Projekt evropské spolupráce COST 343 – Omezení uzavírek pozemních komunikací zlepšenými postupy údržby a oprav; optimalizace příčného řezu dálnic Karel Pospíšil1 Centrum dopravního výzkumu, Líšeňská 33a, 636 00 Brno, e-mail:
[email protected] ÚVOD Program Evropské unie COST (Co-operation in the Field of Scientific and Technical Research) tvoří rámec pro vědecko-technickou spolupráci mezi jednotlivými členskými a asociovanými zeměmi EU a koordinuje národní výzkumné projekty na evropské úrovni. Cílem programu COST je zajistit silnou pozici evropského výzkumu v různých oborech. Asociované země mají v této spolupráci rovnocenné postavení s členskými zeměmi EU. Problematika oprav a údržby pozemních komunikací je náplní akce s označením COST 343 a názvem: „Reduction in Road Closures by Improved Pavement Maintenance Procedures“ (ve volném překladu „Omezení uzavírek zlepšenými postupy oprav a údržby“). Do projektu COST 343 je zapojeno celkem 21 evropských zemí včetně České republiky, za kterou deleguje své pracovníky Centrum dopravního výzkumu. CDV získalo od Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy ČR na řešení 50% dotaci, zbylých 50% hradí z vlastních prostředků. Podklady pro řešení jsou získávány za laskavé pomoci Ředitelství silnic a dálnic ČR, jednotlivých středisek Správy a údržby silnic a Brněnských komunikací, a.s. Těmto organizacím budou rovněž přednostně poskytnuty výstupy z projektu.
1 CÍLE PROJEKTU Prvořadým cílem projektu COST 343 je stanovit, případně zdokonalit, metody pro opravy a údržbu pozemních komunikací včetně dálnic s ohledem na druh poruchy, kategorii a zatížení komunikace, klimatické podmínky, dobu uzavírky, ekonomiku provádění, životnost apod. K tomu je zapotřebí specifikovat nejlepší postupy užívané v Evropské unii a v ostatních členských státech COST. Výsledkem bude ekonomicky efektivnější přístup k problematice údržby a oprav vozovek, nezbytné sladění bezpečnostních standardů, optimalizace systému organizace, zvýšení ochrany životního prostředí atd. Celý projekt je veden snahou o optimalizaci nákladů na opravu či údržbu komunikace sladěním zájmů správce a uživatele komunikace. V případě více zatížených komunikací dálničního typu je do značné míry dávána přednost kratší době uzavírky před cenou použité technologie. Tyto závěry budou shrnuty do závěrečného doporučení, které se stane podkladem národním vládám i samotné Evropské unii pro případnou úpravu systému hospodaření s vozovkami či pro zásah do dopravní politiky. Dalším, neméně důležitým záměrem je analýza managementu a provozních praktik, používaných na národní úrovni (zjistí se jejich efektivnost v různých situacích vyskytujících se za různých podmínek). Očekává se stanovení určitých sjednocujících standardů pro různé aspekty ovlivňující provádění údržby a oprav v účastnických zemích s jejich následnou platností pro všechny zúčastněné země. Centrum dopravního výzkumu se sídlem v Brně se uvedeného projektu COST 343 účastní navíc tzv. národním projektem s názvem: „Optimální použití příčného řezu dálnic z hlediska bezpečnosti a hospodárnosti uzavírek při provádění údržby a oprav“. Nejpříznivější uspořádání příčného řezu dálnice musí totiž splňovat požadavky úrovně dopravního zatížení a umožňovat nejpříhodnější převedení vozidel obou dopravních směrů na jeden dopravní pás v případě uzavření provozu na druhém dopravním pásu.
2 ORGANIZACE ŘEŠITELSKÉHO TÝMU Problematika řešená v rámci akce COST 343 byla rozdělena mezi čtyři pracovní skupiny (WG): WG 1 – Maitenance Options – Způsoby oprav a údržby, WG 2 – Procedural Options – Způsoby organizace práce, WG 3 – Project Level Procedure – Způsoby organizace práce na úrovni projektu (stavby), WG 4 – Network Level Procedure – Způsoby organizace práce na úrovni sítě komunikací.
