelőzésére. Szélső sávok (biztonsági sáv + füves padka) Annál szélesebbek legyenek, minél nagyobb és sebesebb a forgalom. Gyalogjárda Sor kerülhet gyalogosutak külön vezetésére is. Vonalvezetésük esztétikus, de egyszerű legyen. Szélességük a 0,75 m-nek lehetőleg a páros számú többszöröse legyen (1,50-3,00-4,50 m), űrszelvény magasságuk pedig 2,50(2,30) m. Maximális emelkedőjük 10% tetszőleges hosszban, 10-12%, 100-200 m hosszban és 12-14%, max. 100 m hosszban. A nagyobb lejtésű szakaszokat lépcsős járdaszakaszokkal kell megszakítani, 30% felett csak lépcsősorokat kell közbeiktatni. Kerékpárforgalmi létesítmények A kerékpáros-hálózati elemként tervezhető kerékpárforgalmi létesítmények a következők: Kerékpárút Gyalog- és kerékpárút Kerékpársáv Közös autóbusz- és kerékpársáv Kerékpározásra alkalmas kisforgalmú út Csillapított forgalmú övezetek Kerékpárút A kerékpáros közlekedésre szolgáló önálló út, vagy az útnak a gépjárművek közlekedésére szolgáló részétől (biztonságot jelentő megoldással) kiemelt szegéllyel, korláttal, növényzettel, zöldsávval vagy más térelválasztó elemmel, ezek hiányában legalább 60 cm széles forgalom elöl elzárt területtel elválasztott része. A kerékpárutat jelzőtáblával kerékpárútként meg kell jelölni. A kerékpárút a vonalvezetés szempontjából lehet önálló vonalvezetésű, vagy közúttal párhuzamos (illetve vonalas létesítmények nyomvonalát követő) (2.2-3. ábra). Gyalog- és kerékpárút
28 Gyalog és kerékpárútnak olyan közlekedési felületet szabad kijelölni, amelynek szélessége elegendő a gyalogosok és a kerékpárosok egyidejű, biztonságos közlekedésére. A gyalog- és kerékpárutat jelzőtáblával meg kell jelölni. A gyalog- és kerékpárút lehet elválasztott vagy elválasztás nélküli. Az elválasztott gyalog- és kerékpárútra festett folytonos sárga vonal a gyalogos- és kerékpárforgalmat választja el egymástól. Kerékpársáv Lakott területen az úttesten útburkolati jellel kijelölt, 1,5 m (legalább 1,3 m), széles különleges forgalmi sáv, amely (az egyirányú utcában a forgalommal szemben kijelölt kerékpársáv kivételével) a mellette lévő forgalmi sáv irányával azonos irányú kerékpárforgalom közlekedésére szolgál. A kerékpársávot az úttest többi részétől folytonos - az útkereszteződésnél, továbbá ahol a járművek várakozóhelyét az úttest széle és a kerékpársáv külső széle között jelölték ki, szaggatott - sárga vonal választja el. A kerékpársávot jelzőtáblával jelölni kell. Kerékpársávot az alábbi esetekben lehet kijelölni: - az út mellett kerékpárút kiépítése lenne indokolt, a kerékpárút elkészültéig, vagy - az átlagos napi kerékpárforgalom meghaladja a négyszázat és ugyanakkor az összes forgalom egységjárműben kifejezett átlagos napi forgalma eléri a négyezret, vagy - a kerékpárforgalom biztonsága ezt egyébként indokolja. Közös autóbusz- és kerékpársáv Kerékpárosok által is használható autóbusz-forgalmi sáv, amelynek szélessége 4,25 m (legalább 3,75 m) lehet. Kijelölhető, ha az autóbusz-forgalom 20 autóbusz/csúcsóra/irány nagyságnál kisebb, de 12 autóbusz/csúcsóra/irány nagyságnál nagyobb, és a sávot kerékpárosok is használhatják. Kerékpározásra alkalmas kisforgalmú út Kisforgalmú utakon a kerékpár- és a gépjárműforgalom közös útfelületet használ elválasztásukra nincs szükség. A vegyes használat határértékeinek meghatározásához fontos mindazon körülmények ismerete, mérlegelése, amelyek a kerékpározás biztonságát befolyásolják. Ezek: az útburkolat szélessége és minősége, a járműforgalom nagysága, összetétele (nehéz tehergépkocsik aránya), sebessége, a terület jellege (bel- vagy külterület) stb.
29
Külterületen olyan út, amelynek burkolatszélessége legalább 6 m, jelenlegi átlagos napi forgalma két irányban nem haladja meg az 1500 járművet, és csúcsidőben irányonként 250 jármű/óránál kisebb forgalmú, a kerékpár-közlekedés szempontjából biztonságosnak tekinthető. Ezek az utak a kerékpár-úthálózat elemeiként figyelembe vehetők, illetve annak részeként kerékpározásra kijelölhetők. Jelentős kerékpárforgalom esetén a közúti forgalom megengedett sebességét 70 km/órára kell csökkenteni. Belterületen kisforgalmúnak tekinthetők azok az utak, ahol 2000 jármű/napnál kisebb átlagos napi forgalom (ÁNF) esetén v ≤ 50 km/h, illetve ÁNF ≤ 4000 jármű/nap esetén v < 30 km/h megengedett sebesség teljesül. Csillapított forgalmú övezetek Településen belüli, forgalmi és/vagy gyűjtőutakkal határolt, „övezeti” szabályozású, jelzőtáblákkal, esetleg épített kialakítással is megkülönböztetett területegységek, ahol a gyalogosok és a kerékpárosok meghatározott feltételek mellett, biztonságosan közlekedhetnek. A Kerékpárforgalmi létesítmények tervezési előírásait a „Kerékpárforgalmi létesítmények tervezése” című Útügyi Műszaki Előírás (ÚT 2-1.203) tartalmazza.
30 Oldalakadály-távolságok: a forgalmi sáv szélétől a vezető korlát illetve a vezető oszlop belső síkjáig tartanak. (külterületen 0,75-1,50 m)
Oldalesések Egyenesben kizárólag a burkolatfelület víztelenítése érdekében van, ezért értéke a burkolatfajtától függ: 1,5%-3,0% Kialakítása történhet: • •
tetőszelvényes, kétoldali esésű keresztszelvényként egyoldali esésű keresztszelvényként
Az ívekben szükséges befolyásolja.
túlemelés nagyságát főként a sugár
Rézsűk A töltési és bevágási rézsű hajlását állékonysági vizsgálattal határozzuk meg, vagy táblázatból olvassuk ki. Az esztétikus útkörnyezet és távlati hatás elérése érdekében a laposabb hajlású rézsűk alkalmazása az előnyösebb. Az út terepbe való beillesztése igen esztétikusan oldható meg a következők szerint: - a töltési rézsűt láncgörbének megfelelően képezzük ki. A rézsűhajlás a töltés talppontjánál a legkisebb, innen felfelé fokozatosan növekszik. (10/4 - 6/4) - bevágásnál nem tört rézsűt, hanem a magasság szerint változó hajlásút kell tervezni. (10/4 - 6/4) - A koronaéleknél, valamint a rézsűk tereppel való találkozásánál lekerekítéseket alkalmazunk. Előnyös minél nagyobb lekerekítő sugarakat használni.
Árkok és folyókák A vízelvezető árkok az elhelyezés szerint lehetnek: talpárkok: csak indokolt esetben szükséges (töltésmagasság kisebb 0,80 m-nél) • szegélyárkok (oldalárkok) • övárkok : domb és hegyvidéken magas bevágási rézsűinek védelmére készítjük. A terepen lefolyó vizet felfogja, és a szegélyárokba juttatja. Felhasználható a felszínhez közel lévő talajvíz elvezetésére is. Keresztmetszete trapéz. •
31
A keresztmetszeti kialakítás történhet trapéz, háromszög és csésze szelvénnyel, valamint kiemelt szegélyű folyókaként.
Nagyobb sebességet megengedő úton a csésze szelvényt célszerű alkalmazni forgalombiztonsági okokból. Mellékutakon a gépesített fenntartás érdekében háromszög szelvényt részesítsük előnyben a klasszikus trapéz árokkal szemben. Ha a forgalombiztonsági hátrány kisebb jelentőségű a kisebb helyfoglalás és a szélességhez viszonyított kedvezőbb vízhozama miatt alkalmazhatunk trapéz árkot is. Kiemelt szegélyű folyókát helyszűke esetén, nehéz hegyvidéki terepen alkalmazunk.
Szegélyek Süllyesztett szegély: megvédi a pályaszerkezet szélét a fokozott elhasználódástól és biztosítja a hengerlésnél az oldaltámasztást. Csak akkor épül, ha a célszerűbb és gazdaságosabb biztonsági burkolati sáv nem készülhet
Kiemelt szegély: •
csak településeken belüli utakon alkalmazható
Településeken kívüli utakon csak a csomópontok mellékirányaiban a forgalom terelő szigeteknél alkalmazunk kiemelt szegélyt.
Kocsifelhajtók A kiemelt szegélyekből adódó magasságkülönbséget hidalják át épületek, telkek, kerítések kapuinál, kisforgalmú bejáróknál. A felhajtó szélességében a járda burkolatát meg kell erősíteni. lejtése a gyalogjárdára 1:2,5 legyen (zöldsávra 1:5)
Főbb közúti űrszelvényadatok
32 A közút felett oldal- és magassági mértékekkel meghatározott űrszelvényt, azaz nyitva tartandó szelvényt kell biztosítani, amelynek határait építmények, hidak stb. nem sérthetik. Az űrszelvény ajánlatos magassága: 4,70 m minimális értéke: 4,50 m
A településen kívüli közutak űrszelvényébe csak az úttartozékok (vezetőoszlop, vezetőkorlát stb.), kiemelt szegély, jelzőtábla kerülhet be. Az oldalakadály-távolságon belül semmiféle akadály nem létesíthető. A közúti űrszelvény határait útosztálytól függően a műszaki előírás tartalmazza. A belterületi utakon a közúti űrszelvény szélének határa - a koronaéllel megegyező - a kiemelt szegélytől kifelé mérve 0,50 m. Ebbe az ún. külső biztonsági sávba csak a közúti jelzőtábla nyúlhat be mellékúton, kiemelt szegély esetén, a koronaéltől 0,25 méterre. A külső biztonsági sávtól a beépítés felé 1,0 m széles berendezési sávot lehet belterületen biztosítani. A közúti űrszelvény követi az útkorona helyszínrajzi és hossz-szelvényi vonalvezetését és az útpálya keresztszelvényi kialakítását. A közúti űrszelvények területét a felső sarokban a 2.2-7. ábrán feltüntetett módon, a különböző útosztályoktól függően háromszög alakú területekkel lehet csökkenteni. A gyalogosok és kerékpárosok számára nyitva tartandó űrszelvény magassága 2,50 m (2.2-3. ábra). A keresztmetszet szerkezeti tervezéséhez építéstechnológiai ismeretek szükségesek, ezért erről a pályaszerkezet tervezésénél lesz szó.
Úttartozékok
33 Részben az útkoronán belül a gyepesített padkán, zöldsávon, részben az útkoronán kívül elhelyezett olyan rendszeres forgalombiztonsági és forgalomszabályozási berendezések, amelyek a közút biztonságos üzemét elősegítik. Szabvány szerint az alábbiak: közúti jelzőtáblák és útbaigazító táblák útburkolati jelek vezetőoszlopok kilométer és hektóméter oszlopok: padkán vagy a koronaélben helyezik el;; a fenntartási munkák, baleseti helyek azonosítása szempontjából fontosak. • vezetőkorlátok • gyalogút-korlátok • szélzsákok: nagyobb bevágásból való kijövetelnél a várható szélhatás megítélésére szolgál. • • • •
Rendkívül fontosak a jó optikai vezetést biztosító útburkolati jelek, vezetőoszlopok és vezetőkorlátok összehangolt rendszere. a) Hosszirányú útburkolati jelek: középső szaggatott terelővonal, előzést tiltó folytonos záróvonalak, négysávos útnál a középső egyes vagy kettős záróvonal, főúton szükséges optikai vezetősávok. A fényvisszaverő burkolati jelek az éjszakai vezetést nagyban elősegítik, a vezető kifáradását is csökkentik. b)A vezetőoszlopok igen fontos optikai elemei az útkeresztmetszetnek. A forgalmi sáv szélétől 0,75-3,50 m oldalakadálytávolságra, a koronaéltől 0,50-0,00 m távolságra a forgalmi sáv felé vannak elhelyezve. Egyenesben 50 m-enként ívben a sugártól függően táblázat által meghatározott távolságra telepítik. Szerkezetileg a vezetőoszlop, a gépi padkafenntartás érdekében könnyen kivehető és visszahelyezhető, 1,60 m összhosszúságú rúd. Betonból vagy műanyagból készül. Szándékosan olyan merevségűre készítik, hogy az 1,0 m magasan kiálló felső része, egy nekifutó gépkocsi hatására könnyen eltörik és sem a gépkocsit sem a benne ülőket nem veszélyezteti. c) A vezetőkorlátok nálunk acélból készülnek. Szerepük kettős, egyrészt fokozott optikai vezetést adnak és figyelemfelhívást jelentenek az út egyes veszélyesebb szakaszain (magasabb töltésen, hídoszlopok közelében stb.), másrészt a lapos szögben nekifutó gépkocsikat az acél vezetőkorlát felfogja, deformációjával az ütközési energia jelentős részét felemészti és a járműveket nagy százalékban megmenti az útkoronáról való lefutástól. Az üreges acél tartóoszlopok kb. 1,90 m hosszúak és 0,75 m magasan állnak ki a zöldsávból. Általában 4,0 m-ként, veszélyes helyeken 2,0 m-ként támasztják meg konzolosan a vezetőkorlátot. Profilja különleges: kétbordás 3 mm vastag hengerelt acél szelvény, 28 cm szélességű;; nem szerelik közvetlenül a tartóoszlopokra, hanem mindig egy-egy deformációs konzolelem segítségével. Ez az ütközés energiáját csökkenti. A vezetőkorlátok ütközési vonala a keresztszelvényen ugyanazon vonalban van, mint a vezetőoszlopok vonala. A vezetőkorlátok minimális hossza 30 m, menetirány felőli kezdete a földbe betontesttel beágyazva fokozatosan emelkedik ki. 50 m-ként reflexiós hatású fényvisszaverő kisebb elemeket helyeznek el a korlátprofilra.
34
UTAK VONALVEZETÉSE Az úttervezés szempontjából először csak széttagolva három vetületében jelentkezhet az út képe: • • •
a vízszintes elemei a helyszínrajzi tervezésnél rendeződnek helyszínrajzi vonallá a magassági elemei a hossz-szelvénytervezés során rendeződnek pályaszintvonallá a keresztmetszeti kialakítás befolyásolja a vízszintes és a magassági vonalvezetést
Az út kedvező perspektivikus, távlati képe a járművezetőt jó irányba képes befolyásolni. Ez pedig csak a vízszintes és a magassági vonalvezetés egymásra többszörösen visszaható tudatos összehangolása, valamint az útkörnyezet kedvező kialakításának párhuzamosan való tudatos megtervezése és megvalósítása esetén biztosítható. Csak célszerű, gyakorlati okokból tárgyaljuk külön és egymás után a vízszintes és a magassági vonalvezetést. Ezek összehangolására folyamatosan nagy gondot kell fordítani.
A tervezési sebesség szerepe a vonalvezetésnél
A vonalvezetés tervezésénél a biztonság, a gazdaságosság, az utazáskényelem és még az útesztétika követelményei, szempontjai is együttesen a tervezési sebességeken és a kialakuló látótávolságokon keresztül érvényesülnek. A vt befolyásolja a vonalvezetés minimális és maximális határértékeit. A tervezési sebességet táblázatos formában szokták megadni az alábbi szempontok szerint: • • •
a jövőben várható forgalomnagyság az útvonal hálózati szerepe (úttípus) az út akadályoztatási foka (környezeti körülmények: A, B, C)
A tervezési sebesség első felvétele után a térképen megkezdődik a helyszínrajzi, majd a hossz-szelvény-tervezés és ezek összehangolása, kiadódik a vonalvezetés első változatcsoportja. Az első vonalváltozatok megmutatják, hogy a felvett első tervezési sebességet lehet-e, gazdaságos-e tartani. A véglegesen eldöntött tervezési sebesség értékéhez kapcsolt műszaki jellemzőket ezután már be kell tartani végig a vonal hosszában, s csak igen jól előkészített kivételeket lehet tenni.
35
VÍZSZINTES VONALVEZETÉS A vízszintes vonalvezetés fő elemei: • egyenes • körív • átmeneti ív
Egyenes útszakaszok alkalmazási szempontjai Előnyei: • • •
sík terepen célravezető vonalvezetési elem előzések szempontjából kedvező csomópontok szakaszán előnyös
Hátrányai: • •
távlati képe merev kedvezőtlen a hosszú egyenesek egyhangúak reflextompító hatásúak
Az egyenes hossza méterben ezért lehetőleg ne haladja meg a tervezési sebesség (km/h) húszszorosát, autópályánál pedig a 6000 métert.
Körívsugarak megválasztásának szempontjai Lehetőség szerint a legnagyobb sugarú íveket alkalmazzuk, amelyek előnyei: • • •
elősegíti a változatos, de nyugodt, esztétikus térbeli vonalvezetést csökkentik az ívben adódó többletköltséget növelik a biztonságot, R=3000 m sugár felett jobban lehetővé teszik az előzéseket
Igen fontos az egymás melletti íveknél a körívsugarak összehangolása annak érdekében, hogy egymás mellé erősen eltérő sugarú körívek ne kerüljenek. A hirtelen következő kis sugarú ívek szakaszán a balesetveszély még akkor is növekszik, ha az illető sugár jóval nagyobb, mint a tervezési sebességnek megfelelő minimális sugár.
Az átmeneti ívek szerepe a vonalvezetésben
Az átmeneti ív, mint vonalvezetési elem a korszerű úttervezésnél egyenrangúvá vált a körívvel és az egyenessel. Az átmeneti ívek szerepe a vonalvezetésben kettős: A közepes és kis körívsugaraknál az átmeneti ív hosszában csak fokozatosan változik az oldalgyorsulás nagysága, kellemetlen oldallökés nélkül (dinamikai átmeneti ívek). A dinamikailag szükséges átmeneti ívek soha sem hagyhatók el. Közutaknál a tervezési sebességtől és sugártól függően vt = 120 km/h esetén R 6000 m vt = 40(30) km/h esetén R 500 m esetén mindenképpen kell alkalmazni átmeneti ívet. Nagy sugaraknál a nagy paraméterű átmeneti ívek elősegítik a jó térbeli vonalvezetést (vonalvezetési átmeneti ívek). Csökkentik a távlati rövidülésből eredő hátrányos optikai hatásokat, s a vízszintes és magassági vonalvezetés összehangolását biztosítják nagy sugaraknál is. A vonalvezetési átmeneti ív annál kedvezőbb, minél nagyobb az átmeneti ív ” ” végérintőszöge, azaz minél nagyobb az átmeneti ívhossz a körívsugárhoz képest. A megfigyelések szerint az észrevehetőség határa:
36 > 3 , azaz L > R/10, vagy: p > R/3 A fenti ívhossznál, paraméternél kisebb értékkel tervezett átmeneti ív alkalmazása felesleges. Általában ajánlható a L 0,3*R vagy 0,4*R érték használata. Igen jó hatású az L=0,6*R feletti érték. A vonalvezetés tervezéséhez szükséges átmeneti ív helyszükségletet megszabó közelítő összefüggések: X0 L/2 (ívközéppont-metszék) R L2/24R (körív vagy érintőeltolás) A ”p” paraméter esetén az ”R” körívsugárhoz csatlakozó átmeneti ív pontos hossza és végérintőszöge: L = p2/R = L/2R
Az egyenesek, körívek és átmeneti ívek kapcsolódása Egyszerű körív egyenesek között átmeneti ívek nélkül csak akkor tervezhető, ha a körívsugár nagy volta, vagy az alacsony útosztály miatt az optikai-távlati hatás javítására nincs szükség: - autópályákon R 6000 m, - főutakon R 3000 m, - mellékutakon R 500 m. Kis középponti szögű, kis irányeltérésű ívek (α<5°) távlati képe igen kellemetlen törésként hat, hacsak nem tervezik az íveket rendkívül nagy sugarakkal. Az ív hossza ilyen esetben legalább a tervezési sebesség kétszerese (2vt) legyen méterben kifejezve. Átmeneti íves körívek A vízszintes vonalvezetés leggyakrabban alkalmazott elemei. Az átmeneti íves körív lehet szimmetrikus és aszimmetrikus. Első esetben a két átmeneti ív paramétere egyenlő, a második esetben különböző. Alacsony tervezési sebességnél előnyös, magasabbnál kívánatos, hogy a két átmeneti ív között 0,8vt tiszta körív maradjon. A két átmeneti ív paramétere egymástól legfeljebb ”p1/p2 3” értékkel térhet el. Tiszta átmeneti íves útkanyar esetén nincs tiszta körív az átmeneti ívek között. Ellenívek és inflexiós ellenívek Az ellenívek a vízszintes vonalvezetés egyik legfontosabb, gyakran használt formációi. Az ellenív két, viszonylag közeli ellenkező irányú körív, amelyeket közvetlenül csatlakoztatni nem szabad. A két ív között legalább akkora egyenes szakaszt kell hagyni hogy azon a szélesítés és túlemelés kifuttatását meg lehessen oldani. Átmeneti íves elleníveknél a vonal távlati képét előnyösebbé teszi, ha ezek közötti egyenes kifejezetten hosszabb, vagy legalább egy előzési látótávolság: emin=6vt. Ennél kisebb egyenest jobb inkább megszüntetni a két átmeneti ív megnyújtásával úgy, hogy a két ellenkező irányú átmeneti ív kezdőpontjaival érintőlegesen, inflexiósan érintkezzen
37 egymással. Az inflexiós ellenív kedvező távlati, perspektív távlati hatást ad az útnak, jól fektethető a terepbe. Az inflexiósan csatlakozó két átmeneti ív paraméteraránya 2-nél ne legyen nagyobb (p1/p2≤2). Kosárívek Közutak tervezésénél - főleg kis sugaraknál - kedvezőtlennek kell tartani a kosáríveket, vagyis az azonos irányú, egymáshoz csatlakozó köríveket, mert a görbület hirtelen változása kedvezőtlenül hat a járművezetőkre. Ha a terepalakulatok ezt mindenképpen megkívánják akkor is csak legfeljebb két ívből álló kosárívet tervezzünk az alábbi feltétellel: R1/R2 < 2 és a kisebbik sugár is 250 m
A vonalvezetés ívessége
A vízszintes vonalvezetés egyik igen fontos jellemzője az ívesség. A vízszintes vonalvezetés egyik igen fontos jellemzője az ívesség, amely az adott útszakaszon előforduló ívek középponti szögei (αi) összegének és a vizsgált szakasz hosszának (IAB) hányadosa. Az ívesség azt fejezi ki, hogy a vonal a hosszabb útszakasz két végpontja között sok vagy kevés ívet fut be, valamint az alkalmazott sugarak többsége kisebb-e vagy viszonylag nagyobb. Képlete: B
I( km)
A
i
I AB
Az ívesség nagysága igen jellemző az útszakaszon előforduló ívek sugaraira és ívhosszaira is, mivel nagy átlagban minél több a nagy középponti szögű ív, annál több a kisebb sugár. Az ívesség nagysága jól jellemzi az úton a vonalvezetési elemek sorozatának összegeződéséből adódó útjelleget. Vonalvezetési variánsok összehasonlításánál az a megoldás a kedvezőbb, amelyiknek kisebb az ”I” ívességi értéke.
MAGASSÁGI VONALVEZETÉS Az út magassági vonalvezetése • emelkedőkből • lejtőkből • domború és homorú lekerekítő ívekből
tevődik össze.
38
Emelkedők és lejtők tervezése Törekedni kell arra, hogy a megengedett emelkedőt ne használjuk ki teljesen, és lehetőleg ne alkalmazzuk hosszan. 0,3 %-nál kisebb emelkedést vagy esést a megfelelő vízelvezetés érdekében ne tervezzünk. A maximális emelkedők alkalmazását különösen korlátozni kell a következő esetekben: - csomópontokban 4%-nál nagyobb eséseket lehetőleg kerülni kell, - síkvidéken a hídfeljárók rámpája lehetőleg ne legyen 3%-nál meredekebb, hegyvidéken a maximális emelkedőt kb. egyharmadával csökkenteni kell kis sugarú ívekben (R=150 m alatt). A nagyobb forgalmú utakon és autópályáknál a 3% vagy ennél nagyobb emelkedésű szakaszokon külön kapaszkodósávokat kell létesíteni a lelassult tehergépkocsik és autóbuszok számára.
A hossz-szelvény lekerekítések alkalmazási elvei Az alkalmazható minimális lekerekítő sugarak nagyságát háromféle szempontból kell helyesen megválasztani: • Előrelátás-biztosítási Az előrelátás szempontjából főként a domború lekerekítő ívek sugarát kell minél nagyobbra választani. Ha ez a sugár kicsi („bukkanó”), akkor nincs előrelátás, és a fékút távolságra sem lehet előre látni. Legalább olyan nagy sugarat kell alkalmazni domború lekerekítéseknél, hogy - lehetőleg az előzési látótávolság is meglegyen;; - mindenképpen biztosítandó a rálátás a burkolatra a megállási látótávolságból. Homorú lekerekítő ívekben csak az éjszakai fényszóróval való haladásnál van előrelátási nehézség. Legalább olyan nagy, lekerekítő ívsugár kell, hogy a fényszóró kévéje legalább megállási látótávolságra megvilágítsa az útfelületet. • Esztétikai és vonalvezetés-összehangolási szempontból mind a domború, mind a homorú lekerekítő ívek egyaránt olyan hosszúak legyenek, hogy az út távlati képében ne hassanak törésnek. Ez a hatás - a tapasztalat szerint - akkor kerülhető el, ha a lekerekítő ív hossza méterben legalább akkora, mint a tervezési sebesség kétszerese (Imin 2vt). A lekerekítő ív hossza, az ”R” sugáron kívül, még a megelőzőkövető útszakaszok emelkedő értékeiből adódó arc =(e1 e2)% törésszögtől is függ. Így a minimális ívhossz: Imin=R*arc =R(e1 e2)/100=2vt • Utazáskényelmi-dinamikai szempontból legalább olyan nagy lekerekítő ívsugarakat kell alkalmazni, hogy a függőleges síkú köríven való mozgás miatt adódó centrifugális gyorsulás ne legyen kellemetlen. Ha az előző két szempont teljesült, akkor ezt már nem kell vizsgálni, mert erre adódik a legkisebb sugár. A lekerekítő íveket a következő geometriai elemekkel alakíthatjuk ki: - egyszerű körívvel, vagy ezt pótló másodfokú parabolával, - kétköríves (esetleg háromköríves) kosárívvel
39 - ún. „progresszív” hossz-szelvény-lekerekítő kosárgörbével, autópályáknál. Az egyszerű ”R” sugarú lekerekítő ív helyszükségletét azon az alapon számítjuk, hogy a nagysugarú, lapos körívek esetén az ívhosszak és azok vetületei azonosnak vehetők: I= R*arc =R(e1 e2)/100
Többletsáv (kapaszkodósáv) az emelkedőkön
Nagy forgalmú főutak kapacitását a hosszabb emelkedőkön viszonylag kevés tehergépkocsi is erősen le tudja rontani, s nem tudván előzni, a főleg személygépkocsikból álló járműoszlop is kénytelen kis sebességgel és gazdaságtalan fogyasztással haladni. Ezért az úttervezési irányelvek a forgalmas és fontos főutakon előírják a 3 % és ennél nagyobb emelkedőjű hosszabb szakaszon az ún. ”kapaszkodósáv” létesítését. A létesítés feltételei • menetdinamikai A menetdinamikai vizsgálathoz egy kb. 6kW/t fajlagos teljesítményű tehergépkocsira vonatkozólag meg kell szerkeszteni az útsebesség görbét a hossz-szelvény alá. Kritikus sebességnek nevezzük: - autópályán 55 km/h - főutaknál (vt>80 km/h) 50 km/h - mellékutaknál 40 km/h Ha a sebességgörbe vonala ezen kritikus sebessé alá süllyed, akkor a kapaszkodósávot már teljes szélességgel meg kell nyitni, és folytatni kell addig, amíg a meredek lejtő után a tehergépkocsi ismét elérte a kritikus sebességet. Ez a hossz a „kapaszkodó sáv tiszta hossza”. Ha ez 300 m-nél (autópályán 500 m-nél) nagyobb, akkor a kapaszkodó sávot meg kell építeni. • forgalmi és gazdasági jellegűek. A forgalmi vizsgálathoz meg kell állapítani a tervezési időszakra vonatkozó ”MOF E/h” mértékadó csúcsóraforgalom nagyságot. Ha az útfajtára a sávszám, a kiépítettség alapján megállapítható ”Fe E/h”, a „megengedhető, méretezési forgalomnagyság” értékét az előbb számolt ”MOF” már 20%-kal meghaladta, akkor a kapaszkodósáv forgalmi indokoltsága is bizonyított. A kapaszkodósáv tényleges hosszának és részeinek vizsgálatánál a kapaszkodósáv „tiszta hossza” elhelyezkedését a sebességdiagramból a két kritikus sebesség metszéspontjai szabják meg. A kapaszkodósáv visszatérését és megszűnését különös gonddal kell megtervezni. A 2. kritikus sebességi pont (tiszta szakasz vége) után egy 200 m hosszú biztonsági szakasz és egy elvékonyodó 80 m hosszú befejező, átmeneti szakasz következik. (Autópályánál a biztonsági sáv 300 m, szélessége 3,75. A kapaszkodó sáv mellett szabályos leállósáv is végigfut.) A kapaszkodósávnak elvileg a legbalesetveszélyesebb része a visszatérési sáv. Ha egy magaslatra az út - mindkét irányból kapaszkodósávokkal vezet fel, mindenképpen el kell kerülni, hogy a biztonsági visszatérő szakaszok kétoldalról összeessenek.
40
BURKOLATSZÉLEK VONALVEZETÉSE Az út sávjellegét jól kihangsúlyozzák, az út távlati hatását, optikai megjelenését nagyban befolyásolják. Ezért a burkolatszélek vonalát gondosan meg kell tervezni: • oldalesés-átmenetnél • pályaszélesítés kifuttatásánál
Az oldalesés-átmeneti szakasz kialakítása Közútjainkon az alábbi esetek fordulnak elő: • oldalesés-átmeneti szakasz egypályás úton egyenesben tetőszelvényes kialakítás, forgatás a tengelyben lévő pályaszint körül A tetőszelvénnyel rendelkező felületből úgy alakítjuk ki a ”q %”-os egyirányú oldalesést, hogy - a belső burkolatfél változatlanul hagyása mellett - először a külső burkolatfél alkotóját a pályatengelyben lévő forgáspont körül elforgatjuk addig, amíg esése a belső burkolatfél esésével megegyező lesz (nyereg-átmenet szakasza). Ezután a belső és külső burkolatfelet, mint alkotót együtt forgatjuk el a ”q %”-nak megfelelő mértékig (túlemelés-átmenet szakasza). A ”q” ívsugártól függő maximuma 6%. Ha tetőszelvény dőlését ”d %”-al a burkolat szélességet ”B”-vel jelöljük, akkor a ”T” kifuttatási hosszon létrejött ”m” túlemelés értéke:
m
mq
md
B q% 2 100
B d% 2 100
B (q% d%) 2 100
A minimális kifuttatási hossz pedig: T
ahol:
m 100 er %
B (q% d%) 2 er %
er % - a külső burkolatszél relatív hosszesése.
41 Az úttervezési irányelvek a ” er %” relatív hosszesés nagyságát a tervezési sebességtől függően szabják meg.(értéke 1,5-0,3 % között változik) Az oldalesés-átmeneti szakaszok ”T” hosszainak elhelyezése klotoid átmeneti íves köríveknél az átmenei ív hosszához igazodik: - azzal egyenlő - az átmeneti ív végéhez csatlakozik Tiszta körívek esetén a kifuttatási hossz az egyenesbe essen. oldalesés-átmeneti szakasz kétpályás utaknál (autópályák) pályánként egyirányú dőlés, forgatás a belső forgalmi sáv széle pont körül. A pályaszélek emelkedését, süllyedését meghatározó metszékek: •
mq
B
q% és md 100
B
d% 100
A külső sáv túlemelése: mk
mq
md
mb
mq
md
A belső sáv süllyedése:
A külső sáv szélét ek=0,3%, a belső szélét ek=0,1% relatív hosszeséssel futtatják ki.
Pályaszélesítés kis sugarú ívekben A szükséges szélességtöbblet abból adódik, hogy a nem kormányzott kerekek kisebb sugarú íven gördülnek, mint a kormányzottak. A pályaszélesítést úgy kapjuk meg, hogy az első tengely közepe által befutott ívsugárból levonjuk az utolsó tengely közepe által leírt ívsugarat. Ez egy sávra vonatkozik. A pályaszélesítés nagyságát az ívsugár értéke, a jármű szerkezeti méretei és kormányzási rendszere szabja meg. Szélesítést közutaknál R=200 m és ez alatti ívekben alkalmaznak.
42
A pályaszélesítés kifutóvonala és az üldözőgörbe A szélesítés 0-tól B1-ig való növekedése, illetve B1-ről 0-ra való csökkenése a pályaszélesítés kifutóvonala szerint történik, ami egy üldözőgörbének felel meg. A gépkocsi szerelvény hátsó tengelyének középpontja egy üldözőgörbén fut. A vezérgörbe az első tengely középpontjának az útja (az úttengely vonala). Az üldözőgörbe minden pontja a hozzá tartozó vezérgörbe-ponttól mindig ”D” távolságban van. A ”D” távolság gépkocsinál a tengelytávolság, gépkocsi szerelvényeknél az egyenértékű tengelytávolság. Az egyenértékű tengelytávolságú gépkocsi szélesítési igénye megegyezik a gépkocsi szerelvény szélesítési igényével. ”D” értéke a sugár (R) és a szélesítés ( B1) függvényében:
D
R2
(R
B1 )2
Az üldözőgörbe burkoló sokszöge a Guhlmann-féle szerkesztéssel rajzolható meg. Ha egy nagy középponti szögű ívnél, útfordulónál elvégezzük a szerkesztést, akkor azt látjuk, hogy az ”U” átmeneti szakasz hossza is és ordinátái is eltérőek a behaladásnál és kihaladásnál (Ube=L+2D, Uki=L+4D). A Guhlmann-féle üldözőgörbe szerkesztése arra is rámutat, hogy az eredetileg egy forgalmi sávra vonatkozó B1 pályaszélesítést a jármű csak akkor foglalja el valóban, ha az ív középponti szöge elegendő nagy és elér egy határértéket. Ennél kisebb középponti szög esetén a szélesítést csökkenteni kell. Tehát a szélesítés értéke az ív középponti szögétől is függ.
A pályaszélesítés értékei Az egy forgalmi sávra vonatkozó pályaszélesítés értékét a sugár és a középponti szög függvényében táblázat tartalmazza. A teljes pályaszélesítés: B=n* B1 ahol: n - a forgalmi sávok száma.
A pályaszélesítés-kifuttatás tervezése A B szélesítést általában az ív belső oldalán helyezzük el. A kifuttatást az alábbi módszerekkel végezhetjük:
43 az üldözőgörbe megszerkesztésével: nagy középponti szögű, kis sugarú ívekben (pl.: útforduló) • belső klotoid átmeneti ívvel: a számítás kiinduló képletei : •
Rb
R
B, Rb
R
B 2
B
A klotoid átmeneti ív tervezéséhez és kitűzéséhez szükséges adatokat az un. egységklotoid táblázatok segítségével, vagy a közelítő klotoid képletekkel kaphatjuk meg:
Lb
24R b R b és pb
Lb R b
kétszeres sugarú belső ívvel: elsősorban tiszta köríveknél alkalmazzuk. a tengelyvonal átmeneti ívének hosszán: a szélesítés az ”ÁE”-ben kezdődik, és fokozatosan növekedve az ”ÁV”-ben éri el a B értéket. A kifuttatás lineáris, tehát a szélesítés a távolsággal egyenes arányban nő. AZ „”ÁE” és „”ÁV” pontokban két 15 m ívhosszúságú lekerekítést is alkalmazunk, hogy a burkolatszél vonala folyamatos legyen. • •
A látótávolságok meglétének jelentősége
A megállási és az előzési látótávolságok megléte vagy hiánya igen jelentősen befolyásolja az útszakasz forgalombiztonságát, átlagsebességét és a megengedett forgalom nagyságát. A látótávolságok ellenőrzésénél az alábbi szempontokat kell alapul venni: • • •
A megállási látótávolságnak az út teljes hosszában meg kell lenni Törekedni kell arra, hogy az előrelátási távolságok változása ne legyen hirtelen csökkenő Az előzési látótávolságokkal rendelkező útszakaszok hosszaránya a tervezési sebességgel növekedjen
Két forgalmi sávos utaknál kívánatos, hogy a tervezési sebesség függvényében a következő arányokban rendelkezésre álljon az Ue=6v előzési látótávolság: vt=80 km/h esetén, az úthossz 50%-án, vt=60 km/h esetén, az úthossz 33%-án, vt=50 km/h esetén, az úthossz 25%-án.
Közelítő látótávolság ellenőrzése síkban
Főleg hegyi utaknál - közel állandó emelkedővel rendelkező íves szakaszokon -, valamint olyan nagyvonalúan tervezett főutaknál,
44 autópályáknál, ahol a lekerekítő ív hossza egy vízszintes ív hosszával eléggé összeesik, és a függőleges lekerekítő sugár legalább 6-szorosa a vízszintes ív sugarának az út térbeli vonala egy ferde síkban fut, ezért síkgörbének fogható fel. Szükséges látószélesség meghatározása számítással •
Ha a körív hossza meghaladja az ”U” látótávolságot
Kis sugarú ívekben a ”dsz” szükséges látószélesség: U/2 ; dsz R Rcos R(1 cos ) . arc R Közepes és nagyobb sugarú íveknél azonban a körívet parabolának vehetjük, s ekkor elegendő a húrmagasság képletével számolni: U2 dsz 8R Grafikus látószélesség-ellenőrzés •
Ha a körív hossza kisebb, mint az ”U” látótávolság.
A szerkesztés lényege, hogy a belső forgalmi sáv tengelyére, illetve egynyomú útnál a pályatengelyre helyezett 1-2-3-4 stb. kezdőpontoktól mindig ”U” hosszakat mérünk fel ívben, s így kapjuk az előző, kezdőpontoknak megfelelő 1’-2’-3’-4’ stb. végpontokat. Az egymásnak megfelelő pontokat összekötve, a látótávolság biztosításához szükséges látószélesség vonalának burkoló sokszögét kapjuk meg. A ”dsz” a rajzról bármely tengelypontra vonatkozóan levehető. A keresztszelvényben adódó ”d” meglévő és ”dsz” szükséges látószélesség összehasonlításával megállapítható, hogy meg vane az ”U” látótávolság.
Látótávolságok ellenőrzése térbeli módszerrel A helyszínrajz, a hossz-szelvény és a keresztszelvények adatainak felhasználásával történik. Meg kell állapítani, hogy a gépkocsivezető 1,00 m magasságból induló ”U” hosszúságú szemsugara nem ütközik-e akadályba. A látótávolságokat természetesen a hossz-szelvény vagy a helyszínrajzi ív sugarának növelésével lehet leginkább biztosítani. Ez viszont nem mindig lehetséges. Ekkor a szükséges látószélesség a vonalvezetés módosítása nélkül, a bevágás növelésével, nem túl nagy földmunkatöbblettel biztosítható. A megállási látótávolsághoz rendszerint a belső forgalmi sáv közepének szintjétől 0,10 m magasságig, az előzési látótávolsághoz pedig 1,00 m magasságig kell a bevágást ”dsz” szélességben kinyitni.
45
A térbeli vonalvezetés optikai és esztétikai hatása A térbeli vonalvezetés akkor jó, ha az út térbeli képének változása mindig folyamatos, nyugodt, mentes a hirtelen eltűnő és máshol felbukkanó vagy zavaros és nehezen áttekinthető szakaszoktól, valamint esztétikusan és kellő változatosságot nyújtva simul a tájba. Ekkor a járművezetők fizikai és pchichológiai igénybevétele kisebb, a vezetés kevésbé fárasztó, amelynek következtében javul a forgalombiztonság is. A gazdaságos tervezés és a jó térbeli vonalvezetés összhangját a tervezőnek kell megoldani. A jó térbeli vonalvezetés megteremtése a helyszínrajz és a hossz-szelvény helyes összehangolása, tehát az út kedvező távlati képe és a tájba való jó beillesztése semmiképpen sem jelent lényegesen nagyobb vagy kedvezőtlen földmunkatöbbletet, illetve jelentős építési költségnövelő tényezőt.
A helyszínrajz és hossz-szelvény összehangolásának alapelvei
A helyszínrajzi és a hossz-szelvény vonal szükséges összehangolásához először az alapvető változatok és párosítások hatását kell figyelembe venni, a gépjárművezető szemmagasságából látható perspektivikus rövidülésben. A helyszínrajzi vonal két változatú lehet: egyenes vagy ív;; a hossz-szelvény vonal pedig három változatú: állandó emelkedőjű, homorú lekerekítő ívű vagy domború lekerekítő íves. Ezek kombinációja 6 kiindulási alapesetet képez. Egyenes-állandó emelkedő Hosszabb szakaszon az alkalmazása kerülendő, mert egyhangú, reflextompító, ezért fárasztó a hatása. Egyenes-homorú lekerekítő ív Kedvező távlati hatású, ha a homorú lekerekítő sugár elég nagy. Egyenes-domború lekerekítő ív A legkedvezőtlenebb párosítás, lehetőleg mindig kerülendő az alkalmazása. Az út egyenes lezárással a „semmibe” fut, nem tudni, később merre vezet, optikai vezetés nincs. Ív-állandó emelkedő Kedvező távlati hatású lehet, ha az emelkedő az egész vízszintes ív hosszára kiterjed. Ha az állandó emelkedő rövidebb az ívnél, akkor ez merev szakasznak, optikai törésnek hat. Ív-homorú lekerekítő ív
46 Igen kedvező hatású ideális párosítás lehet, ha a vízszintes és magassági ív hossza közel egyenlő. A térbeli vonal igen esztétikusan simul a terephez, ha a homorú ív sugara elég nagy. Ív-domború lekerekítő ív Szintén igen kedvező hatású, ideális párosítás lehet, ha a vízszintes és magassági ívek hossza és kezdete-vége körülbelül egybeesnek. Bár a vonal beláthatósága csak a domború ív tetejéig tart, ellentétben a harmadik esettel, ilyenkor mégis kedvező optikai vezetés adódik, mert egyértelműen látni lehet az eltűnő útszakasz folytatódó irányát. Ideális eset az, ha a vonal a helyszínrajzon nyújtott ellenívek sorozatával halad előre, ugyanakkor a hossz-szelvényben a homorú és a domború lekerekítések inflexiósan, vagy rövid állandó esésekkel, emelkedőkkel úgy következnek egymás után, hogy a vízszintes ívek és a magassági lekerekítő ívek közelítően összeesnek. Ennek az az előnye, hogy a vonal térbeli vezetése harmonikus, lendületes, terephez simuló és a burkolat víztelenítése is jól biztosítható. A hossz-szelvény tető- és mélypontjában ugyanis, ahol ”e=0%”, ott a ”q%” túlemelés, az inflexiós pontokban pedig, ahol a pálya ”q=d=0%”-os, ott a hossz-szelvényben lévő ”e%” hosszesés víztelenít. Hidaknál különös gonddal kell összehangolni a vízszintes és magassági vonalvezetést. A korszerű hidak a térbeli vonalvezetésnek megfelelő térgörbét igen esztétikusan képesek követni. Igen kedvezőtlen távlati hatású viszont az olyan eset, amikor a híd mint egy idegen, merev test, sík tábla formájában fedi át a völgyet és idegenül csatlakozik az úthoz. Erdőterületen áthaladó útszakaszon az egyenes vonallal szemben előnyösebb a vízszintes ív alkalmazása, mert így a vezető nem folyosót, hanem a természetbe simuló, azzal hangulatos egységet alkotó esztétikus útszakaszt lát. A helyszínrajzi és a magassági vonal kialakításánál egyaránt törekedjünk a nagyobb sugarú ívek alkalmazására. Így a vonalvezetés lendületes, kellően nyugodt és hajlékony lesz.
Fő hibalehetőségek a térbeli vonalvezetésnél
A térbeli vonalvezetésre eleve hátrányos hibákat már a tervezésnél tudatosan kerülni kell. Ilyenek a következők: Optikai törések az út térbeli képében A túl kis sugarú lekerekítő ívek, vagy a túl rövid egyenes szakaszok szükségtelen beiktatása miatt keletkeznek. Lebegő-töredező vonalak létrejöttének az az oka, hogy a nyugodt helyszínrajz mellett, a túl kicsinyes módon tervezett kis sugarú, erősen hullámzó hossz-szelvény érvényesül. Önmagukat fedő-töredezett vonalak Ennek a hibának is a kicsinyes hossz-szelvény tervezés az oka. Ez dombos vidéken már mélyebb hullámokat, túlságos terephez kötődést jelent. Oldalirányú ugrások Két optikai szakaszban még gondosan tervezett, összehangolt, azonos hosszúságú vízszintes és magassági ívek tervezésekor is előadódhatnak. Megszüntetésük csak gondos ellenőrzéssel,
47 távlati képek készítésével lehetséges, a helyszínrajz és a hossz-szelvény együttes javításával. Domború lekerekítés után váratlan irányváltozás Igen durva és hátrányos vonalvezetési hibának számít. Javítani vagy egy ív, átmeneti ív előrehozásával, vagy az út irányváltozásának előrejelzésével lehet. Ilyenkor fasorral, magas bokorsorral jelezhetjük az út folytatását. Erdőn egyenessel való áthaladás Az egyenesen vezetett útszakasz tarvágásszerű látványa hátrányos, e mellett még nagyobb sebességre is csábít. Ezzel szemben igen esztétikus, szép és a szélátfúvás elkerülése miatt is biztonságosabb, ha az erdőn íves szakasszal haladunk át.
Az összehangolás munkamódszere és ellenőrzési lehetőségei A vonalat mindkét irányból haladva, az összehangolási elvek figyelembevételével kell módosítani Az ellenőrzésre két módszer terjedt el: • gradiensmodell
A helyszínrajz vonalát fából kivágják, majd a hossz-szelvényt kartonra ragasztva hozzáillesztik és ragasztják. A pályaszintet egy szalag ráragasztásával jelképezik. Bár ez a modell magasságilag torzított, mégis a szalaghoz közeleső síkból szemlélve a szalag futását, hasznos felvilágosítást adhat. • perspektív kép szerkesztése
Az út helyszínrajzából, hossz-szelvényéből és keresztszelvényéből nyert számszerű adatokkal egyszerű arányszámításokkal megszerkeszthető az építendő út képe egy kiválasztott, pl. a forgalmi sáv közepén lévő, 1,20 m-es szemmagasságból. 50-100 mként megszerkesztve ezeket a képeket a vonalvezetési hibák felderíthetők. Az ilyen távlati képek szerkesztése ma már számítógéppel történik.
Meglévő út vonalvezetésének vizsgálatát fényképsorozattal, de még inkább videofelvétel készítésével segíthetjük elő.
48
Az út menti fásítás szerepe az út térbeli vonalvezetésében A célszerűen elhelyezett fák és cserjék fokozzák az optikai vezetést, változatosságukkal ébren tartják a figyelmet, biztosítják az esztétikus útkörnyezetet, amelyek eredményeként kényelmesebb utazási feltételek adódnak és javul a forgalombiztonság. Az út menti fásítás nem kedvező formája az út két oldalán futó, a kerítés benyomását keltő sorfásítás, ahol a fasorok mechanikusan, egyhangúságot okozva kísérik az út két oldalát, kedvezőbb esetben - a padkán kívül. Ehelyett korszerű tudatosan megtervezett és szakszerűen kivitelezett ligetszerű csoportos fásítást kell alkalmazni az út mentén. A ligetszerű fa- és cserjetelepítés az út vonalvezetésével összhangban történjen. Ezeknek a csoportoknak időnkénti feltűnése, átalakulása változatosságot okoz, önkéntelenül felhívja a figyelmet az út veszélyes helyeire. Emellett esztétikus, kellemes útkörnyezetet biztosít, és csökkenti a vezetés fáradságát. Alkalmazási lehetőségek a következők: az ívek külső oldalára telepített hangsúlyos fa- cserjecsoportok az útkanyar veszélyességét jól kiemelik. • vonalvezetési hiányosságok javítása Domború lekerekítés esetén, az ív külső oldalát követő, magas facsoport jó optikai vezetést nyújt az út irányáról, azon a szakaszon is előjelzést adva, ahol az út szalagja már nem látható. • nagy bevágásoknál Nagy bevágások nagy oldalfelületeit igen változatosan bontják meg és élénkítik az odatelepített cserjék, fák. • csomópontoknál, útvégződéseknél, autóbusz-megállóknál alkalmazott kiemelő-figyelmeztető facsoportoknak fontos információs szerepe van. • bevágásból kihaladó szakaszon levő facsoport a hirtelen széllökés, autópályáknál a közbenső elválasztó sávban telepített cserjék pedig az éjszakai fényszóróvakítás elleni védelemmel a forgalombiztonságot közvetlenül javítják. • pihenő és leállóhelyeknél a parkosításszerű betelepítés az útkörnyezet kialakításának fontos tényezője. • anyagnyerőhelyek rekultivációjánál Különösen fontos, és a környezet- és természetvédelem szempontjából jogosan megkövetelendő, hogy már a tervezés során, de főleg az építés után gondosan foglalkozzunk az út mentén, ill. közelében nyitott anyagnyerő helyek utólagos tereprendezésével és tervszerű fásításával. •
A VASÚTI PÁLYA VONALVEZETÉSE Vízszintes vonalvezetés Magassági vonalvezetés Túlemelés Nyombővítés
Vízszintes vonalvezetés A vasúti pályán alkalmazható körívsugár nagyságát befolyásolja: • •
a terep jellege a vonalra engedélyezett legnagyobb sebesség
49 •
a vasútvonal jellege (fő vagy mellékvonal)
Ha a terepadottságok lehetővé teszik, általában törekszünk a minél nagyobb ívsugarak alkalmazására, mivel a nagyobb sugarú pályán kisebb a fellépő centrifugális erő értéke és csökkennek a fellépő káros hatások (ívellenállás, sínkopás stb.)is. A MÁV előírásai táblázatosan tartalmazzák a vonalra engedélyezett legkisebb sugár értékét. Az átmeneti ív hossza és helyszínrajzi elhelyezése megegyezik a túlemeléskifutási lejtő hosszával, illetve helyzetével. Tehát átmeneti ívet minden esetben alkalmazunk, ha az adott körívhez túlemelés tartozik. A vasúti átmeneti ív hossza méterben: L=10*v*m, ahol ”m” az adott ”v km/h” sebesség és ”R” körívsugárhoz előírt túlemelés nagysága. Az átmeneti ív legkisebb alkalmazható hossza 400 m-nél kisebb nem lehet. Az átmeneti ívet a vasútépítésben az állandójával (C=R*L) jellemzik.
Az egyenesek, körívek és átmeneti ívek kapcsolódása A tiszta körív, illetve az ívek közötti egyenesek minimális hossza A köríveket úgy választjuk meg, hogy a körív átmeneti ívei között legalább ”0,5v” méter hosszú tiszta körív maradjon. Az egymás után következő ívek között legalább ”0,5v” méter hosszú egyenes pályaszakaszt kell biztosítani. A kosárívek alkalmazása Az ívek közötti átmeneti ív, illetve a túlemelés kialakításával kapcsolatban az alábbi alapeseteket különböztetjük meg: - ha a két csatlakozó körív táblázatból megállapított szabványos túlemelésének különbsége: m2-m1<30 mm, a kisebbik körívben táblázat segítségével megállapítjuk a csökkentett túlemelés mcs értékét. Amennyiben mcs m1 (ahol m1 a nagyobb sugarú körív szabályos túlemelése), akkor az egész kosárívben egységesen az ”mcs” túlemelést alkalmazzuk, átmeneti ív beiktatása nélkül - ha az előbbiek szerinti egységes túlemelés nem alkalmazható, a túlemeléskülönbséget a szabványos 1:10v hajlású kifutólejtővel a nagyobbik körívben futtatjuk ki, szintén átmeneti ív beiktatása nélkül. - abban az esetben, ha m2-m1 30 mm a két körív közé átmeneti ívet kell tervezni. Ellenívek csatlakoztatása Ha a ”0,5v” méterben kifejezett egyenes hossz nem biztosítható inflexiós íveket tervezünk.
Magassági vonalvezetés A pálya emelkedőinek értékei A vidék jellegétől függően: síkvidéken dombvidéken
0 - 7 ooo 7 -15 ooo
50 hegyvidéken 15-25 ooo A mértékadó emelkedő túllépése A mértékadó emelkedőt meghaladó pályarészeken a szakasz hosszától függően: - több mozdonyos vontatás bevezetésével vagy - un. rohamos emelkedő alkalmazásával biztosítjuk a vonatok közlekedését. Ha a gyorsító szakasz elhelyezésére van hely, akkor a pályaépítési költségek nagymértékű csökkentése miatt alkalmazása előnyös lehet. Alkalmazásukra csak kivételesen kerül sor. (pl. síkvidéki vasútvonal folyóátkelési helyeinél ezzel jelentős töltési földtömeget takarítunk meg) Az állomások emelkedője Hazai előírások szerint az állomásokon lehetőleg vízszintes legfeljebb 1,7 ooo emelkedőt szabad tervezni. Erre azért van szükség, hogy az állomáson várakozó, vonatról lekapcsolt kocsikat, egy esetleges szélroham se indítsa el. Az állomások előtt és után nem célszerű közvetlenül a mértékadó emelkedőt alkalmazni. A vonatok gyorsítása illetve lassítása érdekében az állomáshoz csatlakozó vonalrész emelkedőjét egy vonat hosszúságban a mértékadó emelkedő felével képezzük ki. A lejttörések kialakítása Az egész vagy legfeljebb tized ezrelékű vasúti pálya emelkedőket, a pálya jobb oldalán elhelyezett un. lejtésjelző táblákkal jelölik meg a töréspontokon. A lejttörések távolsága rendes nyomtávolságú vonalakon nem lehet kisebb, mint a vonalra engedélyezett vonathossz, illetve 200 m. A lejttörések lekerekítésének számítása A függőleges lekerekítő ív sugara: Rf=v2. A ”v km/h” a vonalrészre előírt legnagyobb sebesség. A lekerekítő ívek részletpontjainak ordinátáit a parabola képlettel számoljuk (y=X2/2Rf).