1
Ing. Karel Pospíšil, vedoucí sekce pozemních komunikací Centra dopravního výzkumu, člen Řídicího výboru akce COST 343. 1
První pracovní skupina, jak vyplývá z jejího názvu, se zabývá shromažďováním informací o používaných technologiích v každé z členských zemí. Druhá pracovní skupina se zabývá shromážděním a vyhodnocením informací o organizaci oprav a údržby v jednotlivých zemích i u jednotlivých správců komunikací. Třetí a čtvrtá pracovní skupina vyjdou ze závěrů prvních dvou skupin při formulaci konečných doporučení, která budou výstupem celé akce COST 343. Práci pracovních skupin řídí a koordinuje Řídicí výbor (MC). Pracovní skupiny i Řídicí výbor jsou složeny z delegovaných zástupců jednotlivých zemí, kteří jsou odborníky na danou problematiku. Touto formou byla vytvořena síť specialistů, kteří jsou po jisté časové období (1999 – 2003) nejprve zapojeni do oblasti zjištění současného stavu pro vytvoření určité „databáze“ získaných poznatků. Uvedená databáze umožní specifikaci metod a postupů používaných v různých oblastech Evropy. Následně se zainteresovaní oborníci budou zabývat stanovením doporučení pro vývoj směrnic, budoucí výzkum a pro integraci specifikovaných metod údržby a oprav pro silniční správce. V memorandu, které podepisuje každá země pře vstupem do projektu COST, se rovněž o této záležitosti hovoří jako o významném přínosu pro plnění stanovených cílů Dopravní evropské silniční sítě (TERN), jak je uvedeno v Rozhodnutí Evropského parlamentu č.1692/96/EC a Rady ze dne 23.7.1996. Jako velice pozitivní se jeví skutečnost, že zástupci České republiky jsou přímo u zpracování všech poznatků, mohou problematiku detailně konzultovat a podílet se i na tvorbě standardizace pro oblast údržby a oprav komunikací na celém území Evropy.
3 POSTUP PRACÍ NA PROJEKTU Pracovní skupiny WG 1 a WG 2 připravily v minulém roce poměrně rozsáhlé dotazníky, které měly za úkol zjistit stávající stav v jednotlivých účastnických zemích. Koncem roku 2000 a v tomto roce se práce obou skupin zaměřily na vyhodnocování získaných informací. V rámci řešení národního projektu, který se týká optimálního použití příčného řezu dálnice, byly uskutečněny první práce vycházející z poznatku, že norma ČSN 736110 - Projektování silnic a dálnic předepisuje pro dálnice dvě různá příčná uspořádání D26,5 a D27,5. Není však prokazatelně stanoveno, za jakých podmínek má být toho kterého použito. Citovaná norma se omezuje na konstatování, že kategorie D (R) 27,5 se zpravidla navrhuje v případě, kdy výhledová intenzita dopravy dosáhne do 20 let od předpokládaného data uvedení do provozu hodnot větších než 19 tisíc vozidel za den. Tento nezávazný požadavek normy se neopírá o výzkum provedený v českých podmínkách a nehovoří nic o skladbě dopravního proudu. Navíc je třeba posoudit uspořádání příčného řezu D28 tak, jak byl navržen pro dálnici D47 v úseku Ostrava – Bohumín. Na přelomu roků 2000 a 2001 byla formulována metodika srovnávacího pokusu, kterým se ověří vhodnost výše zmíněných šířkových uspořádání při různých intenzitách provozu. Při pokusu bude simulován stav, kdy by na jeden dopravní pás dálnice při uspořádání D26,5, D27,5, resp. D28 byl převeden obousměrně provoz.
4 DOSAVADNÍ VÝSLEDKY Výsledky dosavadního výzkumu jsou zatím k dispozici členům Řídicího výboru COST 343 jen u pracovní skupiny WG 1. Tyto výsledky jsou obsaženy v závěrečné zprávě této pracovní skupiny [1], ze které jsou v následujícím textu použité údaje. Ve zprávě jsou shrnuty informace od delegátů z 18 účastnických zemí. Pro účely COST 343 byly komunikace rozděleny do skupin: komunikace v extravilánu (rural network) první kategorie (primary) druhá kategorie (secondary) komunikace v intravilánu (urban network) první kategorie (primary) druhá kategorie (secondary) V první skupině (primary network) jsou zahrnuty komunikace dálničního typu, značně zatížené komunikace 1. třídy (komunikace evropského významu) a obdobné místní komunikace. Ve druhé skupině (secondary network) pak zbytek silnic 1. třídy, silnice 2. třídy a rovněž obdobné místní komunikace. Tabulky 1 a 2 ukazují, jak jsou jednotlivé skupiny silnic dopravně zatíženy (počet vozidel za den) a jaké je na nich typické procento těžkých nákladních vozidel.