A vasúti pályán alkalmazott túlemelés Az ívekben alkalmazandó túlemelések értékeit a megengedett legnagyobb sebesség és a körív sugara függvényében szabványos túlemelés táblázat tartalmazza. A túlemelés végrehajtása a külső sínszál emelésével az un. kifutó lejtő hosszán lineárisan történik. (L=10*v*m)
Nyombővítés A 300 m-nél kisebb ívsugarak esetén az ívellenállás és a sín kopásának csökkentése érdekében a belső sínszálat nagyobb nyomtávolságra kötjük le, un. nyombővítést alkalmazunk. (értéke: 0-25 mm) A nyombővítés kifuttatása az átmeneti ív hosszán, ennek hiányában a csatlakozó egyenesben történik (aljanként 1-2 mm).
ÚTTENGELYSZÁMÍTÁSOK Tengelyszámítás a helyszínrajzon:
51 • főérintőkkel, sarokpontokkal dolgozó módszer A módszer lényege, hogy a térképen, vagy közvetlenül a terepen felkeresett és kitűzött semleges vonal fő egyeneseinek irányát meghatározzuk és ezeket meghosszabbítva a semleges vonalhoz simuló sokszögvonalat illesztünk. Ezekhez a sokszögoldalakhoz érintőlegesen csatlakoznak a körívek és átmeneti ívek, egyes szakaszai pedig az út egyenesben lévő részét adják. • szabadkézi vonallal, rugalmas pálcával tervezett helyszínrajzvonal Itt a rögzített vagy kissé mozgó köríveket kötik össze az inflexiós átmeneti ívek. Ennek a megoldásnak a kitűzési módszere kétféle lehet: vagy főérintős-sarokpontos, vagy pedig a koordináta-rendszerben külön kitűző sokszögvonal alapján dolgozó. • koordinátarendszerben történő ívszámítás, kitűzés alapsokszögről (gyakorlati feladat)
Tengelyszámítás a hossz-szelvényben Hossz-szelvény töréspontok számítása A hossz-szelvényben levő ívek számítását rendesen az esések és emelkedők meghosszabbított vonalainak metszéspontjából, az ún. hossz-szelvény törésponttól kell számítani. Ennek a pontnak a helye és magassága az egyenlejtésű egyenesek adataiból (egy pont szelvénye, magassága és az emelkedő vagy esés %-os értéke) számítható. A lekerekítő körívek és kosárívek mint parabolák Az úttengely vonala a hossz-szelvényben mindig nagy sugarú ív, ezért a magassági körívek helyett körívpótló másodfokú parabolákat számítunk. A szelvénypontok pályaszintmagasságait az y=x2/2R parabolaordináta levonásával vagy hozzáadásával számítjuk. Lekerekítő ívek számítása az esésváltoztató módszerrel A körív vagy kosárív pontjai helyett a kis méretekkel eltérő burkológörbe töréspontjainak magasságait számítjuk szabályos távolságonként (a). Minden egyes ”a” osztásközben sorra egy e0% kis esésváltoztatással módosítjuk a pálya esését. A hossz-szelvények magassági íveinek gépi számítása A grafikus pályabefektetés után a hossz-szelvény vonalat könnyű olyan alapesetekre bontani, amelyeket a gép egymásba kapcsolódva sorozatosan végigszámol.
KÖZÚTI CSOMÓPONTOK ÉS ÜZEMI LÉTESÍTMÉNYEK Közúti csomópontoknak nevezzük a két (vagy több) út találkozásánál lévő útbecsatlakozásokat, útelágazásokat, útkeresztezéseket, amelyek az átmenő irányok forgalmán kívül a találkozó - különböző vagy azonos rangú - útvonalak közötti kapcsolatokat, le- és bekanyarodásokat lehetővé teszik.
Közúti csomópontok csoportosítása A csomóponti ágak száma szerint: •
háromágú (útcsatlakozások, útelágazások)
52 • •
négyágú (útkereszteződések) négynél több ágú
A csomópont beépítettsége szerint: •
külterületi csomópontok
A helyszíni kötöttségek ezeknél általában kisebbek, a csomóponti sebességek mellékutakon is magasabbak lehetnek. •
belterületi csomópontok
Általában nagyobb a kötöttség;; a fejlesztés többnyire a településrendezési tervhez illeszkedjen. A csomópont kiépítettségének módja szerint lehet: •
egyszintű
Az összes forgalmi irányok és összekötéseik, pl. keresztezéseik is azonos pályasíkban, egy szinten vannak. Ez a viszonylag legegyszerűbb és legolcsóbb kialakítás. A forgalomszabályozás csupán jelzőtáblákkal, sávkijelöléssel, útburkolati jelekkel, esetleg forgalomterelő szigetekkel történik, de jelzőlámpák nélkül. •
egyszintű, jelzőlámpával szabályozott
Főleg településeken belül, de már külső csomópontoknál is szükségessé válnak. Csak bizonyos forgalomnagyság és sávszám felett gazdaságos. •
külön szintű, részben szintbeli keresztezésekkel
Itt csak a legfontosabb keresztező forgalmi folyamatokat vezetjük át hídszerkezeten (alul- vagy felüljárón), külön szintben. A csomópontnak más részein szintbeli keresztezések is lehetnek. Külterületeken a forgalmas főutak egymással képzett csomópontjainak egy kisebb fontosabb részénél, városokban a főutak fontosabb csomópontjainál alkalmazunk ilyen megoldást. •
külön szintű (két v. többszintű), teljesen keresztezésmentes
Rendszerint két autópálya, vagy autópálya és valamely nagy forgalmú főút találkozásánál adódnak. Forgalombiztonságuk és teljesítőképességük igen kedvező, azonban létesítési költségük és helyigényük igen nagy.
Az utak fontosabb szolgáltató és üzemi létesítményei A közutakon való közlekedés • • •
biztonságát jó lebonyolíthatóságát utazáskényelmét
segítik elő az alábbi létesítmények: • • •
leállóhelyek és autóbusz-megállóhelyek pihenőhelyek üzemanyagtöltő-állomások
A szolgáltató jelleg mellett egyre inkább az üzemi jelleg hangsúlyozódik ki a fent említetteken kívül a városi parkolóhelyek, út menti szervizek, valamint üzemi telepek, üzemmérnökségek létesítésével. Az úthoz szorosan hozzátartoznak a forgalomszervezési- és védelmi létesítmények, gondosan megtervezve, elhelyezve és az útüzemeltetés során szervezetten működtetve, fenntartva: közúti jelzőtáblák rendszere a forgalmi irányítást segíti elő KRESZ alapján;; a közúti útbaigazító táblák rendszere, az útburkolati jelek rendszere, végül autópályáknál a segélykérő telefonok
53 szabályos rendszere. Különleges, de igen nagy forgalmú berendezések a közúti határátkelő-állomások, amelyek a nagy nemzetközi turista- és átmenő nemzetközi közúti teherforgalom miatt is nagy fontosságúak.
Leállóhelyek és autóbusz-megállóhelyek Forgalmasabb utakon előírás az átmenő burkolathoz csatlakozó 3,00 m széles, azonos burkolatú min. 20-30 m hasznos hosszú leállóhelyek építése. Olyan utak autóbuszmegállóinál létesítendő autóbuszöböl, ahol az ÁNF*ÁNFBUSZ >= 50000 feltétel érvényesül. Az autóbusz öbölbe betérő, leálló autóbusz nem torlasztja vissza a forgalmat. A kiemelt szegélyű járdaszakasz a le- és felszállást könnyíti.
Pihenőhelyek utakon és autópályákon Az 1. és 2. rendű főutakon kb. 20 km-ként, autópályákon a kiépítettségtől függően 10-60 km-ként létesítjük őket. Az átmenő sávoktól 3-10 m széles zöldsáv választja el a legalább 4,00 m széles belső párhuzamos utat. Az autópályák pihenő-helyei rendszert alkotnak. Hazánkban négyféle típust alkalmaznak (A-B-C-D): ”A”- nagyméretű komplex pihenőhely (50-60 km-ként), ”B”- pihenőhely üzemanyagtöltő-állomással (”A” típustól 25-30 km-re), ”C”- pihenőhely W.C.-vel, mosdóval (10-15 km-ként) ”D”pihenőhely W.C. nélkül csak parkolóhelyekkel, zöldterülettel, padokkal, asztalokkal, szemétgyűjtőkkel (10-15 km-ként). A pihenőhelyek kiképzésénél legyünk figyelemmel a gépjárművek biztonságos elhelyezésére és az ott tartózkodó személyek testi épségének megóvására is. A kialakítás szempontjai a következők: a) A személygépkocsik elhelyezése kisebb pihenőhelyeknél, a burkolatszél mellett egy sorban, a burkolatszéllel párhuzamosan történhet, ahol a kocsik helyeit burkolatjellel nem látjuk el. Nagyobb pihenőhelyeknél, a különálló parkolóhelyeken felfestjük a gépkocsik parkolási helyeit (45 felállásnál egy sorban). Nem célszerű ragaszkodni a 25 m2/szgk. területnormához ragaszkodni. jobban megfelel a levegős, fülkés álláshelyelrendezés, ahol az autóskirándulók kevésbé zavarják egymást. Az álláshelyek felületét tájesztétikai szempontból célszerű az un. gyepes-kavics burkolattal ellátni. A 15 cm vastag, jól tömörített réteg termőföld és kavics (vagy zúzottkő) keverékéből készül, melynek felületére vékony (1-3 cm) termőréteget helyezünk. Ezt követően elvégezzük a fejtrágyázással összekapcsolt fűmagvetést, melyhez kb. 25 gr/m2, jó mechanikai tulajdonsággal rendelkező növényfajtákból álló fűmagkeveréket használunk fel. A vetés után készítjük el a kb. 30 mm szemcseátmérőjű zúzalékból álló felső réteget, majd a gyepesítésnél szokásos tömörítés és öntözés következik. b) Autóbusz és pótkocsis tehergépkocsi részére külön felállóhelyeket létesítünk, célszerűen 45 -os irányban, mindig
54 két megközelítő úttal közrevéve. Így a 12 m hosszú autóbusz és a max. 18-20 m hosszú pótkocsis teherautó-felállóhelyekre a járművek orral előre állnak be, és tolatás nélkül mindig előremenetben hagyják el a másik oldali közelítőúton a parkolóhelyet.
Üzemanyagtöltő-állomások Típustervek alapján készülnek. A forgalmas úton levő benzinkút mellett balraforduló középső leállósávot kell létesíteni. Ma már az üzemanyagtöltő-állomások létesítése vállalkozásban történik, ezért a korábbi forgalomnagysághoz kötött előírásokat rugalmasabban kezelik. Mivel az út szerves részét képezik és komfortját növelik, mindenképpen támogatni kell a megépítésüket. (pl.: az üzemanyagtöltő-állomás közúti csomópontjának kialakításával, mint ahogy Ausztriában, ahol ezt a csomópontot az útkezelő építi ki.)
A KÖZUTAK GAZDASÁGI ÉS MŰSZAKI TERVEZÉSÉNEK FÁZISAI Az önkormányzati vagy országos közutak létesítésének jogalapját az: - országos rendezési terv (országgyűlés fogadja el), - nagytérségi rendezési terv, - regionális rendezési terv, - kistérségi rendezési terv, - települési rendezési terv teremtik meg. A tervezési munkarészek és céljaik a következő: 1./I. ELŐTERV A fejlesztési koncepció kidolgozása. 2./I. TANULMÁNYTERV A megoldási változatok feltárása, a változatok rangsorolása. 3. TÁRSADALMI TÁJÉKOZTATÓ TERV Az érintett lakósok, önkormányzatok, gazdálkodó- és társadalmi szervezetek széleskörű tájékoztatása, véleményük összegyűjtése. 4. DÖNTÉSELŐKÉSZÍTŐ TANULMÁNYTERV Javaslat az optimális megoldásra. 5. MEGVALÓSÍTHATÓSÁGI TANULMÁNYTERV A megvalósítás műszaki, környezeti és pénzügyi feltételeinek kidolgozása. 6./I. ENGEDÉLYEZÉSI TERV Építési engedélyeztetés. 7. AJÁNLATI TERV Vállalkozók versenyeztetése. 8. ÉPÍTÉSI TERV A létesítmény megvalósítása. 10. Nyilvántartásba vétel: az építés befejezése után a létesítmény nyilvántartásba vétele.
9. MEGVALÓSULÁSI TERV, DOKUMENTÁCIÓK 10. NYILVÁNTARTÁSBA VÉTEL Az építés befejezése után a létesítmény nyilvántartásba vétele.
55 A felsorolt összes tervezési munkarész nem kötelező minden útkategóriában, azonban a gyorsforgalmi utak tervezésénél ezeket mind elkészítik.
KÖZUTAK TERVEZÉSÉNEK KÖRNYEZETI SZEMPONTJAI A gazdasági és műszaki tervezési lépések az alább munkarészekkel egészülnek ki: • 1./II. ELŐZETES KÖRNYEZETI HATÁSTANULMÁNY Meghatározza azokat a környezeti szempontból konfliktusszegény folyosókat, amelyek alkalmasak az egyes változatok elhelyezésére. • 2./II. KÖRNYEZETI TANULMÁNY Környezeti szempontból rangsorolja az egyes változatokat. • 6./II. KÖRNYEZETI ENGEDÉLYEZÉSI TERV Tartalmazza a megvalósításra javasolt változat környezeti szempontú indoklását. Igazolja, hogy a negatív hatásokat legalább a megengedett mértékűre csökkentő létesítmények, javaslatok megfelelően fognak funkcionálni. A földmű és a növénytelepítés terve, a táj természetesnek ható részévé teszi a javasolt megoldást. A vonal, illetve a hálózati változatok összehasonlító értékelése a 4. döntéselőkészítő tanulmányterv munkarészben történik. Az összehasonlítást négy fő szempontrendszer alapján javasolt elvégezni: - műszaki szempontok - gazdasági szempontok - környezeti szempontok - hasznosság A környezeti szempontoknál vizsgálandó kérdések: - a természeti értékekben okozott kár mértéke, - az épített környezetben okozott kár mértéke, - a változat hatása a hálózat zaj- és károsanyag emissziójára, - a tájkép alakulása, a nyomvonal tájba való megjelenése. A 152/1995. (XII. 12.) sz. Kormányrendelet környezeti hatásvizsgálat készítését írja elő többek között az alábbi létesítmények építéséhez: - közforgalmú vasútvonal, - vasúti pályaudvar, - autópálya, autóút, - I. rendű főút, - II. rendű, erdőt átszelő főút, 50 ha nagyságú erdőtömbtől, továbbá: - védetté nyilvánított természeti területen állandó használatra épített út (méretkorlátozás nélkül), - gyógyhelyen állandó használatra épített utak közül: - a belterületi út 1800 egységjármű/nap forgalomtól, - az országos közúthálózat részét képező átkelő szakasz. (A környezeti hatásvizsgálat elkészítésével részletesen V. évfolyamon a ”Hatásvizsgálati módszertan” c. tantárgy foglalkozik).
56
Előzetes környezeti hatástanulmány
Célja a területről minden olyan információ beszerzése és értékelése, amelynek segítségével az összes lehetséges tervezési folyosó (olyan területek, ahol a tervezett funkciót betöltő út a lehető legkevesebb negatív környezeti hatást kiváltva vezethető) kialakítható, a kerülendő területek meghatározhatók, illetve a későbbiekben elkészítendő környezeti tanulmányban részletesen vizsgálandó kérdések megfogalmazhatók. Ki kell térni a vizsgálatokban feltételezett időtávlatokra, azaz meg kell határozni azon időpontokat, amikor a mértékadó figyelembevételével vizsgálandók a későbbiekben meghatározott környezeti hatások. Meg kell határozni a vizsgálati területet, amely a műszaki létesítmény által elfoglalt területet és a közúti forgalom környezeti hatásterületét foglalja magába (közlekedési folyosó). A Előzetes környezeti hatástanulmány súlypontját a terület jellemzése jelenti. Méretaránya : 1:25000, (esetleg 1:10000) Fő fejezetei: • A föld Az út az általa igénybe vett földterület minőségi változását okozza. A tervezési terület értékelésekor az érintett terület minőségét kell jellemezni, úgy hogy az segítséget jelentsen a kedvező közlekedési folyosók kialakításához (mezőgazdasági terület, erdő, iparterület, lakóterület, vonalas létesítmények). A mezőgazdasági területeket aranykorona értékkel, vagy talajértékszámmal lehet jellemezni. A területen meg kell határozni a jelentősebb felszíni és felszín közeli bányaműveléseket. • A víz Fel kell tárni a tervezési területen: - a kiemelt felszíni és felszín alatti vízminőségvédelmi területeket, - a jelentősebb élő vízfolyásokat, tavakat, s ezek esetleges hasznosítását, - a jelentősebb vízbázisokat, - a terület természetes vízhálózatát, - mesterséges vízhálózatát, csatornarendszerét, - az árvíz és belvízvédelmi kiépítettséget, a lefolyásszabályozási szintet, - a kiépített közműhálózatot, - az élővizek minőségét illetve szennyezési terhelhetőségét, - a regionális jelentőségű távlati vízbázisok elhelyezkedését. • A levegő Meg kell határozni: - a tervezési terület levegőminőségi állapotát, levegőminőségvédelmi besorolását, (Magyarország területe három levegőminőségi kategóriába sorolható, amelyekhez meghatározták a megengedhető legmagasabb károsanyag koncentrációt.) a jelentősebb befolyásoló tényezők ( meteorológiai adottságok, domborzati viszonyok, a levegőminőséget befolyásoló üzemek stb.) hatását,
57 - a levegőminőség tekintetében védelemre szoruló területek, épületek, épülettömbök elhelyezkedését, (lakóterületek, óvodák, korházak stb.) • Természet- és tájvédelem Meg kell határozni: - a védendő természeti értékeket, - a jogszabállyal védett természeti értékeket, - a nemzetközi egyezmények keretében védett, vagy védendő természeti értékeket. A területileg illetékes Természetvédelmi Igazgatóság vagy Nemzeti Park Igazgatóság állásfoglalását kell kérni annak eldöntésére, hogy az adott területen a védett természeti értékek közé nem tartozó, de védelemre egyéb okok miatt érdemes terület, értékei miatt jelentős táj található-e, illetve ilyen irányú szakvélemény készítése szükséges-e. Ezen túlmenően célszerű lehet egy szakértői felmérés elkészítése is, amely feltárja a különböző élőhelyeket, függetlenül a védettség tényétől. A környezeti előtanulmány térjen ki a tervezési területen fellelhető természeti értékek, valamint az élőhelyek szükséges védelmének módjára, az élővilág védelmének lehetőségeire. • Az épített környezet védelme A tervezési területen fel kell tárni a védett építményeket, illetve a csatlakozó műemléki jelentőségű területeket és műemléki környezeteket, helyi védelemben részesülő objektumokat, területet. A műemlék kiemelkedő, pótolhatatlan nemzeti érték, ezért a jogszabály feltétel nélkül fenntartani rendeli. A műemlék jellegű építmény esetében a feltétel nélküli fenntartás felülvizsgálható. A városképi jelentőségű építmény a településen játszott szerepe miatt védett, így külső képét, a városképbe történő illeszkedése függvényében, kell értékelni. A műemléki jelentőségű területre vonatkozó előírások megegyeznek a városképi jelentőségű épületekre vonatkozókkal. A tervezési területen fel kell tüntetni az ismert régészeti lelőhelyeket, a várható régészeti lelőhelyeket, majd ezeket értékelni kell az út vonalvezetésének kialakítása függvényében. • Egyéb tényezők (zaj, rezgés) - A zaj: a tervezési területet, mint hatásterületet, értékelni kell a jelenlegi zajszintek, illetve zajimissziós határértékek alapján. Meg kell határozni a már meglévő jelentősebb zajforrásokat, illetve a területen található, zaj szempontjából érzékeny részeket, épületeket, épülettömböket. Fel kell tárni a meglévő konfliktusokat. - A rezgés: a területet értékelni kell a jelenleg előidézett rezgések és az erre vonatkozó határértékek szempontjából. A ”Előzetes környezeti hatástanulmány” eredményeként meg kell fogalmazni: a tervezett létesítmény az eredeti elképzeléseknek megfelelően megvalósítható-e; - a ”Környezeti Tanulmány” tartami követelményeire vonatkozóan: - részletesen vizsgálandó hatások és területek köre,
58 - pontosítandó vagy kiegészítendő adatok felsorolása, - az előrejelzés időtávlata(i) - Javaslat a közlekedési folyosók helyére és kialakítására. - A tervezett közút környezeti hatásaitól várhatóan érintett szervezetek, csoportok, egyének köre.
Környezeti tanulmány (KT)
A környezeti tanulmány a tanulmányterv fázisában azzal párhuzamosan elkészítendő munkarész, készítése minden új útnál szükséges. A terv célja valamennyi lehetséges nyomvonal meghatározása. A változatok összehasonlításához, értékeléséhez szükséges adatok összegyűjtése, információk megszerzése, az előírt számítások elvégzése. Javaslat kialakítása a megvalósítandó változatra. Méretaránya: 1:10000, 1:4000 Fő fejezetei: • A nyomvonalváltozatok leírása Ismertetni kell, hogy az egyes változatok a KE során feltárt lehetséges konfliktusszegény folyosók közül melyiken haladnak, illetőleg ezen belül milyen területeket érintenek. Meg kell adni az egyes változatok azonos területeket érintő homogén szakaszai hosszát és a változatok teljes hosszát. Rá kell mutatni a változatok között esetleg meglévő alapvető különbségekre. • Adottságok 1. A táj természeti elemei Domborzati adottságok A közút nyomvonalváltozatai által érintett táj, résztáj általános meghatározása, fő jellemzőinek megadása, leírása. A domborzattal összefüggésben tervezendő közútparaméterek (emelkedők, műtárgyak) hatása a környezetre, a földművek táji megjelenése. Éghajlati adottságok A jellemző éghajlati elemek feltárása, azok jellemzőinek meghatározása (szélirány, szélsebesség, léghőmérséklet stb.) Talajtani adottságok Az egyes vonalváltozatok által igénybevett talajtípusok és ezek főbb tulajdonságai. A termőréteg átlagos vastagsága, a vízháztartás, a kémhatás adatai, a talajértékszám. Vízrajz A vízrendszer adatainak feltárása. A vízgyűjtő területek meghatározása az érintett vízfolyások, tavak, víztározók ismertetése, a vízminőségi állapotok feltüntetésével, az esetleges hasznosítások kérdése. A felszín alatti vizek, ivóvízbázisok, talajvizek adatainak feltárása. Természet- és tájvédelem Részletes értékelő leírást kell készíteni a tervezési területen található: - a védendő természeti értékekről;; - a jogszabállyal védett természeti értékekről;; - a nemzetközi egyezmények által védett vagy védendő természeti értékekről. 2. A táj művi elemei
59 Települések, üdülőterületek Az érintett települések nagysága, vonzáskörzete. A különböző érzékenységű területek jellemző adatai. A településhez kapcsolódó üdülőterületek és üdülősödött kisüzemi mezőgazdasági területek ismertetése. Régészet A régészeti lelőhelyek leírása és besorolása helyszínen megtartandó, illetve leletmentéssel biztosítandó kategóriákba. Műemlékvédelem A műemléki védelem alatt álló objektumok ismertetése, védőtávolságuk előírása. Szennyvízelvezetés, tisztítás Az érintett szennyvíztisztítók, szennyvízzel öntözött területek ismertetése, védőtávolságuk megállapítása. Hulladék elhelyezése Az érintett rendezett és rendezetlen hulladéklerakók, dögkutak helyének meghatározása, értékelésük környezetvédelmi szempontból. Bányászat A tervezési területen található felszíni és felszín alatti bányák leírása. A bányák bővítési lehetőségeinek, illetve a felhagyott bányák rekultiválandó területeinek behatárolása. Mezőgazdaság, erdőgazdaság A tervezési területre jellemző mezőgazdasági kultúrák leírása. Az ültetvény- és erdőterületek ismertetése. A gazdálkodás módozatai (egyéni, nagyüzemi). Az állattartó telepek és legelők elhelyezkedése. 3. Összefoglaló értékelés Szintézist kell készíteni az egyes változatoknak az általuk érintett, illetve igénybe vett területeken található, és a fentiekben részletezett természeti és művi értékekre kifejtett hatásairól. Mérleg készítendő a pozitív és negatív hatások mértékéről. • A közút létesítése következtében kialakuló környezeti hatások, illetőleg a létesítéssel együttjáró szükséges beavatkozások mértéke 1. A táj természeti elemeinek változása és védelme Tájba illesztés A nyomvonalváltozatok vizsgálata az okozott tájsebek szempontjából. A domborzati adottságok összevetése a tervezett töltések, bevágások nagyságával, egymáshoz viszonyított arányukkal, a tájba illesztés módjával. A völgyhidak, alagutak tájképi megjelenésének minősítése. A mikroklíma változása A nyomvonalváltozatok által a mikrokörnyezetben előidézett kedvező vagy kedvezőtlen változások feltárása. Talajvédelem A nyomvonalváltozatok földmunkája következtében igénybevett termőtalajok %-os megoszlása talajtípusok és termékenység szempontjából. Vízvédelem A lefolyási viszonyokra és a vízgyűjtő területek nagyságára gyakorolt hatások értékelése változatonként. Az esetleges mederrendezések, mederkorrekciók hatásának vizsgálata. A talajvíz viszonyokban bekövetkező változások.
60 Élővilágvédelem Az egyes változatokkal kapcsolatban meghatározandó, hogy milyen mértékű az élőhelyek megsemmisítése, feldarabolása és milyen a várható hatás a védett és védendő természeti értékekre. Milyen csalogató hatással (a megvilágítás következtében) és milyen szegély hatással (az út és környezete közötti fajhőkülönbség következtében) szükséges számolni az egyes változatok esetében. Vizsgálandó, hogy a vízháztartás módosulásai milyen hatást fejtenek ki az élővilágra. 2. A táj művi elemeinek változása, védelme A települések, üdülőterületek Az új nyomvonalváltozatok vizsgálata az elválasztó hatás, a tervezési térségen belüli kapcsolatok módosulása szempontjából. A lakosságra gyakorolt szociológiai és pszichológiai benyomás. Régészet és műemlékvédelem A történeti, művészeti emlékek hasznosítására, bemutatására vonatkozó esetleges javaslatok. Szennyvíz- és hulladék-elhelyezési kérdések Javaslat a védelem módjának megoldására (védőtávolság, erdősáv), illetve ha ez nem járható, megszüntetési vagy áthelyezési elképzelések kialakítása és a felhagyott terület újra történő hasznosítására vonatkozó koncepció kidolgozása. Bányászat Működő bányák esetében a tervezett bővítésekre tekintettel a védelem megoldása (védőtávolság, véderdő), illetve az egyes változatokkal érintett felhagyott bányáknál, a rekultivációs igények tekintetbe vétele. Mezőgazdaság, erdőgazdaság Javaslat az egyes változatok megépülte utáni táblásításokra, illetőleg a mezőgazdasági, erdőgazdasági úthálózathoz való kapcsolódásokra. • A tervezett út üzemeltetésével összefüggő környezeti kérdések 1. A forgalmi viszonyok Prognosztizált forgalmi értékek meghatározása változatonként. A tervezett útvonalváltozatok forgalmi szempontból homogén szakaszokra bontása a zaj- és légszennyezési számításokhoz. 2. Zaj és rezgésvédelem Az érvényben lévő előírások alapján a közúti közlekedésből származó, várható egyenértékű hangnyomásszint számítása szükséges a meglévő, illetve tervezett, védendő létesítmények előtti megítélési pontokban. A számított értékek összehasonlítandók a határértékekkel, és túllépés esetén a megfelelő védekezési módot kell megválasztani. Várható kritikus rezgésértékek esetén javasolt rezgésvédelmi vizsgálatok végzése. 3. Levegőtisztaság-védelem A prognosztizált forgalmi adatokból az emissziós értékek, majd transzmissziós összefüggésekkel az imisszió számítása javasolt a kritikus pontokban, ill. területeken, a mértékadó káros anyagokra vonatkozólag (CO, NOx, Pb stb.). A számított értékeket össze kell vetni a szabványban megengedett határértékekkel. 4. A mezőgazdaságra gyakorolt közvetlen hatás
61 A közútról, az üzem következtében a termőtalajra jutó szennyező anyagok szükségessé teszik a hatásterület termékszerkezetének megváltoztatását, illetve tervezési feladatot jelent a káros hatásokat csökkentő megfelelő védelem megoldása. 5. A közútról lefolyó csapadékvizek környezeti ártalmai. Az út fenntartása (pl.: sózás) és üzeme (kibocsátott szennyező anyagok) során az útfelületről felhígulva, a természetes vízfolyásokba, vagy a talajba, illetve talajvízbe jutó szennyeződés mértékének meghatározása. Javaslat készítendő a befogadóba vezetésre, vagy ha ez nem lehetséges, javaslatot kell adni a szennyvíz elhelyezésére illetőleg a kezelésre. Értékelés A nyomvonalváltozatok összehasonlító értékelését és sorrendjük megállapítását az előzőekben részletezett szempontok szerint célszerű elvégezni. Az összehasonlításban szerepeltetni kell a ”0” változatot is. Az értékelés fő szempontjai: - a változat érinti-e a létesítésre vagy az üzemre érzékeny környezeti elemeket vagy területeket;; az előidézett változások reverzibilisek, vagy irreverzibilisek; - a végleges károsodást megelőzendő kiválthatók-e az érintett elemek vagy területek.
Környezeti engedélyezési terv (KEng)
A KEng az általános engedélyezési terv fázisában azzal párhuzamosan elkészítendő munkarész. A terv célja annak igazolása, hogy a tervezett létesítmény (és környezetvédelmi berendezései) forgalomba adása után és várható élettartama alatt megfelel a vonatkozó környezetvédelmi előírásoknak, szabályzatoknak. A Keng méretaránya: 1:10000 - 1:25000 v. 1:1000 - 1:4000. Fő fejezetei: • A nyomvonal leírása A jóváhagyott tanulmánytervre épül. A tervező feladata, hogy a jóváhagyási eljárás során felvetett észrevételeket maradéktalanul figyelembe vegye. • Adottságok 1. A táj természeti elemei Domborzati adottságok Éghajlati adottságok Talajtani adottságok Vízrajzi adottságok Élővilág 2. A táj művi elemei Települések, üdülőterületek Régészet és műemlékvédelem Szennyvízelvezetés, tisztítás Hulladékelhelyezés Bányászat Mezőgazdaság, erdőgazdaság •
A közút létesítése következtében keletkező környezeti hatások
62 1. A táj természeti elemeinek változása és védelme Tájba illesztés Igazolni kell, hogy a létesítmény maradandó táji értékeket jóvátehetetlenül nem sért. Mikroklíma A kedvezőtlen változások hatásának megakadályozása. Talajvédelem Rendelkezni kell a földmunka során feleslegessé vált termőtalaj elszállításáról és elhelyezéséről. Vízvédelem A lefolyási viszonyokban az építéssel bekövetkező változások optimális megoldása. Élővilágvédelem Az élővilág és más védendő természeti értékek megóvását biztosító berendezések és egyéb műszaki megoldások megadása. 2. a táj művi elemeinek változása, védelme Települések, üdülőterületek A meglévő hálózathoz való kapcsolódás ellenőrzése. A gyalogos és kerékpáros hálózathoz valókapcsolódások kialakítása, a gyalogos és kerékpáros balesetek kockázatának minimalizálása. Régészet és műemlékvédelem A régészeti, művészetiépítészeti emlékek esetleges hasznosítására, szélesebb körű megismertetésére a vonal kapcsán adódó lehetőségek felsorolása. Szennyvíz és hulladék-elhelyezés A védelem és elhatárolás megfelelő módjainak alkalmazása, szükség esetén az áthelyezés megoldása. A létesítményen keletkező szennyvizek közcsatornába való bekötésének, szennyvíztisztítóba való bevezetésének megvalósítása. Bányászat A bányák elkerülése biztosítandó a művelés zavarása nélkül, figyelemmel a tervezett bővítésekre, a védelem megoldására. Felhagyott bányák érintése esetén a rekultiváció megtervezése. Mezőgazdaság, erdőgazdaság A műveléssel, feldolgozással kapcsolatos szállítási tevékenységek beillesztése az új elemmel bővült hálózatba. • A tervezett létesítmény megvalósulása után az üzemeltetésével összefüggő környezeti kérdések 1. A közúti üzem hatása a táj természeti elemeire Ellenőrizendő, hogy a létesítés után a forgalom állandósulásával a természeti környezetben nem alakulnak ki nem várt, kedvezőtlen vagy rosszabb esetben irreverzibilis folyamatok. Ellenkező esetben a lehetséges és szükséges korrekciók elvégzendők. Mikroklíma Ellenőrizendő, hogy a közúti üzem és járulékos műveletei a környezeti mikroklímában nem okoznak jóvátehetetlen károkat. Élővilág Ellenőrizendő, hogy a forgalom hatására nem történik-e kedvezőtlen változás az élővilág védelmét biztosító berendezések és egyéb műszaki megoldások működésében. 2. A forgalmi viszonyok A létesítmény átadása után beálló, ill. a távlati forgalom összetétele, jellemzői.
63 3. Zaj és rezgésvédelem Ellenőrző mérésekkel igazolni kell, hogy a tervezett helyen megvalósuló és a szükséges zajcsökkentő műtárgyakkal ellátott létesítményen lebonyolódó forgalom a környezetében, a megengedett határértéknél, a megítélési pontokon kisebb zajt kelt. Megjelölendő, hogy a forgalom következtében a lakott területen mely részeken várható rezgésveszély, itt mérés javasolt, majd a mérés után szükség esetén intézkedés az elhárításra. 4. Levegőtisztaság védelme Az átadás után a forgalom beálltával imissziós mérésekkel, majd a várható forgalomra számításokkal meghatározandók a károsanyag imissziók a kritikus pontokra vonatkozóan. A mért és számított koncentrációk mind rövid, mind hosszú időintervallumban a határértékek alatt kell hogy maradjanak. 5. A mezőgazdaság, erdőgazdaság Meghatározandó a táplálékláncba nem kerülő növénytermesztésre alkalmas (létesítmény melletti) terület nagysága. 6. A közútról lefolyó csapadékvizek A forgalom következtében, az útfelületen keletkezett szennyező anyagok mértékadó mennyisége, az átlagos csapadék mennyisége és a befogadó vízhozama ismeretében, ellenőrizendő, hogy a felhígult károsanyag koncentrációja határérték alatt v. fölött van-e. Utóbbi esetben elvezetése, tárolása, tisztítása, szűrése megoldandó.
KÖZMŰÉPÍTÉS Közmű alatt a települések jelentős részére kiterjedő elosztó vagy gyűjtő létesítmények összességét, valamint az ellátó tevékenységet végző szervezetet értjük, amely a lakosság és egyéb fogyasztók folyamatos, vagy időszakosan változó igényeit elégíti ki. A közművek a városgazdasági vagy állami üzemek termékeit (ivó,ipari víz, melegvíz, forró víz, gőz, gáz, villanyáram) közvetlenül juttatják el a fogyasztókhoz, gondoskodnak a csapadékés szennyvizek elvezetéséről, kezeléséről, a közterületek megvilágításáról, ezen kívül ellátják a lakósság és egyéb előfizetők távközlési igényeit.
KÖZMŰVEZETÉKEK ÉPÍTÉSE A közművesített területen folyó vezetéképítésnél fokozott figyelmet kell fordítani a már meglevő vezetékekre és építményekre. A munkaárkot a létesítési engedélyben meghatározott nyomvonalon kell kialakítani. A munkaárkot közlekedési pályák 2,5 m-es övezetén belül dúcolni kell. A vezetékeket korrózió ellen védeni kell.
64
Közművezetékek munkaárkának, munkagödrének földvisszatöltésénél a következőket kell betartani: - a visszatöltésre kerülő talaj minősége az érintett vezeték és berendezései szempontjából ne legyen kedvezőtlenebb tulajdonságú mint az eredetileg kiemelt talaj, - a visszatöltés és tömörítés során a talaj víztartalma tegye lehetővé az előírt tömörség elérését, - a visszatöltés során az esetleg süllyesztett talajvizet mindaddig süllyesztve kell tartani, amíg annak leszívás nélküli szintjét a visszatöltés legalább 0,50 m-rel meg nem haladja, - a visszatöltés anyagát, a talaj bedolgozásának módját és a megkívánt tömörségi fokot a tervezés során elő kell írni, - a visszatöltött munkaárok felett az út pályaszerkezetét véglegesen csak akkor szabad helyreállítani, ha a visszatöltött és tömörített talaj teherbíró-képessége olyan, hogy a burkolat nem süllyed meg, - az ideiglenes burkolat helyreállításából származó hátrányok csökkentése érdekében a visszatöltést 15-20 cm- es rétegekben tömörítő célgépekkel kell végezni. A munkaárok visszatöltése során elérendő tömörségi fok a pályaszerkezetek alatti 0-0,5 m rétegben 90-95%. Egyéb közterületek alatt ez az érték 80-85%. A rekonstrukciós, rehabilitációs területeken a régi épületek szanálását nem elegendő a térszint felett elvégezni. Mind útépítési, mind közművezeték építési szempontból sok zavart okoznak a terepszint alatt megmaradó falak, pincék, pincelejárók, nagyméretű felhagyott közművezetékek és a különböző egyéb üregek, kutak stb. Ezért az épületek bontását követően, a rendezett térszint alatt az épületek falait kb. 1,5-2,0 m mélységig el kell bontani, a pincék födémét eltávolítva, az üregeket töltésképzésre alkalmas anyaggal megfelelően tömörítve be kell tömni. A vezetékeket és azok tartozékait a külső korrózió ellen védeni kell. A vezetékeket és azok tartozékait a külső korrózió ellen védeni kell. A védekezés lehetséges módjai: - passzív védelem (szigetelés)
65 - a passzív védelemmel egyidejűleg alkalmazott falvastagság növelés (u.n. korróziós ráhagyás) - a vezeték egyidejű aktív és passzív védelme. Az aktív védelmet elsősorban a fém anyagú vezetékeken és ott kell alkalmazni, ahol kóbor áram korróziós hatásával kell számolni (egyenárammal üzemeltetett közúti, vasúti, helyiérdekű vasutak, és metróvonalak környezetében).
Nyomóvezetékek építésének fontosabb alapelvei A munkaárkot az előírt lejtéssel kell kialakítani (1-3 ezrelék). A nyomóvezetékek munkaárkának talpát kövektől, törmelékektől meg kell tisztítani. Amennyiben a munkaárok talpa köves, az árok talpán a csővezeték alá legalább 10 cm vastag rostált talajt, homokot, vagy 10 mm-nél nem nagyobb legnagyobb szemcsenagyságú homokos kavics ágyazatot kell teríteni. A munkaárokban szükséges építési szerelési munkákhoz megfelelő méretű helyet (fejgödröt) kell biztosítani. A vezetékek tartozékait (szerelvények stb.) kavicsoshomokággyal kell körülvenni. A szerelvények térszintig felvezető szerkezeti részei a környező felszín (útpályaszint, járdaszint stb.) szintje alatt kb. 5 cm-el végződjenek. Úttest alatti csővezetékeknél a visszatöltés relatív tömörsége érje el a 95%-ot. A nyomóvezetékek melletti és feletti első kb. 30 cm vastag talajréteget kézi döngöléssel kell tömöríteni. A relatív tömörség legalább 85%. Íves szakaszokon a nyomóvezetékeket, idomokat vasbeton tömbökkel ki kell támasztani, ill. le kell horgonyozni.
Távhőszolgáltatási vezetékek építése A hőtávvezetékek terepszinthez viszonyított helyzete szerint megkülönböztetünk: • magasvezetékeket • a terepszinthez közel, bakon elhelyezett vezetékeket • kéreg alatti, védőcsatornába fektetett vezetékeket
66 •
mélyvezetésű védőcsatornába fektetett vezetékeket
Magasvezetésnél a csővezetéket vasbeton, idomacél, acélszerkezetű rácsos-, szekrénytartósvagy csőoszloppal támasztják alá. Szerkezeti részei: alapozás, oszloptörzs, alátámasztó vagy függesztő szerkezet. Olyan közlekedési pályák vagy egyéb akadályok áthidalásánál, amelyeknél az önhordó fesztávú vagy függesztett szerkezetű megoldások nem alkalmazhatók csőhidat kell létesíteni. Vasbeton, acél vagy vegyes szerkezettel készülhet. Terepszinthez közeli elrendezésnél bakokon vagy alacsony zsámolyokon, lehetőleg a rendezett terepszinthez közel halad a vezeték. Ez a módszer területelhatároló jellegű, ezért csak ott alkalmazható, ahol egyéb fejlesztést nem zavar. A kéreg alatti védőcsatornás elrendezést ott alkalmazzák ahol magas talajvíz vagy egyéb ok nem teszi lehetővé a mélyebb vezetést. Ugyanis ezt a magassági sávot más közművek részére tartja fenn a szabvány. A mélyvezetésű védőcsatornás fektetési módnál az egyéb az egyéb közművek helyigénye biztosítható, de az építési és fenntartási költségek, valamint az esetleg előforduló meghibásodások elhárításának költségei ennél az elrendezésnél a legmagasabbak. A hálózat védett vezetékszakaszokból, a gépészeti funkcióhoz szükséges berendezésekből, azok építményeiből és olyan műtárgyakból áll, amelyek a csővezeték tartózását, mechanikai és részben hővédelmét, valamint kiszolgálását biztosítják. A vonalas műtárgyakhoz tartoznak a védőcsatornák, a járható vezeték- ill. közműalagutak, a tartóoszlopok és a csőhidak. A csomóponti műtárgyak a tágulást kiegyenlítő szerkezeteket, a szakaszoló és leágazó szerelvényeket ill. csöveket, az iránytöréseket magukba foglaló aknák. Ezenkívül külön műtárgyak szükségesek a kondenz elvezetés, légtelenítés, szellőzés, leürítés, szakaszolás stb. lehetővé tételére. A hőtávvezetékek általában szigetelt, hegesztéssel illesztett acélcsövekből készülnek. A hőtágulás kiegyenlítésére a nyomvonalvezetés irányváltozásait kell kihasználni. Így külön befektetés nélkül adódik a
67 legkézenfekvőbb kiegyenlítés. Ezek L ill. Z alakú kompenzátorok közbenső fixponti megfogással. Az U alakú vagy líra kompenzátorokat többnyire nagyobb hosszúságú egyenes nyomvonalú vezetésnél alkalmazzák. A nyomvonalra merőleges csőszárak hossza az átmérő 10-30 szorosa közötti érték. Kisebb elmozdulások felvételére lencse kompenzátorokat, a hosszú egyenes csőszakaszok tágulásának követésére tömszelencés csúszókompenzátorokat alkalmaznak. A távfűtővezetékek belső korrózióvédelmét lágy víz keringetésével oldják meg. A külső korrózióvédelmet mázolással, vagy szórással felhordott felületvédő anyagokkal biztosítják. A távhőellátás vezetékeit hővédelem céljából hőszigetelő anyaggal veszik körül. Kisméretű csöveknél hosszú szálú üvegszál tekercselést alkalmaznak háló lekötéssel, kemény héjalással vagy anélkül. A matrac vagy paplan szigetelés üveg-, kohósalak- vagy ásványszál gyapotból drótszövetre vagy hullámpapírra varrva készül. A perlitbeton szigetelést a vasbeton teherhordó szerkezetre feldolgozva, vagy lap illetve tégla idomok formájában alkalmazzák. Gyorsforgalmú utak, vasútvonalak alatti átvezetésnél védőcső alkalmazása szükséges. Ma már elterjedőben vannak a vasbeton védőcsatorna nélküli fektetési eljárások, amelyeknél a fektetéshez alkalmazott anyagok együtt látják el a korrózióvédelem, a hőszigetelés és a mechanikai védelem feladatát.
Gravitációs vezetékek építésének általános szempontjai
Valamely település csatornázási rendszerét a domborzati viszonyok, a beépítettség, a település befogadóhoz viszonyított elhelyezkedése és magassági helyzete, a vízelvezetés meglevő adottságai, a szennyvizek tisztításával kapcsolatban jelentkező kívánalmak és a kiépítés ütemezése határozza meg. A szennyvizet a rothadási állapot elérése előtt kell a tisztítóberendezéshez eljuttatni. A szennyvizet a mező- és erdőgazdasági területek kivételével csak zárt csatornában szabad vezetni. A csatornákat és berendezéseiket a szennyvíz mennyiség 50 éven belül várható növekedésének figyelembevételével kell méretezni. A gravitációs közcsatorna hálózatba 20 cm-nél kisebb belső átmérőjű csövet nem szabad beépíteni. A csatornahálózatot úgy kell kialakítani, hogy abban pangó víz vagy iszaptér ne keletkezhessen A csatorna szelvény- és irányváltozásainak helyein, valamint az üzemeltetés és karban-tartás által megkívánt helyeken ellenőrző ill. tisztító aknákat kell elhelyezni. A szennyvíztisztító telepet úgy kell elhelyezni, hogy megfeleljen az egészségügyi követelményeknek, szolgálja a vízminőség védelmét és későbbi fejlesztése lehetséges legyen. Üzemzavar esetén a szennyvíztisztító telephez vezető közcsatorna működésének szüneteltetése nélkül a szennyvíztisztító telep kiiktatható legyen. A befogadóba csak tisztított szennyvíz vezethető.
68
Csatornák és műtárgyaik anyaga
A megkívánt hosszú élettartamra (legalább 50 év) tekintettel csak a műszaki és gazdasági szempontból leginkább megfelelő anyagokat szabad használni. Csak olyan előregyártott csövekből építhető csatorna, amelyekből a szükséges idomok is rendelkezésre állnak vagy elkészíthetők. Előregyártott csövek anyagai: • körszelvényű beton vagy vasbeton csövek (SIOME, ROCLA, MIRABET) A nagyméretű vasbeton csövekből (pl. ROCLA rendszer) készülő csatornáknak üzemben készülő, csőelemmel egybeépített aknái is vannak. Az előregyártott csövek közé sorolhatók az u.n. MIRABET csatornacső elemek. A hornyos vasbeton elemekkel műanyag habarcs ragasztással illesztve zárt csatornaszelvény alakítható ki 1,6-2,8 m belső átmérővel. • kőagyagcsövek - ha a csatorna betonra agresszív hatásnak van kitéve, vagy fokozott vízzárás szükséges. • azbesztcement és öntöttvas (nyomócsövek) • műanyagcsövek (PVC, PE) Kötésük gördülő vagy csúszó gumi ill. műanyaggyűrűvel készül. A PE kötésnél villamos laphegesztés is alkalmazható. • üvegszálas poliészter (HOBAS) Autómatizált pörgetéses eljárással készülnek. Az üvegszál, a műgyanta és a kvarchomok automatikus adagolása igen pontos rétegfelépítést tesz lehetővé. Ez a csőtípus agresszív hatásoknak különösen jól ellenáll. A gravitációs csövek, az irányeltérítő és elágazó idomok tokos kivitelben készülnek, gumigyűrűs illesztéssel. Az aknák betonlemezre műanyag oldalelemekkel és beton felső szükítőkkel készülnek. Monolitikus csatornák: beton, vasbeton, téglából falazott A beton és vasbetoncsatornák betonjának minőségét szabvány írja elő. A csatornák fenék és oldalburkolására klinkertéglát, borda nélküli keramitkövet, kőagyag fenékés oldallapot, klinkerlécet ill. keramitlapot alkalmaznak. A monolit betoncsatornák belső felületén készülő vízzáró vakolat általában 3 rétegű. Lövellt habarcsot legalább 400 kg/m3 cement adagolással, legalább 2 rétegben kell felhordani. Téglából falazott csatornát elsősorban agresszív hatású szennyvizek vezetésére vagy igen nagy agresszivitású talajban ill. talajvíz esetén építenek. Az alkalmazott tégla mészszegény csatornatégla vagy klinker tégla.
A csatornák erőtani tervezése A csatornát vizsgálni kell: • teherbírásra minden esetben • repedéstágasságra, esetleg repedésmentességre • helyzeti állékonyságra A gravitációs csatornákat a következő terhekre kell vizsgálni: - önsúlyteherre, - a vízzel telt csatorna vízsúlyterhére, - függőleges földteherre,
69 -
a vízszintes földteherre (töltés és alagút állapotnál), a térszínen ható közúti vagy vasúti terhelésre, a térszínen ható egyenletes megoszló terhelésre, egyéb esetleges terhekre (daruk, különleges járművek).
Csőfelfekvési módok
A különböző csőfelfekvési ill. beágyazási módok lényegesen befolyásolják a földbe épített csövek teherbírását. 90 -os középponti szögnek megfelelő csőbeágyazásnál kisebbet nem szabad tervezni. Vasbeton, azbesztcement és öntöttvas csövek betonba ágyazását lehetőleg kerülni kell. Ha mégis szükséges akkor legfeljebb 120 -os középponti szögnek megfelelő beágyazás javasolt.
Csatornák és műtárgyaik kialakítása Előregyártott csövekkel készülő csatornák Előregyártott csövekből épülő gravitációs vezetékeket sokszög nyomvonalon kell építeni. A sokszögpontokon aknákat kell elhelyezni. Két sokszögpont között a csatorna azonos szelvényű és lejtésű legyen. Tokos csövek fektetésekor mindig a cső tokos vége legyen a folyási iránnyal szemben. A csövek egyenletes felfekvésének és beágyazásának biztosítására a cső alá a belméret 15%-ának megfelelő, de legalább 10 cm vastag, a cső mellé a munkaárok oldalfaláig és a cső fölé a csőtetőtől mért legalább 30 cm magasságig jól tömöríthető, legfeljebb 15 mm szemcseátmérőjű és legalább 85% relatív tömörségű talajt kell beépíteni. Ágyazóanyagba való fektetés esetén az ágyazó anyag cső alatti vastagsága legalább a cső átmérőjének 25%-a legyen. Betonba való ágyazás esetén a beágyazás legalább 120 középponti szögnek megfelelő legyen. A csatorna munkaárkát csak akkor szabad visszatölteni, ha a csatornát minőségileg már átvették. Előregyártott beton vagy vasbeton elemekből készülő csatornák A csatornaépítési technológiától függően: - kocka vagy hasáb alakú beton idomelemekből, - vasbeton tübbing csatorna elemekből, - beton vagy vasbeton fenék- oldal és boltozati elemekből lehet csatornát építeni. Az első két változat az alagútépítési eljárással készülő mélyenfekvő csatornákra jellemző. A harmadik változatnál a csatorna fenék és oldalrésze nyitott munkaárokban daruk segítségével kerül beépítésre. A hézagokat többnyire műanyag habarccsal (pl. Nerolin) tömítik és végül a fedőelemeket helyezik el (pl.: MIRABET csatornaelem). Helyszínen készített beton vagy vasbeton csatornák A nyomvonalukat, ha azok mászható méretűek (min. 60 cm átmérőjűek) egyenesekből és ívekből kell kialakítani. A középív sugara a legnagyobb vízszintes belméret 5-10 szerese legyen. Falazott csatornák Zárt szelvényű csatornák műtárgyai Rendeltetés szerint a következő csatorna aknákat különböztethetjük meg, amelyek együtt is alkalmazhatók: - tisztító,
70 - lejáró, - csatlakozó, - bukó, - öblítő, - hóledobó, - túlfolyó, - zsilip, - szellőző akna. Tisztító és ellenőrző aknákat kell létesíteni a csatornák irány-, szelvényés lejtés változásainál, csatornák összetorkolásánál, elágazásainál valamint végpontjainál. A fedlapkeret, amely közúti terhelés esetén öntöttvasból készül legalább 0,13 m magas. Kockakő burkolat esetén négyzet alaprajzú, egyéb burkolatoknál kör alaprajzú. Bukóaknákat építenek a csatorna hálózatba azokon a szakaszokon, ahol a terep esése nagyobb mint a folyásfenék esése. Ilyen aknát létesítenek két vagy több csatorna találkozásánál is. A víz szabad bukása 0,75 m szintkülönbségig megengedett. Ennél nagyobb magasságkülönbség esetén aknán kívüli ejtőcsővel, vagy nagyobb méretű csatornánál előkamrás surrantóval kell az eséskülönbséget áthidalni.
71
FÖLDMŰVEK A földmű rézsűkkel határolt tömörített talajtömeg, amely bevágásban vagy töltésben helyezkedik el. TÖLTÉSEK TERVEZÉSE ÉS ÉPÍTÉSE Általában: - vonalas létesítmények (út, vasút), - gátak, - zajvédő dombok tervezésekor és építésekor találkozunk ezzel a feladattal. TERVEZÉS Építéshez felhasználható talajok Először el kell dönteni, hogy a helyszínen található talaj földmű építésére alkalmas-e vagy máshonnan szállítjuk a helyszínre. Ehhez mérlegelni kell a talaj viselkedését műszaki szempontból, amit a talajfizikai jellemzők alapján tudunk megtenni: - tömörítési tulajdonságok: maximális száraz halomsűrűség ( dmax.); optimális tömörítési víztartalom(wopt);; proctorgörbe lefutása;; - állékonysági vizsgálatok: belső súrlódási szög ( );; kohézió (c);; nyírószilárdság ( ) és ezek változása a víztartalom függvényében;; - vízátbocsátóképesség, kapilláris tulajdonságok, fagyveszélyesség. Általában kimondható, hogy legjobb a vegyes szemeloszlású homokos kavics. Nem kedvező az egyenletes szemeloszlású talaj (pl. futóhomok U<5), mert nehezen tömöríthetők és víznek és szélnek nem ellenálló. Átmeneti talajok: - könnyen kiszáradnak, - jól tömöríthetők (w wopt), - kapilláris vízemelés: rövid idő alatt magasra emelik a vizet, - plasztikus indexük (Ip) kicsi, könnyen elérik a folyási határt gyors teherbírás-csökkenés, - gondos víztelenítést kívánnak, - fagyveszélyesek, - erózióveszélyesek (pl. Lösz). Kötött talajok: - tömörítésük nehéz (nehezen morzsolható szét, nedvesen ragad), - vízzel szemben ellenállók, - átnedvesedés után nehezen száradnak ki, - gravitációs úton nehezen vízteleníthetők, - nem fagyveszélyesek, de térfogatváltozók (duzzadás).
72 Pernye töltések: építésük a környezetvédelmi bírságtól függ. - erózióra hajlamos, - lapos rézsűben áll meg, - vizet jól átereszti, - szél könnyen elfújhatja. Nem használhatók: - puha agyag és iszap, - szerves talajok, - salak, építési törmelék felhasználása megfontolandó, - szikes talaj, - fagyott talaj, - mállott kőzet, - kis testsűrűségű talaj ( s < 1550 kg/m3). Víz hatására teherbírásuk gyorsan csökken, nehezen tömöríthetők. Rézsűhajlás megválasztása Befolyásolja: - a töltés szerepe, - a talaj, - rézsű magassága. Meghatározása: - talaj és a rézsűmagasság függvényében táblázatból, - magas töltéseknél rézsűállékonysági vizsgálatokkal. A megválasztásnál figyelembe kell venni a víz járulékos hatását és az altalaj teherbírását. Magas töltéseknél jelentős húzófeszültségek lépnek fel a töltések aljában. Ea + Ea Ea
E0
E0
Egyensúly csak a töltés tengelyében van, ettől kifelé nyírófeszültségek is fellépnek, amelyek vízszintes irányúak. Az eredő feszültség ferde. A vízszintes komponens 8-10 m magasságú töltések aljában elhelyezett csőáteresztő elemeket szétnyithatja, a külső köpenyt megrepesztheti, ezért a külső erősítő köpenyt vasbetonból kell készíteni. A magas töltések terhelés hatására történő szétcsúszása ellen megfelelő töltésalapozással védekezhetünk. Töltésépítés különböző talajokban: - a töltésépítésre alkalmasabb talajréteg kerüljön felülre, - jó és rossz minőségű talajokat rétegelve építsük be, - puha vizes talajoknál 1 m-ként 20 cm vastag szivárgó réteget építenek.