2
Tab. 1 – Počty vozidel za den 1.kategorie (Primary) Extravilán (Rural) Intravilán (Urban) Minimum 3000 7500 Maximum 100000 100000 Medián 11740 17500 Průměr 23800 27310
2. kategorie (Secondary) Extravilán (Rural) Intravilán (Urban) 500 400 80000 10000 2880 4500 8510 4950
Tab. 2 – Typické procento těžkých nákladních vozidel 1.kategorie (Primary) Extravilán (Rural) Intravilán (Urban) Minimum 10 5 Maximum 62 26 Medián 15 12 Průměr 17 13
2. kategorie (Secondary) Extravilán (Rural) Intravilán (Urban) 8 1 24 21 10 9 13 9
Na obrázku 1 je zobrazeno zastoupení typů konstrukcí vozovek u jednotlivých skupin komunikací. Type of pavements on primary urban network 100
90
90
80
80
0 - 10 %
Unknown
90 - 100 %
80 - 90 %
Percentage of netw ork
Percentage of netw ork
Type of pavements on secondary urban network 100
90
90
80
80
Percentage of netw ork
Unknown
90 - 100 %
80 - 90 %
70 - 80 %
60 - 70 %
50 - 60 %
40 - 50 %
30 - 40 %
0 20 - 30 %
10
0 10 - 20 %
10
Unknown
20
80 - 90 %
20
Rigid
30
90 - 100 %
30
Semi-rigid
40
70 - 80 %
Rigid
Flexible
50
60 - 70 %
40
60
50 - 60 %
Semi-rigid
40 - 50 %
50
70
20 - 30 %
Flexible
0 - 10 %
60
10 - 20 %
70
Percentage of replies
100
0 - 10 %
Percentage of replies
Type of pavements on secondary rural network
30 - 40 %
70 - 80 %
60 - 70 %
50 - 60 %
40 - 50 %
30 - 40 %
0 20 - 30 %
10
0 10 - 20 %
10
Unknown
20
80 - 90 %
20
Rigid
30
90 - 100 %
30
Semi-rigid
40
70 - 80 %
Rigid
Flexible
50
60 - 70 %
40
60
50 - 60 %
Semi-rigid
40 - 50 %
50
70
30 - 40 %
Flexible
20 - 30 %
60
10 - 20 %
70
Percentage of replies
100
0 - 10 %
Percentage of replies
Type of pavements on primary rural network
Percentage of netw ork
Obr. 1 – Zastoupení typu konstrukce vozovky podle kategorie silnice Do databáze projektu se podařilo od zmíněných 18 delegátů shromáždit celkem 301 charakteristiku technologií pro opravy a údržbu pozemních komunikací, viz tab. 3: Tab. 3 – Počet charakteristik o technologiích poskytnutých jednotlivými zeměmi Stát Počet Stát Počet Stát technologií technologií Belgie 10 Irsko 9 Rakousko Česká republika 15 Maďarsko 25 Slovinsko Dánsko 18 Německo 25 Španělsko Finsko 11 Nizozemsko 21 Švédsko Francie 14 Norsko 13 Švýcarsko Chorvatsko 3 Portugalsko 20 Velká Británie
Počet technologií 20 22 3 17 23 32
3
Shromážděné technologie lze rozdělit do tří hlavních kategorií, viz tabulka 4. Tab. 4 – Zastoupení technologií podle hlavních kategorií Hlavní kategorie technologií Počet technologií Pro opravy a údržbu povrchu 205 Zvyšující únosnost netuhých vozovek 55 Zvyšující únosnost tuhých vozovek 41
Procentuální podíl 68 % 18 % 14 %
Technologie byly následně podrobněji rozděleny do tříd. Obrázek 2 ukazuje sumu zastoupení jednotlivých tříd tak, jak byly poskytnuty jednotlivými zeměmi. Názvy tříd v obrázku 2 byly ponechány v angličtině, neboť některé z nich nejsou v češtině jednoznačně terminologicky ustáleny, a proto by jejich překladem mohlo dojít k významovému posunu.Z obrázku je zřejmé, že v Evropě a tedy i v databázi dominují tři skupiny technologií. Jsou to: povrchové nátěry a nástřiky – kód 1, překrytí tenkým živičným kobercem (tl. do 40 mm) – kód 7 a překrytí tlustým živičným kobercem (tl. nad 40 mm) – kód 19.