73 Töltések alapozása Az alapozás célja az, hogy a töltés és az altalaj együttdolgozása érdekében a kettő közötti kapcsolatot megteremtsük. Alapelv: a humusztól, tuskótól és vastagabb gyökerektől megtisztított terepre építjük. Az alapozás módját a talaj teherbíró-képessége és a töltés helyzete határozza meg. 1. Teherbíró talajon - ha humuszlefejtés után kemény és nagyon sima felületet kaptunk, akkor azt talajszaggatással vagy más módon érdesíteni kell;; - ha a terep keresztdőlése: 10% < < 30%, akkor a lépcsőzés megfelelő töltés alapozást biztosít;;
3-5%
0,20-0,50 m
2-3m
- ha > 30%, akkor célszerű fogazással megteremteni a töltés és az altalaj kapcsolatát;
50-60
Dréncső
Helyettesítő megoldások: - 3% < < 10% szántás, - 10% < < 40% hullámosítás (a földmunkagép esésvonal irányban mozog). 2. Nem teherbíró talajon:
74 - geotextíliákat alkalmazzuk, amelynek építése az alábbi lépésekben történik: - fák, cserjék eltávolítása, - geotextília kiterítése átfedéssel, - geotextília hegesztése vagy varrása, - homokos kavics elterítése, - töltés ráépítése.
Homokos kavics
Geotextília
BEVÁGÁSOK TERVEZÉSE ÉS ÉPÍTÉSE Mivel a talaj adott a bevágások tervezésénél megállapítandó: - rézsűhajlás, - fejtési osztály (I - VII osztály: I. homok; VII.
tömör szikla)
Rétegezett talajoknál:
5/4
2-3% 4/4 2/4 1/5-1/10
Löszben nyitott bevágás: 3-4 m 4%
Övárok
1/10
H
4%
1-5 m „H” függvényében
Talaj
Még lazább réteg
Laza kőzet Tömör szikla
75 FÖLDMŰVEK ROMLÁSA Oka: a belső ellenállások csökkenése. Előidézi: - megnövekedett külső terhek, - hibás tervezés, - hibás kivitelezés. Megelőzés: - helyes alapozás, - gondos tömörítés, - megfelelő, és ha kell biztosított rézsű. Bevágások romlása Hámlás: felületi foltokban történő leválás. Oka: - meredek rézsű, - felszín átázása - rézsűvédelem hiánya, - kiszáradás miatti pergés, - rázkódások. Javítás: - rézsűhajlás csökkentése, - felszíni vizek összegyűjtése övárokkal, - rézsűbiztosítás. Rézsűcsúszás: csúszólapok mentén nagyobb földtömegek lecsúszása. Oka: - meredek rézsű, - átázás: nyírószilárdság csökkenése, - alávágás, - nagyobb megterhelés, - rázás. Javítás: - lecsúszott földtömeg eltávolítása, - lépcsőzéssel új anyag beépítése, - előidéző okok megszüntetése (pl. a vizet szivárgó bordákkal összegyűjtjük). Töltések romlása Hámlás:
ugyanaz, mint a bevágásoknál.
Kagylósodás: nagyobb méretű hámlás. Mélyebb, de rövid, kagylós csúszólapok mentén mozdul el kisebb földtömeg. Oka: mint a hámlásnak. Javítás: mint a hámlást, vagy lépcsős hozzáépítéssel a rézsű csökkentése.
76
Rézsűszakadás: a töltés földtömegének nagy része talpponti csúszólap mentén lecsúszik. Oka: tömörítés nélküli töltésépítés, rendszerint átázás váltja ki. Javítás: lecsúszott földtömeg eltávolítása, majd lépcsőzéssel újra hozzáépíteni. Töltésroskadás: a töltés keresztmetszete torzul.
Oka: tömörítetlenség. Előidézheti még az el nem távolított humusz. Építés után néhány hónappal, de legkésőbb egy évvel észleljük. Javítás: a folyamat nem állítható meg, mert csak a felszínhez közeli rétegek tömöríthetők. A javítás csak elbontással és újraépítéssel oldható meg véglegesen. Ha csak a vállaknál fordul elő, akkor a vállak újraépítésével megállítható.
Töltés mállása: a töltés keresztmetszete torzul.
Oka: tömörítetlenség. A tömörítetlen földmű sok vizet képes befogadni, igy a kötött talajú töltés az önsúly hatására deformálódik. Javítás: elbontás, majd újraépítés. Töltés szétcsúszása: kis teherbírású altalajba metsző csúszólap mentén mozdul el a töltés. Javítás: - elmozdult földtömeg elbontása, - felszíni vízelvezetés elkészítése, - ép rész és az altalaj víztelenítése szivárgókkal, - új töltés építése.
77 FÖLDMŰVEK VÉDELME Állékony a földmű, ha - rézsűi megfelelő hajlásúak, - a tömörsége kielégítő, - az altalaj teherbírásának megfelelő töltésalapozás készült. Csökkenti az állékonyságot az éghajlat és a mechanikai hatások. Ennek következtében a földmű bomlásnak indul, ezért védeni kell. A legkényesebb rész a rézsű felülete, ezért ennek védelmére kell a hangsúly helyezni. Gyepesítés: - hagyományos: humuszos termőréteg elterítése a rézsűn és fűmagvetés, - vízsugaras gyepesítés, - bitumenemulzióba kevert fűmaggal, - vegyszeres: HUMOFIMA (trágya) + TERRAVEST (ragasztóanyag), - gyeptéglás: műanyag szövetbe növesztik a füvet, így könnyen felgöngyölhető és tárolható. Elhelyezhetik egymás mellé, egymásra építve, vagy rácsosan ill. Kazettásan. Cserjesávok és rőzsefonások: - a rőzsefonás anyaga jól sarjadó, gyorsan növő fűz, éger stb., amelyeket kazettásan helyezünk el.
78
UTAK MŰTÁRGYAI Az út alépítményének nem földből készülő létesítményei. Rendeltetésük szerint: • támasztófalak • hidak és áteresztők • alul és felüljárók • alagutak • ökológiai átjárók • zajcsökkentő falak és dombok. Számunkra a fenti csoportok közül a támasztófalak, hidak, áteresztők, ökológiai átjárók és a zajcsökkentő falak és dombok fontosak. A műtárgyak létesítésénél fontos szempont, hogy azokat az út környezetébe illesszük.
Támasztófalak Ezek a műtárgyak a földtömegek állékonyságát biztosítják. Olyan helyen alkalmazzuk, ahol a földmű belső ellenállásai által megengedett rézsűknél meredekebb rézsűkkel kell a földművet megépíteni. Ennek oka lehet, hogy a rendelkezésre álló terület szűkebb, mint amit a földmű állékony rézsűvel elfoglal (pl. patak partján). Feladat szerint lehetnek: • bélésfalak: bevágások állékonyságának biztosítását szolgálják, • támfalak: töltést támasztanak meg, • borítófalak: bevágási vagy töltési rézsűk felületének védelmét szolgálják.
A támasztófalak szerkezeti kialakítása Aszerint, hogy a háttöltésben lévő talajt milyen mértékben vonják be az állékonyság biztosításába, lehetnek: • súlytámasztófalak • talpas támasztófalak • vasaltföld támasztófalak.
79
A súlytámasztófalak a megtámasztott földtömeg egyensúlyát saját súlyukkal biztosítják. Kialakításuk a jelentős önsúly biztosítása érdekében zömök. Kedvezőtlen, hogy építőanyagigénye nagy, előnye, hogy építése egyszerű. Építőanyaguk terméskő vagy beton. A talpas támfal az egyensúly biztosításába bevonja a háttöltés földtömegének talplemez fölötti elhelyezkedő részét is. Ezáltal önsúlya csökkenthető, kevesebb anyag felhasználásával megépíthető. A talplemezben és a falazatban fellépő jelentős hajlítónyomatékokból származó húzóigénybevétel miatt csak vasbetonból építhető, amely drágább, építése az összetettebb szerkezet és a szigorúbb építési előírások miatt bonyolultabb, szakképzettebb munkát igényel. A háttöltés anyagát teljes mértékben bevonja az állékonyság biztosításába a vasalt talaj felhasználásával épülő támasztófal a vasaltföld támasztófal. A háttöltés talajának anyagszerkezeti tulajdonsága javítása érdekében - a vasbeton elvéhez hasonlóan - a talajba húzószilárdsággal rendelkező anyagot építünk. Ennek hatására a talaj húzóigénybevétel felvételére lesz képes, nyírószilárdsága megnő, mechanikai tulajdonságai kedvezőbbé válnak. A betétekhez előregyártott homlokfalelemek csatlakoznak, amelyek megakadályozzák a felület erózióját. A korrózióálló acélbetétekkel együttdolgozó talajtömeg hagyományos töltésépítési módszerrel megépíthető. Az acélbetétekhez csatlakozó homlokelemek előregyárthatók (acélból vagy vasbetonból) és a helyszínen szerelési munkával összeállíthatók. A támasztófalakra jutó káros többletterhelések megakadályozása érdekében a háttöltés szakszerű kialakítása és megépítése rendkívül fontos. Elsőrendű cél az, hogy a háttöltésbe bejutó vizet a lehető leggyorsabban kivezessük. Ennek érdekében a hátfal és a megtámasztott talaj közé homokoskavics háttöltést kell elhelyezni, amelynek alsó része vízzáró agyagdugóra támaszkodik. A szivárgón leszivárgó és az agyagdugó felületén összegyűlő vizet a falba épített 10-15 cm átmérőjű 3-6% eséssel elhelyezett acélcsővekkel kell elvezetni. A cső eltömődését a beömlési nyílásnál elhelyezett kőrakattal kell megakadályozni. A szivárgót felül is vízzáró réteggel kell lezárni, hogy a felszínen lefolyó víz ne kerülhessen a támfal mögé, mert ez káros többletterhelést okozhat.
80
A támasztófalak végeinek csatlakoztatása a földműhöz a támfal magasságának fokozatos csökkentésével, vagy a földmű lezárásával oldhatjuk meg. A földmű lezárására szárnyfalat, vagy töltést lezáró kúpot kell építeni.
Hidak és átereszek Azokat a műtárgyakat, amelyek utat, vasutat, csatornát vagy vezetéket vezetnek át valamilyen akadály felett, hidaknak nevezzük. A hidaknak azt a csoportját, amelyek nyílása 3 m-nél kisebb, vagy helyszínen csömöszölt, illetve előre gyártott csövekből készülnek, szélességük pedig nagyobb az áthidalt nyílásnál, átereszeknek nevezzük.
Hidak csoportosítása Rendeltetés szerint: közúti, vasúti, egyéb Terhelési fokozat szerint: A, B, C Tervezett életkor szerint: állandó és ideiglenes A főtartó statikai rendszere szerint: gerendahidak, lemezhidak, ívhidak stb. Építőanyag szerint: fa, acél, vasbeton, kő
Hidak fő szerkezeti egységei Alépítmény: hídfők és pillérek Felszerkezet: pályaszerkezet és főtartó Alátámasztások: saruk, csuklók, ingák Hídtartozékok: szegélyezési, pályalezárási, víztelenítési és védelmi feladatot látnak el. (pl. korlátok, kerékhárítók, víznyelők stb.)
81
Az alépítményhez a hídfők és a pillérek tartoznak. Ezek feladata, hogy a felszerkezet terheit a talajnak továbbítsák. A hídfő feladata az előbbieken kívül, hogy biztosítsa a csatlakozó töltés lezárását is. A hídfő szokásos elrendezése: alaptest, felmenő falazat a szerkezeti gerendával és a szárnyfalakkal, amelyhez töltést lezáró kúpok csatlakoznak.
82
A felszerkezetet általában két részre oszthatjuk: pályaszerkezetre és főtartóra. A pályaszerkezet a tulajdonképpeni hídpálya a felépítményekkel és burkolatokkal, amely a forgalom lebonyolítására szolgál. A pályatartók a pályaszerkezet és a főtartó közötti kapcsolatot biztosítják. Főtartószerkezet alatt a főtartót értjük, a csatlakozó egyéb merevítésre szolgáló segédszerkezetekkel (szélrács, keresztkötések stb.) együtt. Gyakran, mint pl. a monolit vasbeton hidaknál ezek a szerkezeti részek nem különülnek el, mert különböző feladatokat egyszerre látnak el. Az alátámasztások a felszerkezetre ható terhelőerőket közvetítik az alépítményre. Ezek a főtartót alátámasztó saruk, csuklók, ingák. Kialakításuknál fogva ezek biztosítják a főtartó szabad elfordulását, illetve hosszirányú méretváltozásának lehetőségét.
A híd jellemző adatai Hídnyílás: a hídfők homloklapjai, ill. a pillérek oldalfelületei között, közvetlenül az alátámasztások alatt mért távolság. Támaszköz: az alátámasztások elméleti támaszpontjai között mért távolság. Hasznos szélesség: a kiemelt szegélyek, vagy ha ilyen nincs, a korlátok közötti sáv. Pályaszint: a hídpálya tengelyének hídközépen mért abszolút magassága. Szerkezeti magasság: a pályaszint és a szerkezet alsó éle közötti távolság. A hídtengely és az áthidalt akadály tengelye által bezárt szög: merőleges és ferde híd. A ferde hidak lehetnek jobb és bal ferdeségűek, aszerint, hogy a hídtengely irányába nézve a híd jobb, illetve bal oldala van előretolva. Ferde hidaknál a hídnyílást az akadály tengelyére merőlegesen mérjük. A támaszközre két értéket szokás megadni: - ferde támaszköz a híd hossztengelye irányába mért támaszköz, - merőleges támaszköz az alátámasztásra merőlegesen mért támaszköz.
83
Alaprajzi elrendezés: egyenes tengelyű és íves hidak. A híd neve az egyértelmű azonosítást segíti elő. Ennek tartalmazni kell a híd közlekedési útvonalon pontosan rögzített helyét, valamint utalni kell az áthidalt akadály földrajzi megnevezésére is. Ezért meg kell jelölni a községet, az utat a híd középpontjának szelvényezési értékét, továbbá az áthidalt akadály nevét.
Hídpályák kialakítása A hídpályák méretei és vonalvezetése alkalmazkodjon a csatlakozó út méreteihez, magassági és vízszintes vonalvezetéséhez. A hídpálya szélességét a csatlakozó út szélessége határozza meg. Arra kell törekedni, hogy a híd kocsipálya (hasznos) szélessége a csatlakozó út burkolatszélességénél nagyobb legyen (2*0,40 m). Ezenkívül a híd keresztmetszeti kialakítása és elrendezése a szerkezeti hossztól, a pályaszint és az áthidalt akadály legmélyebb pontja közti magasságkülönbségtől, valamint az út vízszintes sugarától is függ. A híd szélességét további tényezők is befolyásolják: a) A hídon és átereszen átvezethető vagy csak a burkolat, vagy a burkolat a töltés egy részével együtt. Az átvezetett töltésrészt túltöltésnek nevezzük. A töltési rézsűk miatt kialakuló szélességi növekedést ebben az esetben figyelembe kell venni.
b) Az íves útszakaszra kerülő hidakat célszerű úgy kialakítani, hogy a híd tengelye egyenes legyen. Ilyenkor a híd szélességét úgy kell megállapítani, hogy az ívdarab - a koronaszélesség, sugár és szélesítés figyelembevételével - a hídon elférjen.
84 A hídpálya tetőszelvénnyel vagy egyirányú keresztdőléssel alakítható ki, de az feleljen meg a csatlakozó út ilyen értelmű kialakításának.
A híd hosszirányú lejtése a csatlakozó út hossz-szelvényébe illeszkedjen be. Az út hosszirányú lejtése változatlanul átvezethető, ha a híd boltozott, vagy az egyéb az egyéb hidakon megfelelő túltöltés van. A pálya hosszesését egyébként 3,0 3,5 %-ra mérsékelni kell.
85
ÚTÉPÍTÉSI ANYAGOK Kőnemű útépítési anyagaok : a pályaszerkezet vázát adják Kötőanyagok : a pályaszerkezet vázát kötik össze Kőnemű útépítési anyagok : - természetes előfordulásúak
kitermelés után
változatlan minőség: H;; HK;; KH - kőzetekből előállítottak
általában
továbbfeldolgozott.
Kötőanyagok : - bitumen:
vázanyag kohézióját növeli
stabilitás, teherbírás
hajlékony útpályaszerkezetek kötőanyaga. - cement: hidraulikus kötőanyag, a merev és félmerev pályaszerkezetek kötőanyaga. - ipari melléktermékek (vagy másodlagos ipari nyersanyagok): - kőváz: - kohósalakkő (acélgyártás mellékterméke) - kőbánya meddők - kötőanyag: - granulált kohósalak (acélgyártás mellékterméke) - pernye (széntüzelésű erőművek mellékterméke)
KŐNEMŰ ÚTÉPÍTÉSI ANYAGOK Laza kőzet: természetes előfordulás Tömör kőzetből: zúzással állítják elő Követelmények: forgalmi követelmények: - dinamikus hatásoknak ellenálljon - kopásálló legyen - fagyálló legyen kőzetfizikai jellemzőkkel adjuk meg, amelyeket a kőzet geológiai előfordulása szab meg.
technológiai tulajdonságok:
86 - szemeloszlás (előírt közé essen) - dmin, dmax - szennyezettség (pl.
határgörbék aszfaltnál tiszta kőzet kell)
- szemcsealak: kedvező, kedvezőtlen KŐZETFIZIKAI JELLEMZŐK MEGHATÁROZÁSA Aprózódási veszteség Los Angeles dobban Cél: a kőzet ellenállásának vizsgálata a dinamikus ütő hatással szemben. Szemnagyság szerint összeállított kőzet + acélgolyók. 30-33 fordulat/perc (a vizsgálat alatt összesen 500 v. 1000 fordulat) Átmosás d=1,6 mm lukú szitán
a LA %
M Ma 100 M
M: a bemért anyag tömege, Ma: a vizsgálat után az 1,6 mm-es lukú szitán fennmaradt anyag tömege Minél kisebb az ”aLA ” érték annál jobb minőségű a kőzet. Felületi aprózódás és kopás Deval dobban (Deval kopás) Cél: a kőzet felületének dinamikus erőkkel és koptató hatással szembeni ellenállásának vizsgálata. Szemeloszlástól függő mennyiségű kőzet bemérése, amely lehet: - kezeletlen - fagyasztott - száraz nedves Vizsgálat: - száraz - nedves 2500 cm3 vízzel 30-33 fordulat/perc (a vizsgálat alatt összesen 10000 v. 15000 fordulat) Átmosás d=1,6 mm lukú szitán
87
30 aD%
M MK 100 M
M: a bemért anyag tömege, MK: a vizsgálat után az 1,6 mm-es lukú szitán fennmaradt anyag tömege Van száraz és nedves Deval érték. Minél kisebb az ”aD ” érték annál jobb minőségű a kőzet. Időállósági vizsgálat: fagyállóság Korábban fagyasztás, most kristályosodás repesztő hatása. Na2SO4 v. MgSO4 oldatban áztatjuk a szemeloszlástól függően előírt min. dnél nagyobb szemcséket drótkosárba helyezve. 16-20 óra után: lecsepegés, kiszárítás, lehűtés 5 ciklusban Átmosás dmin szitán aK %
M MK 100 M
M: a bemért anyag tömege, MK: a vizsgálat utáni ép darabok tömege. Minél kisebb az ”aK ” érték annál jobb minőségű a kőzet. Fenti vizsgálatok alapján a kőzeteket A, B, C és D kőzetfizikai csoportokba soroljuk.
TECHNOLÓGIAI OSZTÁLYOZÁS Szemeloszlás:
Fuller görbe 100 %%
0 0
s% 100
d D
D
d
88
A dmin és dmax a grafikonról könnyen leolvasható. Az egyenestől való eltérést könnyen lehet regisztrálni. Homokegyenérték A homokszennyezők (szerves és szervetlen agyag és iszap) mennyiségét és minőségét fejezi ki. Az alapelv az, hogy a homoknak és a szennyező anyagoknak eltérő az ülepedési sebessége. Vizsgálat: A d 2mm-es szemcsehalmazból és mérőoldatból (desztillált víz + CaCl2 + glicerin + formaldehid) zagyot készítünk, majd 20 perc ülepedés után lemérjük a homok és a homok + szennyező anyagok magasságát. A határok élesen elválnak egymástól.
Mo
HE
h2 100 h1
SZ
h1
h2
H
Szemcsealak vizsgálata A szemcsék alakja befolyásolja: - ellenállóképességet - kötőanyag mennyiségét Ideális szemcsealak: gömb v. kocka ellenálló, felülete kicsi Kedvezőtlen szemcsealak: lemezes, tűs törik, kopik, felülete nagy Az alak geometriai méretekkel jellemezhető:
H
SZ
V
hossz (H) leghosszabb tengely vastagság (V) legrövidebb tengely szélesség (SZ) közbülső tengely
89 KŐNEMŰ ÚTÉPÍTÉSI ANYAGOK FELHASZNÁLÁSA
1. Talajok Földművek építésénél Pályaszerkezeti rétegként:
stabilizációk
2. Homok, homokos-kavics, kavics, murva A homok (H), homokos kavics (HK), kavics (K): laza üledékes kőzethalmazok, amelyek aprózódás után lecsiszolódtak a szemcsék legömbölyítettek. Kvarctartalmuk nagy (kvarc, kvarcit). A kitermelés helye szerint: - folyami (tisztább) - bánya (nagyobb az agyag iszap tartalom) Elkülönítés az átmérő (d) szerint történik: H: dmax 4 mm K: dmin 4 mm HK: dmax 4 mm dmin 4 mm Osztályozás szemeloszlás szerint: - N: nyerstermék a bányászat során kitermelt anyag, amelynek szemeloszlása nem változott meg. - T: természetes szemeloszlású termék a dmax előírt. Szemeloszlása a természetes alsó és az előírt felső határ között a helyszínen található természetes szemeloszlás. - E: előírt szemeloszlású termék: a d=0 és előírt felső szemnagyság között, szemeloszlási határgörbék közé eső szemek. - O: osztályozott termék: az ”N” típusból mosással, töréssel és osztályozással előírt dmax és dmin szemeloszlás. - Z: kavicsból tört termék: kavics művi törésével állítják elő. Minimum 90% legyen a tört szemcsék mennyisége. - V: vegyes termék: természetes szemek mellett 10%-90% közötti mennyiségben tört szemek is vannak. Az egyes termékekre előírt szemeloszlást, dmin, dmax, iszap + agyag frakció és a méreten kívüli szemcsék mennyiségét szabványban és a technológiai utasításokban adják meg. A tört frakciónak kőzetfizikailag is meg kell felelnie. Murva Üledékes kőzetek természetes aprózódásával jön létre (dolomit, mészkő). Nem szabványos választék. A kőzet, amelyből keletkezik nem elégíti ki a nagy forgalmú utak általános igényeit, ezért közutaknál csak legalsó rétegekben esetleg stabilizációknál lehet felhasználni
90 3. Zúzottkövek Előírt kőzetfizikai jellemzőkkel bíró természetes előfordulású tömör kőzetek aprításával (zúzásával) előállított meghatározott szemeloszlással rendelkező termék. Csoportosítás alapja: - osztályozás élessége, - törési minőség (kedvezőtlen alakú szemcsék részaránya) UZ termékosztály: útépítési zúzottkő, egyszer tört, szemeloszlási előírás nincs. UNZ termékosztály: nemes zúzottkő, a d 5mm halmazrészben a kedvezőtlen alakú szemcsék maximum 60 tömegszázalékban fordulhatnak elő. UKZ termékosztály: különleges zúzottkő: normál (N), kubikos (K) - N minősítésű: kedvezőtlen szemcsealak max. 20-30 %ban, - K minősítésű: kedvezőtlen szemcsealak max. 20%-ban. A zúzottkő termékeket az útépítési igényeknek megfelelően különböző szemcseméret határok közé (dmax és dmin) eső csoportokban állítják elő: - alapfrakció: szűkebb átmérőhatárok - nyújtott frakció: tágabb átmérőhatárok UZ UNZ (nyújtott frakciók) Zúzalék a neve a d
0/5; 5/20; 0/20; 20/55; 20/80; 35/55; 55/80 (csak nyújtott frakciók) 0/2;; 2/5;; 5/8;; 8/12;; 12/16;; 16/20 (szűk frakciók) 5/12 12/20 20/35 35/55 UKZ 2/5;; 5/8;; 8/12;; 12/16 (szűk frakciók) 5/12 12/20 20/35 25 mm szemnagyságú zúzottkő termékeknek.
4. Terméskövek Műtárgyak építéséhez használják elsősorban az útépítési gyakorlatban. Osztályozás az alábbiak szerint: - kőzettanilag - kőzetfizikailag - darabméret Kőzettanilag: mállottság és annak előrehaladottsága Kőzetfizikailag: testsűrűség, nyomószilárdság, időállóság, száraz ill. nedves Deval Darabméret: hossz / szélesség vastagság / szélesség legkisebb és legnagyobb méret Termékcsoportok: TF terméskőforgács: 3-15 cm Tömbös terméskövek: - TA: 15-25 cm - TB: 15-40 cm - TC: 20-60 cm
91 - TD: 20-60 cm - TR: rézsűburkoló terméskő a lapfelületek területét adjuk meg KŐNEMŰ ÚTÉPÍTÉSI ANYAGOK KITERMELÉSE Kőbányákban: tömör kőzetek Anyagnyerőhelyeken: homok, homokos kavics, murva Kőbányák és anyagnyerőhelyek kialakításának általános szabályai: - szakhatósági engedélyek beszerzése: - bányaműszaki felügyelet - bányakapitányság - környezeti tanulmány környezetvédelmi hatóságnak - biztonsági előírások betartása: pl. a bányát kerítéssel kell körülvenni
H/2 min. 4 m fedőszint
bányaudvar
homlokfal
H
a fedőszintet lefedéssel eltávolítjuk
frontszélesség
térszín
Egyszintes bányaművelés: legkevésbé balesetveszélyes. Többszintes művelés: ha keskeny sávban és nagyobb vastagságban található a kőzet. (több homlokfal egymás fölött, a köztük lévő távolság min. 4 m.) A szintek magassága és a homlokfal dőlése a kőzet függvénye. A bányafal biztonságáról gondoskodni kell: a meglazult kőzetet el kell távolítani. Bányaudvar víztelenítését az alábbiak befolyásolják: - környező terepszint és térszint helyzete - talajvíz szintje - bányaudvar A víztelenítés lehetőségei: - gravitációs: a bányaudvar a talajvíz felett van. (árokrendszert alakítunk ki) - szivattyúzással: a bányaudvarban zsompot alakítunk ki, innen szivattyúzunk Vízalatti kotrást laza kőzeteknél végezhetünk (H, HK, K)
92 KŐBÁNYÁK MŰVELÉSE A művelést és a kőzet minőségét alapvetően befolyásolják a geológiai korok folyamán a tektonikus erők hatására bekövetkező repedések ill. elválások (pados, lemezes, oszlopos, kockás). A szintek számát az elválások és a fal magassága határozza meg. A művelés történhet teljes homlokfallal vagy tagolt homlokfallal. Teljes homlokfal: egy szinten a teljes homlokfalon jövesztünk. Tagolt homlokfal: szintenként is szakaszos a művelés főleg kisebb kőbányákban célszerű alkalmazni, mert jobban alkalmazkodik a kőzet elválásaihoz. Jövesztés: a tömör homlokfal lazítása, amely kőbányákban robbantással történik. A robbantásnál be kell tartani az Általános Robbantási Biztonsági Szabályzat előírásait. A robbantás csak a Bányaműszaki Felügyelőségeknél vizsgázott robbantómester jelenlétében végezhető. Robbantás: - robbantólyuk - kamrás robbantás - tárók (nagyobb üregek) Elhelyezésük a kőzet repedezettsége szerint. Készítés: kézi, fejtőkalapács, fúrókalapács A robbanóanyag PAXIT Indítótöltet: paxit + elektromos gyújtású sorba kötött gyutacs, Fojtás (kisebb lyukakban agyag), Robbantás elektromos gyújtással történik. A lerobbantott kőzet további feldolgozása Robbantás után keletkezett termék a nyerskő vagy lerobbantott kőzet. Válogatással és kisebb munkaráfordítással a lerobbantott kőzetből terméskő nyerhető. A zúznivaló kőanyag: - azonnal törhető - előtörés szükséges Az előtörés történhet: előtörővel vagy robbantással. A zúzásra szánt követ pofás vagy kúpos kőtörővel törjük és hengeres vagy sík rostán rostáljuk osztályozott anyag. Belső anyagmozgatás: - rakodógép - szállítószalag - csúszda (7-10 m szintkülönbség esetén olcsó) NAGYOBB ANYAGNYERŐHELYEK MŰVELÉSE Anyagnyerőhely: laza kőzetekben nyitott bányák, amelyből talajt, homokot, homokos-kavicsot vagy kavicsot termelünk ki az útépítés közelében, vagy több útépítés súlypontjában állandó vagy ideiglenes jelleggel. Az anyagnyerőhely kijelölésénél vegyük figyelembe: - környezetvédelmi előírásoknak megfeleljen,
93 - a technológiát úgy válasszuk meg, hogy lehetőség szerint minden felhasználható anyagot kitermeljünk. Homokbányák művelésénél fokozott balesetveszély alávágás tilos! Helyes készletgazdálkodás ne maradjon benn értékes anyag.
KÖTŐANYAGOK BITUMENEK Általánosan használt kötőanyag, a kőolaj szakaszos lepárlásával állítják elő. Előállítás folyamata: - desztillációs bitumen (lágy, ezért útépítésre nem alkalmas) - fúvatás (oxigént áramoltatnak keresztül) - útépítési bitumen Jellemzői: - normál hőmérsékleten szilárd - kagylósan törik - termoplasztikus anyag Fajtái: - útépítési bitumenek - higított bitumenek - bitumen emulziók 1. Útépítési bitumenek Az útépítési bitumeneket választékait a penetráció és a származási hely alapján adják meg. Penetráció: a bitumen keménységét jellemző érték Meghatározás: penetrométerrel - 100 grammal terhelt tű behatolása 5 sec idő alatt 25 C-on. - a penetráció értéke a behatolási mélység 0,1 mm-ben kifejezve. (pl. behatolás: 9 mm penetráció: 90) - kemény bitumeneknél értéke 10 körül lágy bitumeneknél 200-300. Származási hely: - Nagylengyel + egyéb (főként arab kőolaj) jele: B - Százhalombatta (Barátság kőolajvezeték) jele: SZB Választékok: - B-90; B-65; B-45; B-30; B-15 - SZB-90; SZB-50; SZB-30 Vizsgálatai: - lágyuláspont gyűrűs-golyós lágyuláspont mérővel ( C). - töréspont Fraass-féle készülékkel ( C). A két hőmérséklet különbsége a plasztikus hőtávolság.
94 - duktilitás (nyúthatóság) duktilométerrel (cm) - öregítési vizsgálat hevítés (163 C) hatására fizikai jellemzők megváltozása. Szállítás: vasúti tartálykocsi , tartálygépkocsi, hordó a tartályban csőkígyót (benne forró olaj v. gőz) kell elhelyezni. Tárolás: hőszigetelt tárolótartályban: - csőkígyó + olaj fűtés - a tartály csak 80%-ig használható ki, mivel melegítés hatására a bitumen térfogata nő. Biztonságtechnika: - forró bitumen + víz felhabzás védekezés: habzásgátló. - tűz és balesetveszély miatt nyílt láng használata tilos! 2. Higított bitumenek A félmeleg és hideg eljárással készülő utántömörödő aszfaltok ill. aszfaltmakadámok kötőanyaga. A higított bitumen lágy bitumen és 15-35% könnyű gázolaj keveréke. Nedves kőzetre nem tapad javítás: evazin nevű tapadásjavítóval. Környezetszennyező anyagnak minősítik. Választékai: viszkozitás és származási hely szerint adják meg. Viszkozitás: 50 cm3 30 C hőmérsékletű higított bitumen kifolyása sec-ban a a lyukátmérő 4 mm ill. 10 mm (kátrány viszkoziméterben). Származás: - arab olaj jele: HB-A - orosz olaj jele: HB-R Választékok: - HB-A 20/40; HB-A 150/300 - HB-R 20/40; HB-R 150/300 Vizsgálatok: - lobbanáspont Marcusson-féle készülékkel, értéke 70 C körül. - egyéb vizsgálatok: - víztartalom meghatározása - lepárlás vizsgálata - lepárlással nyert bitumen vizsgálata - tapadásvizsgálat Szállítás: vasúti tartálykocsi , tartálygépkocsi a tartályban csőkígyót kell elhelyezni. Tárolás: betonból készült rézsűs falú akna vízzáró lefedéssel. Kivétel: vételező aknából fogaskerék szivattyúval (csőkígyós melegítés).
95 Biztonságtechnika: - ha forró, akkor víz hatására felhabzik;; - felhasználás 80-110 C közötti hőmérsékleten
fokozott tűz és robbanásveszély!
3. Bitumen emulzió Víz, bitumen és emulgeátor alkotja. Mivel a bitumen vízben nem oldódik, ezért az apró bitumen szemcséket az emulgeátor védőburokkal vonja be, megakadályozva ezzel a szemcsék összetapadását. A készítése homogenizátorban (pl. Hurrel-féle kolloidmalomban) történik. Kationaktív bitumenemulzió Emulgeátor: szerves gyök (zsirsavamin + sósav) apoláros hidrodfób
poláros hidrofil
R
Kationaktív bitumenemulzió törése: RNH2 + HCL = RNH3Cl + RNH3 Cl
Bitumen szemcse
R
Kőzet szemcse
Az elektromos kötés erősebb a víz tapadásánál, ezért a vizet leszorítja. Nedves kőzet felületén is megtapad az emulzió. További előny, hogy sem a kőanyagot, sem az emulziót nem kell felmelegíteni. Választékai: - a bitumen víz aránya alapján:
bitumen: 60% víz: 40% bitumen: 65% víz: 35%
96 - a törési idő alapján: - gyorsan törő: RG - közepesen törő: EK - lassan törő: SL - a kőzethez is be kell állítani: - szilikáttartalmú kőzethez: S - mésztartalmú kőzethez: M Termékfajta: pl.: RGS 60/40;; RGM 65/35 stb. Vizsgálatok: - szemrevételezés: barnás-fekete színű, el nem keverhető kemény réteg nem lehet benne. - viszkozitás: Engler fok: 20 C-on 200 ml kifolyási ideje osztva a desztillált víz kifolyási idejével (3-9 E ). - kémhatás: indikátor papírral (2-6) - törési idő: 10-12 db 12/20-as zúzalékszem emulzióba mártása 1percig, majd 1, 3, 5 perc múlva, ezután 4 percenként lemosni. Amikor a víz nem szineződik el törési idő. - tapadóképesség: 2 db kőszemet szárazon, 2 db-ot nedvesítve 2 percre az emulzióba mártják, majd 1órán át száradni hagyják. Ezután egy-egy száraz és nedvesített kőszemet desztillált vízben mozgatva a víznek elszineződni nem szabad. A másik két kőszemet 24 órán át szabad levegőn 24 órát desztillált vízben tartják. Bitumenelválás itt sem lehet. Szállítás: tartálykocsi Tárolás: acél vagy beton tartály (hőszigetelésre csak fagypont alatt van szükség) hetente egyszer át kell keverni fogaskerék szivattyút használva, hígítás után a ph beállítható sósav hozzáadásával.
CEMENTEK A cement finomra őrölt hidraulikus kötőanyag, amely vízzel keverve levegőn, vagy víz alatt kőszerűen megszilárdul, és a hozzákevert szilárd ásványi anyagokat vízben oldhatatlanul összeköti. Jellemzés: - a különböző időpontokban vizsgált szilárdság, amelyet földnedves cementhabarcs próbatesteken kell vizsgálni. A nyomószilárdsághoz 7,07 cm élhosszúságú kockát, a húzószilárdsághoz 5 cm2 keresztmetszetű gerenda próbatestet használnak. Nyomószilárdság(kp/cm2) Húzószilárdság(kp/cm2) 2 napos 250 25 7 napos 450 32 28 napos 600 35 - őrlési finomság: a 0,09 mm lyukbőségű szitán 20% maradhat fent. Az őrlési finomság fokozásával a nyomószilárdság növekszik, de romlik a nyomó- és húzószilárdság közötti viszony, és nagyobb lesz az útépítési szempontból káros zsugorodási hajlam, amelynek következménye az un. vadrepedések kialakulása.
97
vadrepedés
- kötési idő: vannak lassan és gyorsan kötő cementek, amit az őrlési finomsággal lehet beállítani. Útépítési célra a lassan kötők alkalmasak. Feltétel ezeknél, hogy 3 órán belül ne induljon meg a kötés. Vizsgálata: Vicat-féle készülékben (a szabványos tűnek a kötés kezdetét és végét jellemző szabványos behatolása között mért idő) - minimális hajlító-húzó szilárdság: 60 kp/cm2. A szilárdság függ a fajlagos felülettől. Ha nagyobb a fajlagos felület, akkor nagyobb a szilárdság, a kezdőszilárdság, de a zsugorodási hajlam is. - repedéshajlam: a repedés akkor következik be amikor a zsugorodásból származó húzófeszültség meghaladja a húzószilárdságot. Kötéskor a zsugorodásnak két szakasza van. A repedések a második szakaszban lépnek fel tömegesen. Ekkor a zsugorodás sebessége nagy, tehát a betonnak úgy kell szilárdulni, hogy nagy relatív nyúlásokat tudjon elviselni. Zsugorodásból származó húzófeszültség, ill. húzószilárdság húzószilárdság húzófeszültség
24 óra
idő
Cementfajták: az osztályozás alapja a 28 napos szilárdság kp/cm2-ben: 250; 350; 450 - alapanyag: szilikát portlandcement (pc) - alkolikus gerjesztők: - kohósalak (ks) - pernye (p) - szabványos elnevezés: alapanyag jele + gerjesztő jele és mennyisége. - pl.: 350 kspc 20 (20% kohósalakot tartalmaz) Tárolás: - száraz hűvös helyen zsákokban vagy cementsilókban.
98 MÉSZ A mészkő égetése útján állítják elő: CaCO3 = CaO + CO2 Formái: - égetett mészpor oltás: CaO + H2O = Ca(OH)2 + 15,8 kcal/mol - porrá oltott mész vagy mészhidrát több víz hozzáadásával - péppé oltott mész vagy oltott mész - megszilárdulás: Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O
IPARI MELLÉKTERMÉKEK MÁSODLAGOS IPARI NYERSANYAGOK Világméretű problémák: - hagyományos energiaforrások kimerülése - hulladék, szemét felhalmozódása Útépítés speciális problémája: - kőbányák és kavicsbányák kitermelhető készlete csökken (többek között régi házgyári építkezések miatt) Új megoldások: - energiatakarékosak - a jó minőségű ásványi anyagok helyettesítését biztosítják Lehetőségek: - a klasszikus alapelvek felülvizsgálatával meg kell teremteni a jó minőségű ásványi anyagokkal való ésszerű gazdálkodás alapját;; - energiatakarékos technológiát és kötőanyagot kell használni;; - a nagy mennyiségben keletkező ipari hulladékok és melléktermékek felhasználásával az értékes anyagokat helyettesíteni kell, illetve ezeket útépítésre alkalmassá kell tenni;; - a helyi talajok széleskörű bevonása a pályaszerkezet építésébe;; - új módszerek a helyi talajok alkalmassá tételére. A klasszikus elvek felülvizsgálatával és a többi törekvések hatására az eddig hulladéknak minősített anyagok felhasználására nyílt lehetőség. Kohósalak: a nyersvas gyártás mellékterméke (Dunaújvárosban évente 600-650 ezer tonna keletkezik) - felhasználása: - cementekhez - kohósalakkő zúzottkő termékek helyettesítésére - granulált kohósalak (az izzó kohósalak gyors lehűtésével keletkezik) kötőanyagként. A granulált kohósalak szemcsenagysága a hűtővíz hőfokától és mennyiségétől függ, tehát ezzel a szemcsenagyság szabályozható. A cél az, hogy minél nagyobb fajlagos felületet, apróbb, üregesebb, morzsalékosabb szemcséket kapjunk, mert ez az aktivitást növeli. Törekedni kell arra, hogy a 0,08 mm alatti frakció legalább 5-10% legyen. Hatása: a granulátumnak puzzolános tulajdonságai vannak, vagyis víz
99 jelenlétében szobahőmérsékleten képes kalciumot lekötni, és hidraulikus tulajdonságú vegyületeket létrehozni. A kötés kezdete 3 nap. Soványbeton típusú szerkezet készíthető belőle: - 80% ásványi anyag (pl. kohósalakkő, bányameddő) - 20% granulált kohósalak - 1,5-3% mészhidrát vagy égetett mészpor Pernye: porszéntüzelésű hőerőművek füstgázainak mechanikus és elektrosztatikus tisztításakor keletkezik. Mennyisége: 5 millió tonna évente. Eddig felhalmozott mennyisége: 60 millió tonna. Felhasználása: - kötőanyagként puzzolános reakció miatt, amelyhez a granulált kohósalakhoz hasonlóan 2-4% mész kell. - cementekhez - töltés építhető belőle: - a víztelenítés, tömörítés, erózióvédelm gondosan elvégzendő. Kő és kavicsbánya meddők: a kiváló minőségű ásványi anyag termelésekor keletkeznek, felhalmozódásuk akadályozhatja a bányaművelést. Keletkezése: - lefedéskor - zúzottkőgyártáskor - homokos-kavics osztályozásakor Költségtöbblet nélkül jól használható anyagokat kaphatunk belőlük, ha a tárolás tervszerűen elkülönítve történik. Felhasználása: az útpályaszerkezet alaprétegébe építhető be. Hogyan válasszuk ki a megfelelő útépítési anyagot? Szempontok: - technológiai kötöttségek: a technológiákhoz ismerjük és van technikánk. - közgazdasági szempont: azt az anyagot kell felhasználni, amiből olcsóbban állítható elő a szerkezet. Alapanyag ára feltétlenül ki kell fizetni
elhagyható, de nem érdemes
nagy költség
alapanyag értéke + kitermelés + feldolgozási költség + szállítás + készletezés kis költség -
helyi talajokat célszerű elsősorban felhasználni.
100 KÖRNYEZETVÉDELMI SZEMPONTOK AZ ANYAGGAZDÁLKODÁSBAN
Szempontok: - az építendő szerkezethez a legcélszerűbb anyagokat használjuk, - ahol lehet alkalmazzuk a helyettesítő anyagokat, - ha a választhatunk az újrahasznosítható anyagokat részesítsük előnyben, - a fölösleges anyagokat hagyjuk el, - gondos adagolást biztosítsunk, - ahol lehet alkalmazzuk az új technológiákat, - törekedjünk az élettartam növelésére. Mérnöketikai vonatkozások: - a környezetszennyezés kiváltó oka ellen folyamatosan küzdeni kell, - távlati szemlélettel, átfogóan és ökonomikusan gondolkozzunk, - a saját területen kezeljük példamutatóan ezeket a kérdéseket.
101
UTAK PÁLYASZERKEZETE KÖVETELMÉNYEK A PÁLYASZERKEZETTEL SZEMBEN, A PÁLYASZERKEZET FELÉPÍTÉSE Forgalmi követelmények: - biztonságos - kényelmes - gyors - olcsó A pályaszerkezet ezért legyen: - egyenletes - érdes - teherbíró - stabil
fentieket az élettartam alatt megőrzi és ellenáll a forgalomnak és időjárásnak.
Igénybevételek: Mechanikai: - függőleges: - nyomás - ütés - rázás - hajlítás - vízszintes: - fékezés - gyorsítás - kopás A pályaszerkezet feladata, hogy ezeket a földművön elossza. Időjárás: a fagy, a hőség és a csapadék hatását is el kell viselnie. A felvázolt igényeket a korszerű többrétegű pályaszerkezetek elégítik ki. Pályaszerkezetek csoportosítása: - hajlékony - merev Hajlékony pályaszerkezetek felépítése:
kopóréteg kötőréteg
burkolat
felső alsó legalsó CBR% < 5
Burkolat: felületi tulajdonságai a fontosak.
alap vagy javított földmű
102 - kopóréteg - kötőréteg
célja, hogy a kopóréteget az alaphoz kösse, ezért nyírófeszültséget kell felvennie. Alap vagy burkolatalap: megtámasztja a burkolatot és kellő teherbírást ad neki. Fontos a jó teherelosztó képesség. - felső alap: fontos a stabilitás, szilárdság;; hajlítási húzás;; szigetelés. - alsó alap: tovább csökkenti a terheket, a kisebb feszültségek miatt itt már megfelel a kisebb szilárdságú és stabilitású anyag. Legalsó alap: a vastagsága méretezett, így a teherbírásba be van számítva. Javított földmű: a vastagsága a teherbírásba nincs beszámítva. Elsősorban védőréteg szerepe van: általában homokos-kavicsból készül;; - elnedvesedésre, olvadási kárra hajlamos átmeneti talajoknál, - kötött talajú földmű és a zúzottkő alapréteg között, célja a zúzottkő földműbe nyomódásának megakadályozása.
A PÁLYASZERKEZETI RÉTEGEK ANYAGAI A pályaszerkezet felépítése és a rétegek megválasztása a pályaszerkezet tervezés keretében történik. Ebben a fejezetben az egyes rétegek kialakításához szükséges anyagok tervezésével, építési technológiájával foglalkozunk. STABILIZÁCIÓS BURKOLATALAPOK Stabilizálás: a talaj nyírószilárdságát a körülmények által megszabott feltételek között az adott körülményeknek megfelelően növeljük és azt időjárástól és forgalomtól függetlenül állandósítjuk, vagyis stabilizáljuk. Stabilizáláskor a talaj tulajdonságait változtatjuk meg céljainknak megfelelően: - talajkeverék készítésével, - kötőanyag - mész, bitumen, cement, pernye vagy granulált kohósalak hozzákeverésével, - tömörítéssel (optimális tömörítési víztartalom mellett). Következményként a belső súrlódás és vele együtt a teherbírás nő és a hézagok lecsökkennek. Fajtái: - mechanikai stabilizáció, - cementes talajstabilizáció, - meszes talajstabilizáció, - bitumenes talajstabilizáció,
103 Mechanikai stabilizáció A szemcsés és kötött talaj jó tulajdonságait foglalja magában, vagyis egy olyan ”betonnak” tekinthető ahol a meghatározott szemeloszlású anyagban a kötést a finom rész adja. Szemeloszlási előírás: d s% 100 - legtömörebb állapot: D - határgörbék: s%
100
dm
, m = 0,4 0,6 Dm - Dmax v/2, ahol ”v” a stabilizált réteg tömör vastagsága. Kötöttségi előírás: a d < 0,1 mm-es finom részre vonatkozik. - folyási határ wL = 25 - 35% - plasztikus index Ip = 3 - 15% Közútépítésben nem használják, pedig alsóbbrendű utak alaprétegeként alkalmazni lehetne. Cementes talajstabilizáció Talaj, cement és víz keveréke. A hazai talajok kb. 50%-a cementtel stabilizálható. Alaprétegként alkalmazható. Felhasználható talajok: - talajfizikai feltételek: - iszap + agyag (d 0,02 mm) 50%-nál kevesebb, - finom rész (d < 0,5 mm) plasztikus indexe: 0-15% folyási határa: < 35%. - kémiai feltételek: - szulfáttartalom < 0,2%, - szervesanyag tartalom < 5% - pH > 6 Felhasználható cementek: - 350 vagy 250 pc ppc kspc - kötési idő nagyobb legyen 4 óránál. Cementadagolás: a mennyiséget laboratóriumi kísérletekkel kell meghatározni. Követelmények: - a kész stabilizáció mozaikosan repedezzen, tehát ne legyen túl nagy szilárdságú, mert a ráhelyezett tömör aszfalt átrepedhet, - fagyálló legyen, tehát egy minimális szilárdságot el kell hogy érjen. - fentiek alapján a nyomószilárdság értéke 2000-3200 kN/m2 legyen. Meszes talajstabilizáció Olyan kötött talajok alkalmasak erre a stabilizációra, amelyeknek plasztikus indexe nagyobb 15%-nál. A meszet nem kötőanyagként használjuk, hatásai az alábbiak: - megváltoztatja a talajra jellemző konzisztenciahatárokat: - a plasztikus index csökken, mert a sodrási határ nő a folyási határ
104 változatlan marad, illetve kis mértékben csökken, - a plasztikus index nem változik, azonban a sodrási és a folyási határ víztartalma is nő.
w%
w% wL wL wp
wp
mész (%) Plasztikus index (Ip) csökken
mész (%) Plasztikus index (Ip) változatlan, de a sodrási és folyási határ víztartalma is nő.
- megváltoztatja a talajok tömöríthetőségét: d
kötött talaj mész nélkül kötött talaj mésszel kezelve
w% - wopt. nő, ami kötött talajoknál kedvező, - d lecsökken.
Bitumenes talajstabilizáció A bitumenes talajstabilizációnál a bitumen kötőanyag kohéziót kölcsönöz és vízzáróságot biztosít. Felhasználható talajok: - kavicsos homok, - futóhomok. Iszap + agyag frakció (d < 0,02 mm) max. 5% lehet, mert a felület növekedése növeli a bitumenszükségletet. Kötőanyag: - higított bitumen: HB-A 20/40; HB-R 20/40 - bitumen emulzió: BE SL 60/40 Bitumenadagolás: - laborban készített Marshal próbatestekkel;;
105 - azt a bitumenadagolást fogadjuk el, amellyel elkészített próbatest stabilitása a legnagyobb Marshal törőgépben. Stabilizációk építése kötőanyaggal Egy rétegben építhető vastagság: 13-15 ritkán 18-20 cm Építés fő lépései: - keverék készítése (készülhet talajmaróval, vagy keverőgépben), - beépítés, - utókezelés. Granulált kohósalak vagy pernye kötőanyagú alapok Soványbetonhoz hasonló, tehát a cementstabilizációnál nagyobb szilárdságú. Technológia az ÚTÉPÍTÉSI ANYAGOKNÁL leírtaknak megfelelően. Vegyszeres talajstabilizációk Cél: egyszerű eszközökkel, kevés szállított anyaggal a helyi talajt alkalmassá tenni a forgalom számára. Nem mindig cél az, hogy a szilárdság növekedésével érjünk el stabilitásnövekedést, hanem sok esetben a talaj építési szempontból kellemetlen tulajdonságait akarjuk megváltoztatni. Alkalmazott vegyszerek: a kötött talajok víz hatására fellépő kellemetlen tulajdonságait szüntetik meg a következők: - RRP (piros, zöld) (Reynolds Road Packer), - CBV-75; CBV-77 (Chemische Bodenverbesserung), - SC-444 (Soil Consolid), - SCX (Soil Concervex). Eddigi hazai tapasztalatok negatívak: - a ”CBV” márkajelű vegyszer esetén 3-5 l vegyszert kellett 100 m2re kijuttatni a kötött talajú földműre (100-szoros hígítás), majd az optimális tömörítési víztartalmat kivárva tömöríteni. - hatásmechanizmusuk nem tisztázott. A jövőbeni felhasználás csak akkor jöhet szóba, ha a vegyszer hatásmechanizmusa egyértelműen bizonyított lesz. MAKADÁM RENDSZERŰ ZÚZOTTKŐ PÁLYASZERKEZETEK Hagyományos szerkezet, ma már nem tekinthető korszerű pályaszerkezeti rétegnek. Stabilitását a nagy belső súrlódású zúzottkő és a kiékelés adja. Kohéziót adó részt nem tartalmaz, ezért a gumiabroncsos forgalom szívó hatásának nem áll ellen. A kiékelés szakaszos szemeloszlással valósítható meg: Rakott terméskő alap
106
Hátrányai: nagy szállítási igény;; utántömörödés. Fajtái: - szórt útalap (15 cm-nél nagyobb kő nem lehet benne) - durva zúzottkő útalap (Z 55/80 vagy Z 55/100 jelű zúzottkőből épül) - vízzel kötött vagy egyszerű makadám alap és burkolat: - a Z 35/55 méretű zúzottkő réteget (12-15 cm) előtömörítjük, - Z 8/12 vagy Z 5/12 méretű zúzalékkal kiékeljük. Ezek a pályaszerkezet-típusok a közutaknál hátrányaik miatt nem használatosak. Folytonos szemeloszlású alapok Közös jellemzőjük, hogy stabilitásukat a folyamatos szemeloszlás, vagyis a térkitöltés adja. Fajtái: - kavics alap (Dmax kisebb legyen a tömör vastagság 2/3-nál), - murva alapréteg (mészkő és dolomitmurva), - folytonos szemeloszlású zúzottkő alap, - kohósalakkő alapréteg (nem szabványosított, de kohók közelében jól használható, stabilitása 1-2% mésszel és locsolással fokozható). BITUMEN KÖTŐANYAGÚ PÁLYASZERKEZETEK Közös jellemzőjük, hogy a szemcsés kőanyagnak a bitumen kötőanyag kohéziót biztosít. Csoportosításuk: Aszfaltmakadámok Aszfaltok - itatott aszfaltmakadám (It) tömör (Z 20/35 v. 35/55 + kiékelés meleg + bitumen permetezés), hézagszegény - kötőzúzalékos aszfaltmakadám (kötőzúzalékkal történik a kiékelés), - kevert aszfaltmakadám (csak előre kevert anyagot használnak, ami folytonos szemeloszlású anyag és bitumen keveréke). Ezeket a pályaszerkezeti rétegeket a közutak építésénél is használják. Aszfalt: kőváz, töltőanyag és utibitumen hézagszegény keveréke. Ásványi anyagok: - töltőanyag d = 0-0,09 mm - homok d = 0,09-2,00 - kőanyag d = 2,00Töltőanyag: biztosítja a kőváz finom részét, csökkenti a hézagot, merevíti a bitument és ezzel magas hőfokon is biztosítja az aszfalt stabilitását. Erre a célra mészkőlisztet és a porleválasztók anyagát használják. Homok: biztosítja a szemeloszlás és a hézagtartalom egyenletességét, és befolyásolja a bedolgozhatóságot. Zúzott és természetes homokot használnak.