60
50
Frequency
40
30
20
10
Code for maintenance treatment
37
35
33
31
29
27
25
23
21
19
17
15
13
11
9
7
5
3
1
0
1 Surface dressing 2 Crack sealing 3 Overbanding of cracks 4 Joint sealing 5 Patching 6 Pothole filling 7 Thin bituminous overlay, hot mix 8 Thin bituminous overlay, cold mix 9 Bituminous inlay 10 Slurry seal 11 Recycling in-situ 12 Repaving 13 Reshaping 14 Rut filling 15 Retreading 16 Re-texturing of surface 17 Thin bonded concrete overlay 18 Other surface treatment 19 Bituminous overlay, hot mix 20 Bituminous overlay, cold mix 21 Bituminous overlay, inc. geogrid etc. 22 Deep cold in-situ recycling 23 Plant mix recycling 24 Concrete overlay 25 Other strengthening treatment 26Bituminous overlay, hot mix 27 Bituminous overlay, cold mix 28 Bituminous overlay, inc. geogrid etc. 29 Concrete overlay 30 Slab grouting 31 Crack and seat and overlay 32 Stitching of cracks 33 Dowel bar (re)placement 34 Placement of tie bars 35 Slab replacement 36 Localised full depth patching 37 Full depth patching 38 Other
Obr. 2 – Rozdělení technologií do tříd a četnost jejich výskytu v sumě příspěvků zúčastněných zemí Z údajů získaný z databáze se byly již zpracovány první analýzy, které ukazují, jak se která technologie používá pro určitý typ poruchy. V tabulkách 5 – 8 jsou příklady této analýzy zobrazeny. Tab. 5 – Efekt různých technologií na opravu trhlin Název technologie 1 Surface dressing 10 Slurry seal 7 Thin bitumin. overlay 9 Bituminous inlay
4
Efekt technologie v % odpovědí Počet odpovědí Nízký/Žádný Střední Vysoký Neznámý 22 27 23 50 0 12 42 25 33 0 52 23 37 39 2 18 11 28 56 6
Tab. 6 – Efekt různých technologií na opravu vyjetých kolejí Efekt technologie v % odpovědí Název technologie Počet odpovědí Nízký/Žádný Střední Vysoký Neznámý 1 Surface dressing 22 77 23 0 0 10 Slurry seal 12 58 42 0 0 7 Thin bitumin. overlay 52 31 29 40 0 9 Bituminous inlay 18 22 0 78 0 Tab. 7 – Efekt různých technologií na zvýšení únosnosti vozovky Efekt technologie v % odpovědí Název technologie Počet odpovědí Nízký/Žádný Střední Vysoký Neznámý 1 Surface dressing 22 100 0 0 0 10 Slurry seal 12 92 8 0 0 7 Thin bitumin. overlay 52 56 40 2 2 9 Bituminous inlay 18 61 33 6 0 Tab. 8 – Efekt různých technologií na snížení hluku od pneumatik Efekt technologie v % odpovědí Název technologie Počet odpovědí Nízký/Žádný Střední Vysoký Neznámý 1 Surface dressing 22 68 9 5 18 10 Slurry seal 12 33 33 0.0 34 7 Thin bitumin. overlay 52 12 50 25 13 9 Bituminous inlay 18 11 44 17 28
5 ZÁVĚR Práce na projektu COST 343 bude v letošním roce zaměřena zejména na podrobné vyhodnocování údajů databáze. Národní projekt bude pokračovat provedením srovnávacího pokusu tak, jak je popsáno v kapitole 3. První výsledky vyhodnocení uvedeného experimentu se dají očekávat koncem letošního roku.
6 LITERATURA [1] COST Action 343 Reduction in Road Closures by Improved Pavement Maintenance Procedures, Final Report of WG 1 – Maintenance Option, dosud nepublikováno
5