107 - zúzott homok: nagy belső súrlódásával a stabilitást növeli, de a bedolgozhatóságot csökkenti, - természetes homok: csökkenti a kőváz belső súrlódását ezzel biztosítja a jó bedolgozhatóságot, de kisebb stabilitást kölcsönöz. Kőanyag: zúzottkő termékek, kavicsok és murva. A minőségét az aszfaltválaszték pályaszerkezetben elfoglalt helye szabja meg. Kötőanyag: B és SZB jelű utibitumenek. Az alkalmazott bitument a választéknak és a beépítés helyének függvényében kell kiválasztani. Aszfaltok hézagviszonyai: Az aszfalt egy háromfázisú rendszer, amelyben döntő szerepe van a hézagoknak. A hézag hatással van: - felületi tulajdonságokra, - teherbírásra, - állékonyságra. Túl kicsi hézag: h < 0,5 1,0% - beépítés közben ( 140 C) vagy nyáron nagy melegben a bitumen kinyomódik a felületre, ennek következtében a kedvező makró és mikro érdesség megszűnik (a felület elzsírosodik);; - a kis hézag nem egyenletesen oszlik meg, lesznek olyan helyek, ahol hézag nincs, amelynek következtében a semleges feszültségek lépnek fel, az aszfalt elveszti teherbírását, stabilitását és nagyobb deformációk (nyomvályúk) alakulnak ki. Túl nagy hézag: h < 6 10% - a felszín nyílt lesz, - a bitumen oxidálódik, öregszik, - a hézagokba jutott víz télen megfagyva szétrepeszti a burkolatot. Optimális hézag: hosszú forgalom után: h < 3-5%. - nincs kinyomódás, - érvényesül a kőváz belső súrlódása, stabil, teherbíró lesz a réteg, - kellően vízzáró, egyben fagyálló is lesz a réteg, - kedvező a fáradási és öregedési határok szempontjából is. A szabad hézagtartalom mennyiségét - annak fontossága miatt - keveréktervezés során ismert mennyiségű anyagok összemérésével készített próbatesten, minőségellenőrzéskor friss aszfaltból készített próbatesten vagy fúrt magmintákon vizsgáljuk. Vannak olyan aszfaltok (pl. dren aszfaltok), ahol a zajcsökkentés és a jó felületi vízelvezetés miatt nagyobb kb. 14-16% hézagot hagynak. Ezek élettartama azonban kisebb. BITUMEN KÖTŐANYAGÚ PÁLYASZERKEZETEK ELŐÁLLÍTÁSA Az előállítás módja szerint megkülönböztetjük: - meleg eljárás: a kővázat és a kötőanyagot egyaránt felmelegítik, - félmeleg eljárás: csak a kötőanyagot melegítik fel, - hideg eljárás: sem a kővázat, sem a kötőanyagot nem melegítik fel A kötőanyag és a kőváz kapcsolatba hozása történhet: - permetezéssel: kötőanyag - hideg eljárás bitumen emulzió,
108 - félmeleg eljárás
higított bitumen;;
- keveréssel: - meleg eljárás utibitumen, - félmeleg eljárás higított bitumen, - hideg eljárás bitumen emulzió;; - habarcsosítással: - főzéssel utibitumen. A habarcsosított aszfaltokat keverés után még tovább főzik. Jellemző rájuk, hogy bitumen felesleggel készülnek. Tömör aszfaltok meleg eljárással történő előállítása keverőtelepeken történik. Keverőtelep: - előadagolók: a kőváz összeállítása térfogatarány szerint történik. - hideg elevátor - szárítódob:
kőváz kiszárítása, felmelegítése és porleválasztás.
- meleg elevátor - meleg rosta:
a kőváz 4-6 frakcióra osztályozódik.
- meleg bunker: - keverőtér:
a kővázat frakciónként tároljuk.
az egyes frakciók előirt szemeloszlás szerinti bemérése összegező mérleggel történik, az így előállított kővázzal egyidőben jut a keverőtérbe a töltőanyag, amely hideg mészkőliszt és a porleválasztók anyaga. Rövid száraz keverés után bepermetezik a súly szerint bemért bitument és előírt keverési idő elteltével elkészül az aszfalt.
- csille - puffertároló:
tehergépkocsi (aszfalt hőmérséklete 140-180 C)
Puffertároló
Szárítódob
109 Az aszfalt szállítása: szállítás közben az aszfalt csak kb. 20 C-ot hűlhet, így szállítójárművenként a szállítási távolságok: - nyitott tehergépkocsival: 12 km, - ponyvázott tehergépkocsival: 40 km, - hőszigetelt tehergépkocsival: 80 km. Az aszfalt bedolgozása: megfelelően előkészített alapra az alábbi követelmények szerint: - az elterítés a tömörödést figyelembevevő vastagságban, profilhelyesen, hullámmentesen történjen, - az elterített réteg egyenletes tömörségű legyen, hogy az esetleges utántömörödés hullámokat ne képezzen, - a terítés közben az aszfalt hőmérséklete számottevően ne csökkenjen, - az aszfalt tömörítése 97-98% relatív Marshall tömörségre történjen, az aszfalt lehűlése előtt. Lehűlt aszfalt eredményesen nem tömöríthető. Az aszfaltkeverék elterítését és az előtömörítést aszfaltfiniserrel lehet elvégezni. Az elterítést az aszfalt tömörítése követi. Ezt az alatt az idő alatt kell elvégezni, míg a kb. 140 C terítési hőmérsékletű aszfalt 100 C hőmérsékletre hűl le, mivel ez alatt a hőmérséklet alatt az aszfalt már nem tömörödik. A tömörítést az alábbi hengertípusokkal végezhetjük: acélköpenyű statikus henger, gumihenger és acélköpenyes vibrációs henger. Hatékony hengerlési mód: forró száraz gumikkal egy nehéz henger megy hajtott kerekével közvetlenül a finiser után, a második henger egy acélköpenyes henger utóhengerlést és simítást végez. A hengerlést oldalt, alulról kell kezdeni és oda vissza ugyanazon a sávon haladva kell végrehajtani. A feleharmada átfedéssel történő sávváltást csak kihűlt aszfalton szabad elvégezni. KÖRNYEZETVÉDELMI PROBLÉMÁK AZ ASZFALT ELŐÁLLÍTÁSÁNÁL ÉS BEDOLGOZÁSÁNÁL Környezetkárosító-e az aszfalt? A fő kérdés az, hogy a használt bitumen kötőanyag mennyire káros a környezetre. A nem megfelelő tájékoztatás következtében a bitument sokan összetévesztik az aszfaltok kötőanyagaként korábban használt kátránnyal. Mi a kettő közötti különbség? Kátrány: a kőszén száraz lepárlása során keletkező anyag, amely rákkeltő hatású. A megbetegedéseket a policiklikus aromatikus szénhidrogén anyagok (PAK) jelenlétére vezetik vissza, amelyek közül különösen a benzo (a)pirén (BaP) rákkeltő hatása ismert (kéményseprőknél ismerték fel). Vízben ezek az anyagok kioldódnak. Bitumen: a kőolaj desztillációjának végső származéka, nem veszélyes anyag és nem idéz elő rákos megbetegedéseket. (Már időszámításunk előtt 3000 évvel Mezopotámiában ivóvíztárolók, fürdőszobák burkolására bitument használtak. Ma is a világ ivóvíztárolóinak belseje 95 %-ban aszfalt burkolatú.) A legmodernebb elemzési technika segítségével a bitumenben is lehet találni néhány olyan anyagot, amelyről feltételezik, hogy a rák keletkezését segítik. A talált mennyiség csak százada-tizede a kátrány kötőanyagoknál kimutatott mennyiségeknek. A kísérletek ma is folynak. A világ-egészségügyi szervezet rákkutatással foglalkozó munkacsoportja igazolta, hogy nincs bizonyíték arra, miszerint a bitumen az emberek számára rákveszélyt jelentene. Az aszfaltgyártás és -bedolgozás környezetszennyező pontjai és a szennyezés típusai
110 Gyártásnál: a) ásványi adalékanyag-manipuláció: ásványi por levegőszennyezés, b) töltőanyag-manipuláció: ásványi por levegőszennyezés, c) bitumenmanipuláció: - lefejtés: bitumenelfolyás, gőzök, - melegítés: gőzök, kihabzás talaj és/vagy levegőszennyezés, d) aszfaltkeverés: keverékmanipuláció a szállító gépkocsiig, keverőteknő, szállítócsille, készanyagtároló környezete, bitumengőzök, aszfalt kikerülhet a környezetbe levegőszennyezés, e) energiatermelés, szárítódobégő-üzemeltetés: - gázolaj: égéstermékek levegőszennyezés - földgáz: égéstermékek levegőszennyezés f) a)-c) pontok okozta zajhatás, g) a)-e) ponok okozta rezgés. Beépítésnél: a) bitumengőzök: levegőszennyezés, b) emulzióelfolyás (alápermetezés a ragasztáshoz): talaj- és vízszennyezés, c) aszfaltkeverék-hulladék: talajszennyezés. A környezetszennyezés csökkentésének lehetőségei 1. A keverékgyártás és -beépítés folyamatát a környezetszennyezés lehetséges típusait vizsgálva megállapítható, hogy a - bitumengőzök, - bitumen, ill. üzemanyag-elfolyás, - bitumenkihabzás, - aszfaltkeverék-szóródás mint szennyező tényezők hatása szabályozott és ellenőrzött üzemvitellel, az alkalmazott égők rendszeres karbantartásával és beállításával, valamint megfelelő hézagmentes térburkolással és „ártalmatlanító” eljárással csökkenthető. 2. Az ásványi és töltőanyag-manipulációnál keletkezett por és füstgáz bizonyos mértékben műszaki megoldásokkal csökkenthető: - nedves porleválasztók, - ciklontelep + szűrőszövetes porleválasztók. A szennyezések csökkentésének módjai Az emissziós értékek csökkentése általában: - műszaki beavatkozás: keverőtelep leburkolása (térburkolás), szűrőszövetes porleválasztás stb., - kéménymagasság növelés, - olajégők beszabályozása, - optimális technológiai hőmérséklet betartása, - a felhasznált anyagok minőségének javítása, - rendszerkorszerűsítés.
111
Gázemisszió-csökkentés módjai: - kéndioxid emisszió: kénmentes fűtőolaj alkalmazása, - NOx emisszió: a fűtésben gázolajról gázra való áttérés. Szilárd anyag emisszió csökkentésének lehetőségei: - az ásványi anyagok portartalmának csökkentése kőbányákban, - a helyi anyag, különösen homok és a zúzott dolomit alkalmazásánál ügyelni kell a ciklonok és szűrőszövetek túlterhelésének elkerülésére szűrőszövetek gyakoribb lefúvatása, - a keverőgép poros anyagokat szállító réseinek csatlakozásait állandó karbantartással résmentes állapotban kell tartani, - a keverőtelepi porképződés csökkentése, illetve a talajvédelem érdekében a telepi utakat a keverőgép kiszolgáló rámpáit szilárd burkolattal kell ellátni, - a telepi por kijutását a telep körüli erdősáv-telepítéssel nagymértékben lehet csökkenteni. Aszfaltkeverő telep mint zajforrás: Az aszfaltkeverő telepen helyhez kötött és mozgó zajforrások vannak. A zajterhelés szempontjából az eredő zajkibocsátó meghatározása a döntő. Zajforrások: - anyagszállítás és deponálás, - rakodógép ill. dózer, - előadagoló, - szállítószalag, - szárítódob + égőfej, - ventilátoregység, - készanyag-szállítás. A szállító, az adagoló és a szállítószalag zajszintjét kivéve valamennyi zajforrásnál szükséges a zajcsökkentés. A zajforrás elemzésénél a vizsgálatot végző cég megadja elvi javaslatát a zajcsökkentő műszaki megoldásra, amelyet a gyártó cégnek műszaki tervek alapján meg kell valósítania. A környezet zajterhelésének csökkentése: - lakóterületen kívüli telepítés, zajvédő erdősávval körülvéve, - a dolgozók egyéni védőfelszereléssel védhetők a káros zajoktól, - a „zajforrások” állandó karbantartása, az égő, valamint a ventilátorok folyamatos beállítása, - a keverőgép gépkönyv szerinti üzemeltetése és karbantartása, - a javasolt zajcsökkentő műszaki megoldások tervszerű kivitelezése, - új telepítésnél környezetvédelmi szempontból bevizsgált és az előírásokat kielégítő csúcstechnológia vásárlása javasolt. A keverőtelepi aszfalt-, illetve bitumenhulladék által okozott környezet-szennyezés megelőzése szilárd és hézagmentes térburkolással és a tárolt anyag újrahasznosításával lehetséges. Az építéshelyi aszfalt és bitumen hulladékot újrafelhasználás céljából a keverőtelepen kijelölt hulladéktároló depóniába kell szállítani.
112
Aszfaltlaboratóriumi tevékenység A vizsgálatok során keletkező káros anyagok elleni védelem a munkavédelem (egészségvédelem + biztonságtechnika) tárgykörébe tartozik. Az összes légszennyező helyiség elszívott levegőjét közös kéménybe kell vezetni és ventilátor segítségével a szabadba juttatni. A kijuttatandó levegőt szükség esetén szűrőn kell átvezetni, illetve a kéménymagasságot úgy megnövelni, hogy a rajta kibocsátott légszennyezés mértéke a megengedett határértékek alatt maradjon. (Németországban az aszfaltlaboratóriumok légszűrésére karbon szűrőket használnak ára laboratóriumonként 100000 DM.) A használt vegyszerek hulladéka: - regenerálás, - újrafelhasználás, - megsemmisítés. A manipulációs lehetőség attól függ, hogy veszélyes vagy nem veszélyes anyagnak van nyilvántartva, éghető ill. nem éghető. A használt vegyszereket regenerálni kell, a regenerált vegyszer újrafelhasználható. A visszamaradt bitumenes üledéket zárható dobozban tárolva, jelenlegi előírásaink szerint veszélyes hulladékként kell tárolni. Bontott aszfalt, aszfalthulladék újrahasznosítása 1. Hideg recycling eljárás A bontott aszfaltot a kívánt méretre törik, a kívánt vastagságban finiserrel elterítik, majd bitumenemulziós permetezés után hengerlik. Az így kezelt réteg az idő múlásával elaszfaltosodik. 2. Meleg recycling eljárás „in plant” A kellő méretre tört, bontott aszfaltot a beadagolásra átalakított keverőgépen a keverőteknőbe adagolják előre meghatározott százalékban (15-75%). 3. Meleg recycling eljárás „ in place” Speciális géplánccal történik, amelynek részei: - infravörös burkolatmelegítés, - aszfaltmaró elevátorral, - keverőteknő: felmart aszfalt + bitumenregeneráló anyag + töltő és ásványi anyag, - terítőgép és hengerek. 4. Mart aszfalt újrahasznosítása Alaprétegként, vagy kiegyenlítő rétegként finiserrel hidegen bedolgozva (terítés és tömörítés). A mart aszfaltból készített rétegre aszfaltszőnyeget (3-5 cm vastagságú aszfaltréteg) vagy felületi bevonást szükséges beépíteni.
113
KÖZUTAK ÉPÍTÉSÉVEL KAPCSOLATOS ÖKOLÓGIAI SZEMPOTÚ INTÉZKEDÉSEK A bioszféra krízis idején alapvető fontosságú, hogy a különféle beruházások, fejlesztések során már a tervezési fázisban az élővilág védelme kitüntetett szempont legyen. Fokozottan igaz ez a vonalas létesítményekre, amelyek az érintett térségek térképeire nagyon hosszú időre berajzolják azt a folyosót, amelynek mentén a különböző hatások tartósan érvényesülni fognak. Azért, hogy igazán jelentős ökológiai szempont figyelmen kívül ne maradjon az ökológus szakembert célszerű már a tervezési fázisba bevonni. Az ökológus szakember az, aki az élettelen és élő környezet feltételeinek ismeretében képes az élővilág válaszait a különböző beavatkozásokra megbecsülni. Az élő és élettelen környezeti elemek szövevényes kapcsolatrendszere jelenleg csak körvonalaiban tisztázott, ezért sokszor a szakvélemény a döntéshozók számára nem elég konkrét és egyértelmű. Ez a szemléleti eltérés a közös munka során nagymértékben közelíthető egymás érveinek kölcsönös figyelembevételével. Az ökológus szakember első feladata a beavatkozás előtti állapot természeti értékeinek számbavétele, majd ennek alapján a várható hatások és jelentőségük becslése, valamint a hatáscsökkentés módjainak megtervezése. A monitorozási fázisban ismét szerepet kap, amely eredménye a későbbi hatásbecslések számára fontos tanulság. Cél az új út harmonikus beépítése a tájba, miközben a talajvédelem és a vegetáció hosszú távú megtartása is elsőrendű szempont. A jelenleg érvényben levő ”KHVM ME-07-37-13 sz. Közutak tervezése 1994.” című szabályzat a különböző tervezési fázisokhoz előírt környezetvédelmi fejezetben csupán enciklopédikus felsorolás formájában adja meg a kidolgozandó munka fejezeteit. Legutóbb ”A környezet védelmének általános szabályairól”, 1995. május 30-án elfogadott törvényünk egységes rendszerbe foglalja az ember és a környezet harmonikus kapcsolatának kialakításához szükséges szabályozást a környezet elemeinek és folyamatainak védelmére, a fenntartható fejlődés környezeti feltételeinek biztosításához szükséges kereteket. A törvény alapelve az, hogy a környezethasználatot úgy kell megszervezni és végezni, hogy az a legkisebb mértékű környezetterhelést és -igénybevételt idézze elő és megelőzze a környezetszennyezést.
Útvonalvezetés és nyomvonal-kiválasztás ökológiai szempontjai
Az élővilág-védelem célja a ritka, veszélyeztetett fajok fennmaradásának biztosítása mellett az élőlényközösségek szerveződésének hosszú távú megtartása, az élőlények közötti kölcsönhatások komplexitásának fenntartása. (A természetvédelem helyett az élővilág-védelem fogalom használatát az indokolja, hogy a ”természetvédelem” fogalom alatt legtöbben a védett természeti értékek védelmét értik, márpedig az egyes jogilag nem védett fajok ill. természetközeli közösségek is megóvandók a beruházások során.)
114 Az útvonalvezetés és nyomvonal-kiválasztás az új utak tervezési szakaszában ill. az előzetes hatástanulmány során vetődik fel, amelynek lépései a következők: Kitüntetett természeti értékek, védett területek (konfliktus pontok) lehatárolása a térképen A védett területen kívül az azon kívül eső, de a majdani út által vélhetően befolyásolt környező értékes élőhelyeket is fel kell tüntetni a térképen. Nyomvonalak kijelölése a térképen A térképre került foltok az ú.n. ”konfliktus pontokat” reprezentálják, amelyeket a nyomvonal-tervezeteknek feltétlenül kerülniük kell. A pontok közötti teret ”konfliktus-szegény” területnek nevezhetjük, ahol a nyomvonalak kijelölhetők. Amennyiben a ”konfliktus pontok” az útvonal kialakítása során semmiképpen sem kerülhetők el, az útvonalat a veszélyeztetés minimalizálása érdekében kell kijelölni. Az értékes élőhely területéből az út a lehető legkevesebbet használja. Törekedni kell a feldarabolódás (fragmentáció) elkerülésére, ill. hatásának minimalizálására. Ezen általában azt értjük, hogy ha az átvezetés elkerülhetetlen, inkább képződjön egy nagyobb és egy kisebb élőhelyfolt, mint két azonos méretű. Várható hatások becslése azért szükséges, mert elképzelhető, hogy egy a sorban hátrább álló terület egy távoli, kiemelt fontosságú élőhely vízellátását biztosítja, és annak megóvása érdekében javasolt a rangsor elején álló élőhely megközelítése. A legkedvezőbb nyomvonal kiválasztása Ez az előzetes hatástanulmány elkészítése során feladat. Ekkor az értékes vagy egyéb szempontból figyelemreméltó élőhelyek rangsorolása segít: a fokozott védettséget élvezőek a sor elejére kerülnek, míg pl. a bolygatott, legfeljebb táplálkozóhelyet biztosító élőhelyek hátul maradnak. A rangsorolás során a védettségen kívül figyelembe kell venni a ritkaságot és a veszélyeztetettséget. Az a nyomvonal lesz az élővilág szempontjából a megvalósítható, amelyik az értékes élőhelyeket kerüli.
Főbb hatások
A főbb hatások másként jelentkeznek az út építési, majd az üzemelési időszakában. Területfelhasználás Következmény: élőhelyek végleges vagy időleges megszűnése, ökológiai elemek végleges vagy időleges megváltozása. - Az útfelület és a kapcsolódó infrastruktúrák által elfoglalt tér. Ez hosszú időszakra irreverzibilisen megváltoztatja az ökológiai körülményeket és megszünteti a korábbi élőhelyeket. Sokszor az út kiépítéséhez és üzemeltetéséhez kapcsolódó infrastruktúrák nagyobb veszélyt jelentenek a környezetre, mint maga az út (pl.: szerviz utak, töltőállomások, parkolóhelyek, műtárgyak stb.). - A létesítés idejére elfoglalt tér. Az építőanyagok, vagy eltávolított anyagok deponálása esetleg csak egy időre foglal el területeket, de hatása lehet irreverzibilis is (pl. elszigetelt populáció lefedése deponált anyagokkal).
115 - A létesítés után igénybe vett járulékos tér. A létesítés időszakában a terület kibővül az építkezés felvonulásához szükséges területekkel, és szerviz utakkal. Ezek egy része a létesítési periódus után megszűnhet, de jelentős részük megmarad. - A létesítéshez igénybe vett más területek. Figyelembe kell venni az építési anyagok kitermelésének hatásait is (pl. egy kőbánya, vagy kavicsbánya e célra történő terület-felhasználását). Egyes esetekben, ezen közvetett hatások érzékenyebben érintik az élővilágot, mint maga az út építése. - Területfelhasználás és az élőhelyek megsemmisítése. Tekintettel arra, hogy magának az útnak a közvetlen kiterjedése nem túl nagy, ezért a legtöbb esetben kicsiny élőhelyek, vagy élőhelytöredékek kerülnek felszámolásra. Ezek jelentősége nem abban rejlik, hogy képes-e egy adott populációnak a fenntarthatóságához elégséges mérettel szolgálni, hanem abban, hogy mint ”stepping stones” jelentős szerepet játszik az egyes fajok elterjedésében és megőrzésében. Ezzel magyarázható tehát, hogy az élőhelyek felszámolásával nemcsak a kérdéses területen tartózkodók létét vagy létfeltételét szüntettük meg, hanem csökkentettük a többi faj elterjedési esélyét. - Az élőhelyek méretének csökkenése. Általában az út építési területe az élőhelynek csak egy kis százalékát érinti. Az, hogy egy élőhely milyen stabilan képes optimális körülményeket biztosítani a fajok populációi számára, függ az élőhely nagyságától és a kérdéses hely környezetétől. Minden élőhely környezetének hatásai az élőhely belseje felé irányulnak, s a hatások semlegesítődése - a hatás természetétől függően - különböző nagyságú területet és semlegesítődési időt feltételez. Ezért minden élőhely felosztható egy szegélyzónára illetve az ezen belül helyet foglaló magterületre. A kérdéses rendszerből ökológiailag csak a magterület biztosítja stabilan az optimális feltételeket. Ha egy élőhelyen egy utat átvezetünk, az út két oldalán szegélyek jönnek létre, amelyek relatív nagysága attól függ, hogy az útról milyen erősségű hatások származnak és milyen jellegű a szegélyező vegetáció. A természetes szegélyhatások mellé egy sor új szegélyhatás is felsorakozik, amelynek következtében az eliminációhoz szükséges szegélyterület megnövekszik és ezzel együtt a magterület csökken, vagy esetleg meg is szűnik. Ez drasztikus esetben elvezethet az eredeti élőhely teljes megsemmisüléséhez. Az is előfordulhat, hogy a különböző mélységben behatoló hatások fragmentálják a magterületeket és azok kisebb magterületekre hullanak szét. Földmunkákkal járó útépítési tevékenységek Következmény: domborzati viszonyok, talajminőség, élőhelytípusok megváltozása. - A talaj eltávolítása az út által közvetlenül érintett területről. A talaj nem élettelen anyag, hanem az élő és élettelen környezet közös produktuma. A talaj csak fizikai létében kerül át egyik helyről a másikra, a benne élő élőlények fennmaradása kétséges. Bizonyosra vehető a talaj élő társulásának változása.
116 - Földmunkák következtében fellépő szennyezések a létesítés időszakában. Ezek inkább esetlegesek mint rendszeresek. A fel nem használt anyagokat már nem szállítják el, rendszeridegen anyagok maradnak a talajban. Szerencsés esetben ezek természetes anyagok, kőzúzalék, homok stb. más esetben, olajszármazékokkal szennyezett anyagok. - Földmunkák következtében fellépő vízháztartási problémák Ilyen a talajvíz áramlásának befolyásolása. A talajvízszint növekedés és csökkenés irányába is lehetnek eltérések, amelyek idővel látható változást hozhatnak a vegetációban. Az útalap szigetelőként szolgálhat, az utat kísérő árok pedig lecsapolhatja a környező területeket. - Földmunkák következtében fellépő eróziós hatások Lejtős területen az út rézsűjének kiképzése (főleg ha az adott talajra megengedett rézsűhajlásnál meredekebb) jelentősen hozzájárulhat a talajerózióhoz, azáltal, hogy az eróziós bázis talppontja az út felületére, vagy az azt kísérő árok talppontjára kerül át. - Földmunkák következtében kialakuló új élőhelyek hatása Ilyen új élőhelyek lehetnek különböző kitettségű lejtők, víznélküli, kiszáradó és állandó vizű árkok, felszínre került kőzetek által alkotott rézsűk stb. Ezek ökológiai, természetvédelmi megítélése differenciált megközelítést igényel. Nyilvánvaló ugyanis, hogy egy-egy új, mesterségesen kialakított élőhely növeli az élőhelyi változatosságot és ezen keresztül új fajokat vonz vagy éppen bizonyos fajok populációmérete nő. - Útépítési munkák alapkőzetre gyakorolt hatása. A leggyakoribb hatások a létesítés fázisában az alapkőzet eltávolításával hozhatók kapcsolatba (pl. alapanyagnyerés). Az alapkőzet eltávolításának legjelentősebb hatása a vízrendszerek érintettsége és a felszín topográfiájának megváltozása. Ezek azonban nem mindig negatív hatások. Egy felhagyott bánya sziklafala, egy kialakult kavicsbánya tó új élőhelyeket teremthet, növelve ezzel az adott terület biológiai változatosságát. Nem ilyen kívánatos azonban az út közelében létrehozott új élőhely, még ha növeli is a biológiai változatosságot. Az útépítés következtében létrejövő domborzati, topográfiai változások hatása - Az ökológiai tényezők megváltozása A domborzat megváltozása magával hozza más elemek megváltozását. - Klimatikus hatások A domborzati változások egyik jelentős hatásterülete a klímát érinti. A változások mértéküknek megfelelően kihatnak a terület mezoklímájára (elsősorban szélviszonyok) is, de a mikroklímát minden esetben érintik. A leggyakoribb változás a lejtésviszonyokban következik be, ami miatt megváltozik a kitettség. Fentiek eredménye lehet, hogy a szűk ökológiai tűrőképességű fajok létfeltételei itt megszűnnek. - Helyváltoztatási, migrációs szokások megváltozása. A felszín átalakítása következtében a lokálisan megvalósuló szaporodási és táplálkozási helyváltoztató mozgási
117 beidegződések és szokások megváltoznak (pl. nedves terület feltöltése, amely szaporodóhelyül szolgált, vagy ivóvizet biztosított). Az útépítés következtében fellépő hidrológiai hatások - Mennyiségi és minőségi változások. Az út létesítési és működési fázisában is fennállnak azok a hatások, amelyek a felszíni vagy felszín alatti vízkészletek mennyiségét, illetve minőségét befolyásolják. A mennyiségi változások szoros összefüggésbe hozhatók a lefolyási viszonyok megváltozásával. Az út hossztengelyében, a lejtőre merőlegesen vízgyűjtővé és vízelvezetővé válik. A hatás eredményeként a víz elvezetési módjával összefüggésben megváltozik a szegélyező területek vízháztartása, s általában kiegyensúlyozatlanná válik. Van ahova túl sok, van ahova túl kevés víz jut. - A vízháztartás megváltozása. Az új, tájmeghatározó alakzatok kialakítása, vagy a lejtőszögek megváltozása együtt jár a vízgyűjtő területek módosulásával is (korábbi lefolyási viszonyok módosulnak). - Hatások a vízminőség alakulására. Mind a felszíni, mind a felszín alatti vizek minőségét befolyásolhatják a közlekedésből kikerülő szennyező anyagok. A közlekedésből származó szennyezés, emissziók és hatásaik A szennyező anyagok: CO, CO2, SO2, Nox, egyes szerves vegyületek. Ezek élettani hatásai gyakran az ember esetében sem tisztázottak, tudásunk pedig minimális az egyes növény és állatfajok esetében. Hatásaikat legtöbbször csak statisztikai adatokkal értelmezhetjük. Sok szerves vegyületnek nemcsak a hatását nem ismerjük, de nem is tartoznak a rutinszerűen mért, vagy mérhető anyagok közé, legtöbbjüket csak VOC vagy semmi-VOC néven foglaljuk össze (illékony, vagy félig illékony szerves vegyületek). Ha tisztáznánk is a hatásokat, még mindig marad a kérdés, hogy milyen százalékban okozható mindezért a közlekedés. (Néhány holland és német statisztika szerint a teljes ólomkibocsátás 87%-a, a teljes VOC kibocsátás 27%-a eredhet a közúti közlekedésből.) A közlekedésből származó talajszennyezés Valójában a levegő, a víz, a talaj egy környezeti rendszer részei és ezért minden környezetet ért szennyezés e három közegben előbb utóbb megjelenik. A víz és a levegő transzportálja a szennyezést, a talaj inkább akkumulálja. Ezért a közlekedésből származó szennyező anyagok hosszú távú indikátora a talaj. Az út hatása a további területfejlesztésekre Nyilvánvaló, hogy a legtöbb útépítésnek a célja éppen területfejlesztési elképzeléseket szolgál. A legtöbb esetben az útépítés indokaként nem szerepelnek azok az igények, amelyek az út használata során megszületnek. Az út lehetőség, amelynek léte különböző igényeket gerjeszt. Ezeket az igényeket kell úgy megfogalmazni, hogy azok a terület fejlődésével, és ne a pusztulásával járjanak. A közlekedésből származó balesetek A baleset a közlekedés egyik közvetlen hatása az élővilágra. Az út felületére és környezetébe vonzott vagy spontán ott
118 tartózkodó élőlények sokszor balesetet szenvednek, mert nincsenek tudatában a veszélyhelyzetnek. A közlekedés hatása a biológiai sokféleség megváltoztatására A biológiai sokféleség a genetikai, a faji és az élőhelyi változatosságot jelenti. Mindhárom szorosan összefügg és az élőhelyi viszonyok által determinált. Az előzőekben felsorolt hatótényezők együttesen fejtik ki hatásukat, a hatások csak részben direktek és mérhetők, nagyrészükben közvetettek és csak időben eltolódva mérhetők. Az utak és a közlekedés szerepét vizsgálva számos olyan tényezőt találunk, amelyek vonzó hatást váltanak ki bizonyos fajokra, majd ezekre a primer hatásokra szekunder, tercier stb. hatások is felépülhetnek. Más esetekben a hatótényezők bizonyos fajokat taszítanak vagy izolálnak környezetétől. A harmadik esetben az útnak a puszta ottléte vált ki hatást, ezért ezt spontán hatásnak nevezzük. - Vonzó hatások - ”Infracsapda” hatás: a melegebb útfelszín (infracsapda) vonzó hatást gyakorol azokra a fajokra, amelyek erre reagálnak. - ”Fénycsapda” hatás Az út kivilágítása, a világító fényforrásoknak megfelelően, vonzó hatást gyakorol számos fajra. A rovarokat a fény direkt hatásként éri, míg néhány más fajnál - pl. kétéltűek - a fény ingere feltételes reflexként társul a táplálékszerzési lehetőséggel. - ”Táplálékcsapdák” Az út sajátos táplálékforrás. Egy kátyús út gödreiben felgyülemlett víz, vagy útszéli árok vize nagyobb körzetből képes bizonyos fajok egyedeit vonzani az útra vagy annak közelébe, attól függően, hogy a területen milyen a víz elérhetősége. Más esetekben az útra hullatott anyagok szolgálnak táplálékként. A legsajátosabb táplálékforrás az utakon balesetet szenvedett állatok teteme. A fényre hőre nedvességre stb. gyűlő élőlények sokasága anélkül is vonzza azok ragadozóit, hogy balesetet szenvednének. A folyamat legjelentősebb momentuma az állandó vonzás és az újabb vonzás indukálása, amely végső soron a környezet elszegényedését eredményezheti. - ”Szaporodási csapdák” Az elszórt hulladék, trágya, tetem, számos faj szaporodási élőhelyei is egyben. Az utakon található kátyúk-, vagy az útszéli árkok vize is szaporodó helyet kínálhatnak. - ”Szegélyhatások” Hozzájárulhatnak ahhoz, hogy bizonyos fajok nagyobb számban kerüljenek az út közelébe. - Taszító hatások Számos faj kerüli a fényt, zajt, rezgést, szagokat, intenzív mozgást, s egy vagy több tényező is távol tartja a rendszeres tartózkodástól. Elsősorban a gerinces állatok tartoznak ebbe a körbe, amelyek esetleg képesek a veszélyt is felmérni. - Izoláló, ”barrier” hatások Az út és a közlekedés bizonyos fajok populációit teljes mértékben képes izolálni. Ez akkor áll fenn leginkább, ha a kérdéses faj csak a saját élőhelyi környezetében képes
119 helyváltoztató mozgásra. Két populáció között a korlátozottá vált kicserélődés is elégtelen lehet a faj változatlan fenntartásához. Az akadályképző hatások közül a legjelentősebbekkel az ökológiai folyosók átmetszése esetén találkozunk (pl. békák szaporodása). - Spontán hatások Az út folyosót képez néhány faj elterjedéséhez, s az út mentén ezen fajok olyan területekre terjednek el, ahol korábban nem éltek (tág ökológiai tűrőképességű fajok: pl. gyomnövények). Vannak olyan fajok, amelyek a szándékos vagy véletlen szállítással jutnak egy új környezetbe és azt sikeresen képesek meghódítani.
A hatásbecslés módszerei Alapállapot becslés Az élővilág-védelmi szempontból jelentős objektumok felderítése és alapállapotának rögzítése elsődleges feladat. Ezután következik azok jelentőségének rangsorolása, ami a hatáscsökkentő létesítmények tervezésénél elengedhetetlen. • már létező adatok összegyűjtése A szükséges ökológiai alapinformációk ma még nehezen hozzáférhetők, mert nincs egységes információs rendszer vagy adatbank. • a hiányzó információk legalább alap szinten való pótlása Ez a feladat is körülményes, hiszen a minimális információk pótlására is legalább egy vegetációs periódus szükséges, amelyre legtöbbször nem hagynak időt a megbízók. Az alapállapot ismeretében a felmért objektumok jelentősége becsülhető és rangsorolható. A rangsor elején álló kiemelt jelentőségű objektumok esetében feltétlen indokolt a hatások mérséklése. A hatások becslése a tervezés: Az alapinformációk birtokában képesek vagyunk becsülni a terhelések várható hatásait (mérni csak később lehet). A hatások összegyűjtése után meghatározható a várható változások jellege. A legegyszerűbb sémában ezeket a következőképpen rögzíthetjük: • rövid-, közép-, hosszú távú változások • megfordítható, egyirányú változások • jelentős, mérsékelt, jelentéktelen változások A hatások várható erősségének, jelentőségének meghatározása komoly szakmai (ökológus) feladat. A várható változások szemléltetése több módon történhet. Egy lehetséges, átlátható, összehasonlító vizsgálatra alkalmas módszer a hatásmátrix felállítása. A hatásmátrixban fel kell tüntetnünk a hatótényezőket, a fogadóképes ökológiai tényezőket és a várható változásokat. A három dimenziós hatásmátrix rácspontjaiban az ökológiai fogadó tényezőkre gyakorolt hatás becsült értékeit, illetve a várható változás becsült értékeit
120 írhatjuk. Az értékek egy ötös skálán jelölik a hatások jelentőségét, nagyságát, időben való értelmezésüket.
A kedvezőtlen hatások csökkentése Hatáscsökkentő lehetőségek az építkezés idején Az időszakos kerítés, a városi építkezésekhez hasonlóan, folyamatos és min. 2 m magas legyen, így a por és zajszennyezést is valamelyest csökkenti. A kerítés elhelyezésénél fontos szempont a minimális területfoglalás. Olyan esetben, amikor az építkezés közel-természetes vegetáció eltávolítását teszi szükségessé, megfontolandó az eldózerolt gyep későbbi felhasználása, vagy közvetlen áttelepítése egy rontott területre. Az építkezés megfelelő időzítése egyes fajok védelme szempontjából is fontos. Kerülendő a védett madarak fészkelési időszaka, valamint a kétéltűek tavaszi vándorlási periódusa. Legkedvezőbb az építkezést az augusztustól januárig terjedő időszakban kezdeni. Az élővilág védelmét szolgálja az előzetes élőhely-átalakítás. Ezen azt értjük, hogy a végleges nyomvonal ismeretében az építkezés megkezdése előtt bizonyos módosításokat végzünk a majdan érinteni kívánt élőhelyeken annak érdekében, hogy elsősorban az állatok, az így megváltozott környezethez alkalmazkodjanak, és a későbbi építkezés káros hatásaitól részben mentesüljenek. Az előzetes beavatkozásra az építkezés megkezdése előtt legalább egy évvel sort kell keríteni. Mérlegelést igényel az alkalmazott építési anyagok és a geokémiai környezet kapcsolata is (pl. mészkő alapozás talajvízbe mosódása). Átkelés biztosítása fragmentáció (feldarabolódás) esetén A közel-természetes élőhelyek összeköttetését biztosító ökológiai hálózat kiépítése európai feladat, amely az Európai Közösség tagállamai kezdeményezésére indult és részvételi szándékát 1993-ban Magyarország is kinyilvánította egy szerződés keretében. A program EECONET (European ECOlogical NETwork) névvel az értékes élőhelyek hálózatát kívánja létrehozni olymódon, hogy közöttük az összeköttetés ökológiai folyosókkal biztosítva legyen. A fragmentáció káros hatása csökkentésének egyik egyszerű módja, ha az út miatt feldarabolódott élőhelyet egy másikkal összekötjük úgy, hogy lehetőleg azonos élőhelytípus folyamatos átmenetét biztosítsuk. Ahol az utak vízfolyást kereszteznek jól tervezett átvezetéssel biztosíthatjuk az átkelést sok faj számára. Ekkor elsődleges szempont, hogy az áradó víz átfolyásához szükségesnél nagyobb, mégpedig enyhén emelkedő vízmentes sávot biztosítsunk az átjáróban. Ennek mérete különböző lehet attól függően, hogy mely fajok áthaladását kell biztosítanunk. Ha a kétéltűeken kívül csak kisebb emlősök (borz, nyúl, kisragadozók) számára készül a mederátvezetéssel kombinált átjáró, elegendő, ha közepes vízállás esetén 1,5 m széles vízmentes sáv biztosított, a belmagasság a vízszint fölött 1-1,5 m legyen. Ideális esetben a vízparti növényzet az átjáró egy részében követi a
121 vízfolyást. Ez akkor lesz megvalósítható, ha a meder nem betonozott, hanem a természetes vízfolyásokra jellemző vízparti növényzet szegélyezi. Javasolható az átjáró belső mennyezetének durva kiképzése, mert így a denevérek számára új élőhelyet biztosíthatunk. Ha a patakmeder környéke egyben a nagyvadak átváltóhelye, a mederátvezetéssel kombinált átjárót magasabbra kell tervezni (>2,5 m), ekkor is fontos szempont a műtárgy növényzettel való tájba illesztése. A nagyvad-átjárók tervezésekor a következő összefüggés figyelembevétele javasolt (francia példa), ahol ”h” az átkelő magassága, ”l” a szélessége és ”L” a hossza: h l/L>1 Ha csak a vaddisznó átkelését kell biztosítani, az összefüggés az alábbiak szerint módosul: h l/L>0,3 A kétéltűek (elsősorban békák) út alatt átkelésüket átjáróval, vagy biztonságukat egy új vízfelület kialakításával biztosíthatjuk. Az új tavat a szaporodási időszakon kívül kell létrehozni, terelő kerítések szükségesek ahhoz, hogy a békák valóban használják az új vízfelületet. A terelők előre gyártott betonelemekből készülhetnek 40 cm-es magassággal. Az egymástól 30-40 m-re épült alagutak bejáratánál sötétítést alkalmazunk, míg a kijárat közvetlenül a szabadba nyílik. Fontos szempont a rendszer folyamatos víztelenítése (csak max. néhány órára lehet elárasztva), amely a megfelelő lejtszög és vízelvezetés (kavicságy) kialakításával érhető el Utakon átvezető komplex ökológiai átjárók építése hazánkban a tervezési fázisban lévő autópályáknál felmerült. Jelentőségük az EECONET programhoz való csatlakozásunk miatt is kiemelt. Utólagos kialakításuk jóval munka- és költségigényesebb. Komplex ökológiai átjáró alakítható ki a felüljárók alatt egy forgalommentes sáv biztosításával, amit kerítéssel választunk el az úttól és kövekkel valamint tuskókkal tehetünk vonzóvá számos állatfaj részére. Az ismertetett átjárók esetében javasolt a létesítmény középső részén egy 1 m széles homokos borítású sáv létrehozása, amely a nyomokat megőrzi, így következtethetünk a létesítmény hatékonyságára. Az utakról elfolyó víz szennyező hatásának csökkentése Az értékes területek védelme az útról lefolyó víz káros anyagaitól különböző elvezetési és tisztítási technikákkal oldható meg. A szennyezett víz összegyűjtésére olyan árkot kell építeni, amelyet szigetelő réteg (agyag, fólia) bélelt, vagy a zárt, csatorna rendszerű elvezetés is megfelelő. A szigetelt árkot úgy kell megtervezni, hogy kiadós záporok vize is elférjen benne, vagy a lefolyást valamerre biztosítsa. A tárolóban összegyűjtött víz tisztítás után zsilippel szabályozva a természetes vízgyűjtőbe kerülhet. Egy ilyen létesítmény folyamatos felügyeletet igényel (zsilip-kezelés, ellenőrzés). A megfelelő helyeken megfontolandó a nádtelepítés, ami hatékony szűrőként működhet az utak szegélyén. A nádas víztere (ha van) semmiképpen ne érintkezzen közvetlenül a vizes élőhellyel.
122 Légszennyezés és zaj hatásának csökkentése A gépkocsiforgalom a légteret kétféle módon szennyezi: egyrészt az égéstermékek káros anyagai közvetlenül a levegőbe kerülnek, másrészt a nedves útról a forgalom permetet szakít fel, ami a légköri viszonyoktól függően kisebb-nagyobb távolságra a burkolatot szennyezett anyagokat elszállítja (jégmentesítő só, olajok). Az árnyékolás történhet sövénnyel vagy valamilyen falszerű létesítménnyel (fal, sánc). A sövény vagy erdősáv a légszennyezés és a sós permet visszatartásában jelentős lehet, a zajcsökkentésre csak korlátozott mértékben eredményes. Az erdősáv optimális szerkezete: az út felől bokrokkal indul, majd magasabb fafajok és egy záró bokorsáv következik. A magasabb fák egyben a madarak repülési útvonalát is megemelik, ami a balesetek elkerülése érdekében is kívánatos. Az ültetés az útpadkától 3 m-re kezdődhet, és a forgalombiztonsági előírások figyelembevételével történik (pl. az ívek belső oldalán az előzési látóteret biztosítsa;; szélcsatorna kialakítása kerülendő). Egyes helyeken a zajszint csökkentése és a légszennyezés korlátozása együtt merül fel, amit tagolt felszínű fal építésével valósítható meg. Védett területek érintése esetén csak 60/50 decibel a megengedett zajszint. Többféle megoldás kínálkozik a fal építésére: lehet növényzettel borított sáncot emelni, ha van rá elegendő tér;; a fal készülhet fából is. A zajvédő fal egyben alkalmas a nagyvadak és egyéb vándorló állatok távoltartására. Előnyös, ha a fal út felöli oldalán még bokor- vagy facsoport ültetésével fokozzuk a légtisztító hatást, így a létesítményt bizonyos mértékig elfedjük, tájba illesztjük. A falat helyenként, pl. ahol nagyobb rálátás biztosított a tájra, üvegből lehet építeni, erre ragadozó madár kontúrképének felragasztása kötelező az énekesmadarak távoltartása érdekében (amelyek a falnak repülve elpusztulnak). Beavatkozások a vízháztartás kedvező fenntartásába Nagyon fontos, hogy az útépítés során a vízzáró réteg ne sérüljön úgy, hogy ez a terület lecsapolásához vezessen. Ezért feltétlenül indokolt a talaj mélyebb rétegeinek szerkezetét, valamint a vízmozgást ismerni. Egyszerű eset, amikor a nedves élőhely vízellátását valamilyen folyóvíz biztosítja. Ekkor elegendő ennek átvezetése az út alatt. Ennél sokkal bonyolultabb, ha az élőhelyet a szivárgó víz tartja fenn. Amikor az út a vizes élőhely fölött épül, a hidrológiai viszonyok részletes ismerete alapján a szivárgó víz útját akadálytalanul biztosítani kell. Ezt az út szintje alatt beépített csövekkel oldhatjuk meg, biztosítva a csövek hosszú távú átjárhatóságát. Szegélyek kialakítása, vonzó hatások mérséklése A vadkerítések alkalmazása a vadátjárókkal párhuzamosan tervezve feltétlenül indokolt az átváltóhelyek környékén. Ezeket erdősáv vagy magasabb sövény létesítésével tájba illeszthetjük. A kerítések magasságának megállapításánál a domborzati viszonyokat is tekintetbe kell venni (ne lehessen átugrani a kerítést). A nagytestű állatok távoltartása az úttól forgalombiztonsági szempontból is szükséges. Ha a vadkerítés az
123 autóút mellett hosszan halad, 1-2 kilométerenként célszerű menekülőkapukat építeni az útra tévedt nagyvadak számára. Ahol az átkelés gyakorisága nem indokolja a kerítés ill. vadátjáró létesítését, ott a fényvisszaverő oszlopok hatékonyan terelik el éjszakánként a fényérzékeny nagyvadakat, rókákat Egy erdő védelmét szolgálhatja az út és az erdő közé kialakított szegély, amely lehet egy gyepes rész, vagy egy sövény. Élőhelyek áttelepítése, kompenzáció A kompenzáció az útépítés során sérült vagy megszüntetett élőhelyek pótlását jelenti egy másik területen, ahol az eredeti természeti értékek és funkciók visszaállítását kíséreljük meg. Kompenzáció során a következő szempontokat kell figyelembe venni: - az új élőhely a megszüntetettel legalább azonos méretű és hasonló fajösszetételű legyen, - a megszüntetett élőhelyhez az új lehetőleg közel essen, hogy funkcióit átvehesse, de az út hatásterületén kívül legyen, - előnyösebb a kevés nagyméretű, mint a sok kisméretű rekonstruált élőhely. A kompenzációra két lehetőség van: áttelepítés és létesítés. Áttelepítés esetén mindkét érintett területet alaposan ismerni kell, részletes munkaterv szükséges az építkezés megkezdése előtt. A telepítés megfelelő időzítése létfontosságú. Tekintettel a magas költség- és munkaigényre, természetvédelmi szakember bevonása és az eredmény megfigyelése (monitorozás) fontos, és hosszú távon hozzájárulhat a megfelelő metodika kidolgozásához. Magyarországon áttelepítésnek csak gyepek és vizes élőhelyek esetében van realitása. Élőhely létesítése esetében teljesíthető célok kitűzése alapvető fontosságú. Jelenlegi tudásunk csak addig terjed, hogy célul egy, az eredetihez csak fő komponenseiben hasonló növénytársulást hozzunk létre. Populációk áttelepítése Az áttelepítés veszélyeztetett, ritka, kis egyedszámú fajok esetében merül fel, amikor ez a költséges megoldás feltétlenül szükséges a populáció megmentése érdekében. Az élőhely áttelepítéssel ellentétben, csak bizonyos fajok egyedeiről illetve kisebb populációiról lehet szó. Komplex hatáscsökkentő beavatkozási terv Mivel az élővilágra káros hatások nem egyenként egymástól elkülönülten, hanem komplexen lépnek fel, ezért az előzőekben ismertetett hatáscsökkentő beavatkozások megtétele előtt célszerű egy komplex hatáscsökkentő beavatkozási tervet készíteni.
MŰSZAKI MEGOLDÁSOK IRÁNYELVEI A hatáscsökkentő létesítmények csoportosítása A hatáscsökkentő létesítmények telepítési helyének meghatározása A hatáscsökkentő létesítmények kiterjedésének (hossz) és nagyságának (szelvény-méret) meghatározása
124
A hatáscsökkentő létesítmények csoportosítása Elválasztást segítő, az útra jutást meggátló, a mozgást korlátozó elemek, a szennyezés megakadályozását szolgáló létesítmények. - vadvédő kerítések - földművek, árkok vagy töltések - növénytelepítés Feladatuk: a jármű - élőlény konfliktus csökkentése, az út és járulékos létesítményeitől való távoltartással. A vadvédő kerítések teljes elzárást biztosítanak, a támrendszer és a célszerűen, alsó részben sűrűbb szemű hálók alkalmazásával. A földművek, árkok vagy töltések részleges elválasztást biztosítanak. A zajhatást csökkentik és vizek, valamint a talajminőség megóvásában játszott szerepükkel a védendő élőhely megóvását is segítik. A növénytelepítés levegőtisztító, zajszintcsökkentő szerepe mellett élőhelyet teremt, valamint az utak tájba illesztését segíti. Terelő, az úttal párhuzamos mozgást irányító elemek - kétéltű terelőfal - földművek, árkok vagy töltések - növénytelepítés Feladatuk a vonuló állatok útját biztosító, az élőhelyek közötti közlekedést fenntartó átjáróhelyekhez történő terelés. Kapcsolatot fenntartó, az út keresztezését elősegítő elemek - kétéltű átjáró - apróvad átjáró - vadátjáró alagút, vagy felüljáró beton korláttal, árnyékoló - földmű és növénytelepítés Feladatuk az élőhelyek közötti kapcsolat fenntartása. A kétéltű átjárók kör alakú szelvénye 0,60 - 1,00 m közötti beton vagy fémszerkezetű szelvény. Az átjárók általában párhuzamosan kerülnek elhelyezésre, hogy a működési elvüket követve mindkét irányú mozgást biztosítsák. A bevezető fejrészen rámpásaknák építendők, amelyhez a kétéltű terelőfalak is csatlakoznak. Az átjárók részei még a világítóaknák, amelyeket a padkákban illetve az elválasztósávokban kell elhelyezni. Az apróvad átjárók kör vagy négyszög szelvényűek, amelyek mérete 1,00 - 1,60 m beton vagy acéllemez szerkezetűek, fejrészeik az útvíztelenítő rendszeren kívül helyezendők el. A fejrészhez csatlakoznak a terelőlétesítmények (kerítés, növénytelepítés). A vadátjárók a domborzati viszonyok és az út vonalvezetése függvényében alul- vagy felüljárón keresztezik az utat. Az aluljárók szerkezete előregyártott vb. négyszög vagy körszelvény általában 2,00*3,00 m vagy 3,00 m mérettel elkülönítve az út víztelenítő rendszerétől. A szélesség 6-12 m, a magasság 3-5 m-ig is megnövelhető. A felüljárókat az állatok igényeihez alkalmazkodó speciális kiszélesedő rá- és levezető szakaszokkal kell kialakítani. A
125 szerkezet a szokásos vb. előregyártott elemekből áll. A felüljáróknál a leesés és rálátás ellen földsáv illetve vb. fal alkalmazásával kell védekezni. A felüljárók esetén a fajspecifikus folyosó biztosítása 8-12 m legkisebb szélesség is megfelel (pl. vaddisznó, őz, szarvas), míg komplex átjáróknál ez az 50 m -t is elérheti, sőt meg is haladhatja. Felüljárót úgy is kialakíthatunk, hogy a keresztezendő utakat átereszekben vezetjük át (pl. TUBOSIDER), amelyre az átjáró földmunkája kerül. Riasztó, közúttól való távoltartást biztosító elemek - vadriasztó prizmasor - ragadozó madár jelkép - szegélyek Feladatuk: a nem kívánatos vonulási irányok megszüntetése és figyelemfelhívás a veszélyre.
A hatáscsökkentő létesítmények telepítési helyének meghatározása Az élőhely jelentősége, helyzete, kiterjedése függvényében A felszíni vízhálózat elemeinek függvényében A mederátvezetéssel kombinált átjárók elhelyezése egyértelműen a természetes mederhez kapcsolódik. Törekedni kell arra, hogy a mederáthelyezéseket kerüljük. Külön figyelmet érdemel az útról elfolyó víz sorsának körültekintő tervezése. Az út vonalvezetése függvényében A domborzati viszonyok sokszor nem teszik lehetővé, hogy a létesítmények elhelyezése az élővilág-védelem érdekei szerint történjen. Ekkor a konkrét körülmények figyelembevételével kell az élővilág érdekeit képviselni (pl. inkább ökológiai átjárót tervezni).
A hatáscsökkentő létesítmények hossza és szelvénymérete Az élőhely alakja, mérete szerint (milyen hosszan érintkezik a vonalas létesítménnyel) Ökológiai átjáró méretének meghatározása Az átjáró út fölötti legszűkebb mérete az eddig megvalósult esetekben 8 és 200 méter közé esik, amely kiszélesedve belesimul a környező élőhelyekbe. Törekedni kell arra, hogy a fajok legnagyobb része képes legyen az átjárót használni. Ezt úgy sikerült több esetben biztosítani, hogy az átvezető részen különböző típusú élőhelysávot hoztak létre: gyep, erdősáv, vizes élőhely (nem közvetlenül az út fölött).
126 Az átjárókat leginkább használó fajok jellemzői függvényében A kapcsolódó vízfolyás jelentősége függvényében A vízfolyások átvezetésével együtt, közösen kialakított átjáróknál a hidraulikai igények kielégítése is elsőrendű feladat. A műszaki előírások szerint a műtárgynak az 1%-os (100 éves) gyakoriságú mértékadó esővízhozamot kell átvezetnie. Mivel az életmódjukban a vízfolyáshoz kötött állatok gyakran ezek mentén mozognak, e műtárgyakban szárazon is járható sáv kialakításával a migráció elősegíthető. Az utak műszaki paramétereinek függvényében Az átjárók típusának kiválasztásakor az adott környezet domborzati jellemzői és a keresztezendő út paraméterei is meghatározók (főutaknál 11 m - 18 m koronaszélesség között aluljárók is alkalmazhatók, autópályáknál szinte kizárólag felüljárók). Az átjáróknak lehetőleg a meglévő terepszinten kell megépülniük. Ehhez az aluljárók kialakításánál a főútnak legalább 2-4 m töltésmagassága szükséges a keresztezés szelvényében. A felüljáróknál ugyan a csatlakozó rámpák kialakításával enyhíthetjük a szintkülönbség zavaró hatásait, de ezekben célszerű az utat bevágásban vagy álbevágásban átvezetni.